專利名稱：焊接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及這樣一種焊接系統(tǒng)， 其能夠在焊接處理期間發(fā)生了熔化和收縮之后識(shí)別要焊接的物體(下 文中稱為"待焊接物體")的位置，并能夠數(shù)字地控制和改變待焊接物 體之間的距離，從而執(zhí)行最優(yōu)的質(zhì)量控制。
背景技術(shù)：
待焊接物體在不考慮焊接機(jī)的電流、電壓、速度等焊接條件以及 待焊接物體的長(zhǎng)度的情況下得到焊接。
通常，焊接系統(tǒng)的工作處理是這樣執(zhí)行的，使得待焊接物體被牢 固地固定到夾具上來(lái)執(zhí)行焊接，并且待焊接物體的收縮會(huì)隨同焊接的 進(jìn)行而累積起來(lái)。由于待焊接物體的這種收縮累積，它們的長(zhǎng)度與它 們的原始長(zhǎng)度相比將相對(duì)縮小，并且在焊接處理之后對(duì)待焊接物體之 間的距離進(jìn)行調(diào)整是不可能的，因此會(huì)產(chǎn)生焊接結(jié)構(gòu)有缺陷的產(chǎn)品。
圖1和圖2是顯示出在焊接待焊接物體期間，待焊接物體的質(zhì)地 的熱變形過(guò)程的簡(jiǎn)圖。
圖1顯示出在如下熱焊接期間待焊接物體的質(zhì)地的改變長(zhǎng)度均
為L(zhǎng)的待焊接物體la和lb被牢固地固定到夾具3上，然后待焊接物 體la和lb之間的距離變成0。
在待焊接物體la和lb的焊接部分之間的距離變成0的狀態(tài)下， 當(dāng)焊接部分被焊接機(jī)加熱時(shí)，焊接部分的質(zhì)地被激活并且它們的體積 發(fā)生膨脹。由于待焊接物體被固定在夾具的一端處，所以待焊接物體 在X方向上的膨脹長(zhǎng)度沒有變化，而待焊接物體在Y方向上有熱膨脹， 使得在焊接處理后，待焊接物體的長(zhǎng)度被縮減到長(zhǎng)度(2L-AL)。
圖2顯示出在如下熱焊接期間待焊接物體的質(zhì)地的改變長(zhǎng)度均 為M (M<L)的待焊接物體7a和7b之間的距離變成"a"。在待焊接 物體7a和7b的焊接部分之間的距離變成"a"的狀態(tài)下，當(dāng)焊接部分被焊接機(jī)加熱時(shí)，焊接部分的質(zhì)地被激活并且它們的體積發(fā)生膨脹。
由于在膨脹期間待焊接物體7a和7b之間的距離為"a"，所以待焊接 物體在X和Y方向上都發(fā)生熱膨脹，使得待焊接物體的長(zhǎng)度在焊接處 理后增大到長(zhǎng)度(2M+AM)。
從待焊接物體的質(zhì)地在焊接期間的熱變形可以看出，由于焊接處 理后待焊接物體的收縮和變形，待焊接物體的長(zhǎng)度發(fā)生了改變，使得 焊接是在不考慮一件成品的長(zhǎng)度變化的情況下進(jìn)行的，并且在焊接處 理之后糾正待焊接物體的收縮和變形是不可能的，從而導(dǎo)致成品的變 形和長(zhǎng)度縮減。
在該背景技術(shù)部分中公開的信息只是用來(lái)提高對(duì)發(fā)明背景的理 解，并且不應(yīng)該作為該信息形成了本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員已知的現(xiàn)有 技術(shù)的確認(rèn)或任何形式的暗示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了致力于解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)生的上述問題而做出的， 并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣一種焊接系統(tǒng)，其能夠在焊接待焊 接物體時(shí)發(fā)生了熔化和收縮之后，順序地識(shí)別待焊接物體的位置，并 能夠數(shù)字地控制和改變待焊接結(jié)構(gòu)之間的距離，從而執(zhí)行最優(yōu)的質(zhì)量 控制。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，在一方面中，本發(fā)明提供了一種焊接系統(tǒng)， 其包括用于牢固地固定多個(gè)待焊接物體中的任何一個(gè)的固定夾具； 用于移動(dòng)多個(gè)待焊接物體中的另一個(gè)的可移動(dòng)夾具；用于水平移動(dòng)可 移動(dòng)夾具的可移動(dòng)塊體(bl0Ck);用于驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)塊體的塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 用于檢測(cè)可移動(dòng)夾具的位置的位置傳感器；以及用于接收來(lái)自位置傳
感器的檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)并控制塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制裝置。
在另一方面中，本發(fā)明提供了控制焊接系統(tǒng)的方法，該方法包括
以下步驟在焊接處理期間發(fā)生了待焊接物體的熔化和收縮之后，感 測(cè)待焊接物體的位置；將感測(cè)到的位置信息數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較； 基于比較的結(jié)果計(jì)算待焊接物體的最佳焊接位置；基于計(jì)算的結(jié)果調(diào) 整和固定可移動(dòng)夾具的位置；在對(duì)可移動(dòng)夾具進(jìn)行位置調(diào)整之后焊接 待焊接物體；以及將可移動(dòng)夾具移動(dòng)到下一個(gè)焊接位置。下文中將討論本發(fā)明的其它方面。


圖1是顯示出在熱焊接期間待焊接物體之間沒有距離的情況下，
