CN100493803C - 弧焊机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明的弧焊机器人包括机器人主体和保护壳。机器人主体可以利用支承送丝装置并包括中空部分的旋转管轴而摆动，并且构造为使得连接电缆和/或气管被引导通过旋转管轴的中空部分然后被引导通过其前臂部分和底座部分。保护壳掩盖从送丝装置与连接电缆和/或气管的连接部分延伸到旋转管轴的所述连接电缆和/或气管的部分。

Description

弧焊机器人
技术领域
本发明涉及一种弧焊机器人。
背景技术
在自动化生产的焊接生产线中，经常使用6轴关节型弧焊机器人，并且近年来，已要求高速和高质量的焊接，以提高生产率。
为实现高速和高质量的弧焊，必须稳定地送丝，常规地，利用安装元件，该安装元件用于以这样的方式来把送丝装置安装在机器人的主体上：送丝装置能在减小用于引导焊丝的导管的曲率的方向上变动位置，由此减小送丝阻力(例如，参见专利文献1)。
在此，图5是上述常规弧焊机器人的外视图。机器人主体101包括：底座部分101a，其安装在生产线(未示出)上；回转部分101b，其安装在底座101a的上部，并可在水平方向上回转；上臂部分101c，其安装在回转部分101b上，并可前后摆动；前臂部分101d，其安装在上臂部分101c上，并可在垂直方向上摆动；和腕部分101e，其安装在前臂部分101d，并具有3自由度。安装在腕部分101e上的焊炬102的定位是通过底座部分101a、回转部分101b、上臂部分101c和前臂部分101d的协调工作来进行的，而焊炬102的方向由腕部分101e的操作来决定，由此使弧焊机器人执行在自由姿态下的弧焊操作。参考标号105表示送丝装置，其安装在安装件106上，把焊丝103从安装在生产线上的丝供应源104提供给焊炬102。另外，107表示导管，其包括用于把送丝装置105和焊炬102连接起来的导管前部107a及用于把送丝装置105和丝供应源104连接起来的导管后部107b。焊丝103由送丝装置105进给穿过导管107的内部而到焊接部分(未示出)。在送丝装置105上，安装有连接电缆和/或气管109，它们分别用于提供焊接电源，传送打开和关闭焊接辅助气体的信号，提供送丝装置的电源，和提供焊接辅助气体；而且，连接电缆和/或气管109直接连接到焊接电源(未示出)、气供应源(未示出)、外控制单元(未示出)和类似物。另外，301表示旋转轴，其安装在安装件106和前臂部分101d之间，可以前后旋转，使得送丝装置105可以前后摆动。
现在，在此描述上述结构的弧焊机器人的操作。当由于机器人主体101的各部分的姿态的变化而使焊炬102向后移动并由此接近送丝装置时，一力施加到弯曲的导管前部107a，该力以增加导管前部107a的曲率的方式使该前部107a变形；但是，因为使导管前部107a的曲率减小的恢复力(反作用力)的作用，导管前部107a使送丝装置105向后摆动，由此能够保持小的曲率。由于焊丝103移动穿过如此结构的导管107，因而可以防止焊丝103的变形，从而使焊丝103可以稳定地进给。
专利文献1：JP-A-8-57648公开(图1)
然而，在上述常规的弧焊机器人中，由于连接电缆和/或气管因机器人主体的姿态和送丝装置的摆动运动而到处摆动时，恐怕连接电缆和/或气管与外部设备相干扰而由此受到损害。另外，发现一个缺点是，机器人主体需要额外的安装空间来保证外部设备与机器人主体之间的足够距离，以避免这种干扰。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供不仅可以实现稳定送丝而且可以防止连接电缆和/或气管与外部设备相干扰的弧焊机器人。
