本發(fā)明屬于焊裝生產(chǎn)，具體涉及凸焊焊接領(lǐng)域，具體涉及一體化機器人伺服凸點焊槍以及監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展中，焊接技術(shù)是決定產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，隨著制造業(yè)對精度、強度和效率要求的提升，凸點焊技術(shù)逐漸成為焊接領(lǐng)域的重要突破方向：凸點焊是特殊的電阻點焊方法，它在焊件接觸面加工凸點，電流通過時，凸點電阻大、電流密度高，迅速加熱熔化形成焊點。

2、現(xiàn)有的固定凸點焊槍在實際應(yīng)用中存在一些明顯的缺點：首先，靈活性嚴重受限，固定的位置和角度使其只能適用于特定形狀和位置的焊件焊接，一旦焊件的設(shè)計或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，往往需要重新設(shè)計和安裝點焊槍，調(diào)整難度大且成本高昂；其次，固定凸點焊槍的維護成本較高，由于其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在長時間使用后，電極、變壓器等關(guān)鍵部件容易出現(xiàn)磨損和故障，維修難度大且所需時間長，會導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，增加企業(yè)的停機成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供具有一體化機器人伺服凸點焊槍以及監(jiān)測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的固定凸點焊槍靈活性嚴重受限,一旦焊件的設(shè)計或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，往往需要重新設(shè)計和安裝點焊槍，調(diào)整難度大且成本高昂；電極、變壓器等關(guān)鍵部件容易出現(xiàn)磨損和故障，維修難度大且所需時間長的問題。

2、本發(fā)明其中一方案提供了一種一體化機器人伺服凸點焊槍，包括：機器人主體、槍體組件、電極臂、螺母保持器以及位移傳感器；

3、所述槍體組件設(shè)置在所述機器人主體上，所述機器人主體配置為帶動所述槍體組件在加工工位內(nèi)移動；

4、所述槍體組件還設(shè)有驅(qū)動電機和變壓器，所述驅(qū)動電機的驅(qū)動端設(shè)置有第一凸點焊電極，所述螺母保持器設(shè)置在所述第一凸點焊電極端部；

5、所述電極臂設(shè)置在所述槍體組件的下側(cè)，且所述電極臂與所述變壓器電連接；

6、所述電極臂的設(shè)置有第二凸點焊電極，所述第一凸點焊電極端部與所述第二凸點焊電極同軸設(shè)置，且所述位移傳感器設(shè)置在所述第二凸點焊電極的端部；

7、所述驅(qū)動電機、所述變壓器和所述位移傳感器均與所述機器人主體電連接。

8、在本發(fā)明其中一個方案中，所述螺母保持器設(shè)置有與所述凸點螺母相匹配的容置孔，用于導(dǎo)向所述凸點螺母進入并定位在所述螺母保持器上；

9、所述第二凸點焊電極的端部設(shè)置有定位銷，所述定位銷的中心軸線與所述容置孔的中心軸線重合，所述定位銷用于定位進入所述容置孔的所述凸點螺母；

10、其中，在電阻焊槍與所述工件對位時，所述第二凸點焊電極與所述工件抵接，所述位移傳感器用于檢測所述電極臂與所述工件上焊接預(yù)留孔的對位情況；

11、或者，在電阻焊槍焊接作業(yè)后，所述第二凸點焊電極與所述工件和所述凸點螺母抵接，所述位移傳感器用于檢測所述凸點螺母的焊接質(zhì)量。

12、在本發(fā)明其中一個方案中還提供了一種監(jiān)控方法，可用于上述多個方案中任意一項所述的一體化機器人伺服凸點焊槍，所述一體化機器人伺服凸點焊槍的驅(qū)動電機中設(shè)置有編碼器，所述一體化機器人伺服凸點焊槍的電極臂中至少設(shè)置有霍爾傳感器和溫度傳感器，所述編碼器、所述霍爾傳感器和所述溫度傳感器與故障診斷分析設(shè)備電連接；所述監(jiān)控方法包括：

13、通過所述編碼器獲取第一凸點焊電極的位移數(shù)據(jù)；

14、通過所述霍爾傳感器獲取電極臂中的實時電流電壓數(shù)據(jù)；

15、通過所述溫度傳感器獲取電極臂和冷卻水管路的實時溫度數(shù)據(jù)；

16、將所述位移數(shù)據(jù)、所述實時電流電壓數(shù)據(jù)和所述實時溫度數(shù)據(jù)作為焊接參數(shù)，所述焊接參數(shù)輸入所述故障診斷分析設(shè)備，通過故障診斷算法對設(shè)備運行狀態(tài)進行分析，若設(shè)備運行狀態(tài)異常則實時生成異常報警信號，并根據(jù)報警等級觸發(fā)相應(yīng)報警動作指令。

17、在本發(fā)明其中一個方案中，還包括：

18、在一次焊接前，通過設(shè)置在第二凸點焊電極端部的位移傳感器檢測電極臂上的定位銷與工件導(dǎo)向孔的接觸深度，若深度未達到設(shè)定值，判定對位異常；

19、或者，在一次焊接后，通過位移傳感器檢測凸點螺母與工件焊接后的回彈位移，若回彈位移小于預(yù)設(shè)值，判定焊接熔核形成不完整，觸發(fā)二次焊接流程。

