伺服定位装置用工件定位异常确定方法及其装置与流程

1.本发明涉及生产制造领域，尤其涉及一种伺服定位装置用工件定位异常确定方法及其装置。


背景技术：

2.nc locator就是一种根据汽车行业用户车身焊接生产线柔性化生产需求所开发的伺服定位装置。伺服定位装置(nc locator)可以实现xyz三轴(x轴、y轴、z轴三个定位轴)联动，其中，x轴实现纵向往复移动，y轴实现横向往复移动，z轴实现升降往复移动。根据不同工件的定位孔位置，由z轴顶端或者其他部位的定位销和气缸完成定位装夹任务，实现精准定位。
3.在一次生产中伺服定位装置会经历三个过程：1.伺服定位装置从空载状态开始承受车体(后面称之为step no1，工件加载阶段)；2.伺服定位装置承载着车体的同时机器人进行焊接(后面称之为step no2，工件加工阶段)；3.伺服定位装置上的车体被移走，nc重新进入空载状态(后面称之为step no3，工件卸载阶段)。图1示出了伺服定位装置一次生产中的输出力矩曲线图。
4.其中，产品生产品质主要分为三个要因，分别是：1.伺服定位装置设备精度不佳；2.机器人精度不佳；3.车体精度不好。目前主要通过人工来判断生产品质发生的要因，再针对性改进，这就使得品质问题的发现不仅存在比较严重的滞后性，而且费时费力，工人工作强度较大，还容易产生判断误差。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种伺服定位装置用工件定位异常确定方法及其装置，以能够对生产品质问题的发生原因进行自动分析判断，降低工人工作强度。
6.本发明的还有一个目的是提供一种伺服定位装置用工件定位异常确定方法及其装置，以能够降低生产品质问题发生原因的判断误差。
7.为达到上述至少一个目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种伺服定位装置用工件定位异常确定方法，包括以下步骤：
9.获取第一预定时长的所述伺服定位装置的至少一个定位轴的第一力矩输出值；
10.获取第二预定时长的所述定位轴的第二力矩输出值；
11.在所述第二力矩输出值偏离所述第一力矩输出值超过预定程度时，确定工件定位发生异常。
12.作为一种优选的实施方式，所述第一预定时长大于所述第二预定时长，所述第一预定时长和所述第二预定时长为连续时长。
13.作为一种优选的实施方式，所述第一预定时长为第二预定时长的5倍以上。
14.作为一种优选的实施方式，获取所述伺服定位装置的xyz轴的每个定位轴的第一力矩输出值。
15.作为一种优选的实施方式，所述第一力矩输出值、第二力矩输出值为工件加载阶段中的最大力矩输出值。
16.作为一种优选的实施方式，所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件加载阶段的最大力矩输出值的平均值；所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件加载阶段的最大力矩输出值的平均值。
17.作为一种优选的实施方式，在所述第二力矩输出值大于第一预定倍数的第一力矩输出值时，确定工件精度存在异常；所述第一预定倍数不低于1.05倍。
18.作为一种优选的实施方式，在所述第二力矩输出值小于第二预定倍数的第一力矩输出值时，确定所述伺服定位装置的定位末端存在异常；所述第二预定倍数不高于0.95倍。
19.作为一种优选的实施方式，所述第一力矩输出值、第二力矩输出值为工件卸载阶段中的最小力矩输出值。
20.作为一种优选的实施方式，所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件卸载阶段的最小力矩输出值的平均值；所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件卸载阶段的最小力矩输出值的平均值。
21.作为一种优选的实施方式，在所述第二力矩输出值小于第三预定倍数的第一力矩输出值时，确定工件精度存在异常；所述第三预定倍数不高于0.95倍。
22.作为一种优选的实施方式，在所述第二力矩输出值大于第四预定倍数的第一力矩输出值时，确定所述伺服定位装置的定位末端存在异常；所述第二预定倍数不低于1.05倍。
23.作为一种优选的实施方式，所述第一力矩输出值、第二力矩输出值为工件加工阶段中的平均力矩输出值。
24.作为一种优选的实施方式，所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件加工阶段的平均力矩输出值；所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件加工阶段的平均力矩输出值。
25.作为一种优选的实施方式，在所述第二力矩输出值大于第五预定倍数的第一力矩输出值时，确定伺服定位装置的输出力矩过大；所述第五预定倍数不低于1.05倍。
26.一种伺服定位装置用工件定位异常确定装置，包括以下步骤：
27.第一获取模块，用于获取第一预定时长的所述伺服定位装置的至少一个定位轴的第一力矩输出值；
28.第二获取模块，用于获取第二预定时长的所述定位轴的第二力矩输出值；
