一種機器人焊接垂直度測量機構及其測量方法
【專利摘要】本發明的目的是提出一種機器人焊接垂直度測量機構及其測量方法，以快速、準確地提高焊槍垂直度，從而提高焊接質量。該測量機構由底座及測量桿連接而成，底座的底面為平面，所述測量桿垂直于底座的底面，所述底座設有磁鐵。本發明的測量步驟如下：A：將焊槍的上電極和下電極移至焊點處，并使焊槍的上電極和下電極以近似垂直于鈑金件的角度夾緊鈑金件；B：在鈑金件的焊點旁邊選取平面作為測量面，將機器人焊接垂直度測量機構的底座通過磁鐵吸附于測量面上；C：用直尺測量測量桿端部中心與焊槍上電極桿中心的距離L1；當L1大于預定長度L0時，調整焊槍角度；D：重復步驟C，直至L1大于或小于預定長度L0，表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求。
【專利說明】一種機器人焊接垂直度測量機構及其測量方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于焊裝機器人焊接領域，特別涉及到機器人焊接垂直度測量機構及其測量方法。
【背景技術】
[0002]在汽車行業快速發展的今天，各汽車廠家為保證焊接質量的一致性，在白車身焊接中已開始廣泛的引入了機器人焊接。在機器人焊接過程中，焊槍垂直度因素是影響焊接質量一致性的一個關鍵因素，影響著焊點的表面質量和焊點強度。機器人焊槍垂直度問題一般是在現場焊槍軌跡調試中一次性解決。而在現場調試中，機器人焊槍的焊接電極與焊接的鈑金件垂直度偏差的多少，基本是人眼的直覺來判斷，并無專門的檢測工具。
[0003]按行業要求，要求焊槍的焊接電極與焊接的鈑金面垂直度偏差值在5度以內為合格，超過5度將影響焊接質量，必須給予糾正。而用人眼測量，雖然檢測速度快，但是偏差大、難以判斷識別5度角，且和個人的經驗有大關系，檢測的正確率低，一致性差。另外，最直觀的角度檢測方法是用角度測量機構對角度進行測量，但受操作空間的限制，直觀的角度測量在焊槍電極角度測量中基本很難實現，故未使用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提出一種機器人焊接垂直度測量機構及其測量方法，以快速、準確地提聞焊槍垂直度，從而提聞焊接質量。
[0005]本發明的機器人焊接垂直度測量機構由底座及測量桿連接而成，底座的底面為平面，所述測量桿垂直于底座的底面，所述底座設有磁鐵。
[0006]應用上述的機器人焊接垂直度測量機構的測量方法包括如下步驟:
A:在鈑金件上標出焊點位置，將焊槍的上電極和下電極移至焊點處，調整焊槍角度至焊槍與鈑金件表面呈近似垂直狀態，閉合焊槍的上電極和下電極，使焊槍的上電極和下電極夾緊飯金件；
B:在鈑金件的焊點旁邊選取平面作為測量面，將機器人焊接垂直度測量機構的底座通過磁鐵吸附于測量面上；
C:用直尺測量測量桿端部中心與焊槍上電極桿中心的距離LI ;當LI大于預定長度LO時，調整焊槍角度；所述預定長度L0=L2*tan( α )，其中L2為測量桿的長度，α為焊槍的焊接垂直度的最大預定偏差角度；
D:重復步驟C，直至LI大于或小于預定長度L0，表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求。
[0007]上述焊槍焊接垂直度的測量原理如下:
測量桿端部中心與焊槍上電極桿中心的距離為LI，焊槍電極實際位置的中心線為L3，測量桿的長度為L2，則如圖2所示，L1、L2、L3可以組成一個直角三角形，其中直角邊為LI和L2，斜邊為L3，焊槍焊接垂直度的偏差角度為α。根據直角三角形幾何關系，若知道兩直角邊的邊長11和12，可以求出夾角?即實現了將邊長轉化為角度。由于12、0為已知值，根據直角三角形的正切函數:仏11 (0 )=11/12，得出11=12*1:2111 ( 0 ), 0的值越大，則11也就越大。根據預先設定的最大預定偏差角度0和測量桿的長度12，可以計算出11的最大值不應該超過[0 (10=12^^811 ( 0 )),當[1的最大值超過10時，表示焊槍垂直度偏差值未能滿足要求，需重新調節焊槍角度。
[0008]進一步地，所述8步驟中，在測量面上選取兩個點作為測量點，所述兩個測量點與焊點的連線互相垂直；所述匕0步驟中，首先在一個測量點上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至測量點上所測得的焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求，然后再在另一個測量點上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至兩個測量點上所測得的焊槍的焊接垂直度均已經達到預定要求，則表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求。由于焊槍與鈑金件處于三維的環境中，因此僅僅在一個方向上對焊槍的角度進行測量是不夠的，有可能會導致嚴重的測量誤差，具體原理如下:當焊槍處于與測量面垂直的平面內時，如果測量桿恰好也位于該與測量面垂直的平面內，那么即使焊槍傾斜于測量面，測量桿也與焊槍位于同一平面內，當測量者從該平面的角度看過去時，就會發現測量桿與焊槍位于同一直線上，[1=0，這樣就錯判了焊槍的垂直度。
