视觉微点焊机器人及其自动修磨点焊头的方法

视觉微点焊机器人及其自动修磨点焊头的方法
【专利摘要】本发明涉及一种视觉微点焊机器人及其自动修磨点焊头的方法，视觉微点焊机器人包括机头、载物板、运动平台和点焊头，点焊头与机头连接，载物板通过运动平台驱动，还包括自动修磨点焊头系统，所述自动修磨点焊头系统包括修磨片和开关传感器，修磨片设置在所述载物板上，开关传感器设置在所述机头上；开关传感器的通断，与点焊头是否与修磨片接触相关。基于视觉微点焊机器人设置自动修磨点焊头系统，提高了设备利用率，降低了设备成本；自动修磨点焊头系统解决了视觉微点焊机器人无法自动修磨的难题，提高了点焊头的寿命，从而降低了使用成本，修磨效果良好。
【专利说明】视觉微点焊机器人及其自动修磨点焊头的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种视觉微点焊机器人及其自动修磨点焊头的方法。

【背景技术】
[0002] 目前的视觉微点焊机器人上的点焊头都是依赖人工手动修磨的，并没有实现完全 的智能化，也没有办法规范化多长时间或者焊接多少个焊点后修磨一次点焊头。甚至有的 工厂干脆就不修磨点焊头，这就造成点焊头的使用寿命普遍很低的现象，很大程度上增加 了成本。这一直困扰着电子行业的厂商。


【发明内容】

[0003] 本发明要解决的技术问题是：为了现有技术中无法自动修磨点焊头的不足，本发 明提供一种视觉微点焊机器人及其自动修磨点焊头的方法，视觉微点焊机器人带有自动修 磨点焊头系统，解决了视觉微点焊机器人无法自动修磨的难题，修磨效果良好。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种视觉微点焊机器人，包括机头、 载物板、运动平台和点焊头，所述点焊头与所述机头连接，所述载物板通过运动平台驱动， 还包括自动修磨点焊头系统，所述自动修磨点焊头系统包括修磨片和开关传感器，所述修 磨片设置在所述载物板上，所述开关传感器设置在所述机头上；所述开关传感器的通断，与 所述点焊头是否与所述修磨片接触相关。
[0005] 具体的，一种实施方式为，所述机头包括焊头夹、导柱、固定夹和中轴，所述点焊头 固定在焊头夹上，所述焊头夹连接在导柱上，所述导柱和中轴通过所述固定夹连接，固定夹 与中轴弹性连接，固定夹与导柱固定连接；开关传感器固定在中轴上，所述开关传感器为带 有弹簧片的机械式开关传感器，所述固定夹上固定有一压块，所述开关传感器的弹簧片的 自由端与所述压块相对设置；所述开关传感器的通断，与开关传感器上的弹簧片与压块的 接触关系相关。开关传感器的通断状态，与其弹簧片和压块之间的位置关系、接触关系存在 四种不同的组合情况。
[0006] 开关传感器上的弹簧片和压块之间存在两种位置关系：所述开关传感器的弹簧片 的自由端设置在所述压块的下端，或者所述开关传感器的弹簧片的自由端设置在所述压块 的上端。
[0007] 开关传感器的通断状态，与开关传感器上的弹簧片与压块的接触关系可以是以下 两种情况：
[0008] a、当点焊头与修磨片未接触时，所述传感器上的弹簧片与压块一直处于接触状 态，开关传感器为常开状态；点焊头与修磨片接触后，传感器上的弹簧片与压块分离，开关 传感器闭合。
[0009] b、当点焊头与修磨片未接触时，所述传感器上的弹簧片与压块一直处于分离状 态，开关传感器为常开状态；点焊头与修磨片接触后，传感器上的弹簧片与压块接触，开关 传感器闭合。
[0010] 所述修磨片与所述载物板平行或大致平行设置。此时，修磨片的刀刃垂直于点焊 头，有利于修磨的进行。
[0011] 为了不影响载物板的正常使用，所述修磨片设置在所述载物板的一侧边缘。
[0012] 还包括控制开关和控制电路，所述控制开关控制修磨的开启和关闭，所述控制电 路控制所述运动平台的运动。
[0013] 一种自动修磨点焊头的方法，采用本发明所述的视觉微点焊机器人，包括以下步 骤：
[0014] a、人工设定开始自动修磨的间隔或手动控制是否开始自动修磨；
[0015] b、自动修磨开始：
[0016] ①运动平台驱动载物板运动，使修磨片移动到点焊头的下方；
[0017] ②点焊头下降，当点焊头碰到修磨片后，修磨片阻止点焊头继续下降，所述开关传 感器发生通断变化，停止驱动所述点焊头下降；
[0018] ③点焊头在修磨片上按照预定的轨迹开始修磨，点焊头在修磨片上运行一次或者 多次，完成修磨。
[0019] 对于采用带有弹簧片的机械式开关传感器的实施方式，步骤②中，点焊头下降，当 点焊头碰到修磨片后，修磨片阻止点焊头继续下降，中轴与固定夹发生相对位移，使弹簧片 与压块的接触关系改变，开关传感器发生通断变化，停止驱动所述点焊头下降。
[0020] 为了防止点焊头压修磨片过紧，损坏点焊头，开关传感器发生通断变化后，所述中 轴向上抬起一段距离。
[0021] 步骤③中，所述修磨轨迹可以是多种图形，例如线段、长方形或三角形。
[0022] 为了避免只在修磨片的一个地方修磨，下次的修磨轨迹相对本次修磨轨迹移动一 段距离。
[0023] 作为优选，下次的修磨轨迹相对本次修磨轨迹平移1mm。
[0024] 为了不影响视觉微点焊机器人的正常运行，还包括步骤④，修磨完后自动复位。
[0025] 本发明的有益效果是，基于视觉微点焊机器人设置自动修磨点焊头系统，提高了 设备利用率，降低了设备成本；自动修磨点焊头系统解决了视觉微点焊机器人无法自动修 磨的难题，提高了点焊头的寿命，从而降低了使用成本，修磨效果良好。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0027] 图1是机头和开关传感器关系的结构图。
[0028] 图2是开关传感器闭合状态结构图。
[0029] 图3是开关传感器断开状态结构图。
[0030] 图4是视觉微点焊机器人的自动修磨系统部分的俯视图。
[0031] 图5是视觉微点焊机器人的自动修磨系统部分的正视图。
[0032] 图6是视觉微点焊机器人的自动修磨系统部分的右视图。
[0033] 图7是视觉微点焊机器人的自动修磨系统部分的立体图。
[0034] 其中：1、修磨片，2、点焊头，3、运动平台，4、机头，5、载物板，6、开关传感器，7、焊头 夹，8、导柱，9、固定夹，10、弹黃片，11、压块，12、中轴。