29.异常确定模块，用于在所述第二力矩输出值偏离所述第一力矩输出值超过预定程度时，确定工件定位发生异常。
30.有益效果：
31.本实施例所提供的工件定位异常确定方法中，第二力矩输出值高于第一力矩输出值超过预定阈值，或者，第二力矩输出值低于第一力矩输出值超过预定阈值，说明第一力矩输出值和第二力矩输出值之间的偏离过大，由此确认工件定位发生异常，此时可以进行报警，提醒现场工人进行核查。因此，本实施例所提供的工件定位异常确定方法能够对生产品质问题的发生原因进行自动分析判断，降低工人工作强度。
32.参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。
33.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
34.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1示出了伺服定位装置一次生产中的输出力矩曲线图；
37.图2是本发明一个实施例提供的工件定位异常确定方法流程示意图。
具体实施方式
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
39.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
41.请参阅图2，本发明一个实施例提供一种伺服定位装置用工件定位异常确定方法，包括以下步骤：
42.s100、获取第一预定时长的所述伺服定位装置的至少一个定位轴的第一力矩输出值；
43.s200、获取第二预定时长的所述定位轴的第二力矩输出值；
44.s300、在所述第二力矩输出值偏离所述第一力矩输出值超过预定程度时，确定工件定位发生异常。
45.本实施例所提供的工件定位异常确定方法中，第二力矩输出值高于第一力矩输出值超过预定阈值，或者，第二力矩输出值低于第一力矩输出值超过预定阈值，说明第一力矩输出值和第二力矩输出值之间的偏离过大，由此确认工件定位发生异常，此时可以进行报警，提醒现场工人进行核查。因此，本实施例所提供的工件定位异常确定方法能够对生产品质问题的发生原因进行自动分析判断，降低工人工作强度。
46.考虑到工件在整个加工阶段中，经历工件加载阶段、工件加工阶段、工件卸载阶段，相应的，第一力矩输出值和第二力矩输出值在对比时以同阶段的数值进行对比。如图1所示，在工件加载阶段，伺服定位装置会存在一最大输出力矩，在整个工件加工阶段，伺服定位装置的输出力矩大致恒定(存在轻微波动)，在工件卸载阶段，与加载阶段相类似，存在一最小输出力矩。
47.在本实施例中，第一预定时长和第二预定时长分别包括多个工件完整加工工序，包含多个工件从加载阶段到卸载阶段的加工过程。所述第一预定时长大于所述第二预定时长，所述第一预定时长和所述第二预定时长为连续时长。所述第一预定时长为第二预定时长的5倍以上。例如，第一预定时长可以为5小时以上或者1天以上。在有的实施例中，第一预定时长和第二预定时长可以为1天，从而判断该天的生产品质是否存在问题。
48.在步骤s100、s200中，获取所述伺服定位装置的xyz轴的每个定位轴的第一力矩输出值以及第二力矩输出值。第二预定时长晚于第一预定时长。第一力矩输出值包括工件加载阶段中的最大力矩输出值、工件加工阶段中的平均力矩输出值、工件卸载阶段中的最小力矩输出值中的至少一个，第二力矩输出值包括工件加载阶段中的最大力矩输出值、工件加工阶段中的平均力矩输出值、工件卸载阶段中的最小力矩输出值中的至少一个。
49.具体的，第一力矩输出值可以为通过计算得到的工件的每次工件加工阶段或加工阶段或卸载阶段的平均值，或者，每天的工件加工阶段或加工阶段或卸载阶段的平均值。第二力矩输出值可以为通过计算得到的工件的每次工件加工阶段或加工阶段或卸载阶段的平均值，或者，每天的工件加工阶段或加工阶段或卸载阶段的平均值。
50.在本实施例中，所述第一力矩输出值、第二力矩输出值为工件加载阶段中的最大力矩输出值。具体的，所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件加载阶段的最大力矩输出值的平均值。所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件加载阶段的最大力矩输出值的平均值。
51.在所述第二力矩输出值大于第一预定倍数放的第一力矩输出值的时，确定工件精度存在异常；所述第一预定倍数不低于1.05倍。
52.在所述第二力矩输出值小于第二预定倍数的第一力矩输出值时，确定所述伺服定位装置的定位末端存在异常；所述第二预定倍数不高于0.95倍。其中，在本实施例中，所述第一预定倍数和所述第二预定倍数之和为2。当然，第一预定倍数、第二预定倍数、第三预定倍数、第四预定倍数、第五预定倍数可以根据期望进行设定，并不是固定值。例如，该工件定位异常确定方法还可以具有用于设定第一预定倍数、第二预定倍数、第三预定倍数、第四预定倍数、第五预定倍数中的至少一个的设定步骤。