[0009]當測量面較小，無法尋找到合適的兩個測量點時，可以用下述方法進行測量:所述8步驟中，在測量面上選取一個點作為測量點；所述匕0步驟中，首先在該測量點的第一個方向上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至該方向上所測得的焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求，然后再在該測量點的第二個方向上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至兩個方向上所測得的焊槍的焊接垂直度均已經達到預定要求，則表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求；所述第一個方向與第二個方向正交。
[0010]進一步地，為保證測量桿垂直于鈑金面的測量點，所述8步驟中的測量面與焊點位置的平面平行，且測量面的表面清潔。
[0011]進一步地，為在測量時能夠準確找到測量桿端部中心的位置，提高測量精確度，所述測量桿為錐狀。
[0012]進一步地，為減少測量桿端部的磨損，延長機器人焊接垂直度測量機構的使用壽命，所述測量桿的端部為球頭。
[0013]進一步地，所述測量桿由一節或者多節通過螺紋配合連接而成，這樣可以根據需要改變測量桿的長度，以適應不同焊槍及焊接場合的測量。
[0014]本發明將角度的測量轉化為刻度的測量，而直尺刻度的測量操作方便，受空間限制少，人眼也易識別，從而提高了測量的準確性和效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的機器人焊接垂直度測量機構的結構原理圖。
[0016]圖2是本發明的測量原理圖。
[0017]圖3是本發明的機器人焊接垂直度測量機構的測量操作圖。
【具體實施方式】
[0018]下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。
[0019]實施例1:
如圖1所示，本實施例的機器人焊接垂直度測量機構由底座1及測量桿2連接而成，底座1的底面為平面，所述測量桿2垂直于底座1的底面，所述底座1設有米思米耐熱銣磁鐵3 ；所述測量桿2為錐狀，測量桿2的端部為球頭4 ；測量桿2由兩節通過螺紋配合連接而成。
[0020]應用上述的機器人焊接垂直度測量機構的測量方法包括如下步驟:
八:在鈑金件8上標出焊點7位置，將焊槍的上電極5和下電極6移至焊點7處，調整焊槍角度至焊槍與鈑金件8表面呈近似垂直狀態，閉合焊槍的上電極5和下電極6，使焊槍的上電極5和下電極6夾緊鈑金件8 ；
8:在鈑金件8的焊點7旁邊選取平面作為測量面，將機器人焊接垂直度測量機構的底座1通過磁鐵3吸附于測量面上；
0:用直尺測量測量桿2端部中心與焊槍上電極5桿中心的距離11 ；當11大于預定長度10時，調整焊槍角度；所述預定長度10=12*^111 ( 0 ),其中12為測量桿2的長度，0為焊槍的焊接垂直度的最大預定偏差角度；
0:重復步驟I直至[1大于或小于預定長度⑶，表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求。
[0021]所述8步驟中，在鈑金件8的焊點7旁側選取一個平面作為測量面，并在測量面上選取兩個點作為測量點，所述兩個測量點與焊點的連線互相垂直；所述匕0步驟中，首先在一個測量點上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至測量點上所測得的焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求，然后再在另一個測量點上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至兩個測量點上所測得的焊槍的焊接垂直度均已經達到預定要求，則表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求。
