本發(fā)明涉及一種用于校準(zhǔn)逆動運(yùn)行(reversierbetrieb)中的、能自動操控的制作鉗(fertigungszange)的鉗壓力的方法,該制作鉗為了產(chǎn)生鉗壓力而具有能相對彼此調(diào)節(jié)地安置的兩個鉗半部,兩個鉗半部分別包括鉗尖端,并且該制作鉗具有驅(qū)動器,該驅(qū)動器被構(gòu)造為,使所述鉗半部中的至少一個鉗半部運(yùn)動,以便在所述兩個鉗尖端之間形成鉗壓力,其中,所述驅(qū)動器可以位置控制地自動驅(qū)動,使得通過自動調(diào)整所述驅(qū)動器的對應(yīng)額定鉗壓力的額定驅(qū)動位置、通過所述鉗半部的閉合運(yùn)動來操控額定鉗壓力。本發(fā)明此外涉及一種配屬的、用于自動操控逆動運(yùn)行中的制作鉗的方法,以及涉及一種具有控制裝置的焊接鉗系統(tǒng)、咬合連接鉗(clinchzange)系統(tǒng)、壓接鉗(crimpzange)系統(tǒng)和/或抓取工具系統(tǒng)。
背景技術(shù):
de4432573c2公開了一種用于控制電阻焊機(jī)的擠壓力的方法,所述電阻焊機(jī)配備有數(shù)字式控制的電動馬達(dá)和絲桿傳動器,其中可能需要的是,在焊接過程的特定階段中確保焊接電極將預(yù)先確定的力施加到待焊接的工件上,其中,在焊接過程之前,電動馬達(dá)通過絲桿傳動器和焊接電極彼此相繼地將兩個不同的力施加到工件上,所屬的轉(zhuǎn)動角度被記錄并從這些值中確定焊機(jī)的力傳遞結(jié)構(gòu)的彈性常數(shù),借助于該彈性常數(shù)能夠在隨后的焊接過程的每個階段期間建立每個預(yù)期的力與相應(yīng)的轉(zhuǎn)動角度之間的明確關(guān)系,應(yīng)由電動馬達(dá)來實(shí)施該相應(yīng)的轉(zhuǎn)動角度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是,在制作鉗中能夠較準(zhǔn)確地調(diào)整逆動運(yùn)行中的鉗壓力,該制作鉗具有兩個能相對彼此調(diào)節(jié)地安置的鉗半部,這些鉗半部可以通過位置控制驅(qū)動器被相對彼此調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的目的通過一種用于校準(zhǔn)逆動運(yùn)行中的能自動操控的制作鉗的鉗壓力的方法來實(shí)現(xiàn),該制作鉗為了產(chǎn)生鉗壓力而具有能相對彼此調(diào)節(jié)地安置的兩個鉗半部,兩個鉗半部分別包括鉗尖端,并且該制作鉗具有驅(qū)動器,該驅(qū)動器被構(gòu)造為,使所述鉗半部中的至少一個鉗半部運(yùn)動,以便在所述兩個鉗尖端之間形成鉗壓力,其中,所述驅(qū)動器可以位置控制地自動驅(qū)動,使得通過自動調(diào)整所述驅(qū)動器的對應(yīng)額定鉗壓力的額定驅(qū)動位置、通過所述鉗半部的閉合運(yùn)動來操控額定鉗壓力,該方法具有下列步驟:
-在打開的兩個鉗半部之間定位按壓力測量裝置,作為用于測量所述兩個鉗尖端之間的鉗壓力的力測量標(biāo)準(zhǔn)(kraftmessnormal);
-通過使驅(qū)動器位置控制地運(yùn)動到驅(qū)動器的開始驅(qū)動位置中來閉合打開的鉗半部,在該開始驅(qū)動位置中,兩個鉗半部的鉗尖端將對應(yīng)開始驅(qū)動位置的開始額定鉗壓力施加到按壓力測量裝置上;
-通過使所述驅(qū)動器位置控制地運(yùn)動到所述驅(qū)動器的相對于所述開始額定鉗壓力被減少力的目標(biāo)驅(qū)動位置中來使閉合的鉗半部逆動,在所述目標(biāo)驅(qū)動位置中,所述兩個鉗半部的所述鉗尖端應(yīng)當(dāng)將對應(yīng)所述驅(qū)動器的所述目標(biāo)驅(qū)動位置的、相對于所述開始額定鉗壓力被減少力的目標(biāo)額定鉗壓力施加到所述按壓力測量裝置上;