53.在本实施例中，所述第一力矩输出值、第二力矩输出值包括工件加工阶段中的平均力矩输出值。具体的，所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件加工阶段的平均力矩输出值；所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件加工阶段的平均力矩输出值。进一步地，在所述第二力矩输出值大于第五预定倍数的第一力矩输出值时，确定伺服定位装置的输出力矩过大；所述第五预定倍数不低于1.05倍。
54.下面详细介绍本发明的一个具体的应用实施例，以便更好地理解本发明：
55.截取一段时间(a天，a≥1)的伺服定位装置的各个定位轴的力矩输出数据，其中以前90％时间段(第一预定时长)为参考数据，以最后的10％时间段(第二预定实际)为考察数
据。(a天可以根据客户要求进行设定，另外，这里的90％和10％也可以根据要求进行变化)。
56.考察机器人焊接是否存在异常，采用step no2(工件加工阶段)的各个定位轴力矩输出数据，并且计算每天的平均力矩输出值(第一力矩输出值、第二力矩输出值)，进行各个定位轴的第一力矩输出值、第二力矩输出值的对比。
57.如果后10％的考察时间段中，step no2(工件加工阶段)每天的平均力矩输出值(第二力矩输出值)》1.1*前90％的考察时间段step no2每天的平均力矩输出值(第一力矩输出值)，表明生产时伺服定位装置(nc locator)的输出力矩过大，超出正常范围。如果后10％的考察时间段中，每天的平均力矩输出值(第二力矩输出值)≤1.1*前90％的考察时间段step no2每天的平均力矩输出值(第一力矩输出值)，表明生产时伺服定位装置(nc locator)的输出力矩位于正常范围，定位未发生异常。
58.如果后10％的考察时间段中，step no1(工件加载阶段)每天的最大力矩输出值(第二力矩输出值)》1.1*前90％的考察时间段step no1每天的最大力矩输出值(第一力矩输出值)，说明伺服定位装置在接工件的时候受到了过大的抵抗力，说明工件精度不佳。
59.如果后10％的考察时间段中，step no1(工件加载阶段)每天的最大力矩输出值(第二力矩输出值)《0.9*前90％的考察时间段中step no1下每天的最大力矩输出值(第一力矩输出值)，说明伺服定位装置在接工件的时候受到的抵抗力小，但是实际焊接时候抵抗力大，说明伺服定位装置的定位末端产生了变形，更加贴合工件的位置，整体精度降低，导致点焊过程中示教点位和实际点位产生了偏差。
60.在一个具体的实施例中，考虑到工件加载阶段和工件卸载阶段的输出力矩曲线相类似(走向相反，工件加载阶段会出现最大输出力矩，工件卸载阶段会出现最小输出力矩，在经历最大输出力矩以及最小输出力矩后输出力矩随之出现拐点)所述第一力矩输出值、第二力矩输出值为工件卸载阶段中的最小力矩输出值。
61.所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件卸载阶段的最小力矩输出值的平均值或者每天的工件卸载阶段的最小力矩输出值。所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件卸载阶段的最小力矩输出值的平均值。
62.在所述第二力矩输出值小于第三预定倍数的第一力矩输出值时，确定工件精度存在异常；所述第三预定倍数不高于0.95倍。在所述第二力矩输出值大于第四预定倍数的第一力矩输出值时，确定所述伺服定位装置的定位末端存在异常；所述第二预定倍数不低于1.05倍。例如，在第二力矩输出值＜0.9倍的第一力矩输出值时，确定工件精度存在异常，其中，工件精度不佳，存在异常可能为前道流水线的加工精度不佳导致；第二力矩输出值大于1.1倍的第一力矩输出值时，
63.该工件定位异常确定方法还具有将异常可视化步骤，在该步骤中，根据每天每种故障原因所占的比例进行饼状图和线状图的展示。饼状图可以清晰地显示加工品质降低的原因，而线状图可以看到每种故障发生原因的发展趋势。
64.本实施例所提供的该工件定位异常确定方法具有以下好处：
65.1)、通过对故障原因进行归类分析，可以大致推断故障发生的最主要的原因，并帮助客户进行较为针对性的检，例如饼状图面积最大则表示该原因最可能导致故障的产生。
66.2)、通过针对时间轴的变化进行整体观察，可以一定程度上避免误测。
67.3)、通过一定的监视观察可以推断出最佳的维护保养时间，减少无效的维护次数，
降低维护升本，提升生产效益，确保生产品质，例如通过线状图观察故障产生原因趋势。
68.本发明还有一个实施例提供一种伺服定位装置用工件定位异常确定装置，包括：第一获取模块，用于获取第一预定时长的所述伺服定位装置的至少一个定位轴的第一力矩输出值；第二获取模块，用于获取第二预定时长的所述定位轴的第二力矩输出值；异常确定模块，用于在所述第一力矩输出值偏离所述第二力矩输出值超过预定程度时，确定工件定位发生异常。
69.本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
70.除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
71.披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
72.多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
