專利名稱：一種沖鉚系統(tǒng)及其沖鉚方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于汽車制造的系統(tǒng)及其方法，尤其涉及一種沖鉚系統(tǒng)及其沖鉚方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)機器人(Industrial Robot)是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器人。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。它們通常配有機械手、刀具或其它可裝配的加工工具，能夠搬運材料、工件，完成各種作業(yè)是一種柔性自動化設(shè)備。2000年開始，受國家宏觀政策調(diào)控及居民消費水平提高的影響，我國汽車工業(yè)進入了一個高速增長期。面對這種局面，國際汽車巨頭紛紛進入中國市場并與我國企業(yè)合資設(shè)廠或擴大原有生產(chǎn)規(guī)模，國內(nèi)企業(yè)也紛紛轉(zhuǎn)型或加大對汽車行業(yè)的投資，整個行業(yè)增產(chǎn)擴能增加了對工業(yè)機器人需求。據(jù)不完全統(tǒng)計，最近幾年國內(nèi)廠家所生產(chǎn)的工業(yè)機器人有超過一半是提供給汽車行業(yè)的。汽車工業(yè)是全球制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對汽車品質(zhì)要求越來越高，而使用自動化設(shè)備，取代人工的生產(chǎn)是其重要措施之一。許多過去由人工完成的制造工藝過程正逐漸由先進的機械自動化生產(chǎn)設(shè)備來實現(xiàn)，由此引發(fā)了對機械自動化制造工藝設(shè)備及生產(chǎn)線越來越多的需求。而現(xiàn)有技術(shù)中的沖鉚機器人不能完全取代人工進行沖鉚，并且在對工件沖鉚時容易損傷工件，并且其工作效率低下。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于更進一步的改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種沖鉚系統(tǒng)及其沖鉚方法，以提高對工件的沖鉚效率，保證沖鉚質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種沖鉚系統(tǒng)，其包括沖鉚機器人與用于控制所述沖鉚機器人運行的控制裝置，所述沖鉚機器人與所述控制裝置通信連接，其中，所述沖鉚機器人上設(shè)置有一用于對工件進行沖鉚的沖鉚槍，所述控制裝置與一用于固定工件的工件夾具通信連接，所述工件夾具與一可編程邏輯控制器通信連接，所述可編程邏輯控制器與所述沖鉚機器人通信連接；所述可編程邏輯控制器控制所述工件夾具將工件固定，所述沖鉚機器人控制所述沖鉚槍對工件進行沖鉚。所述的沖鉚系統(tǒng)，其中，所述沖鉚機器人包括:初始化模塊，用于對所述沖鉚機器人進行初始化；零點確認模塊，用于確認所述沖鉚機器人各軸角度、零點是否準確；地址分配模塊，用于設(shè)置所述控制裝置主網(wǎng)絡(luò)地址、所述沖鉚機器人從網(wǎng)絡(luò)地址，并定義笛卡爾坐標，確定所述沖鉚槍的坐標；機器人編程模塊，用于設(shè)定所述沖鉚槍的運動軌跡，設(shè)定I/O信號與外界的交互；通訊模塊，用于與所述可編程邏輯控制器交互信號，指揮所述可編程邏輯控制器控制所述沖鉚槍進行沖鉚；沖鉚控制模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的所述沖鉚槍之運動軌跡控制所述沖鉚槍和所述工件夾具運動，完成沖柳；所述初始化模塊、所述零點確認模塊、所述地址分配模塊、所述機器人編程模塊、所述通訊模塊與所述沖鉚控制模塊依次通信連接。所述的沖鉚系統(tǒng)，其中，所述沖鉚機器人與所述控制裝置通過電機供電電纜及編碼線通信連接。一種沖鉚方法，其包括以下步驟:對沖鉚機器人上電初始化并進行零點校正，確定所述沖鉚機器人在生產(chǎn)線上沖鉚工位中的位置；然后確定沖鉚槍與工件夾具的工作坐標，控制裝置控制所述沖鉚機器人完成對工件的沖鉚。