CN103949761B - 光电传感式焊丝剪断装置 - Google Patents

Abstract

一种光电传感式焊丝剪断装置，包括机架、剪丝机罩、对射型光电传感器、剪丝机、左支臂和右支臂；机架上端面设向左延伸的凸臂，凸臂上设条形通槽；机架连接剪丝机罩，对射型光电传感器主体及剪丝机的电磁阀固定在机架内，左支臂呈L型，在两臂及上均设条形通槽，左支臂固定在凸臂的上端面；发光器固定在左支臂上；右支臂固定在剪丝机罩上，受光器固定在右支臂上；其对剪切动作的控制采用了光电传感控制的方式，避免了焊接机器人因碰撞导致的误报警导现象；能够直接用于输出信号较少的焊接机器人使用，发光器与受光器的位置能够进行调节，能适用于不同外形尺寸的焊接机器人手臂。

Description

光电传感式焊丝剪断装置

技术领域

本发明涉及到焊接机器人的周边设备，属于焊枪清理装置的技术领域，具体地说是一种焊丝剪断装置。

背景技术

完整的焊接机器人系统中，除机器人本身外还包括一些周边设备，如变位机、移动滑台、焊枪清理装置、自动刀具转换装置。机器人要完成焊接作业，需要依赖控制系统与周边辅助设备的支持与配合，相互协调地使用，以减少被迫停机时间、降低设备故障率、提高安全性，并获得理性的焊接质量。

众所周知，机器人焊接具有生产效率高和焊接质量稳定等突出特点。然而，熔化极弧焊机器人在施工过程中，在焊枪喷嘴内外残留的焊渣以及焊丝干伸长的变化，严重影响了焊接质量及稳定性。因此，在焊接机器人的周边设备中设置了焊枪清理装置，焊枪清理装置主要包括焊枪清洗机、喷化器和焊丝剪断装置三部分。焊枪清洗机是清除喷嘴内表面的飞溅，以保证保护气体的通畅；喷化器喷出的防溅液可以减少焊渣的附着，降低维护频率；焊丝剪断装置主要用于用焊丝进行起始点检出的场合，以保证焊丝的干伸长度一定，提高检出的精度和起弧的性能。

目前使用的焊丝剪断装置中剪丝机的启动方式主要有两种：一种为机械触碰式，另一种为机器人信号控制式。机械触碰式方式的具体控制过程为，当焊枪移动到剪丝机的刀口位置时，会触碰到机械开关，机械开关动作后使剪丝机的气缸动作（即机械开关相当于气缸的控制开关），焊枪由刀口移走后，在复位弹簧的作用下，机械开关复位，气缸停止工作。机器人信号控制式的具体过程为，当焊枪移动到剪丝机的刀口位置时，机器人的信号输出端会输出剪丝动作信号给电磁阀（此时电磁阀为剪丝机中气缸的控制开关），使气缸动作，焊枪由刀口移走后，机器人的信号输出端会输出停止剪丝动作信号给电磁阀使其复位，气缸停止工作。

机械触碰式方式的不足：因为目前多数焊接机器人均安装有防碰撞传感器，所以对于安装了灵敏度较高的防碰撞传感器的焊接机器人来说，当焊丝剪断装置中机械开关启动的触碰力要求较大时，很容易在成焊接机器人的防碰撞传感器误报警，使整个焊接系统停机。机器人信号控制式的不足主要表现在应用于输出信号较少的焊接机器人时，额外给机器人增加这样一个剪丝机电磁阀控制信号单元，较为困难，且成本较高。总言之，上述的两种方式均存在通用性差的缺点，即要么不能够适用于安装了灵敏度较高的防碰撞传感器的焊接机器人，要么不容易或者不合适适用于输出信号较少的焊接机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用型好的光电传感式焊丝剪断装置，其应用于安装了灵敏度较高的防碰撞传感器的焊接机器人时，不存在机器人误报警的情况，应用于输出信号较少的焊接机器人，不必相应改进机器人，即额外给焊接机器人增加一个输出信号。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种光电传感式焊丝剪断装置，包括机架、剪丝机罩、对射型光电传感器、剪丝机、左支臂和右支臂；

所述机架呈方筒状，其开口端位于左、右方位，左端口处固定有一L型的盖板，上端面的中部向左有一延伸的凸臂，在该凸臂上设置左右向延伸的条形通槽；

所述剪丝机罩呈方筒状，其开口端位于上、下方位，上端口的左半部分设有盖板；

所述机架的右侧与所述剪丝机罩的左侧面通过螺栓连接，所述机架的上端面不低于所述剪丝机罩上端口端面；

所述对射型光电传感器包括传感器主体和连接传感器主体的发光器和受光器；

所述剪丝机包括电磁阀、气缸及刀头组件；

所述对射型光电传感器的传感器主体及所述剪丝机中的电磁阀分别通过螺栓固定在所述机架内，且所述传感器主体与所述电磁阀连接；

所述剪丝机中的气缸固定在所述剪丝机罩的左壁体上，所述的刀头组件固定在所述剪丝机罩的左壁体及上端口左半部分设置的盖板上，且所述刀头组件的刀口位于所述剪丝机罩上端口内；

