本發(fā)明涉及汽車(chē)制造焊接及其焊接方法，尤其涉及一種機(jī)器人激光焊接起焊點(diǎn)收焊點(diǎn)去焊坑的焊接方法。
背景技術(shù)：
汽車(chē)工業(yè)是全球制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)品質(zhì)要求越來(lái)越高，而使用自動(dòng)化設(shè)備，取代人工的生產(chǎn)是其重要措施之一。汽車(chē)已經(jīng)成為現(xiàn)代最主要的交通工具，現(xiàn)代汽車(chē)不僅要求性能實(shí)用，還要求經(jīng)濟(jì)美觀，其中汽車(chē)焊接的是各種預(yù)先制作好的結(jié)構(gòu)零部件，例如擋風(fēng)玻璃框架，門(mén)立柱，前后翼子板，前后圍板和車(chē)頂?shù)攘悴考ㄟ^(guò)焊接的方式進(jìn)行組合裝配。而現(xiàn)有技術(shù)中的焊接機(jī)器人不能完全取代人工進(jìn)行焊接，并且在對(duì)工件進(jìn)行焊接時(shí)容易損傷工件，焊接起始點(diǎn)、收焊點(diǎn)易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，特別是焊坑，造成焊接不美觀，焊接質(zhì)量低，給焊接造成安全隱患。
工業(yè)機(jī)器人(industrialrobot)是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。它既可以接受人類(lèi)指揮，又可以運(yùn)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(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類(lèi)工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。它們通常配有機(jī)械手、刀具或其它可裝配的加工工具，能夠搬運(yùn)材料、工件，完成各種作業(yè)是一種柔性自動(dòng)化設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于上述問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種激光焊接起焊點(diǎn)收焊點(diǎn)去焊坑的方法，旨在解決現(xiàn)有的汽車(chē)焊接的生產(chǎn)過(guò)程中，采用人工進(jìn)行焊接，生產(chǎn)效率低下、焊坑多、質(zhì)量不過(guò)關(guān)的問(wèn)題，以提高對(duì)工件的焊接效率，提高工件焊接處的美觀度。
針對(duì)以上問(wèn)題，提供了如下技術(shù)方案：一種機(jī)器人激光焊接去除起焊點(diǎn)收焊點(diǎn)焊坑的方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)清潔需要激光焊接的待加工件并將待加工件用夾具固定好，根據(jù)焊接焊縫長(zhǎng)度標(biāo)記焊接的起始點(diǎn)a和結(jié)束點(diǎn)d；
(2)設(shè)定激光器的功率上升的爬坡時(shí)間≤1ms，使激光器的功率從0到設(shè)定功率所用的時(shí)間短；
(3)在機(jī)器人中寫(xiě)入運(yùn)動(dòng)軌跡程序，設(shè)定焊接過(guò)程依次經(jīng)過(guò)的起始點(diǎn)a、焊接起焊點(diǎn)b、焊接收焊點(diǎn)c和結(jié)束點(diǎn)d，通過(guò)運(yùn)動(dòng)軌跡程序控制機(jī)器人：從起始點(diǎn)a到焊接起焊點(diǎn)b做加速運(yùn)動(dòng)且該過(guò)程中激光器不輸出激光，以到達(dá)焊接起焊點(diǎn)b時(shí)的速度從焊接起焊點(diǎn)b到焊接收焊點(diǎn)c過(guò)程中做勻速運(yùn)動(dòng)，且在機(jī)器人到達(dá)焊接起焊點(diǎn)b時(shí)同步控制激光器輸出激光，從焊接收焊點(diǎn)c到結(jié)束點(diǎn)d做減速運(yùn)動(dòng)，且機(jī)器人到達(dá)焊接起焊點(diǎn)c時(shí)同步控制關(guān)閉激光器的輸出命令使機(jī)器人處在激光器關(guān)閉狀態(tài)下從焊接收焊點(diǎn)c到結(jié)束點(diǎn)d過(guò)程中減速運(yùn)動(dòng)至零；
(4)執(zhí)行寫(xiě)入的運(yùn)動(dòng)軌跡程序，對(duì)待加工件進(jìn)行激光焊接。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述步驟(3)中通過(guò)設(shè)置機(jī)器人加速時(shí)間和加速度并通過(guò)v＝at，s＝(1/2)at2計(jì)算出對(duì)應(yīng)的時(shí)間和移動(dòng)的加速距離。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述步驟(3)和(4)中，通過(guò)運(yùn)動(dòng)軌跡程序控制機(jī)器人勻速后再多運(yùn)動(dòng)一段距離后再同步控制激光器輸出激光，和/或控制機(jī)器人勻速到達(dá)焊接收焊點(diǎn)之前同步控制激光器關(guān)閉激光，以保證焊接起焊點(diǎn)或/和焊接收焊點(diǎn)無(wú)坑。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述步驟(3)和(4)中調(diào)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和激光器的同步控制,確保焊接過(guò)程中輸出激光功率均勻且機(jī)器人勻速運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的有益效果：采用上述方案，本發(fā)明焊接的工件起焊點(diǎn)收焊點(diǎn)成型良好，無(wú)焊坑，相應(yīng)焊接質(zhì)量也顯著提高。此方法易于集成于生產(chǎn)線中，有效提高了激光焊接過(guò)程的自動(dòng)化程度及產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了時(shí)間，降低了產(chǎn)品制造成本，提高了工件焊接處的美觀度。同時(shí)，本技術(shù)方案中通過(guò)設(shè)置機(jī)器人加速、減速過(guò)程與激光器出光、關(guān)光的協(xié)同控制，來(lái)保證加工過(guò)程中焊接速度、焊接功率是均勻的，從而解決焊接起焊點(diǎn)收焊點(diǎn)焊坑的問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1：