-通過所述按壓力測量裝置來測量所述驅(qū)動器的力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置中的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力;
-對應(yīng)于所述驅(qū)動器的力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置來存儲所述目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。
逆動運(yùn)行被理解為相應(yīng)于鉗半部的打開運(yùn)動來操控驅(qū)動器,其中,鉗半部沒有被完全打開,而是這些鉗半部僅以如下方式被調(diào)節(jié),即,鉗尖端以瞬時施加的高擠壓力為出發(fā)點(diǎn)在被中間接合的、待擠壓的部件(例如兩個在擠壓力下待焊接的片材)上被帶到如下的狀態(tài)中,在該狀態(tài)中,鉗半部將相對于高擠壓力被減少的擠壓力施加到所述部件上。
驅(qū)動器尤其可以是電驅(qū)動器。該電驅(qū)動器可以具有至少一個電動馬達(dá)和至少一個所屬的功率電子裝置。馬達(dá)和功率電子裝置在此可以是位置被控制的電驅(qū)動器的組件。位置被控制的驅(qū)動器可以具有驅(qū)動器控制器,該驅(qū)動器控制器被構(gòu)造為,基于初始參量、例如預(yù)先給定的位置值、角度值和/或增量值來相應(yīng)地操控所述馬達(dá),從而使得該馬達(dá)的馬達(dá)軸占據(jù)相應(yīng)的位置(旋轉(zhuǎn)數(shù)量和角度姿態(tài))。馬達(dá)軸可以與對應(yīng)制作鉗的傳動器的主軸連接,該傳動器將馬達(dá)軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為制作鉗的鉗半部的打開運(yùn)動或閉合運(yùn)動。
在本身例如由de4432573c2已知的方法中,將擠壓力形成到鉗半部的鉗尖端之間的構(gòu)件上,完全被打開的制作鉗圍繞構(gòu)件被閉合并逐步地形成增加的擠壓力,其方式是,驅(qū)動器在向前運(yùn)行中被帶到對應(yīng)所述擠壓力的驅(qū)動位置上。在驅(qū)動位置與擠壓力之間例如根據(jù)de4432573c2可以存在線性相關(guān)關(guān)系。該相關(guān)關(guān)系然而可以是有誤差的。就此而言,根據(jù)本發(fā)明將額定鉗壓力理解為如下這樣的擠壓力,該擠壓力應(yīng)當(dāng)根據(jù)與所屬的驅(qū)動位置、額定驅(qū)動位置的假設(shè)線性相關(guān)關(guān)系,通過利用額定驅(qū)動位置的目標(biāo)值來操控驅(qū)動器以在制作鉗的非逆動的、也就是進(jìn)行閉合的運(yùn)行中被形成。
按壓力測量裝置例如可以是力測量盒(kraftmessdose)、壓電元件、稱重傳感器(
在根據(jù)本發(fā)明的逆動運(yùn)行中,將高擠壓力減少到較低的擠壓力,而不在此完全打開和重新閉合所述鉗半部。僅使驅(qū)動器的驅(qū)動位置從制作鉗施加高擠壓力(也就是說開始額定鉗壓力)的開始驅(qū)動位置被帶至驅(qū)動器的力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置,在該目標(biāo)驅(qū)動位置中,制作鉗應(yīng)當(dāng)具有較低的擠壓力(也就是說目標(biāo)額定鉗壓力)。本發(fā)明現(xiàn)在關(guān)注于如下的問題,即,在使用時,驅(qū)動位置和鉗壓力的從制作鉗的向前運(yùn)行(也就是說制作鉗的非逆動的、也就是說進(jìn)行閉合的運(yùn)行)中已知的線性相關(guān)關(guān)系,在逆動運(yùn)行中提供了實(shí)際上施加的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力與預(yù)期的目標(biāo)額定鉗壓力的明顯偏離。根據(jù)本發(fā)明,所以測量實(shí)際的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力并從中推導(dǎo)出新的相關(guān)關(guān)系,在該新的相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上可以在逆動運(yùn)行中在驅(qū)動器上預(yù)設(shè)僅一個目標(biāo)驅(qū)動位置的情況下調(diào)整出制作鉗上的被改善的、也就是具有較小的鉗壓力偏離值的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。
