专利名称：一种机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种误差检测示教装置，尤其是涉及一种机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置。
背景技术：
随着乘用车车身焊接自动化生产率的提高，机器人焊接在生产中普遍应用，并且已经从机器人点焊到机器人螺柱焊，原有的手工螺柱焊由于焊接垂直度、焊枪是否压紧等人为因素影响焊接质量，实现机器人全自动焊接后可排除人为因素的影响，使焊接质量有效保证，但螺柱位置尺寸只能靠机器人轨迹确定，当螺柱焊枪出现碰撞或螺丝松动等情况导致螺柱位置尺寸出现偏差时，需重新调整机器人轨迹位置，但无法从机器人直观确认调 整量，所以开发一种螺柱位置误差在线检测示教装置，可以量化螺柱尺寸调整量，并减少调整时间，大大提高调整质量和效率。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种量化螺柱尺寸调整量，减少调整时间，提高调整质量和效率的机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，包括机械活动部分、X轴Y轴电子尺控制器、智能显示器，所述机械活动部分包括单轴二自由度平台、双轴移动平台、角度定位叉、螺柱锥孔体，所述单轴二自由度平台与所述双轴移动平台连接在一起，所述螺柱锥孔体位于双轴移动平台上，所述角度定位叉位于单轴二自由度平台上，所述机械活动部分在X轴Y轴电子尺控制器的控制下工作，并将测量得到的数据通过智能显示器显示出来。所述的单轴二自由度平台包括紧固螺母、定位轴、上下移动限位螺栓、锁紧轮、上下移动导向杆、单轴二自由度平台顶盘、单轴二自由度底座，所述上下移动限位杆和上下移动导向杆平行的固定于单轴二自由度平台底座与单轴二自由度平台顶盘之间且上下移动限位螺栓的两端和上下移动导向杆的两端分别固定在单轴二自由度平台底座和单轴二自由度平台顶盘上，所述锁紧轮是独立于单轴二自由度平台的部件，锁紧轮将单轴二自由度平台与双轴移动平台连接在一起，所述定位轴位于单轴二自由度平台顶盘上，所述定位轴上设有紧固螺母。所述的角度定位叉为由底座板和定位叉组成的L型结构，所述底座板穿过紧固螺母与上下移动限位螺栓固定于单轴二自由度平台的顶盘上，定位叉的位置与上下移动导向杆的位置相对应。所述双轴移动平台包括动栅板、固定轴、轮栓、双轴移动平台顶盘、双轴移动平台顶盘，所述固定轴将动栅板固定于双轴移动平台底座上，所述双轴移动平台顶盘位于动栅板上，所述轮栓位于双轴移动平台顶盘上，锁紧轮将单轴二自由度平台底座与双轴移动平台的轮栓连接在一起，即轮栓穿过单轴二自由度平台底座，锁紧轮锁住轮栓。所述螺柱锥孔体与所需焊接的螺柱相匹配，所述螺柱锥孔体位于双轴移动平台底座下方。所述的智能显示器由显示屏和按键组成，所述智能显示器由显示屏和按键组成，显示屏可以显示多组数据，每组数据由螺柱序号、标准样件坐标、实测坐标值、坐标误差四项组成，所述的按键有同步键、测量键、锁定键、清零键、翻页键和切换键，各个按键的作用如下同步键，实施显示当前数值，但是不记忆；测量键，把测量机构调整到测量点正确位置时，按下此键，可以显示测量点的XY值；锁定键，用于记忆标准件的准确位置，当把测量装置移动到标准件位置时，按一下锁定按键，可以记录当前位置原点，如需更改可以按复位键清除，移动到第二个点时，需再次按键记录当前位置原点；清零键，用于实际数值测量的清零；翻页键，用于查找所需的标准点数值；切换键，用于各种状态的切换。把此装置固定在焊枪上原螺柱夹头的位置，设焊枪轴心线为Z轴位置(与测量调整装置中心线一致)，螺柱焊接平面为XY平面。用标准件与螺柱焊枪初始标定相对坐标(X，Y)，和标准件与螺柱焊枪中性线位置发生变动后通过电子尺测量出的即时坐标(XI，Yl)比较，来间接的表示出机器人的位置偏移量，便于工人修正，调整机器人的轨迹(标准件事先打好的样件)。在工装上安装好标准件，按动“测量”按键，直接执行机器人的测试程序，即执行正常的机器人焊接程序，但不加焊接电流的移动。使装置移动经过该工件上全部螺柱的位置，本装置自动测量和记录下每个螺柱在X，Y两个方向的数值。同时智能显示装置自动执行每个对应点数据X-Xl=Xn, Y-Yl=Yn根据显示器上只显示Xn，Yn值，即直接显示最近焊好的工件的各个点在X轴上，Y轴上相对于标准样件上各个点的误差。X轴，Y轴正方向比样件大为正值，比样件小为负值来纠差调整机器人移动程序里向各点误差的反方向加数即可，正了就加负数，负了就加正数。本实用新型的有益效果是在焊枪上原螺柱夹头的位置安装一种机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，量化螺柱尺寸调整量，并减少调整时间，提高调整质量和效率。
