专利名称：一种冲铆系统及其冲铆方法
技术领域：
本发明涉及用于汽车制造的系统及其方法，尤其涉及一种冲铆系统及其冲铆方法。
背景技术：
工业机器人(Industrial Robot)是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。它们通常配有机械手、刀具或其它可装配的加工工具，能够搬运材料、工件，完成各种作业是一种柔性自动化设备。2000年开始，受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车工业进入了一个高速增长期。面对这种局面，国际汽车巨头纷纷进入中国市场并与我国企业合资设厂或扩大原有生产规模，国内企业也纷纷转型或加大对汽车行业的投资，整个行业增产扩能增加了对工业机器人需求。据不完全统计，最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的。汽车工业是全球制造业的支柱产业之一，随着汽车工业的发展，对汽车品质要求越来越高，而使用自动化设备，取代人工的生产是其重要措施之一。许多过去由人工完成的制造工艺过程正逐渐由先进的机械自动化生产设备来实现，由此引发了对机械自动化制造工艺设备及生产线越来越多的需求。而现有技术中的冲铆机器人不能完全取代人工进行冲铆，并且在对工件冲铆时容易损伤工件，并且其工作效率低下。因此，现有技术还有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冲铆系统及其冲铆方法，以提高对工件的冲铆效率，保证冲铆质量。本发明的技术方案如下:一种冲铆系统，其包括冲铆机器人与用于控制所述冲铆机器人运行的控制装置，所述冲铆机器人与所述控制装置通信连接，其中，所述冲铆机器人上设置有一用于对工件进行冲铆的冲铆枪，所述控制装置与一用于固定工件的工件夹具通信连接，所述工件夹具与一可编程逻辑控制器通信连接，所述可编程逻辑控制器与所述冲铆机器人通信连接；所述可编程逻辑控制器控制所述工件夹具将工件固定，所述冲铆机器人控制所述冲铆枪对工件进行冲铆。所述的冲铆系统，其中，所述冲铆机器人包括:初始化模块，用于对所述冲铆机器人进行初始化；零点确认模块，用于确认所述冲铆机器人各轴角度、零点是否准确；地址分配模块，用于设置所述控制装置主网络地址、所述冲铆机器人从网络地址，并定义笛卡尔坐标，确定所述冲铆枪的坐标；机器人编程模块，用于设定所述冲铆枪的运动轨迹，设定I/O信号与外界的交互；通讯模块，用于与所述可编程逻辑控制器交互信号，指挥所述可编程逻辑控制器控制所述冲铆枪进行冲铆；冲铆控制模块，用于根据预先设定的所述冲铆枪之运动轨迹控制所述冲铆枪和所述工件夹具运动，完成冲柳；所述初始化模块、所述零点确认模块、所述地址分配模块、所述机器人编程模块、所述通讯模块与所述冲铆控制模块依次通信连接。所述的冲铆系统，其中，所述冲铆机器人与所述控制装置通过电机供电电缆及编码线通信连接。一种冲铆方法，其包括以下步骤:对冲铆机器人上电初始化并进行零点校正，确定所述冲铆机器人在生产线上冲铆工位中的位置；然后确定冲铆枪与工件夹具的工作坐标，控制装置控制所述冲铆机器人完成对工件的冲铆。所述的冲铆方法，其中，上述步骤具体的包括:A、初始化模块对所述冲铆机器人初始化，然后零点确认模块确认所述冲铆机器人各轴角度并同步进行零点校正；B、地址分配模块设置所述冲铆机器人与所述控制装置的网络地址与所述冲铆机器人的从网络地址，使所述冲铆机器人与所述控制装置相连接，定义所述工件夹具与所述冲铆抢的坐标；C、所述地址分配模块将所述工件夹具与所述冲铆抢的坐标发送至机器人编程模块，所述机器人编程模块设定所述冲铆枪的运动轨迹，并将所述冲铆枪的运动轨迹发送至冲铆控制模块，所述冲铆控制模块根据预先设定之所述冲铆枪的运动轨迹控制所述冲铆枪对工件进行冲铆。