[发明专利]一种机器人电阻点焊工艺参数测试及控制方法

摘要

本发明涉及机械焊接设备领域，特别涉及一种机器人电阻点焊工艺参数测试及控制方法，包括S1、测量位置转移验证；S2、进行空点焊接；S3、进行实际测量；S4、将S2的编程位置输出参数与S3的实际位置输出参数进行参数线性化；S5、验证工艺参数设定值。本发明的有益效果是：本技术方案包括空点与实际点焊参数对比验证，保证参数在两种情况下参数输出的一致性；设计制作了焊接测试仪器的固定支架，减少了人工参与，提升了操作安全性能；设计制作了焊接试片固定支架，结束了焊接试片不能验证的历史；增加机器人参数定义，实现了焊接电流与焊接压力测试自动化分离；设计编写机器人程序，保证操作的灵活性，减少人员参与。

主权项

1.一种机器人电阻点焊工艺参数测试及控制方法，其特征在于，

S1、测量位置转移验证：设置测验用工位，对焊接机器人的焊接位置做相应的位移调整、且对焊接机器人进行焊接设定；

S2、进行空点焊接，并分别测量焊接时的电流参数及压力参数，记做焊接机器人的编程位置输出参数；

S3、进行实际测量，利用精确校准的电流测试仪与压力测试仪分别测量焊接时的电流参数及压力参数，记做焊接机器人的实际位置输出参数；

S4、将S2的编程位置输出参数与S3的实际位置输出参数进行参数线性化；以S3的实际位置输出参数为标准，校准焊接机器人电流互感器及比例阀输出斜率，保证焊接机器人的实际位置输出参数与机器人通过电流互感器的闭环反馈测量的焊接电流及比例阀输出的焊接压力一致；

S5、验证工艺参数设定值，通过焊接试片测试组件完成焊接试片工艺参数验证，并根据实验数据指导工艺设定。

2.根据权利要求1所述的机器人电阻点焊工艺参数测试及控制方法，其特征在于，所述S1中的焊接设定包括焊接参数的设定及焊接轨迹编程。

3.根据权利要求1所述的机器人电阻点焊工艺参数测试及控制方法，其特征在于，所述S4中的电流校准方法为：

焊接机器人本身电流测量，即电流互感器测量的电流值，测试位置为变压器二次侧交流电流，在上下电极握杆处直接测量，在下电极增加电流测试仪，并将测量值与二次侧测量值进行绝对值计算，超过误差定义机器人输出，定义信号输出提示操作者进行电流进行校准；

如果直流测量值I_D的测量值为IA‑b≤IA≤IA+a,则变压器二次侧测量电流值如果满足:(IA‑b)/k＝IB₁≤IB≤IB₂＝(IA+a)/k；则满足测量一致性要求，否则需要线性化,即需要矫正k值大小；

其中a、b为工艺要求的上下偏差值；k为线性化的斜率；

通过所述电流互感器的线性化，使其达到矫正k值大小的效果。

4.根据权利要求1所述的机器人电阻点焊工艺参数测试及控制方法，其特征在于，当焊枪为气动焊枪时，所述焊接压力校准方法为：

F＝P·S，其中F为点焊压力，S为执行气缸的截面积，P为比例阀输出侧气压值，比例阀设定值曲线测量采用窗口比较方式P_1＜P＜P_2；P_1与P_2分别为满足工艺输出要求的进气气源下限上限压力值；

根据工艺要求的压力最大值Fm、最小值Fn的焊接压力上偏差+b,下偏差‑a,及公式F＝P·S计算得到两个极限压力下的要求比例阀输出侧气压值Pmin、Pmax,及比例阀输出侧气压值P变化范围的理论可行域；

需满足Pmin＞P_1≥0，Pmax＜P_2，才能保证工艺误差范围内的所有压力输出；

根据公式F＝P.S＝P.2πR，F焊钳输出压力，P比例阀输出压力控制，S主气缸横截面积，R主气缸半径。

5.根据权利要求1所述的机器人电阻点焊工艺参数测试及控制方法，其特征在于，当焊枪为伺服焊枪时，所述焊接压力校准方法为：

T＜T_limit；

其中F为焊钳输出压力，T为电机输出扭矩，L为扭矩作用力臂,P为电机功率,N为电机转速，U为电机电压，I为电机电流，为功率因数；

其中所述扭矩作用力臂L、电机功率P,电机转速N，电机电压U，电机电流I，功率因数均为常数；

通过对输出焊接压力的实际测量得到实际输出的扭矩曲线，通过对扭矩曲线斜率的校准，对电机输出扭矩T进行调整，进而对焊接压力校准。

6.根据权利要求1所述的机器人电阻点焊工艺参数测试及控制方法，其特征在于，对于所述S5的步骤为：

1)通过焊钳控制器定义试验参数，通过计算机实现任意焊接参数给定，并通过给定参数借用增加的机器人编程实现焊接，进行试片点焊试验；

2)此处通过试片的拉力试验及撕裂试验可以验证，通过大量数据统计分析，当前工艺参数设定值如果不是最优设定，可根据实验数据的统计结果及焊接外观质量进一步优化焊接工艺参数；

实现实际位置的测量、输出值,编程位置的测量、输出值,焊接工艺参数实际测量值和焊接工艺参数设定值的一致性验证，通过读取焊接控制器内部机器人实际位置自测量、输出值直接获得实际输出值。