图I为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的总体结构图；图2为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的测量调整装置机械结构图；图3为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的测量调整装置机械结构中的角度定位叉平面结构示意图；图4为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的显示器电路图；图5为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的测量电路电路图。附图中，各标号所代表的部件列表如下I、螺柱锥孔体，2、固定轴，3、动栅板，4、双轴移动平台，5、紧固螺母，6、定位轴，7、角度定位叉，8、上下移动限位螺栓，9、锁紧轮，10、上下移动导向杆，11、单轴二自由度移动平台，12、单轴二自由度平台顶盘，13、双轴移动平台底座，14、单轴二自由度平台底座，15、双轴移动平台顶盘，16、轮栓。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。如图I所示，为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的总体结构图，包括微型XY测量平台、数据识别装置、智能显示器、交流直流转换器。图2为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的测量调整装置机械结构图。图3为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的测量调整装置机械结构中的角度定位叉平面结构示意图。
图4为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的显示器电路图。串行通讯接口模块DB9与接收器SP3232芯片模块相连，接收器SP3232芯片模块与解密芯片STC10L10XE模块相连组成显示电路，完成显示功能。图5为本实用新型机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置的测量电路的电路图。测量电路是通过主SPI (主串行外设接口芯片)和从SPI (从串行接口芯片)之间相互连接，进行同步串行数据传输，然后进行数据识别，完成机器人焊接螺柱位置误差在线检测和示教的任务。如图I所示，机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置包括微型XY测量平台、数据识别装置、智能显示器、交流直流转换器，微型XY测量平台由测量调整的机械部分组成，如图2所示，测量调整的机械部分由单轴二自由度平台11、双轴移动平台4、螺柱锥孔体I、角度定位叉7组成，单轴二自由度平台11包括紧固螺母5、定位轴6、上下移动限位螺栓8、锁紧轮9、上下移动导向杆10、单轴二自由度平台顶盘12、单轴二自由度平台底座14，双轴移动平台4包括固定轴2、动栅板3、双轴移动平台顶盘15、双轴移动平台底座13、轮栓16，单轴二自由度移动平台11与双轴移动平台4通过锁紧轮9将轮栓16和单轴二自由度平台底座14连接在一起，即轮栓16穿过单轴二自由度平台底座14，锁紧轮9锁住轮栓16，角度定位叉7为由底座板和定位叉组成的L型结构，所述底座板穿过紧固螺母5与上下移动限位螺栓8固定于单轴二自由度平台顶盘12上，定位叉的位置与上下移动导向杆10的位置相对应，螺柱锥孔体I位于双轴移动平台底座13下。首先制作一件机器人焊接螺柱总成，焊接完成后用检具检测，直至螺柱位置接近标准位置，把焊好的零件总成作为标准件。把标准件放至工装夹紧，把焊枪螺柱夹头拆除并安装测量装置，焊枪端定位轴6插入螺柱焊枪中轴内，角度定位叉7卡入螺柱焊枪接收器上，上好紧固螺母5 ;在设备物偏差状态下，运行机器人移动轨迹，把机器人螺柱焊枪及测量装置示教至螺柱焊接样件第一个螺柱位置上方，通过上下移动导向杆10把螺柱锥孔体I插入标准螺柱位置，按下锁定键确定初始值XY，依次执行以上程序，记录本工位所有螺柱标准位置。