視覺微點焊機器人及其自動修磨點焊頭的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種視覺微點焊機器人及其自動修磨點焊頭的方法，視覺微點焊機器人包括機頭、載物板、運動平臺和點焊頭，點焊頭與機頭連接，載物板通過運動平臺驅(qū)動，還包括自動修磨點焊頭系統(tǒng)，所述自動修磨點焊頭系統(tǒng)包括修磨片和開關(guān)傳感器，修磨片設(shè)置在所述載物板上，開關(guān)傳感器設(shè)置在所述機頭上；開關(guān)傳感器的通斷，與點焊頭是否與修磨片接觸相關(guān)?；谝曈X微點焊機器人設(shè)置自動修磨點焊頭系統(tǒng)，提高了設(shè)備利用率，降低了設(shè)備成本；自動修磨點焊頭系統(tǒng)解決了視覺微點焊機器人無法自動修磨的難題，提高了點焊頭的壽命，從而降低了使用成本，修磨效果良好。
【專利說明】視覺微點焊機器人及其自動修磨點焊頭的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種視覺微點焊機器人及其自動修磨點焊頭的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前的視覺微點焊機器人上的點焊頭都是依賴人工手動修磨的，并沒有實現(xiàn)完全 的智能化，也沒有辦法規(guī)范化多長時間或者焊接多少個焊點后修磨一次點焊頭。甚至有的 工廠干脆就不修磨點焊頭，這就造成點焊頭的使用壽命普遍很低的現(xiàn)象，很大程度上增加 了成本。這一直困擾著電子行業(yè)的廠商。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了現(xiàn)有技術(shù)中無法自動修磨點焊頭的不足，本發(fā) 明提供一種視覺微點焊機器人及其自動修磨點焊頭的方法，視覺微點焊機器人帶有自動修 磨點焊頭系統(tǒng)，解決了視覺微點焊機器人無法自動修磨的難題，修磨效果良好。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種視覺微點焊機器人，包括機頭、 載物板、運動平臺和點焊頭，所述點焊頭與所述機頭連接，所述載物板通過運動平臺驅(qū)動， 還包括自動修磨點焊頭系統(tǒng)，所述自動修磨點焊頭系統(tǒng)包括修磨片和開關(guān)傳感器，所述修 磨片設(shè)置在所述載物板上，所述開關(guān)傳感器設(shè)置在所述機頭上；所述開關(guān)傳感器的通斷，與 所述點焊頭是否與所述修磨片接觸相關(guān)。
[0005] 具體的，一種實施方式為，所述機頭包括焊頭夾、導(dǎo)柱、固定夾和中軸，所述點焊頭 固定在焊頭夾上，所述焊頭夾連接在導(dǎo)柱上，所述導(dǎo)柱和中軸通過所述固定夾連接，固定夾 與中軸彈性連接，固定夾與導(dǎo)柱固定連接；開關(guān)傳感器固定在中軸上，所述開關(guān)傳感器為帶 有彈簧片的機械式開關(guān)傳感器，所述固定夾上固定有一壓塊，所述開關(guān)傳感器的彈簧片的 自由端與所述壓塊相對設(shè)置；所述開關(guān)傳感器的通斷，與開關(guān)傳感器上的彈簧片與壓塊的 接觸關(guān)系相關(guān)。開關(guān)傳感器的通斷狀態(tài)，與其彈簧片和壓塊之間的位置關(guān)系、接觸關(guān)系存在 四種不同的組合情況。
[0006] 開關(guān)傳感器上的彈簧片和壓塊之間存在兩種位置關(guān)系：所述開關(guān)傳感器的彈簧片 的自由端設(shè)置在所述壓塊的下端，或者所述開關(guān)傳感器的彈簧片的自由端設(shè)置在所述壓塊 的上端。
[0007] 開關(guān)傳感器的通斷狀態(tài)，與開關(guān)傳感器上的彈簧片與壓塊的接觸關(guān)系可以是以下 兩種情況：
[0008] a、當(dāng)點焊頭與修磨片未接觸時，所述傳感器上的彈簧片與壓塊一直處于接觸狀 態(tài)，開關(guān)傳感器為常開狀態(tài)；點焊頭與修磨片接觸后，傳感器上的彈簧片與壓塊分離，開關(guān) 傳感器閉合。