總之可以說,初始擠壓力、也就是說開始實(shí)際鉗壓力越高,那么鉗壓力偏離、也就是說實(shí)際調(diào)整出的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力相對于預(yù)期的目標(biāo)額定鉗壓力的誤差變得就越大,從該初始擠壓力(也就是說開始實(shí)際鉗壓力)出發(fā)來減少鉗壓力。該誤差表示相對于預(yù)期的或假設(shè)的額定鉗壓力到低的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。此外可以說,初始擠壓力的減少越大、也就是說從開始實(shí)際鉗壓力到力被減少的目標(biāo)額定鉗壓力的按數(shù)值的跳躍越高,那么鉗壓力偏離、也就是說實(shí)際調(diào)整出的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力相對于預(yù)期的目標(biāo)額定鉗壓力的誤差變得就越大。換句話說,初始擠壓力越高和/或力減少數(shù)值越大,那么制作鉗中的通過鉗壓力被存儲的勢能就作用得越多,使得鉗半部被多于預(yù)期地打開并且接下來調(diào)整出太少的、被減少的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。
制作鉗例如可以是焊接鉗、咬合連接鉗或壓接鉗。然而,作為制作鉗也可以被理解為抓取工具或抓取器,其尤其是用于產(chǎn)品制作范疇內(nèi)的裝配。每個鉗半部具有鉗尖端。可以通過要么單個要么兩個鉗半部彼此合起來的和彼此離開的運(yùn)動來使兩個鉗尖端運(yùn)動。為了使一個或兩個鉗半部運(yùn)動,可以設(shè)置位置控制驅(qū)動器,該位置控制驅(qū)動器例如具有電動馬達(dá)和傳動器??梢越柚隍?qū)動器控制器來操控或調(diào)節(jié)電動馬達(dá)。
借助于根據(jù)本發(fā)明的方法,在逆動運(yùn)行中,尤其是無力傳感器地、也就是說在沒有使用單獨(dú)的力傳感器的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)和/或自動操控制作鉗。也就是說,制作鉗可以被構(gòu)造為沒有單獨(dú)的力傳感器,該單獨(dú)的力傳感器一般情況下通常會被需要用于探測鉗壓力。
本發(fā)明的該方面和其他方面在下面被進(jìn)一步描述,有時也被另外地表述。
伺服馬達(dá)式制作鉗、尤其是焊接鉗幾乎僅使用旋轉(zhuǎn)式馬達(dá),該馬達(dá)的轉(zhuǎn)動運(yùn)動借助于傳動器被轉(zhuǎn)換成可運(yùn)動的鉗尖端、尤其是電極的線性運(yùn)動。在此所使用的主軸傳動器中出現(xiàn)對于傳動器常見的粘滑效應(yīng)以及傳動器間隙(getriebespiel)。當(dāng)制作鉗或驅(qū)動器或者說馬達(dá)具有自有的力或力矩傳感器時,可以克制該效應(yīng)。然而,如果例如出于成本原因應(yīng)當(dāng)使用無傳感器的制作鉗,那么必須消除或克制該效應(yīng),以便不會得到不允許的高的力波動。
當(dāng)制作鉗以位置調(diào)節(jié)方式被運(yùn)行,也就是說到達(dá)馬達(dá)的相應(yīng)于預(yù)期目標(biāo)力的位置時,使粘滑效應(yīng)的影響最小化。然而,如果現(xiàn)在嘗試以該方法來使力廓線(kraftprofile)移動,在這些力廓線下,馬達(dá)的運(yùn)動至少一次被顯著地逆動,那么首先形成確定的力并然后使該力減少限定的差值(delta)等等,因此例如在制作鉗的倉儲、以及馬達(dá)的緊固中由此能夠察覺到傳動器間隙和類似的效應(yīng),使得所述被減少的力具有比允許的偏離明顯更高的與額定力的偏離。在此典型地調(diào)整出與期待的力相比更小的力,稱為所述制作鉗被放松得太多。