(1)選取一塊尺寸為150mmx50mmx0.8mm的dp780鍍鋅雙相高強(qiáng)鋼，進(jìn)行表面清潔工作后用夾具固定好，設(shè)定焊接的長(zhǎng)度bc距離為110mm；
(2)設(shè)定激光器的功率上升的爬坡時(shí)間為10ms，焊接功率為2000w，設(shè)定機(jī)器人的焊接速度50mm/s，焊接加速度a＝100％輸出(具體數(shù)值根據(jù)設(shè)定速度不同而機(jī)器人相應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié))，離焦量為0mm，設(shè)定工件的預(yù)留間隙為0.2mm。
(3)在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未使用速度勻速和功率同步輸出指令，并對(duì)鍍鋅雙相高強(qiáng)鋼進(jìn)行激光焊接。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：爬坡時(shí)間較大，未使用同步輸出時(shí),焊接起始點(diǎn)終止點(diǎn)的焊坑較嚴(yán)重。
實(shí)施例2：
(1)選取與實(shí)施例1中同樣尺寸為150mmx50mmx0.8mm的dp780鍍鋅雙相高強(qiáng)鋼，進(jìn)行表面清潔工作后用夾具固定好，設(shè)定焊接長(zhǎng)度bc距離為110mm；
(2)設(shè)定激光器的功率上升的爬坡時(shí)間為1ms，焊接功率為2000w，設(shè)定機(jī)器人的焊接速度為50mm/s，離焦量為0mm，設(shè)定工件的預(yù)留間隙為0.2mm；
激光器的功率上升的爬坡時(shí)間越短越好，一般激光器爬坡時(shí)間的極限能到達(dá)us的數(shù)量級(jí)，此設(shè)置目的是因?yàn)榧す馄髋榔聲r(shí)間越短，功率變化對(duì)起始點(diǎn)a的影響就小。
(3)在機(jī)器人中寫(xiě)入運(yùn)動(dòng)軌跡程序，設(shè)定焊接過(guò)程中ad之間為120mm，機(jī)器人的焊接平均加速度a＝10m/s2，加速距離ab為5mm，勻速距離bc為110mm，減速距離cd為5mm，機(jī)器人從起始點(diǎn)a點(diǎn)開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，平均加速度a＝10m/s2，加速運(yùn)動(dòng)至焊接起焊點(diǎn)b點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到50mm/s，然后機(jī)器人采用50mm/s的速度開(kāi)始勻速階段，同時(shí)激光器同步輸出功率對(duì)鍍鋅雙相高強(qiáng)鋼進(jìn)行激光焊接，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至焊接收焊點(diǎn)c時(shí)即同步控制關(guān)閉激光器的輸出命令，接著機(jī)器人采用a＝10m/s2的平均加速度做減速運(yùn)動(dòng)從焊接收焊點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)至結(jié)束點(diǎn)d，整個(gè)過(guò)程中機(jī)器人使用加速-勻速-減速的運(yùn)動(dòng)軌跡程序以及機(jī)器人速度勻速與激光器功率同步的輸出指令對(duì)鍍鋅雙相高強(qiáng)鋼進(jìn)行激光焊接。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：爬坡時(shí)間小,使用同步輸出時(shí),焊接起始點(diǎn)終止點(diǎn)焊坑外觀基本可消除。
實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：上述實(shí)施例1中按照普通焊接的方法對(duì)工件進(jìn)行焊接，上述實(shí)施例2采用本技術(shù)方案中機(jī)器人加速-勻速-減速的運(yùn)動(dòng)方式以及機(jī)器人與激光器同步焊接的方式對(duì)工件進(jìn)行焊接。
通過(guò)上述實(shí)施例1和實(shí)施例2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示可知，通過(guò)采用本發(fā)明技術(shù)方案，焊接工件的焊接起焊點(diǎn)收焊點(diǎn)成型良好，無(wú)焊坑，相應(yīng)焊接質(zhì)量也顯著提高。此方法易于集成于生產(chǎn)線中，有效提高了激光焊接過(guò)程的自動(dòng)化程度及產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了時(shí)間，降低了產(chǎn)品制造成本，提高了工件焊接處的美觀度。同時(shí)，本技術(shù)方案中通過(guò)設(shè)置機(jī)器人加速、減速過(guò)程與激光器出光、關(guān)光的協(xié)同控制，來(lái)保證加工過(guò)程中焊接速度、焊接功率是均勻的，從而解決焊接起焊點(diǎn)收焊點(diǎn)焊坑的問(wèn)題。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，上述假設(shè)的這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。