【具体实施方式】
[0035] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以 示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0036] 如图1?7所示，本发明的一种视觉微点焊机器人，包括机头4、载物板5、运动平 台3、点焊头2和自动修磨点焊头系统，所述点焊头2与所述机头4连接，所述载物板5通 过运动平台3驱动，本实施例中的运动平台3为XY轴运动平台；自动修磨点焊头系统包括 修磨片1和开关传感器6,所述修磨片1设置在所述载物板5的一侧边缘，且修磨片1与载 物板5平行设置。机头4包括焊头夹7、导柱8、固定夹9和中轴12,所述点焊头2固定在 焊头夹7上，所述焊头夹7连接在导柱8上，所述导柱8和中轴12通过所述固定夹9连接， 其中，固定夹9与中轴12弹性连接，固定夹9与导柱8、焊头夹7和点焊头2固定连接。所 述开关传感器6为微动开关传感器，固定在中轴12上；所述开关传感器6为带有弹簧片10 的机械式开关传感器。所述固定夹9上固定有一压块11，所述开关传感器6的弹簧片10的 自由端与所述压块11相对设置，且开关传感器6的弹簧片10的自由端设置在所述压块11 的下端。开关传感器6的弹簧片10的自由端设置在压块11的下端，当点焊头2与修磨片 1未接触时，开关传感器6上的弹簧片10与压块11 一直处于接触状态，开关传感器6为常 开状态；点焊头2与修磨片1接触后，开关传感器6上的弹簧片10与压块11分尚，开关传 感器6闭合。
[0037] 还包括控制开关和控制电路，所述控制开关控制修磨的开启和关闭，所述控制电 路控制所述运动平台3的运动，所述控制开关为金属键盘5。
[0038] 本发明的视觉微点焊机器人的自动修磨点焊头的方法是：
[0039] (1)当金属键盘5有按键按下时，与金属键盘5相连的控制电路能检测到相应电平 的变化，然后去读被按下按键的键值。金属键盘5的键值对应了相应的功能，例如可以设定 通过金属键盘5手动开启和关闭自动修磨点焊头的功能，或者设定用户可以通过金属键盘 5自行设定运行多少个焊点后自动修磨点焊头。
[0040] (2)动作实现的过程：
[0041] ① XY轴运动平台3运动，使修磨片1移动到点焊头2的下方；
[0042] ②控制电路控制各个轴步进电机的脉冲数，从而控制各个轴的运动，使点焊头2 自动下降。
[0043] 当点焊头2接触修磨片1时，由于修磨片1的阻力，点焊头2被迫停止下降。此时， 由于固定夹9与点焊头2刚性连接，固定夹9也停止向下运动，而中轴12与固定夹9是弹 性连接，因此，中轴12还会向下运动一小段距离，使得中轴12与固定夹9发生相对位移，微 动开关传感器6的弹簧片10与压块11分离，开关传感器6闭合。为了防止点焊头2压修 磨片1过紧，损坏点焊头2,开关传感器6闭合后，中轴12还会向上抬起一段距离，例如0? 2mm 〇
[0044] 直到修磨结束后，控制电路会有一个完成信号使中轴12带动点焊头2向上移动。 在修磨的过程中微动开关传感器6的弹簧片10与压块11 一直维持断开状态。在点焊过程 中焊接一次通断一次。
[0045] ③点焊头2在修磨片1上按照预定的轨迹开始修磨，轨迹可以是多种图形，如线 段、长方形、三角形等图形，点焊头2在修磨片1上运行一次或者多次，修磨完后自动复位；
[0046] ④为了避免只在修磨片1的一个地方修磨，可以设定下次的修磨轨迹相对本次轨 迹平移1mm，一共多次，如此循环。