該效應(yīng)可以隨著傳動器間隙補(bǔ)償被遇到,該傳動器間隙補(bǔ)償在逆動時將之前、部分地針對機(jī)器個體地確定的位置差值、間隙作為修正偏移來計入到逆動之后的目標(biāo)位置中。這點(diǎn)針對沒有負(fù)載的傳動器非常良好地起作用,但是在逆著外部力和/或力矩工作的傳動器中,待修正的偏移還與這些力和/或力矩成比例,從而使得間隙偏移還必須在線性關(guān)系中被適配于預(yù)期的目標(biāo)力。
針對間隙修正的校準(zhǔn)來比較:當(dāng)同一個額定力一次直接地并一次在從較高的力出發(fā)地減少之后被達(dá)到時,在被校準(zhǔn)的力測量器的情況下在制作鉗的鉗尖端之間調(diào)整出哪些力值。這兩個力值彼此相減并且力的差值然后借助于已知的彈簧常數(shù)、也稱作撓度被換算成位置值,該位置值然后應(yīng)當(dāng)描述了傳動器間隙。
位置偏移=((直接力-減少之后的力)*每單位力的路程
根據(jù)本發(fā)明的測量表明,在針對間隙修正所需的位置偏移與所追求的焊接鉗的目標(biāo)力之間有線性相關(guān)關(guān)系。進(jìn)一步的、更詳細(xì)的測量表明,這點(diǎn)不足以描述或補(bǔ)償在逆動時出現(xiàn)的所有效應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明能夠確定,力的偏離同樣與在第一力級和第二力級之間的力差值成比例。如果將與這些力偏離相關(guān)的位置偏移、間隙關(guān)于額定力進(jìn)行標(biāo)記(auftragen)并通過點(diǎn)來畫出(legt)回歸線(regressionsgeraden),那么會獲得隨力差值上升的曲線簇。在此示出的是,回歸線可以以足夠的準(zhǔn)確性被畫出通過零點(diǎn),而不用太強(qiáng)地改變這些線的斜率。根據(jù)本發(fā)明,這點(diǎn)顯著地使該效應(yīng)的進(jìn)一步建模變得容易。
如果現(xiàn)在將曲線簇的斜率關(guān)于力差值進(jìn)行標(biāo)記,那么同樣又看出線性依賴性。但是,該線性依賴性可以僅通過斜率和偏移就被足夠準(zhǔn)確地描述,因?yàn)槠埔呀?jīng)可以彌補(bǔ)(ausmachen)該效應(yīng)的20%。
可以利用常見的數(shù)學(xué)方法來確定曲線簇斜率和用于描述曲線簇斜率的回歸線的參數(shù)。
基于該認(rèn)知,可以完全數(shù)學(xué)地描述修正偏移,該修正偏移必須被加載到減少的力級的鉗目標(biāo)位置上:
位置修正=((間隙系數(shù)(spiel-faktor)*減少的力)+間隙偏移)*目標(biāo)力
該方法描述了在制作鉗上出現(xiàn)的效應(yīng),而沒有在細(xì)節(jié)上對所述效應(yīng)建模,因?yàn)樯婕爸谱縻Q和鉗馬達(dá)的整個機(jī)械機(jī)構(gòu)中的被疊加的設(shè)置效應(yīng)、間隙效應(yīng)和彈性效應(yīng)。
如果針對制作鉗沒有使用純的位置調(diào)節(jié),而是通過在電極與構(gòu)件的或電極彼此的已知觸點(diǎn)與當(dāng)前位置之間的差值根據(jù)該機(jī)械機(jī)構(gòu)的彈簧常數(shù)來模擬鉗子的力,那么要注意到的是,針對所述位置偏移的計算還必須考慮觸點(diǎn)-位置值。
因此獲得下列公式:
位置偏移=(((實(shí)際力_1*每單位力的路程)+零位置)-觸點(diǎn)位置_1)-(((實(shí)際力_2*每單位力的路程)+零位置)-觸點(diǎn)位置_2)
實(shí)際力_l=利用外部力測量器測量到的力(直接達(dá)到的力)
實(shí)際力_2=利用外部力測量器測量到的力(在力減少之后)