73.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

技术特征：
1.一种伺服定位装置用工件定位异常确定方法，其特征在于，包括以下步骤：获取第一预定时长的所述伺服定位装置的至少一个定位轴的第一力矩输出值；获取第二预定时长的所述定位轴的第二力矩输出值；在所述第二力矩输出值偏离所述第一力矩输出值超过预定程度时，确定工件定位发生异常。2.如权利要求1所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，所述第一预定时长大于所述第二预定时长，所述第一预定时长和所述第二预定时长为连续时长。3.如权利要求2所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，所述第一预定时长为第二预定时长的5倍以上。4.如权利要求1所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，获取所述伺服定位装置的xyz轴的每个定位轴的第一力矩输出值。5.如权利要求1所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，所述第一力矩输出值、第二力矩输出值为工件加载阶段中的最大力矩输出值。6.如权利要求5所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件加载阶段的最大力矩输出值的平均值；所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件加载阶段的最大力矩输出值的平均值。7.如权利要求6所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，在所述第二力矩输出值大于第一预定倍数的第一力矩输出值时，确定工件精度存在异常；所述第一预定倍数不低于1.05倍。8.如权利要求7所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，在所述第二力矩输出值小于第二预定倍数的第一力矩输出值时，确定所述伺服定位装置的定位末端存在异常；所述第二预定倍数不高于0.95倍。9.如权利要求1所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，所述第一力矩输出值、第二力矩输出值为工件卸载阶段中的最小力矩输出值。10.如权利要求9所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件卸载阶段的最小力矩输出值的平均值；所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件卸载阶段的最小力矩输出值的平均值。11.如权利要求10所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，在所述第二力矩输出值小于第三预定倍数的第一力矩输出值时，确定工件精度存在异常；所述第三预定倍数不高于0.95倍。12.如权利要求11所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，在所述第二力矩输出值大于第四预定倍数的第一力矩输出值时，确定所述伺服定位装置的定位末端存在异常；所述第二预定倍数不低于1.05倍。13.如权利要求5所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，所述第一力矩输出值、第二力矩输出值为工件加工阶段中的平均力矩输出值。14.如权利要求13所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，所述第一力矩输出值为第一预定时长中工件加工阶段的平均力矩输出值；所述第二力矩输出值为第二预定时长中工件加工阶段的平均力矩输出值。15.如权利要求14所述的工件定位异常确定方法，其特征在于，在所述第二力矩输出值
大于第五预定倍数的第一力矩输出值时，确定伺服定位装置的输出力矩过大；所述第五预定倍数不低于1.05倍。16.一种伺服定位装置用工件定位异常确定装置，其特征在于，包括以下步骤：第一获取模块，用于获取第一预定时长的所述伺服定位装置的至少一个定位轴的第一力矩输出值；第二获取模块，用于获取第二预定时长的所述定位轴的第二力矩输出值；异常确定模块，用于在所述第二力矩输出值偏离所述第一力矩输出值超过预定程度时，确定工件定位发生异常。

技术总结
本发明公开一种能够自动检测伺服定位装置工件定位异常的工件定位异常确定方法及其装置，该工件定位异常确定方法包括以下步骤：获取第一预定时长的所述伺服定位装置的至少一个定位轴的第一力矩输出值；获取第二预定时长的所述定位轴的第二力矩输出值；在所述第二力矩输出值偏离所述第一力矩输出值超过预定程度时，确定工件定位发生异常。确定工件定位发生异常。确定工件定位发生异常。


技术研发人员：王旭峰 张凯
受保护的技术使用者：株式会社安川电机
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2023/7/20