为解决在上述常规弧焊机器人中所发现的以上问题，提供一种弧焊机器人，其包括：机器人主体，其构造为使得其操作可以被控制；用于传送焊丝的送丝装置；用于支承所述送丝装置于机器人主体上的旋转管轴，使得所述送丝装置可以在沿大致与所述焊丝的传送方向相同的方向延伸的所述旋转管轴的旋转表面上旋转；和进行焊接所必要的连接电缆和/或气管，连接到所述送丝装置，所述连接电缆和/或气管与所述焊丝分开，并且沿与引导所述焊丝的路径不同的路径被引导，其中，所述连接电缆和/或气管被引导通过所述旋转管轴的中空部分，然后被引导通过机器人主体的底座部分。
在根据本发明的弧焊机器人中，送丝装置利用所述旋转管轴而可旋转地支承在机器人主体的前臂部分。
另外，在根据本发明的弧焊机器人中，连接电缆和/或气管包括至少下述之一：用于焊接电源的电缆、用于打开和关闭焊接辅助气体的信号的电缆、用于送丝装置电源的电缆和用于提供焊接辅助气体的气管。
另外，根据本发明的弧焊机器人还包括保护壳，其不仅用于掩盖送丝装置，而且用于掩盖从送丝装置延伸到旋转管轴的连接电缆和/或气管的部分。
如上所述，根据本发明，可以使导管保持小的曲率，由此稳定地传送焊丝，同时，可避免电缆和/或气管到处摆动，由此能够防止电缆和/或气管与外部设备相干扰，从而防止因该干扰所造成的损害。
附图说明
图1是根据本发明的弧焊机器人的实施方式1的外视图。
图2是实施方式1的局部放大横截面图，示出送丝装置安装在机器人主体上的状态。
图3是实施方式1的外视图，示出焊炬2向后移动的机器人的第一状态。
图4是实施方式1的外视图，示出焊炬2向后移动的机器人的第二状态。
图5是常规弧焊机器人的外视图。
参考符号说明
1：机器人主体
1a：底座部分
1d：前臂部分
3：焊丝
5：送丝装置
8：旋转管轴
8a：中空部分
9：连接电缆和/或气管
10：保护壳
具体实施方式
下面，参照图1至4描述实施本发明的最佳方式。
(实施方式1)
图1是根据本发明的实施方式1的弧焊机器人的外视图。图2是上述弧焊机器人的送丝装置部分的局部放大横截面图。顺便提及，图2是沿图1所示的线A-A截取的横截面图。
本发明的特征为其送丝装置部分。虽然该弧焊机器人的操作及焊接方法与前述的常规弧焊机器人的相似，但在此还将简要地描述。
在图1中，机器人主体1包括：底座部分1a，其安装在生产线上；回转部分1b，其安装在底座1a的上部，并可在水平方向上回转；上臂部分1c，其安装在回转部分1b上，并可前后摆动；前臂部分1d，其安装在上臂部分1c上，并可在垂直方向上摆动；和腕部分1e，其安装在前臂部分1d，并具有3个自由度。安装在腕部分1e上的焊炬2的定位是通过底座部分1a、回转部分1b、上臂部分1c和前臂部分1d的协调工作来进行的，而焊炬2的方向由腕部分1e的操作来决定，由此使弧焊机器人执行在自由姿态下的弧焊操作。
顺便提及，虽然在此省略了详细的描述，但是，当根据本发明实施方式的弧焊机器人与用于控制焊接机器人和焊炬一体地形成一个系统的单元配合时，该弧焊机器人可以根据由预设的程序确定的操作方式运行或者由人工操作。
另外，参考标号5表示送丝装置，其把焊丝3从安装在生产线上的丝供应源4提供给焊炬2。另外，7表示导管，其包括用于把送丝装置5和焊炬2连接起来的导管前部7a及用于把送丝装置5和丝供应源4连接起来的导管后部7b。焊丝3在焊炬2的方向上由送丝装置5进给穿过导管7的内部而被送出，即到达待焊接的部分。
接着，将参照图1和2详细描述作为本发明特征部分的本发明送丝装置部分。
如图1所示，送丝装置5被保护壳10掩盖，利用旋转管轴(rotary pipeshaft)而可旋转地支承在机器人主体1的前臂部分1d上。图2详细地示出了该部分，是沿图1所示的线A-A截取的横截面图。如图2的横截面图所示，旋转管轴中形成有中空部分8a。旋转管轴8与安装件6一体地形成，利用轴承机件8b而可旋转地安装在前臂部分1d上，从而可以绕其旋转中心轴8c旋转。即，送丝装置5可以自由旋转，其大致在与送丝方向相同的方向上延伸的表面作为该送丝装置5的旋转表面。顺便提及，图1所示的箭号B示出了送丝装置5的旋转方向。