每單位力的路程=由路程/力的鉗校準(zhǔn)得出的線性系數(shù)
零位置=由路程/力的鉗校準(zhǔn)得出的偏移位置值
所述方法具有如下步驟:從目標(biāo)額定鉗壓力與測量到的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力之間的差中確定鉗壓力偏離值。
所述方法具有如下步驟:利用不同的開始額定鉗壓力值、尤其是利用以相同分級間隔的分級方式的不同的開始額定鉗壓力值多次實(shí)施如已經(jīng)描述的方法流程;以及給為開始額定鉗壓力值分別存儲一對應(yīng)各開始額定鉗壓力值的鉗壓力偏離值。
所述方法具有如下步驟:利用所述驅(qū)動器的不同的、力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置值來多次實(shí)施如已經(jīng)描述的方法流程,在這些目標(biāo)驅(qū)動位置值的情況下,所述兩個鉗半部的所述鉗尖端應(yīng)將一對應(yīng)所述驅(qū)動器的各目標(biāo)驅(qū)動位置的、相對于所述開始額定鉗壓力被減少力的目標(biāo)額定鉗壓力施加到所述按壓力測量裝置上,尤其是利用以相同分級間隔的分級方式的所述驅(qū)動器的不同的、力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置值來實(shí)施;以及為各目標(biāo)驅(qū)動位置值分別存儲一對應(yīng)各目標(biāo)驅(qū)動位置值的鉗壓力偏離值。
所述方法具有如下步驟:分別確定一對應(yīng)各鉗壓力偏離值的驅(qū)動位置偏離值,尤其是基于在閉合所述鉗半部時所述驅(qū)動器的不同驅(qū)動位置與對應(yīng)的額定鉗壓力的線性相關(guān)關(guān)系來確定。
所述方法具有如下步驟:在取決于多個不同的開始額定鉗壓力值所獲得的驅(qū)動位置偏離值的多個支持點(diǎn)(stützpunkten)之間進(jìn)行線性內(nèi)插;和/或存儲線性內(nèi)插中間值,尤其是以表格或函數(shù)形式存儲,從該表格或函數(shù)中能夠?yàn)榱四鎰硬倏厮鲋谱縻Q而取得所需的、對應(yīng)預(yù)期的開始額定鉗壓力值的驅(qū)動位置偏離值。
用于自動操控逆動運(yùn)行中的制作鉗的方法,該制作鉗為了產(chǎn)生鉗壓力而具有能相對彼此調(diào)節(jié)地安置的兩個鉗半部,兩個鉗半部分別包括鉗尖端,并且該制作鉗具有驅(qū)動器,該驅(qū)動器被構(gòu)造為,使所述鉗半部中的至少一個鉗半部運(yùn)動,以便在所述兩個鉗尖端之間形成鉗壓力,其中,所述驅(qū)動器可以位置被控制地自動驅(qū)動,使得通過自動調(diào)整所述驅(qū)動器的對應(yīng)額定鉗壓力的驅(qū)動位置、通過所述鉗半部的閉合運(yùn)動來操控額定鉗壓力,所述方法具有如下步驟:
-預(yù)先給定目標(biāo)額定鉗壓力,所述目標(biāo)額定鉗壓力比瞬時由所述制作鉗所施加的實(shí)際鉗壓力更小;
-在考慮驅(qū)動位置偏離值的情況下確定所述驅(qū)動器的對應(yīng)所述目標(biāo)額定鉗壓力的目標(biāo)驅(qū)動位置,按照用于校準(zhǔn)鉗壓力的、如已經(jīng)描述的方法來獲得所述驅(qū)動位置偏離值,尤其是從來自表格的或根據(jù)函數(shù)的中間值來獲得,基于用于校準(zhǔn)鉗壓力的、如已經(jīng)描述的方法的驅(qū)動位置偏離值來產(chǎn)生該表格或函數(shù);
-通過所述驅(qū)動器的位置被控制的運(yùn)動使閉合的鉗半部逆動到被確定的目標(biāo)驅(qū)動位置中。
本方法中為了確定所述驅(qū)動器的所述目標(biāo)驅(qū)動位置而考慮所述額定鉗壓力與所述驅(qū)動器的對應(yīng)的額定驅(qū)動位置之間的、為了操控所述鉗半部的閉合運(yùn)動而已知的相關(guān)關(guān)系,并從該相關(guān)關(guān)系中確定對應(yīng)所述目標(biāo)額定鉗壓力的目標(biāo)額定驅(qū)動位置并通過被確定的驅(qū)動位置偏離值來校準(zhǔn)目標(biāo)額定驅(qū)動位置,并在所述被確定的驅(qū)動位置偏離值的基礎(chǔ)上,對所述鉗半部的逆動運(yùn)動進(jìn)行操控,以便調(diào)整出所述目標(biāo)額定鉗壓力。