所述的沖鉚方法，其中，上述步驟具體的包括:A、初始化模塊對所述沖鉚機器人初始化，然后零點確認模塊確認所述沖鉚機器人各軸角度并同步進行零點校正；B、地址分配模塊設(shè)置所述沖鉚機器人與所述控制裝置的網(wǎng)絡(luò)地址與所述沖鉚機器人的從網(wǎng)絡(luò)地址，使所述沖鉚機器人與所述控制裝置相連接，定義所述工件夾具與所述沖鉚搶的坐標；C、所述地址分配模塊將所述工件夾具與所述沖鉚搶的坐標發(fā)送至機器人編程模塊，所述機器人編程模塊設(shè)定所述沖鉚槍的運動軌跡，并將所述沖鉚槍的運動軌跡發(fā)送至沖鉚控制模塊，所述沖鉚控制模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定之所述沖鉚槍的運動軌跡控制所述沖鉚槍對工件進行沖鉚。所述的沖鉚方法，其中，上述步驟具體的包括:所述工件夾具將對應(yīng)工件夾緊并定位。所述的沖鉚方法，其中，上述步驟具體的包括:確定所述沖鉚機器人在生產(chǎn)線上沖鉚工位中的位置；對所述沖鉚機器人上電并初始化；對所述沖鉚機器人進行零點校正；所述沖鉚機器人與所述控制裝置通信連接，并確定所述沖鉚槍的坐標；校正預(yù)先編程所述沖鉚槍的運動軌跡與實際運動軌跡的偏差；確定并優(yōu)化所述沖鉚槍的運動軌跡，控制所述沖鉚槍和所述工件夾具運動完成沖鉚。本發(fā)明提供的一種沖鉚系統(tǒng)及其沖鉚方法，采用其沖鉚機器人、控制裝置、沖鉚槍、工件夾具與可編程邏輯控制器的機構(gòu)模式，能夠自動完成沖鉚過程，完全取代工人進行沖鉚，與傳統(tǒng)的由人工進行沖鉚相比，有效提高了沖鉚過程的自動化程度及產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了操作者的勞動強度，節(jié)約了時間，降低了產(chǎn)品制造成本。


圖1為本發(fā)明中沖鉚系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中沖鉚機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中沖鉚方法的流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供的一種沖鉚系統(tǒng)及其沖鉚方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種沖鉚系統(tǒng)，如圖1所示的，其包括沖鉚機器人I與用于控制所述沖鉚機器人運行的控制裝置2，所述沖鉚機器人I與所述控制裝置2通信連接，并且所述沖鉚機器人I上設(shè)置有一用于對工件進行沖鉚的沖鉚槍3，所述控制裝置2與一用于固定工件的工件夾具4通信連接，所述工件夾具4與一可編程邏輯控制器5通信連接，所述可編程邏輯控制器5與所述沖鉚機器人I通信連接；所述可編程邏輯控制器5控制所述工件夾具4將工件固定，所述沖鉚機器人I控制所述沖鉚槍3對工件進行沖鉚。在本發(fā)明的另一較佳實施例中，如圖2所示的，所述沖鉚機器人I包括:初始化模塊6，用于對所述沖鉚機器人I進行初始化；零點確認模塊7，用于確認所述沖鉚機器人I各軸角度、零點是否準確；地址分配模塊8，用于設(shè)置所述控制裝置2主網(wǎng)絡(luò)地址、所述沖鉚機器人I從網(wǎng)絡(luò)地址，并定義笛卡爾坐標，確定所述沖鉚槍3的坐標；機器人編程模塊9，用于設(shè)定所述沖鉚槍3的運動軌跡，設(shè)定I/O信號與外界的交互；通訊模塊10，用于與所述可編程邏輯控制器5交互信號，指揮所述可編程邏輯控制器5控制所述沖鉚槍3進行沖鉚；沖鉚控制模塊11，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的所述沖鉚槍3之運動軌跡控制所述沖鉚槍3和所述工件夾具4運動，完成沖柳；所述初始化模塊6、所述零點確認模塊7、所述地址分配模塊8、所述機器人編程模塊9、所述通訊模塊10與所述沖鉚控制模塊11依次通信連接。本發(fā)明通過模塊化設(shè)置，與傳統(tǒng)的由人工進行沖鉚相比，有效提高了沖鉚過程的自動化程度及產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了操作者的勞動強度。更進一步的，所述沖鉚機器人I與所述控制裝置2通過電機供電電纜及編碼線通信連接，降低了本發(fā)明的制造成本。本發(fā)明提供了一種沖鉚方法，如圖3所示的，其包括以下步驟:步驟101:對沖鉚機器人I上電初始化并進行零點校正，確定所述沖鉚機器人I在生產(chǎn)線上沖鉚工位中的位置；然后確定沖鉚槍3與工件夾具4的工作坐標，控制裝置2控制所述沖鉚機器人I完成對工件的沖鉚。在本發(fā)明的另一較佳實施例中，所述步驟101具體的包括:初始化模塊6對所述沖鉚機器人I初始化，然后零點確認模塊7確認所述沖鉚機器人I各軸角度并同步進行零點校正；