[〇〇47] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1. 一种视觉微点焊机器人，包括机头（4)、载物板（5)、运动平台⑶和点焊头（2)，所 述点焊头（2)与所述机头（4)连接，所述载物板（5)通过运动平台（3)驱动，其特征在于： 还包括自动修磨点焊头系统，所述自动修磨点焊头系统包括修磨片（1)和开关传感器（6)， 所述修磨片（1)设置在所述载物板（5)上，所述开关传感器（6)设置在所述机头（4)上；所 述开关传感器（6)的通断，与所述点焊头（2)是否与所述修磨片（1)接触相关。
2. 如权利要求1所述的视觉微点焊机器人，其特征在于：所述机头（4)包括焊头夹 (7)、导柱（8)、固定夹（9)和中轴（12)，所述点焊头（2)固定在焊头夹（7)上，所述焊头夹 (7)连接在导柱⑶上，所述导柱⑶和中轴（12)通过所述固定夹（9)连接，固定夹（9)与 中轴（12)弹性连接，固定夹（9)与导柱（8)固定连接；开关传感器（6)固定在中轴（12)上， 所述开关传感器（6)为带有弹簧片（10)的机械式开关传感器，所述固定夹（9)上固定有一 压块（11)，所述开关传感器（6)的弹簧片（10)的自由端与所述压块（11)相对设置；所述 开关传感器（6)的通断，与开关传感器（6)上的弹簧片（10)与压块（11)的接触关系相关。
3. 如权利要求1所述的视觉微点焊机器人，其特征在于：所述修磨片（1)与所述载物 板（5)平行或大致平行设置。
4. 如权利要求1所述的视觉微点焊机器人，其特征在于：还包括控制开关和控制电路， 所述控制开关控制修磨的开启和关闭，所述控制电路控制所述运动平台（3)的运动。
5. -种自动修磨点焊头的方法，其特征在于：采用如权利要求1-5中任一项所述的视 觉微点焊机器人，包括以下步骤： a、 人工设定开始自动修磨的间隔或手动控制是否开始自动修磨； b、 自动修磨开始： ① 运动平台（3)驱动载物板（5)运动，使修磨片（1)移动到点焊头（2)的下方； ② 驱动点焊头（2)下降，当点焊头（2)碰到修磨片（1)后，修磨片（1)阻止点焊头（2) 继续下降，所述开关传感器（6)发生通断变化，停止驱动所述点焊头（2)下降； ③ 点焊头（2)在修磨片（1)上按照预定的轨迹开始修磨，点焊头（2)在修磨片（1)上 运行一次或者多次，完成修磨。
6. 如权利要求5所述的自动修磨点焊头的方法，其特征在于：步骤②中，点焊头（2)下 降，当点焊头（2)碰到修磨片（1)后，修磨片（1)阻止点焊头（2)继续下降，中轴（12)与固 定夹（9)发生相对位移，使弹簧片（10)与压块（11)的接触关系改变，开关传感器（6)发生 通断变化，停止驱动所述点焊头（2)下降。
7. 如权利要求6所述的自动修磨点焊头的方法，其特征在于：开关传感器（6)发生通 断变化后，所述中轴（12)向上抬起一段距离。
8. 如权利要求5所述的自动修磨点焊头的方法，其特征在于：步骤③中，所述修磨轨迹 为线段、长方形或三角形。
9. 如权利要求5所述的自动修磨点焊头的方法，其特征在于：下次的修磨轨迹相对本 次修磨轨迹移动一段距离。
10. 如权利要求9所述的自动修磨点焊头的方法，其特征在于：下次的修磨轨迹相对本 次修磨轨迹平移1mm。
【文档编号】B23K37/00GK104084724SQ201410313621
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】曲东升, 张博文, 刘雨顺, 李长峰, 许国华, 胡峻辉 申请人:常州铭赛机器人科技有限公司