另外，在送丝装置5上，安装有连接电缆和/或气管9，它们分别用于提供焊接电源，传送打开和关闭焊接辅助气体的信号，提供送丝装置的电源，和提供焊接辅助气体；而且，连接电缆和/或气管9从中空部分8a被引入前臂部分1d的内部，然后从底座部分1a被引到外面，最后分别连接到焊接电源(未示出)、气供应源(未示出)、外控制单元(未示出)和类似物。另外，10表示安装在安装件6上的保护壳。保护壳10所具有的形状使得保护壳10不仅可以掩盖送丝装置5，而且可以掩盖从送丝装置5延伸到旋转管轴8的部分连接电缆和/或气管9。
下面，将描述包括上述结构的送丝装置5的弧焊机器人的操作。首先，当由于机器人主体1的各部分的姿态的变化而使焊炬2向后移动并由此接近送丝装置时，焊炬2这样的运动给弯曲的导管前部7a一个增加导管前部7a的曲率的力，由此，如图3所示，导管前部7a大大地弯曲。但是，当这种状态发生时，如图4所示，导管前部7a对此有反作用并产生减小其曲率的恢复力(反作用力)，由此使送丝装置5如箭号C所示向后旋转，从而导管前部7a动作以保持小的曲率。
接着，电缆和/或气管9从送丝装置5被引导，然后被引导通过保护壳10、旋转管轴8和机器人主体1的相应内部部分，随后连接到焊接电源(未示出)、气供应源(未示出)、外控制单元(未示出)和类似物，其中电缆和/或气管9从底座1a被固定到没有操作进行的生产线的位置。即，可以防止电缆和/或气管9到处摆动。
如上所述，根据本实施方式，可以使导管7保持小的曲率，由此稳定送丝，同时，可防止电缆和/或气管9到处摆动，这使得可以防止电缆和/或气管9与外部设备相干扰，从而防止因该干扰所造成的损害。
顺便提及，在本实施方式中，虽然丝供应源4安装在生产线上，但它也可以安装在回转部分1b、上臂部分1c、前臂部分1d和安装件6中的任何一个上。另外，虽然保护壳10形成的形状使得它既能掩盖送丝装置又能掩盖电缆和/或气管9，但它还可以具有这样的形状，即，使得只掩盖电缆和/或气管9。
另外，虽然使连接电缆和气管9都通过机器人主体1的内部，但即使当使它们之一通过机器人主体1的内部时，也可以获得良好的效果。
虽然迄今已参照具体实施方式详细描述了本发明，但对于本领域的技术人员显见在不背离本发明的精神和范围的情况下可做进一步变化和修改。
本申请基于2004年7月24日提交的JP申请(JP申请2004-186064)，其内容在此引用作为参考。
工业应用性
根据本发明的弧焊机器人可以稳定送丝，由此能够进行高速和高质量的焊接，并且根据本发明的弧焊机器人可以把连接电缆和/或气管储存在其机器人主体的内部，由此不仅能够防止连接电缆和/或气管与外部设备相干扰，而且能够节省用于其安装的空间，从而根据本发明的弧焊机器人可以提高弧焊生产线的生产率并节省空间。因此，根据本发明的弧焊机器人在工业上是有用的。

Claims (4)

1.一种能够根据用于焊接的基于预设的程序或人工操作的操作方式而运行的弧焊机器人，其包括：
机器人主体，其构造为使得其操作能够被控制；
用于传送焊丝的送丝装置；用于支承所述送丝装置于所述机器人主体上的旋转管轴，使得所述送丝装置能够在沿大致与所述焊丝的传送方向相同的方向延伸的所述旋转管轴的旋转表面上旋转；和
连接电缆和/或气管，包括焊接电源的电缆、焊接辅助气体打开和关闭信号的电缆、送丝装置电源的电缆和提供焊接辅助气体的气管中至少之一，所述连接电缆和/或气管连接到所述送丝装置，并与所述焊丝分开，并且沿与引导所述焊丝的路径不同的路径被引导，其中，所述连接电缆和/或气管被引导通过所述旋转管轴的中空部分，然后被引导通过所述机器人主体的底座部分。
2.根据权利要求1所述的弧焊机器人，其中，所述机器人主体是6轴关节臂机器人，所述送丝装置利用所述旋转管轴而可旋转地支承在所述臂机器人的前臂部分。
3.根据权利要求1所述的弧焊机器人，其中，还包括用于掩盖所述送丝装置的保护壳。
4.根据权利要求1所述的弧焊机器人，其中，还包括用于掩盖从所述送丝装置延伸到所述旋转管轴的所述连接电缆和/或气管的部分的保护盖。
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