然后，地址分配模塊8設(shè)置所述沖鉚機器人I與所述控制裝置2的網(wǎng)絡(luò)地址與所述沖鉚機器人I的從網(wǎng)絡(luò)地址，使所述沖鉚機器人I與所述控制裝置2相連接，定義所述工件夾具4與所述沖鉚搶3的坐標；最后，所述地址分配模塊8將所述工件夾具4與所述沖鉚搶3的坐標發(fā)送至機器人編程模塊9，所述機器人編程模塊9設(shè)定所述沖鉚槍3的運動軌跡，并將所述沖鉚槍3的運動軌跡發(fā)送至沖鉚控制模塊11，所述沖鉚控制模塊11根據(jù)預(yù)先設(shè)定之所述沖鉚槍3的運動軌跡控制所述沖鉚槍3對工件進行沖鉚。更進一步的，所述工件夾具4將對應(yīng)工件夾緊并定位。為了更進一步的描述本發(fā)明，以下列舉更詳盡的實施例，其具體的包括:確定所述沖鉚機器人I在生產(chǎn)線上沖鉚工位中的位置；

對所述沖鉚機器人I上電并初始化；對所述沖鉚機器人I進行零點校正；所述沖鉚機器人I與所述控制裝置2通信連接，并確定所述沖鉚槍3的坐標；校正預(yù)先編程所述沖鉚槍3的運動軌跡與實際運動軌跡的偏差；確定并優(yōu)化所述沖鉚槍3的運動軌跡，控制所述沖鉚槍3和所述工件夾具4運動完成沖柳。其更為具體的，下面提供一段對所述沖鉚機器人I所編譯的沖鉚程序，來解釋上述功能是如何實現(xiàn)的，應(yīng)當理解的是，可以采用其他形式的代碼來實現(xiàn)，不限于所述舉例。
M20 = EIN進入沖鉚程序
WARTE BIS E306 & (E308 + F14) 判斷槍是否在初始位置；
FOLD A56 = AUS告知PLC沖鉚開始；
%{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG %P 2:A56 = AUS5 3:
BOASG
$OUT[56] =FALSE;ENDFOLD;FOLD A306 = AUS鉚槍返回信號清零；
%{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG %P 2:A306 = AUS, 3:BOASG
SOUT[306] = FALSE;ENDF0LD
;F0LD A305 = !F 14 鉚槍伸出
;F0LD WARTE BIS !E311 & E307 + F14判斷鉚槍是否伸出
位；％{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VWB0ASG %P 2:WARTEBIS !E311 &E307 +F14, 3: WBOASG
$L00P_MSG[]="!E311 & E307 + F14"
$L00P_C0NT=TRUE
WAIT FOR (NOT $IN[311] AND $IN[307] OR SFLAG[14]) OR (NOT$LOOP_CONTAND (SMODE_OP<>#EX
$LOOP_MSG[]=M
”
;ENDFOLD
;FOLD A308 = AUS沖頭返回信號清零；
%{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG %P 2:A308 = AUS, 3:BOASG
$〇UT[308] = FALSE;ENDFOLD
;FOLD A307 = !F14 沖頭伸出(沖鉚信號);％{E}%MKUKATPVW%CVW_SPS %VBOASG %P 2:A307 = !F14, 3: BOASG$OUT[307] = NOT $FLAG[14];ENDFOLD
;FOLD WARTE BIS E312 & E305 + F14判斷沖鉚是否完

成；％{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VWBOASG %P 2:WARTE BISE312 & E305 + F14，3: WBOASG