所述的冲铆方法，其中，上述步骤具体的包括:所述工件夹具将对应工件夹紧并定位。所述的冲铆方法，其中，上述步骤具体的包括:确定所述冲铆机器人在生产线上冲铆工位中的位置；对所述冲铆机器人上电并初始化；对所述冲铆机器人进行零点校正；所述冲铆机器人与所述控制装置通信连接，并确定所述冲铆枪的坐标；校正预先编程所述冲铆枪的运动轨迹与实际运动轨迹的偏差；确定并优化所述冲铆枪的运动轨迹，控制所述冲铆枪和所述工件夹具运动完成冲铆。本发明提供的一种冲铆系统及其冲铆方法，采用其冲铆机器人、控制装置、冲铆枪、工件夹具与可编程逻辑控制器的机构模式，能够自动完成冲铆过程，完全取代工人进行冲铆，与传统的由人工进行冲铆相比，有效提高了冲铆过程的自动化程度及产品的质量，减少了操作者的劳动强度，节约了时间，降低了产品制造成本。
图1为本发明中冲铆系统的结构示意图；图2为本发明中冲铆机器人的结构示意图；图3为本发明中冲铆方法的流程示意图。
具体实施例方式本发明提供的一种冲铆系统及其冲铆方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供了一种冲铆系统，如图1所示的，其包括冲铆机器人I与用于控制所述冲铆机器人运行的控制装置2，所述冲铆机器人I与所述控制装置2通信连接，并且所述冲铆机器人I上设置有一用于对工件进行冲铆的冲铆枪3，所述控制装置2与一用于固定工件的工件夹具4通信连接，所述工件夹具4与一可编程逻辑控制器5通信连接，所述可编程逻辑控制器5与所述冲铆机器人I通信连接；所述可编程逻辑控制器5控制所述工件夹具4将工件固定，所述冲铆机器人I控制所述冲铆枪3对工件进行冲铆。在本发明的另一较佳实施例中，如图2所示的，所述冲铆机器人I包括:初始化模块6，用于对所述冲铆机器人I进行初始化；零点确认模块7，用于确认所述冲铆机器人I各轴角度、零点是否准确；地址分配模块8，用于设置所述控制装置2主网络地址、所述冲铆机器人I从网络地址，并定义笛卡尔坐标，确定所述冲铆枪3的坐标；机器人编程模块9，用于设定所述冲铆枪3的运动轨迹，设定I/O信号与外界的交互；通讯模块10，用于与所述可编程逻辑控制器5交互信号，指挥所述可编程逻辑控制器5控制所述冲铆枪3进行冲铆；冲铆控制模块11，用于根据预先设定的所述冲铆枪3之运动轨迹控制所述冲铆枪3和所述工件夹具4运动，完成冲柳；所述初始化模块6、所述零点确认模块7、所述地址分配模块8、所述机器人编程模块9、所述通讯模块10与所述冲铆控制模块11依次通信连接。本发明通过模块化设置，与传统的由人工进行冲铆相比，有效提高了冲铆过程的自动化程度及产品的质量，减少了操作者的劳动强度。更进一步的，所述冲铆机器人I与所述控制装置2通过电机供电电缆及编码线通信连接，降低了本发明的制造成本。本发明提供了一种冲铆方法，如图3所示的，其包括以下步骤:步骤101:对冲铆机器人I上电初始化并进行零点校正，确定所述冲铆机器人I在生产线上冲铆工位中的位置；然后确定冲铆枪3与工件夹具4的工作坐标，控制装置2控制所述冲铆机器人I完成对工件的冲铆。在本发明的另一较佳实施例中，所述步骤101具体的包括:初始化模块6对所述冲铆机器人I初始化，然后零点确认模块7确认所述冲铆机器人I各轴角度并同步进行零点校正；
然后，地址分配模块8设置所述冲铆机器人I与所述控制装置2的网络地址与所述冲铆机器人I的从网络地址，使所述冲铆机器人I与所述控制装置2相连接，定义所述工件夹具4与所述冲铆抢3的坐标；最后，所述地址分配模块8将所述工件夹具4与所述冲铆抢3的坐标发送至机器人编程模块9，所述机器人编程模块9设定所述冲铆枪3的运动轨迹，并将所述冲铆枪3的运动轨迹发送至冲铆控制模块11，所述冲铆控制模块11根据预先设定之所述冲铆枪3的运动轨迹控制所述冲铆枪3对工件进行冲铆。更进一步的，所述工件夹具4将对应工件夹紧并定位。为了更进一步的描述本发明，以下列举更详尽的实施例，其具体的包括:确定所述冲铆机器人I在生产线上冲铆工位中的位置；