[0009] b、當(dāng)點焊頭與修磨片未接觸時，所述傳感器上的彈簧片與壓塊一直處于分離狀 態(tài)，開關(guān)傳感器為常開狀態(tài)；點焊頭與修磨片接觸后，傳感器上的彈簧片與壓塊接觸，開關(guān) 傳感器閉合。
[0010] 所述修磨片與所述載物板平行或大致平行設(shè)置。此時，修磨片的刀刃垂直于點焊 頭，有利于修磨的進行。
[0011] 為了不影響載物板的正常使用，所述修磨片設(shè)置在所述載物板的一側(cè)邊緣。
[0012] 還包括控制開關(guān)和控制電路，所述控制開關(guān)控制修磨的開啟和關(guān)閉，所述控制電 路控制所述運動平臺的運動。
[0013] 一種自動修磨點焊頭的方法，采用本發(fā)明所述的視覺微點焊機器人，包括以下步 驟：
[0014] a、人工設(shè)定開始自動修磨的間隔或手動控制是否開始自動修磨；
[0015] b、自動修磨開始：
[0016] ①運動平臺驅(qū)動載物板運動，使修磨片移動到點焊頭的下方；
[0017] ②點焊頭下降，當(dāng)點焊頭碰到修磨片后，修磨片阻止點焊頭繼續(xù)下降，所述開關(guān)傳 感器發(fā)生通斷變化，停止驅(qū)動所述點焊頭下降；
[0018] ③點焊頭在修磨片上按照預(yù)定的軌跡開始修磨，點焊頭在修磨片上運行一次或者 多次，完成修磨。
[0019] 對于采用帶有彈簧片的機械式開關(guān)傳感器的實施方式，步驟②中，點焊頭下降，當(dāng) 點焊頭碰到修磨片后，修磨片阻止點焊頭繼續(xù)下降，中軸與固定夾發(fā)生相對位移，使彈簧片 與壓塊的接觸關(guān)系改變，開關(guān)傳感器發(fā)生通斷變化，停止驅(qū)動所述點焊頭下降。
[0020] 為了防止點焊頭壓修磨片過緊，損壞點焊頭，開關(guān)傳感器發(fā)生通斷變化后，所述中 軸向上抬起一段距離。
[0021] 步驟③中，所述修磨軌跡可以是多種圖形，例如線段、長方形或三角形。
[0022] 為了避免只在修磨片的一個地方修磨，下次的修磨軌跡相對本次修磨軌跡移動一 段距離。
[0023] 作為優(yōu)選，下次的修磨軌跡相對本次修磨軌跡平移1mm。
[0024] 為了不影響視覺微點焊機器人的正常運行，還包括步驟④，修磨完后自動復(fù)位。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是，基于視覺微點焊機器人設(shè)置自動修磨點焊頭系統(tǒng)，提高了 設(shè)備利用率，降低了設(shè)備成本；自動修磨點焊頭系統(tǒng)解決了視覺微點焊機器人無法自動修 磨的難題，提高了點焊頭的壽命，從而降低了使用成本，修磨效果良好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0027] 圖1是機頭和開關(guān)傳感器關(guān)系的結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖2是開關(guān)傳感器閉合狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖。
[0029] 圖3是開關(guān)傳感器斷開狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖。
[0030] 圖4是視覺微點焊機器人的自動修磨系統(tǒng)部分的俯視圖。
[0031] 圖5是視覺微點焊機器人的自動修磨系統(tǒng)部分的正視圖。
[0032] 圖6是視覺微點焊機器人的自動修磨系統(tǒng)部分的右視圖。
[0033] 圖7是視覺微點焊機器人的自動修磨系統(tǒng)部分的立體圖。
[0034] 其中：1、修磨片，2、點焊頭，3、運動平臺，4、機頭，5、載物板，6、開關(guān)傳感器，7、焊頭 夾，8、導(dǎo)柱，9、固定夾，10、彈黃片，11、壓塊，12、中軸。

【具體實施方式】