一種焊接鉗系統(tǒng)、咬合連接鉗系統(tǒng)、壓接鉗系統(tǒng)和/或抓取工具系統(tǒng),所述系統(tǒng)具有控制裝置,所述控制裝置用于使焊接鉗、咬合連接鉗、壓接鉗和/或抓取工具自動運(yùn)動,所述控制裝置被設(shè)置為執(zhí)行如已經(jīng)描述的方法。
在本系統(tǒng)中,所述控制裝置具有存儲器,在所述存儲器中存儲驅(qū)動位置偏離值、尤其是根據(jù)表格或根據(jù)函數(shù)的中間值,該表格或函數(shù)按照用于校準(zhǔn)鉗壓力的、如已經(jīng)描述的方法來獲得,并且這些驅(qū)動位置偏離值、尤其是中間值能夠?yàn)榱藞?zhí)行用于自動操控制作鉗的、如已經(jīng)描述的方法而從所述存儲器中被調(diào)出。
在隨后的描述中參考附圖詳細(xì)闡釋本發(fā)明的具體實(shí)施例。這些示例性實(shí)施例的具體特征可以與它們在哪個具體關(guān)系中被提到無關(guān)地、有可能也單個或組合地被考慮來表示本發(fā)明的一般性特征。
附圖說明
其中:
圖1示出了作為制作鉗的示例性實(shí)施方式的焊接鉗的示意圖;
圖2示出了具有機(jī)器人臂的工業(yè)機(jī)器人,該機(jī)器人臂具有多個節(jié)肢和關(guān)節(jié);
圖3示出了在逆動運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)的測量到的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力的示意性圖表,其從對應(yīng)的開始額定鉗壓力分別到四個不同的目標(biāo)額定鉗壓力;
圖4示出了取決于不同的開始額定鉗壓力和力被減少的目標(biāo)額定鉗壓力的驅(qū)動位置偏離值的示意性圖表;以及
圖5示出了取決于不同的力減少值的驅(qū)動位置偏離值的放大系數(shù)的示意性圖表,這些力減少值從開始額定鉗壓力出發(fā)到目標(biāo)額定鉗壓力。
具體實(shí)施方式
圖1作為用于制作鉗11的示例示出了具有兩個鉗半部14、16的焊接鉗12。鉗半部14、16在它們的前端部上例如分別具有作為用于鉗尖端13a、13b的示例的電極。如圖1中所示那樣,第一鉗半部14能運(yùn)動地繞擺動軸線18安置。第二鉗半部16可以是固定或能運(yùn)動的。為了使第一鉗半部14繞擺動軸線18相對于第二鉗半部16擺動而設(shè)置有位置被控制的驅(qū)動器20。驅(qū)動器20例如是電驅(qū)動器、例如電動馬達(dá)。
借助于驅(qū)動器20可以使第一鉗半部14相對于第二鉗半部16在閉合位置和打開位置之間運(yùn)動。在此,在閉合位置中,兩個鉗半部14、16如下程度地彼此接近,使得兩個鉗半部在不同側(cè)上例如與待焊接的兩個片材15a、15b或例如與按壓力測量裝置17處于擠壓接觸。
制作鉗11、就像在圖1中所示的焊接鉗12可以布置為靜止不動或工業(yè)機(jī)器人1(如示例性在下面的圖2中所示那樣)可以使其運(yùn)動。
圖2示出了示例性工業(yè)機(jī)器人1,該工業(yè)機(jī)器人具有機(jī)器人臂2。機(jī)器人臂2在當(dāng)前實(shí)施例的情況下包括多個、彼此相繼布置的并借助于關(guān)節(jié)l1至l6連接的節(jié)肢g1至g7。節(jié)肢尤其是臺架3和相對于臺架3能繞豎直延伸的軸線a1轉(zhuǎn)動地安置的旋轉(zhuǎn)架4。機(jī)器人臂2的其它節(jié)肢在本實(shí)施例的情況下是搖臂5、懸臂6和優(yōu)選多軸式的機(jī)器人手7,機(jī)器人手具有被實(shí)施為法蘭8的緊固裝置,緊固裝置用于緊固工具、例如制作鉗11。搖臂5在下端部上、也就是說在搖臂5的關(guān)節(jié)l2(該關(guān)節(jié)也可以被稱為搖臂軸承頭)上能繞優(yōu)選水平的轉(zhuǎn)動軸線a2擺動地安置在旋轉(zhuǎn)架4上。在搖臂5的上端部上,在搖臂5的第一關(guān)節(jié)l3上懸臂6又繞同樣優(yōu)選水平的軸線a3能擺動地安置。該懸臂在端部側(cè)上承載了機(jī)器人手7,該機(jī)器人手具有它的優(yōu)選三個轉(zhuǎn)動軸線a4、a5、a6。關(guān)節(jié)l1至l6分別能夠通過電動馬達(dá)式驅(qū)動器m1至m6由機(jī)器人控制器10以程序控制方式被驅(qū)動。