待焊接物體的質(zhì)地的熱變形過(guò)程的示圖2是顯示出在熱焊接期間待焊接物體之間存在任何距離的情況 下，待焊接物體的質(zhì)地的熱變形過(guò)程的示圖3是顯示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的位置傳感器的 外觀的透視圖，其中位置傳感器包括發(fā)光部和光接收部；
圖4是顯示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的構(gòu)造的簡(jiǎn)并且
圖5是顯示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的控制方法的流 程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其實(shí)例在下文中所附的圖 中示出，其中相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。下面將通過(guò)參考 這些附圖來(lái)描述實(shí)施例以便說(shuō)明本發(fā)明。
圖3是顯示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的位置傳感器的 外觀的透視圖。
位置傳感器40包括發(fā)光部80和光接收部85。位置傳感器是固定 不動(dòng)的，并且允許發(fā)光部80照射光，并允許光接收部85接收在照射 之后被反射的光，以檢測(cè)位置的變化。
圖4是顯示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的構(gòu)造的簡(jiǎn)圖。
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的焊接系統(tǒng)包括固定夾具10、 可移動(dòng)夾具15、多個(gè)待焊接物體20、控制裝置30、可移動(dòng)塊體35、 位置傳感器40和塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50。
固定夾具10用于牢固地固定任何一個(gè)待焊接物體20。可移動(dòng)夾具 15用于夾持待焊接物體20的待焊接部分并可通過(guò)可移動(dòng)塊體35移動(dòng)。
取決于焊接之后待焊接物體20的收縮距離而移動(dòng)的待焊接物體 20的位置按以下方式被檢測(cè)，使位置傳感器40的發(fā)光部80將光照射到可移動(dòng)夾具15上，并且光接收部85接收從可移動(dòng)夾具反射的光以 便感測(cè)收縮和變形后的待焊接物體的位置，以將其發(fā)送給控制器40。
控制裝置30包括服務(wù)器55、計(jì)算機(jī)60和可編程邏輯控制器(PLC) 65，其中服務(wù)器55用于將從位置傳感器40接收到的位置數(shù)據(jù)與參考 數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算機(jī)60用于顯示服務(wù)器55的比較結(jié)果并計(jì)算最優(yōu) 位置，可編程邏輯控制器(PLC) 65用于接收來(lái)自計(jì)算機(jī)60的計(jì)算出 的位置數(shù)據(jù)并向塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50發(fā)送用于驅(qū)動(dòng)塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50的信 號(hào)。
塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50接收來(lái)自PLC 65的信號(hào)，以操作能夠驅(qū)動(dòng)可移 動(dòng)塊體35的伺服電機(jī)70。塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50的動(dòng)力傳輸單元75將伺服 電機(jī)70的驅(qū)動(dòng)力傳輸給可移動(dòng)塊體35。
可移動(dòng)塊體35從塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50的動(dòng)力傳輸單元75接收伺服電 機(jī)70的驅(qū)動(dòng)力，然后向待焊接物體移動(dòng)，使得其重復(fù)執(zhí)行上述操作直 至結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端。
圖5是顯示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的控制方法的流 程圖。
在步驟SIOO，位置傳感器40感測(cè)待焊接物體在焊接處理期間發(fā)生 了熔化和收縮之后，待焊接物體的改變后的位置，并且在步驟S102， 服務(wù)器55將感測(cè)到的位置信息數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在控制器30的服務(wù)器55中 的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
在步驟S104，計(jì)算機(jī)60計(jì)算由服務(wù)器55比較的位置數(shù)據(jù)以產(chǎn)生 最優(yōu)位置數(shù)據(jù)，以便執(zhí)行最優(yōu)焊接操作，并且在步驟S106，控制裝置 30將最優(yōu)位置數(shù)據(jù)發(fā)送給塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50以調(diào)整焊接位置。
接著，在步驟S108，在調(diào)整了焊接位置之后執(zhí)行焊接，然后可移 動(dòng)塊體35移動(dòng)到下一個(gè)焊接位置。