$L00P_MSG[]="E312 & E305 + F14”
$L00P—C0NT=TRUE
WAIT FOR ($IN[312] AND $IN[305] OR $FLAG[14]) OR (NOTSLOOP_CONT AND ($MODE_OP<>#EX))
$LOOP_MSG[]="
If
;ENDFOLD
;FOLD WARTE ( EIN ) ZEIT 2 [l/10Sek] ;%{E}%MKUKATPVW%CVW_SPS %VWTASG %P 2:WARTE (EIN) ZEIT 2 [l/10Sek], 3: WTASG$LOOP_MSG[]="Wartezeit..."· $LOOP_CONT=TRUE
WAIT FOR (FALSE OR TIMER_LIMIT ((2)*0.1) OR (NOT$LOOP_CONT AND ($MODE_OP<>#EX)))
$LOOP_MSG[]="
If
;ENDFOLD·
;FOLD A305 = AUS ;% {E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG%P 2:A305 = AUS, 3: BOASG$OUT[305] = FALSE;ENDFOLD
;FOLD A307 = AUS ;%{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG%P 2:A307 - AUS, 3: BOASG$OUT[307] = FALSE;ENDFOLD

;FOLD A306 = EIN沖頭返回；％{E}%MKUKATPVW
%CVW_SPS %VBOASG %P 2:A306 = EIN，3: BOASG$011叩06] = TRUE;ENDFOLD
;FOLD A308 = EIN鉚槍返回；％{E}%MKUKATPVW
%CVW_SPS %VBOASG %P 2:A308 = EIN, 3: BOASG$OUT[308] = TRUE;ENDFOLD
;FOLD WARTE BIS E311 ;% {E} %MKUKATP V W %CVW_SPS%VWBOASG %P 2:WARTE BIS E311，3: WBOASGSLOOP_MSG[]="E311"
$LOOP_CONT=TRUE
WAIT FOR ($IN[311]) OR (NOT $LOOP_CONT AND($MODE_OPo#EX))
$LOOP_MSG[]="
If
;ENDFOLD
；FOLD A306 = AUS ;%{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG%P 2:A306 = AUS, 3: BOASG$OUT[306] = FALSE;ENDFOLD
;FOLD A308 = AUS ;%{E}%MKUKATPVW %CVW—SPS %VBOASG%P 2:A308 = AUS, 3: BOASG$OUT[308] = FALSE;ENDFOLD
;FOLD A56 = EIN告知PL C沖鉚過程完

成;％{E}%MKXJKATPVW %CVW_SPS %VBOASG %P 2:A56 = EIN, 3:BOASG 、丨
$OUT[56] =TRUE;ENDFOLD
；FOLD M20 = E311離開沖鉚程序;％{E}°/oMKUKATPVW
%CVW_SPS %VB0ASG %P 2:M20 = E311, 3: BOASG$CYCFLAG[20] = $IN[311]
;ENDFOLD。 應(yīng)當理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種沖鉚系統(tǒng)，其包括沖鉚機器人與用于控制所述沖鉚機器人運行的控制裝置，所述沖鉚機器人與所述控制裝置通信連接，其特征在于，所述沖鉚機器人上設(shè)置有一用于對工件進行沖鉚的沖鉚槍，所述控制裝置與一用于固定工件的工件夾具通信連接，所述工件夾具與一可編程邏輯控制器通信連接，所述可編程邏輯控制器與所述沖鉚機器人通信連接；所述可編程邏輯控制器控制所述工件夾具將工件固定，所述沖鉚機器人控制所述沖鉚槍對工件進行沖鉚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖鉚系統(tǒng)，其特征在于，所述沖鉚機器人包括: 