制作鉗11、例如根據(jù)圖1的焊接鉗12可以緊固在機(jī)器人臂2的法蘭8上并根據(jù)隨后參考圖3所描述的方法被校準(zhǔn)和/或運(yùn)行。
圖3中示意性示出的圖表,示出了多個結(jié)果,這些結(jié)果來自多次執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法,該方法用于校準(zhǔn)在逆動運(yùn)行中能自動操控的制作鉗11的鉗壓力,該制作鉗為了產(chǎn)生鉗壓力而具有兩個能相對彼此調(diào)節(jié)地安置的、分別包括一鉗尖端13a、13b的鉗半部14、16。該制作鉗11此外具有驅(qū)動器20,該驅(qū)動器被構(gòu)造為,使所述鉗半部14、16中的至少一個鉗半部運(yùn)動,以便在所述兩個鉗尖端13a、13b之間形成鉗壓力,其中,所述驅(qū)動器20可以位置控制地自動驅(qū)動,使得通過自動調(diào)整所述驅(qū)動器20的對應(yīng)額定鉗壓力的額定驅(qū)動位置、通過所述鉗半部14、16閉合運(yùn)動來操控額定鉗壓力。
一方面從2000n(牛頓)、2500n、3000n、3500n和4000n的不同的開始額定鉗壓力值,尤其是在所示示例中以500n的相同分級間隔的分級方式來多次實(shí)施該方法流程。
另一方面利用驅(qū)動器20的不同的、力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置值、尤其是利用驅(qū)動器20的以250n的相同分級間隔的分級方式的不同的、力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置值來進(jìn)行該方法流程的多次實(shí)施。因此,在第一周期中從2000n的開始額定鉗壓力值出發(fā)并從那里出發(fā)地被減少到四個不同的目標(biāo)額定鉗壓力。在第一目標(biāo)額定鉗壓力的情況下,減少250n、也就是說減少到1750n。在第二目標(biāo)額定鉗壓力的情況下,減少500n、也就是說減少到1500n。在第三目標(biāo)額定鉗壓力的情況下,減少750n、也就是說減少到1250n。在第四目標(biāo)額定鉗壓力的情況下,減少1000n、也就是說減少到1000n。
然而,就像所示那樣沒有調(diào)整出預(yù)期的1750n、1500n、1250n和1000n的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力,而是實(shí)際上調(diào)整出大概1700n、1490n、1200n和900n的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。
在進(jìn)一步的周期中,從2500n、3000n、3500n和4000n的開始額定鉗壓力值出發(fā)并從那里出發(fā)被減少到四個不同的目標(biāo)額定鉗壓力,也就是說分別減少250n、500n、750n和1000n。
每次都通過使驅(qū)動器20位置被控制地運(yùn)動到驅(qū)動器20的開始驅(qū)動位置中來閉合打開的鉗半部14、16,在該開始驅(qū)動位置中,兩個鉗半部14、16的鉗尖端13a、13b將對應(yīng)開始驅(qū)動位置的開始額定鉗壓力施加到按壓力測量裝置17上。