对所述冲铆机器人I上电并初始化；对所述冲铆机器人I进行零点校正；所述冲铆机器人I与所述控制装置2通信连接，并确定所述冲铆枪3的坐标；校正预先编程所述冲铆枪3的运动轨迹与实际运动轨迹的偏差；确定并优化所述冲铆枪3的运动轨迹，控制所述冲铆枪3和所述工件夹具4运动完成冲柳。其更为具体的，下面提供一段对所述冲铆机器人I所编译的冲铆程序，来解释上述功能是如何实现的，应当理解的是，可以采用其他形式的代码来实现，不限于所述举例。
M20 = EIN进入冲铆程序
WARTE BIS E306 & (E308 + F14) 判断枪是否在初始位置；
FOLD A56 = AUS告知PLC冲铆开始；
%{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG %P 2:A56 = AUS5 3:
BOASG
$OUT[56] =FALSE;ENDFOLD;FOLD A306 = AUS铆枪返回信号清零；
%{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG %P 2:A306 = AUS, 3:BOASG
SOUT[306] = FALSE;ENDF0LD
;F0LD A305 = !F 14 铆枪伸出
;F0LD WARTE BIS !E311 & E307 + F14判断铆枪是否伸出
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冲头返回信号清零；
%{E}%MKUKATPVW %CVW_SPS %VBOASG %P 2:A308 = AUS, 3:BOASG
$〇UT[308] = FALSE;ENDFOLD
;FOLD A307 = !F14 冲头伸出(冲铆信号);％{E}%MKUKATPVW%CVW_SPS %VBOASG %P 2:A307 = !F14, 3: BOASG$OUT[307] = NOT $FLAG[14];ENDFOLD
;FOLD WARTE BIS E312 & E305 + F14判断冲铆是否完
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冲头返回；％{E}%MKUKATPVW
%CVW_SPS %VBOASG %P 2:A306 = EIN，3: BOASG$011叩06] = TRUE;ENDFOLD
;FOLD A308 = EIN铆枪返回；％{E}%MKUKATPVW
%CVW_SPS %VBOASG %P 2:A308 = EIN, 3: BOASG$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冲铆过程完
成;％{E}%MKXJKATPVW %CVW_SPS %VBOASG %P 2:A56 = EIN, 3:BOASG 、丨
$OUT[56] =TRUE;ENDFOLD
；FOLD M20 = E311离开冲铆程序;％{E}°/oMKUKATPVW
%CVW_SPS %VB0ASG %P 2:M20 = E311, 3: BOASG$CYCFLAG[20] = $IN[311]