[0035] 現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以 示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0036] 如圖1?7所示，本發(fā)明的一種視覺微點焊機器人，包括機頭4、載物板5、運動平 臺3、點焊頭2和自動修磨點焊頭系統(tǒng)，所述點焊頭2與所述機頭4連接，所述載物板5通 過運動平臺3驅(qū)動，本實施例中的運動平臺3為XY軸運動平臺；自動修磨點焊頭系統(tǒng)包括 修磨片1和開關(guān)傳感器6,所述修磨片1設(shè)置在所述載物板5的一側(cè)邊緣，且修磨片1與載 物板5平行設(shè)置。機頭4包括焊頭夾7、導(dǎo)柱8、固定夾9和中軸12,所述點焊頭2固定在 焊頭夾7上，所述焊頭夾7連接在導(dǎo)柱8上，所述導(dǎo)柱8和中軸12通過所述固定夾9連接， 其中，固定夾9與中軸12彈性連接，固定夾9與導(dǎo)柱8、焊頭夾7和點焊頭2固定連接。所 述開關(guān)傳感器6為微動開關(guān)傳感器，固定在中軸12上；所述開關(guān)傳感器6為帶有彈簧片10 的機械式開關(guān)傳感器。所述固定夾9上固定有一壓塊11，所述開關(guān)傳感器6的彈簧片10的 自由端與所述壓塊11相對設(shè)置，且開關(guān)傳感器6的彈簧片10的自由端設(shè)置在所述壓塊11 的下端。開關(guān)傳感器6的彈簧片10的自由端設(shè)置在壓塊11的下端，當(dāng)點焊頭2與修磨片 1未接觸時，開關(guān)傳感器6上的彈簧片10與壓塊11 一直處于接觸狀態(tài)，開關(guān)傳感器6為常 開狀態(tài)；點焊頭2與修磨片1接觸后，開關(guān)傳感器6上的彈簧片10與壓塊11分尚，開關(guān)傳 感器6閉合。
[0037] 還包括控制開關(guān)和控制電路，所述控制開關(guān)控制修磨的開啟和關(guān)閉，所述控制電 路控制所述運動平臺3的運動，所述控制開關(guān)為金屬鍵盤5。
[0038] 本發(fā)明的視覺微點焊機器人的自動修磨點焊頭的方法是：
[0039] (1)當(dāng)金屬鍵盤5有按鍵按下時，與金屬鍵盤5相連的控制電路能檢測到相應(yīng)電平 的變化，然后去讀被按下按鍵的鍵值。金屬鍵盤5的鍵值對應(yīng)了相應(yīng)的功能，例如可以設(shè)定 通過金屬鍵盤5手動開啟和關(guān)閉自動修磨點焊頭的功能，或者設(shè)定用戶可以通過金屬鍵盤 5自行設(shè)定運行多少個焊點后自動修磨點焊頭。
[0040] (2)動作實現(xiàn)的過程：
[0041] ① XY軸運動平臺3運動，使修磨片1移動到點焊頭2的下方；
[0042] ②控制電路控制各個軸步進電機的脈沖數(shù)，從而控制各個軸的運動，使點焊頭2 自動下降。
[0043] 當(dāng)點焊頭2接觸修磨片1時，由于修磨片1的阻力，點焊頭2被迫停止下降。此時， 由于固定夾9與點焊頭2剛性連接，固定夾9也停止向下運動，而中軸12與固定夾9是彈 性連接，因此，中軸12還會向下運動一小段距離，使得中軸12與固定夾9發(fā)生相對位移，微 動開關(guān)傳感器6的彈簧片10與壓塊11分離，開關(guān)傳感器6閉合。為了防止點焊頭2壓修 磨片1過緊，損壞點焊頭2,開關(guān)傳感器6閉合后，中軸12還會向上抬起一段距離，例如0? 2mm 〇
[0044] 直到修磨結(jié)束后，控制電路會有一個完成信號使中軸12帶動點焊頭2向上移動。 在修磨的過程中微動開關(guān)傳感器6的彈簧片10與壓塊11 一直維持?jǐn)嚅_狀態(tài)。在點焊過程 中焊接一次通斷一次。
[0045] ③點焊頭2在修磨片1上按照預(yù)定的軌跡開始修磨，軌跡可以是多種圖形，如線 段、長方形、三角形等圖形，點焊頭2在修磨片1上運行一次或者多次，修磨完后自動復(fù)位；
[0046] ④為了避免只在修磨片1的一個地方修磨，可以設(shè)定下次的修磨軌跡相對本次軌 跡平移1mm，一共多次，如此循環(huán)。