然后,每次都通過使驅(qū)動器20位置被控制地運(yùn)動到驅(qū)動器20的相對于開始額定鉗壓力被減少力的目標(biāo)驅(qū)動位置中來使閉合的鉗半部14、16逆動,在該目標(biāo)驅(qū)動位置中,兩個鉗半部14、16的鉗尖端13a、13b應(yīng)當(dāng)將對應(yīng)所述驅(qū)動器20的目標(biāo)驅(qū)動位置的、相對于開始額定鉗壓力被減少力的目標(biāo)額定鉗壓力施加到按壓力測量裝置17上。
然后,通過按壓力測量裝置17測量驅(qū)動器20的力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置中的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。此外,對應(yīng)于驅(qū)動器20的力被減少的目標(biāo)驅(qū)動位置來存儲目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。
在圖4中,以驅(qū)動位置偏離值(0-2-4-6-8-10-12-14)的形式標(biāo)記了從目標(biāo)額定鉗壓力與測量到的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力之間的差中所獲得的鉗壓力偏離。通過如下的方法獲得該驅(qū)動位置偏離值,該方法具有步驟:分別確定一對應(yīng)各鉗壓力偏離值的驅(qū)動位置偏離值,尤其是基于在閉合所述鉗半部14、16時驅(qū)動器20的不同驅(qū)動位置與對應(yīng)的額定鉗壓力的線性相關(guān)關(guān)系來確定。
圖4中示出的驅(qū)動位置偏離值的支持點(diǎn)概括地(verallgemeinert)內(nèi)插地被標(biāo)記在直線s1、s2、s3和s4的簇中,確切地說根據(jù)本發(fā)明的方法,該方法具有步驟:在取決于多個不同的開始額定鉗壓力值所獲得的驅(qū)動位置偏離值的多個支持點(diǎn)之間進(jìn)行線性內(nèi)插。支持點(diǎn)和/或被內(nèi)插的中間點(diǎn)或所述直線可以以表格或函數(shù)形式被存儲,從該表格或函數(shù)中能夠?yàn)榱四鎰硬倏厮鲋谱縻Q而取得所需的、對應(yīng)預(yù)期的開始額定鉗壓力值的驅(qū)動位置偏離值。
在此,可以確定并且同樣為了隨后的調(diào)出而存儲內(nèi)插直線s1、s2、s3和s4的斜率z1、z2、z3和z4。因此,就像圖4中示出的那樣,例如直線s1具有斜率y=0.0021x。直線s2具有斜率y=0.0029x。直線s3具有斜率y=0.0040x。直線s4具有斜率y=0.0047x。
這些斜率z1、z2、z3和z4作為支持點(diǎn)被標(biāo)記在圖5的圖表中。在斜率z1、z2、z3和z4的支持點(diǎn)上又可以畫出近似直線gg,該近似直線由此提供了關(guān)于取決于力差別的間隙系數(shù)的斜率的函數(shù)。
總之可以說,初始擠壓力、也就是說開始實(shí)際鉗壓力越高,那么鉗壓力偏離、也就是說實(shí)際調(diào)整出的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力相對于預(yù)期的目標(biāo)額定鉗壓力的誤差就變得越大,從該初始擠壓力、也就是說開始實(shí)際鉗壓力出發(fā)來減少鉗壓力。該誤差表示相對于預(yù)期的或假設(shè)的額定鉗壓力到低的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。此外可以說,初始擠壓力的減少、也就是說從開始實(shí)際鉗壓力到力被減少的目標(biāo)額定鉗壓力的按數(shù)值的跳躍越高,那么鉗壓力偏離、也就是說實(shí)際調(diào)整出的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力相對于預(yù)期的目標(biāo)額定鉗壓力的誤差就變得越大。換句話說,初始擠壓力越高和/或力減少數(shù)值越大,那么制作鉗11中的通過鉗壓力被存儲的勢能就作用得越多,使得鉗半部被多于預(yù)期地打開并且接下來調(diào)整出太少的、被減少的目標(biāo)實(shí)際鉗壓力。