[0022]當測量面較小，無法尋找到合適的兩個測量點時，可以用下述方法進行測量:所述8步驟中，在測量面上選取一個點作為測量點；所述匕0步驟中，首先在該測量點的第一個方向上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至該方向上所測得的焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求，然后再在該測量點的第二個方向上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至兩個方向上所測得的焊槍的焊接垂直度均已經達到預定要求，則表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求；所述第一個方向與第二個方向正交。
[0023]為保證測量桿2垂直于鈑金面的測量點，所述8步驟中的測量面與焊點7位置的平面平行，且測量面的表面清潔無油污。
[0024]為方便人眼的讀數識別及操作的便利性，在本實施例中，測量桿2的長度12設定為137臟，焊槍的焊接垂直度的最大預定偏差角度0設定為5度，則[0=二12臟。
[0025]當實際測量值的11含時，即0=5。，則焊槍垂直度偏差值滿足要求。
[0026]當實際測量值的11 ? 12臟時，即0 ? 5°，則焊槍垂直度偏差值不滿足要求，根據測量結果的偏差方向重新調整焊槍角度后再進行測量，直至滿足11含12皿為止。
【權利要求】
1.一種機器人焊接垂直度測量機構，其特征在于由底座及測量桿連接而成，底座的底面為平面，所述測量桿垂直于底座的底面，所述底座設有磁鐵。
2.根據權利要求1所述的機器人焊接垂直度測量機構，其特征在于所述測量桿為錐狀。
3.根據權利要求2所述的機器人焊接垂直度測量機構，其特征在于所述測量桿的端部為球頭。
4.根據權利要求3所述的機器人焊接垂直度測量機構，其特征在于所述測量桿由一節或者多節通過螺紋配合連接而成。
5.根據權利要求1所述的機器人焊接垂直度測量機構的測量方法，其特征在于包括如下步驟: A:在鈑金件上標出焊點位置，將焊槍的上電極和下電極移至焊點處，調整焊槍角度至焊槍與鈑金件表面呈近似垂直狀態，閉合焊槍的上電極和下電極，使焊槍的上電極和下電極夾緊飯金件； B:在鈑金件的焊點旁邊選取平面作為測量面，將機器人焊接垂直度測量機構的底座通過磁鐵吸附于測量面上； C:用直尺測量測量桿端部中心與焊槍上電極桿中心的距離L1 ;當L1大于預定長度L0時，調整焊槍角度；所述預定長度L0=L2*tan( α )，其中L2為測量桿的長度，α為焊槍的焊接垂直度的最大預定偏差角度； D:重復步驟C，直至L1大于或小于預定長度L0，表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求。
6.根據權利要求5所述的機器人焊接垂直度測量機構的測量方法，其特征在于所述Β步驟中，在測量面上選取一個點作為測量點；所述C、D步驟中，首先在該測量點的第一個方向上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至該方向上所測得的焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求，然后再在該測量點的第二個方向上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至兩個方向上所測得的焊槍的焊接垂直度均已經達到預定要求，則表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求；所述第一個方向與第二個方向正交。
7.根據權利要求5所述的機器人焊接垂直度測量機構的測量方法，其特征在于所述B步驟中，在測量面上選取兩個點作為測量點，所述兩個測量點與焊點的連線互相垂直；所述C、D步驟中，首先在一個測量點上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至測量點上所測得的焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求，然后再在另一個測量點上進行焊槍焊接垂直度的測量，直至兩個測量點上所測得的焊槍的焊接垂直度均已經達到預定要求，則表示焊槍的焊接垂直度已經達到預定要求。
8.根據權利要求5或6或7所述的機器人焊接垂直度測量機構的測量方法，其特征在于所述B步驟中的測量面與焊點位置的平面平行，且測量面的表面清潔。
【文檔編號】B23K37/00GK104439769SQ201410574572
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】尹雪松, 黃志林, 王小龍, 謝緯 申請人:奇瑞汽車股份有限公司