当螺柱焊枪发生碰撞，支架偏移或机械部分出现磨损导致螺柱偏差时矫正步骤如下(I)取出标准样件，安装至工装，并安装好测量装置；(2)运行机器人移动轨迹，把机器人螺柱焊枪及测量装置示教至螺柱焊接样件第一个螺柱位置上方，通过上下移动限位杆10把螺柱锥孔体I插入标准螺柱位置，双轴移动平台4中的测量动栅板3测量出螺柱焊枪当前所处的位置坐标XI，Yl显示于显示器上与已锁定的初始标定值对比，测出偏差值Xn，Yn ;(3)相应调整机器人在XY平面内位置度，达到与原坐标XY—致，即Xn，Yn的值趋向于零，即可确定螺柱焊枪端螺柱处于标准位置，修改存储机器人当前位置；(4)通过上下移动导向杆10把螺柱锥孔体I从示教好的螺柱位置上移出，示教机器人至下一螺柱，并执行以上(2)、(3)步骤，确定好下一螺柱位置；(5)逐一执行以上程序，通过测量装置调整机器人位置，直至本工位所有螺柱调试完成。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，其特征在于包括机械活动部分、X轴Y轴电子尺控制器、智能显示器，所述机械活动部分包括单轴二自由度平台、双轴移动平台、角度定位叉、螺柱锥孔体，所述单轴二自由度平台与所述双轴移动平台连接在一起，所述螺柱锥孔体位于双轴移动平台上，所述角度定位叉位于单轴二自由度平台上，所述机械活动部分在X轴Y轴电子尺控制器的控制下工作，并将机械活动部分测量需要焊接的螺柱位置数据通过智能显示器显示出来。
2.根据权利要求I所述的机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，其特征在于所述的单轴二自由度平台包括紧固螺母、定位轴、上下移动限位螺栓、锁紧轮、上下移动导向杆、单轴二自由度平台顶盘、单轴二自由度底座，所述上下移动限位杆和上下移动导向杆平行的固定于单轴二自由度平台底座与单轴二自由度平台顶盘之间且上下移动限位螺栓的两端和上下移动导向杆的两端分别固定在单轴二自由度平台底座和单轴二自由度平台顶盘上，锁紧轮将单轴二自由度平台与双轴移动平台连接在一起，所述定位轴位于单轴 二自由度平台顶盘上，所述定位轴上设有紧固螺母。
3.根据权利要求2所述的机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，其特征在于所述的角度定位叉为由底座板和定位叉组成的L型结构，所述底座板穿过紧固螺母与上下移动限位螺栓固定于单轴二自由度平台的顶盘上，定位叉的位置与上下移动导向杆的位置相对应。
4.根据权利要求2所述的机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，其特征在于所述双轴移动平台包括动栅板、固定轴、轮栓、双轴移动平台顶盘、双轴移动平台顶盘，所述固定轴将动栅板固定于双轴移动平台底座上，所述双轴移动平台顶盘位于动栅板上，所述轮栓位于双轴移动平台顶盘上，所述锁紧轮将单轴二自由度平台底座与双轴移动平台的轮栓连接起来。
5.根据权利要求4所述的机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，其特征在于所述螺柱锥孔体与需要焊接的螺柱形状大小相匹配，所述螺柱锥孔体位于双轴移动平台底座下方。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，其特征在于所述的智能显示器由显示屏和按键组成。
专利摘要本实用新型涉及一种机器人焊接螺柱位置误差在线检测示教装置，包括机械活动部分、X轴Y轴电子尺控制器、智能显示器；机械活动部分包括单轴二自由度平台、双轴移动平台、角度定位叉、螺柱锥孔体；单轴二自由度平台与双轴移动平台通过锁紧轮串联连接形成一体结构；螺柱锥孔体位于双轴移动平台底座下；角度定位叉位于单轴二自由度平台的顶盘上；智能显示器由显示屏和按键组成，显示屏可以显示多组数据，每组数据由螺柱序号、标准样件坐标、实测坐标值、坐标误差四项组成，所述的按键有同步键、测量键、锁定键、清零键、翻页键和切换键；机械活动部分、X轴Y轴电子尺控制器、智能显示器依次连接。
文档编号B23K9/20GK202684296SQ20122039707
公开日2013年1月23日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者邹德平, 陶拯民, 于秋杰, 丁振涛 申请人:山东捷众汽车零部件有限公司