初始化模塊，用于對所述沖鉚機器人進行初始化； 零點確認模塊，用于確認所述沖鉚機器人各軸角度、零點是否準確； 地址分配模塊，用于設(shè)置所述控制裝置主網(wǎng)絡(luò)地址、所述沖鉚機器人從網(wǎng)絡(luò)地址，并定義笛卡爾坐標，確定所述沖鉚槍的坐標； 機器人編程模塊，用于設(shè)定所述沖鉚槍的運動軌跡，設(shè)定I/O信號與外界的交互； 通訊模塊，用于與所述可編程邏輯控制器交互信號，指揮所述可編程邏輯控制器控制所述沖鉚槍進行沖鉚； 沖鉚控制模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的所述沖鉚槍之運動軌跡控制所述沖鉚槍和所述工件夾具運動，完成沖柳； 所述初始化模塊、所述零點確認模塊、所述地址分配模塊、所述機器人編程模塊、所述通訊模塊與所述沖鉚控制模塊依次通信連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖鉚系統(tǒng)，其特征在于，所述沖鉚機器人與所述控制裝置通過電機供電電纜及編碼線通信連接。
4.一種沖鉚方法，其包括以下步驟: 對沖鉚機器人上電初始化并進行零點校正，確定所述沖鉚機器人在生產(chǎn)線上沖鉚工位中的位置；然后確定沖鉚槍與工件夾具的工作坐標，控制裝置控制所述沖鉚機器人完成對工件的沖鉚。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沖鉚方法，其特征在于，上述步驟具體的包括: A、初始化模塊對所述沖鉚機器人初始化，然后零點確認模塊確認所述沖鉚機器人各軸角度并同步進行零點校正； B、地址分配模塊設(shè)置所述沖鉚機器人與所述控制裝置的網(wǎng)絡(luò)地址與所述沖鉚機器人的從網(wǎng)絡(luò)地址，使所述沖鉚機器人與所述控制裝置相連接，定義所述工件夾具與所述沖鉚搶的坐標； C、所述地址分配模塊將所述工件夾具與所述沖鉚搶的坐標發(fā)送至機器人編程模塊，所述機器人編程模塊設(shè)定所述沖鉚槍的運動軌跡，并將所述沖鉚槍的運動軌跡發(fā)送至沖鉚控制模塊，所述沖鉚控制模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定之所述沖鉚槍的運動軌跡控制所述沖鉚槍對工件進行沖鉚。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沖鉚方法，其特征在于，上述步驟具體的包括:所述工件夾具將對應(yīng)工件夾緊并定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沖鉚方法，其特征在于，上述步驟具體的包括: 確定所述沖鉚機器人在生產(chǎn)線上沖鉚工位中的位置； 對所述沖鉚機器人上電并初始化；對所述沖鉚機器人進行零點校正；所述沖鉚機器人與所述控制裝置通信連接，并確定所述沖鉚槍的坐標；校正預(yù)先編程所述沖鉚槍的運動軌跡與實際運動軌跡的偏差；確定并優(yōu)化所述沖鉚槍的運 動軌跡，控制所述沖鉚槍和所述工件夾具運動完成沖鉚。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沖鉚系統(tǒng)及其沖鉚方法，其包括沖鉚機器人與用于控制所述沖鉚機器人運行的控制裝置，所述沖鉚機器人與所述控制裝置通信連接，其中，所述沖鉚機器人上設(shè)置有一用于對工件進行沖鉚的沖鉚槍，所述控制裝置與一用于固定工件的工件夾具通信連接，所述工件夾具與一可編程邏輯控制器通信連接，所述可編程邏輯控制器與所述沖鉚機器人通信連接；及其沖鉚方法。采用其沖鉚機器人、控制裝置、沖鉚槍、工件夾具與可編程邏輯控制器的機構(gòu)模式，能夠自動完成沖鉚過程，完全取代工人進行沖鉚，與傳統(tǒng)的由人工進行沖鉚相比，有效提高了沖鉚過程的自動化程度及產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了操作者的勞動強度。
文檔編號B21J15/28GK103111577SQ20121059684
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者王旭, 肖建明, 魏緒強, 黨連寶 申請人:長春大正博凱汽車設(shè)備有限公司