對(duì)焊接系統(tǒng)進(jìn)行的上述控制處理被重復(fù)執(zhí)行，直到待焊接物體的 遠(yuǎn)端，然后上述控制處理被終止。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的焊接系統(tǒng)，可以使用位置傳感器順序地 識(shí)別在待焊接物體熔化和收縮之后待焊接物體的位置，并確定在焊接 期間的待焊接物體的最優(yōu)焊接位置，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的成品。
已經(jīng)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，可對(duì)這些實(shí)施例做出改變而不脫離本 發(fā)明的原理和精神，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等效物限定。
權(quán)利要求
1. 一種焊接系統(tǒng)，包括用于牢固地固定多個(gè)待焊接物體中的任何一個(gè)的固定夾具；用于移動(dòng)所述多個(gè)待焊接物體中的另一個(gè)的可移動(dòng)夾具；用于水平移動(dòng)所述可移動(dòng)夾具的可移動(dòng)塊體；用于驅(qū)動(dòng)所述可移動(dòng)塊體的塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；用于檢測(cè)所述可移動(dòng)夾具的位置的位置傳感器；以及用于接收來(lái)自所述位置傳感器的檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)并控制所述塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的焊接系統(tǒng)，其中，所述塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括 用于驅(qū)動(dòng)所述可移動(dòng)塊體的伺服電機(jī)，和用于將所述伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 力傳輸給所述可移動(dòng)塊體的動(dòng)力傳輸單元。
3. 如權(quán)利要求1所述的焊接系統(tǒng)，其中，所述位置傳感器包括用 于將光照射到所述可移動(dòng)夾具上的發(fā)光部和用于接收從所述可移動(dòng)夾 具反射的光的光接收部。
4. 如權(quán)利要求1所述的焊接系統(tǒng)，其中，所述控制裝置包括服務(wù) 器、計(jì)算機(jī)和可編程邏輯控制器(PLC)，所述服務(wù)器用于將從所述位 置傳感器接收到的位置數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，所述計(jì)算機(jī)用于顯 示由所述服務(wù)器比較的結(jié)果數(shù)據(jù)并計(jì)算最優(yōu)位置數(shù)據(jù)，所述可編程邏 輯控制器(PLC)用于從所述計(jì)算機(jī)接收計(jì)算出的位置數(shù)據(jù)并向所述塊 體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送用于驅(qū)動(dòng)所述塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的命令信號(hào)。
5. —種控制焊接系統(tǒng)的方法，所述方法包括以下步驟 感測(cè)待焊接物體在焊接處理期間發(fā)生了熔化和收縮之后，所述待焊接物體的位置；將感測(cè)到的位置信息數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；基于比較結(jié)果來(lái)計(jì)算所述待焊接物體的最優(yōu)焊接位置；基于計(jì)算出的結(jié)果調(diào)整和固定可移動(dòng)夾具的位置；在對(duì)所述可移動(dòng)夾具進(jìn)行了位置調(diào)整之后焊接所述待焊接物體；以及將所述可移動(dòng)夾具移動(dòng)到下一個(gè)焊接位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種焊接系統(tǒng)。該焊接系統(tǒng)包括用于牢固地固定多個(gè)待焊接物體中的任何一個(gè)的固定夾具；用于移動(dòng)多個(gè)待焊接物體中的另一個(gè)的可移動(dòng)夾具；用于水平移動(dòng)可移動(dòng)夾具的可移動(dòng)塊體；用于驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)塊體的塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；用于檢測(cè)可移動(dòng)夾具的位置的位置傳感器；以及用于接收來(lái)自位置傳感器的位置數(shù)據(jù)以控制塊體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制裝置。根據(jù)本發(fā)明的焊接系統(tǒng)，可以使用位置傳感器順序地識(shí)別在待焊接物體熔化和收縮之后待焊接物體的位置，并確定在焊接期間的待焊接物體的最優(yōu)焊接位置，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的成品。
文檔編號(hào)G05D3/20GK101412172SQ20071030603
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者金縱哲 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社