20、在本發(fā)明其中一個方案中，所述焊接參數(shù)輸入所述故障診斷分析設(shè)備，通過故障診斷算法對設(shè)備運行狀態(tài)進行分析包括：

21、將所述位移數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)運動軌跡進行對比得到位移偏差數(shù)據(jù)，并根據(jù)位移偏差數(shù)據(jù)計算得到位移精度標準差數(shù)據(jù)；

22、將所述實時電流電壓數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值范圍進行對比計算，得到電流電壓波動率；

23、將所述實時溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)溫度曲線對比計算，得到電極溫升數(shù)據(jù)；

24、對所述位移精度標準差數(shù)據(jù)、所述電流電壓波動率和所述電極溫升數(shù)據(jù)進行分析，輸出為設(shè)備運行狀態(tài)分析結(jié)果。

25、在本發(fā)明其中一個方案中，所述報警等級觸發(fā)所述報警動作指令包括：

26、一級報警，所述焊接參數(shù)中出現(xiàn)瞬時超限，觸發(fā)機器人主體的控制器記錄偏差數(shù)據(jù)，所述瞬時超限為超限幅度超過額定值的10%且持續(xù)時間達到0.5秒。

27、在本發(fā)明其中一個方案中，所述報警等級觸發(fā)所述報警動作指令包括：

28、二級報警，在同一焊接周期內(nèi)焊接參數(shù)瞬時超限的次數(shù)超過預(yù)設(shè)值，觸發(fā)機器人主體的控制器延長焊接間隔2秒并通過hmi界面顯示警示圖標，以提示操作員檢查。

29、在本發(fā)明其中一個方案中，所述報警等級觸發(fā)所述報警動作指令包括：

30、三級報警，非焊接狀態(tài)下驅(qū)動電機運行時第一凸點焊電極無位移變化、焊接狀態(tài)下電流驟降超過額定值的20%或電極臂溫升速率超過額定值的30%，觸發(fā)所述機器人主體的控制器輸出急停信號并執(zhí)行，以切斷變壓器電源、關(guān)閉驅(qū)動電機抱閘，并通過以太網(wǎng)向控制中心發(fā)送急停報警。

31、在本發(fā)明其中一個方案中，根據(jù)焊接點的位置、時間、工藝參數(shù)為每個焊接點生成唯一的質(zhì)量編碼，所述質(zhì)量編碼關(guān)聯(lián)存儲焊接點對應(yīng)的位移數(shù)據(jù)、電流電壓波動率、電極溫升數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)及分析結(jié)果至數(shù)據(jù)庫。

32、在本發(fā)明其中一個方案中，還包括：通過機器學(xué)習(xí)模型基于質(zhì)量編碼分析批次焊接數(shù)據(jù)的趨勢，所述機器學(xué)習(xí)模型為經(jīng)歷史焊接數(shù)據(jù)訓(xùn)練的監(jiān)督學(xué)習(xí)模型，其輸入特征包括質(zhì)量編碼關(guān)聯(lián)的位移數(shù)據(jù)、電流電壓波動率、電極溫升數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，輸出為電極壽命預(yù)測值和變壓器性能退化預(yù)測值；具體包括：

33、計算電極的定位重復(fù)精度，若連續(xù)若干次焊接中定位精度標準差增大超過0.1cm，通過hmi界面提示需要維護電極并通過以太網(wǎng)向控制中心發(fā)送預(yù)警；

34、計算變壓器的輸出功率衰減趨勢，若連續(xù)若干次焊接中功率衰減超過5%，通過hmi界面提示需要維護變壓器并通過以太網(wǎng)向控制中心發(fā)送預(yù)警。

35、本發(fā)明所提供的一體化機器人伺服凸點焊槍以及監(jiān)測方法可實現(xiàn)如下技術(shù)效果：

36、1、機器人主體與凸點焊槍的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保二者協(xié)同工作的穩(wěn)定性和精準性，其中通過機器人主體帶動槍體組件移動，配合驅(qū)動電機、變壓器和位移傳感器等部件，位移傳感器能夠精確檢測電極臂與工件的對位情況以及凸點螺母的焊接質(zhì)量，確保焊接的精確性和可靠性；以及機器人伺服凸點焊槍通過多軸移動能夠更好地適應(yīng)不同工件的凸點焊接，相較常規(guī)固定式凸點焊設(shè)備減少了調(diào)整時間，提高了生產(chǎn)效率。

37、2、通過實時監(jiān)測焊接過程中的位移數(shù)據(jù)、電流電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，并與預(yù)設(shè)參數(shù)進行對比分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決焊接質(zhì)量問題，提高焊接點的強度和穩(wěn)定性。

38、3、通過為每個焊接點生成唯一質(zhì)量編碼，關(guān)聯(lián)存儲焊接過程中的各項數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了焊接質(zhì)量的可追溯性，以及基于機器學(xué)習(xí)模型分析批次焊接數(shù)據(jù)的趨勢，能夠預(yù)測電極壽命和變壓器性能退化，提前預(yù)警潛在故障，使得維護人員能夠及時進行預(yù)防性維護，減少了設(shè)備的停機時間和維修成本。