;ENDFOLD。 应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种冲铆系统，其包括冲铆机器人与用于控制所述冲铆机器人运行的控制装置，所述冲铆机器人与所述控制装置通信连接，其特征在于，所述冲铆机器人上设置有一用于对工件进行冲铆的冲铆枪，所述控制装置与一用于固定工件的工件夹具通信连接，所述工件夹具与一可编程逻辑控制器通信连接，所述可编程逻辑控制器与所述冲铆机器人通信连接；所述可编程逻辑控制器控制所述工件夹具将工件固定，所述冲铆机器人控制所述冲铆枪对工件进行冲铆。
2.根据权利要求1所述的冲铆系统，其特征在于，所述冲铆机器人包括: 初始化模块，用于对所述冲铆机器人进行初始化； 零点确认模块，用于确认所述冲铆机器人各轴角度、零点是否准确； 地址分配模块，用于设置所述控制装置主网络地址、所述冲铆机器人从网络地址，并定义笛卡尔坐标，确定所述冲铆枪的坐标； 机器人编程模块，用于设定所述冲铆枪的运动轨迹，设定I/O信号与外界的交互； 通讯模块，用于与所述可编程逻辑控制器交互信号，指挥所述可编程逻辑控制器控制所述冲铆枪进行冲铆； 冲铆控制模块，用于根据预先设定的所述冲铆枪之运动轨迹控制所述冲铆枪和所述工件夹具运动，完成冲柳； 所述初始化模块、所述零点确认模块、所述地址分配模块、所述机器人编程模块、所述通讯模块与所述冲铆控制模块依次通信连接。
3.根据权利要求1所述的冲铆系统，其特征在于，所述冲铆机器人与所述控制装置通过电机供电电缆及编码线通信连接。
4.一种冲铆方法，其包括以下步骤: 对冲铆机器人上电初始化并进行零点校正，确定所述冲铆机器人在生产线上冲铆工位中的位置；然后确定冲铆枪与工件夹具的工作坐标，控制装置控制所述冲铆机器人完成对工件的冲铆。
5.根据权利要求4所述的冲铆方法，其特征在于，上述步骤具体的包括: A、初始化模块对所述冲铆机器人初始化，然后零点确认模块确认所述冲铆机器人各轴角度并同步进行零点校正； B、地址分配模块设置所述冲铆机器人与所述控制装置的网络地址与所述冲铆机器人的从网络地址，使所述冲铆机器人与所述控制装置相连接，定义所述工件夹具与所述冲铆抢的坐标； C、所述地址分配模块将所述工件夹具与所述冲铆抢的坐标发送至机器人编程模块，所述机器人编程模块设定所述冲铆枪的运动轨迹，并将所述冲铆枪的运动轨迹发送至冲铆控制模块，所述冲铆控制模块根据预先设定之所述冲铆枪的运动轨迹控制所述冲铆枪对工件进行冲铆。
6.根据权利要求4所述的冲铆方法，其特征在于，上述步骤具体的包括:所述工件夹具将对应工件夹紧并定位。
7.根据权利要求4所述的冲铆方法，其特征在于，上述步骤具体的包括: 确定所述冲铆机器人在生产线上冲铆工位中的位置； 对所述冲铆机器人上电并初始化；对所述冲铆机器人进行零点校正；所述冲铆机器人与所述控制装置通信连接，并确定所述冲铆枪的坐标；校正预先编程所述冲铆枪的运动轨迹与实际运动轨迹的偏差；确定并优化所述冲铆枪的运 动轨迹，控制所述冲铆枪和所述工件夹具运动完成冲铆。
全文摘要
本发明公开了一种冲铆系统及其冲铆方法，其包括冲铆机器人与用于控制所述冲铆机器人运行的控制装置，所述冲铆机器人与所述控制装置通信连接，其中，所述冲铆机器人上设置有一用于对工件进行冲铆的冲铆枪，所述控制装置与一用于固定工件的工件夹具通信连接，所述工件夹具与一可编程逻辑控制器通信连接，所述可编程逻辑控制器与所述冲铆机器人通信连接；及其冲铆方法。采用其冲铆机器人、控制装置、冲铆枪、工件夹具与可编程逻辑控制器的机构模式，能够自动完成冲铆过程，完全取代工人进行冲铆，与传统的由人工进行冲铆相比，有效提高了冲铆过程的自动化程度及产品的质量，减少了操作者的劳动强度。
文档编号B21J15/28GK103111577SQ20121059684
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者王旭, 肖建明, 魏绪强, 党连宝 申请人:长春大正博凯汽车设备有限公司