[〇〇47] 以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完 全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù) 性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種視覺微點焊機器人，包括機頭（4)、載物板（5)、運動平臺⑶和點焊頭（2)，所 述點焊頭（2)與所述機頭（4)連接，所述載物板（5)通過運動平臺（3)驅(qū)動，其特征在于： 還包括自動修磨點焊頭系統(tǒng)，所述自動修磨點焊頭系統(tǒng)包括修磨片（1)和開關(guān)傳感器（6)， 所述修磨片（1)設(shè)置在所述載物板（5)上，所述開關(guān)傳感器（6)設(shè)置在所述機頭（4)上；所 述開關(guān)傳感器（6)的通斷，與所述點焊頭（2)是否與所述修磨片（1)接觸相關(guān)。
2. 如權(quán)利要求1所述的視覺微點焊機器人，其特征在于：所述機頭（4)包括焊頭夾 (7)、導(dǎo)柱（8)、固定夾（9)和中軸（12)，所述點焊頭（2)固定在焊頭夾（7)上，所述焊頭夾 (7)連接在導(dǎo)柱⑶上，所述導(dǎo)柱⑶和中軸（12)通過所述固定夾（9)連接，固定夾（9)與 中軸（12)彈性連接，固定夾（9)與導(dǎo)柱（8)固定連接；開關(guān)傳感器（6)固定在中軸（12)上， 所述開關(guān)傳感器（6)為帶有彈簧片（10)的機械式開關(guān)傳感器，所述固定夾（9)上固定有一 壓塊（11)，所述開關(guān)傳感器（6)的彈簧片（10)的自由端與所述壓塊（11)相對設(shè)置；所述 開關(guān)傳感器（6)的通斷，與開關(guān)傳感器（6)上的彈簧片（10)與壓塊（11)的接觸關(guān)系相關(guān)。
3. 如權(quán)利要求1所述的視覺微點焊機器人，其特征在于：所述修磨片（1)與所述載物 板（5)平行或大致平行設(shè)置。
4. 如權(quán)利要求1所述的視覺微點焊機器人，其特征在于：還包括控制開關(guān)和控制電路， 所述控制開關(guān)控制修磨的開啟和關(guān)閉，所述控制電路控制所述運動平臺（3)的運動。
5. -種自動修磨點焊頭的方法，其特征在于：采用如權(quán)利要求1-5中任一項所述的視 覺微點焊機器人，包括以下步驟： a、 人工設(shè)定開始自動修磨的間隔或手動控制是否開始自動修磨； b、 自動修磨開始： ① 運動平臺（3)驅(qū)動載物板（5)運動，使修磨片（1)移動到點焊頭（2)的下方； ② 驅(qū)動點焊頭（2)下降，當(dāng)點焊頭（2)碰到修磨片（1)后，修磨片（1)阻止點焊頭（2) 繼續(xù)下降，所述開關(guān)傳感器（6)發(fā)生通斷變化，停止驅(qū)動所述點焊頭（2)下降； ③ 點焊頭（2)在修磨片（1)上按照預(yù)定的軌跡開始修磨，點焊頭（2)在修磨片（1)上 運行一次或者多次，完成修磨。
6. 如權(quán)利要求5所述的自動修磨點焊頭的方法，其特征在于：步驟②中，點焊頭（2)下 降，當(dāng)點焊頭（2)碰到修磨片（1)后，修磨片（1)阻止點焊頭（2)繼續(xù)下降，中軸（12)與固 定夾（9)發(fā)生相對位移，使彈簧片（10)與壓塊（11)的接觸關(guān)系改變，開關(guān)傳感器（6)發(fā)生 通斷變化，停止驅(qū)動所述點焊頭（2)下降。
7. 如權(quán)利要求6所述的自動修磨點焊頭的方法，其特征在于：開關(guān)傳感器（6)發(fā)生通 斷變化后，所述中軸（12)向上抬起一段距離。
8. 如權(quán)利要求5所述的自動修磨點焊頭的方法，其特征在于：步驟③中，所述修磨軌跡 為線段、長方形或三角形。
9. 如權(quán)利要求5所述的自動修磨點焊頭的方法，其特征在于：下次的修磨軌跡相對本 次修磨軌跡移動一段距離。
10. 如權(quán)利要求9所述的自動修磨點焊頭的方法，其特征在于：下次的修磨軌跡相對本 次修磨軌跡平移1mm。
【文檔編號】B23K37/00GK104084724SQ201410313621
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】曲東升, 張博文, 劉雨順, 李長峰, 許國華, 胡峻輝 申請人:常州銘賽機器人科技有限公司