由所述剪丝机罩的前壁体及后壁体的上端面向下，分别设置相对应的条状豁口，两条状豁口与所述剪丝机刀头组件的刀口对应；

所述左支臂呈L型，在其水平臂及垂直臂上分别设置左右向延伸的条形通槽和垂直向延伸的条形通槽；

所述左支臂的水平臂上的条形通槽与所述凸臂上的条形通槽重叠，固定螺栓穿过所述左支臂及凸臂上的条形通槽将所述左支臂固定在所述凸臂的上端面；通过在所述左支臂的垂直臂的左右两侧分别设置一个螺母而将所述发光器固定在所述左支臂的垂直臂上的条形通槽内；

所述右支臂固定在所述剪丝机罩右壁体上，在所述右支臂的上端设置垂向延伸的条形通槽，且该条形通槽与左支臂的垂直臂上的条形通槽相对应；通过在所述右支臂的左右两侧分别设置一个螺母而将所述受光器固定在所述右支臂上的条形通槽内。

进一步，还包括安装板，所述安装板的下端通过螺栓分别于机架及剪丝机罩连接，所述安装板的上端延伸出所述机架及剪丝机罩的上端面，且在该上端位置设置多个螺纹孔。

本发明的有益效果是：本发明对剪切动作的控制采用了光电传感控制的方式，避免了焊接机器人因碰撞导致的误报警导现象；其还能够直接用于输出信号较少的焊接机器人使用，而不需要对焊接机器人进行改进，使用方便且节省对机器人的改进成本；对于由发光器与受光器构成的光电信号采集源的位置能够进行调节，所以能适用于不同外形尺寸的焊接机器人手臂。总换言之，本发明的使用范围很广泛，具有通用性。

附图说明

图1为本发明的轴测结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明的左视结构示意图；

图中：1机架11凸臂2剪丝机罩21豁口3对射型光电传感器31发光器32受光器4剪丝机41电磁阀5左支臂51条形槽6右支臂7安装板。

具体实施方式

为便于理解本发明的技术方案，下面结合附图对其中所涉及的技术内容作进一步说明。

在对本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，

一种光电传感式焊丝剪断装置，包括机架1、剪丝机罩2、对射型光电传感器3、剪丝机4、左支臂5和右支臂6。

所述机架1呈方筒状，其开口端位于左、右方位，左端口处固定有一L型的盖板，上端面的中部向左有一延伸的凸臂11，在该凸臂11上设置左右向延伸的条形通槽。

所述剪丝机罩2呈方筒状，其开口端位于上、下方位，上端口的左半部分设有盖板。

所述机架1的右侧与所述剪丝机罩2的左侧面通过螺栓连接，最好使所述机架1的上端面高于所述剪丝机罩2上端口端面，高出2cm左右即可。可以在剪丝机罩2的左壁外侧边缘位置设置向左延伸的连接臂，使该连接臂伸入机架1的内部，然后通过螺栓将机架1与剪丝机罩2连接。

所述对射型光电传感器3包括传感器主体和连接传感器主体的发光器31和受光器32。对射型光电传感器3为现有部件，对其具体结构形式及应用方法均不再赘述。

所述剪丝机4包括电磁阀41、气缸及刀头组件。电磁阀41为剪丝机中控制气缸动作的电磁开关。所述对射型光电传感器3的传感器主体与电磁阀41连接。

所述对射型光电传感器3的传感器主体及所述剪丝机4中的电磁阀41分别通过螺栓固定在所述机架1内，实际上是固定在机架1左端口设置的L型盖板上。

所述剪丝机4中的气缸固定在所述剪丝机罩2的左壁体上，所述的刀头组件固定在所述剪丝机罩2的左壁体及上端口左半部分设置的盖板上，且所述刀头组件的刀口位于所述剪丝机罩2上端口内。

由所述剪丝机罩2的前壁体及后壁体的上端面向下，分别设置相对应的条状豁口21，所述两条状豁口21与所述剪丝机4刀头组件的刀口对应。使用时，焊接机器人的焊枪手壁夹持着焊丝由前侧豁口21或者后侧豁口进入剪丝机罩2内部，并在刀口位置停留（进入时刀口是张开的）待刀口将焊丝剪断后，焊接机器人的焊枪手壁夹持着焊丝由后侧豁口21或者前侧豁口21移出剪丝机罩2。所以豁口21具体尺寸的设置必须能够满足各种型号的焊接机器人手臂的焊丝夹持位置的外形尺寸。

所述左支臂5呈L型，在其水平臂及垂直臂上分别设置左右向延伸的条形通槽51和垂直向延伸的条形通槽51。所述左支臂5的水平臂上的条形通槽51与所述凸臂11上的条形通槽上下重叠（该两条形通槽完全一致），用一固定螺栓穿过所述左支臂5及凸臂11上的条形通槽，将所述左支臂5固定在所述凸臂11的上端面上。因此，所述左支臂5在所述凸臂11上的左右位置是能够调节的，所以能够适用于不同外形尺寸的焊接机器人手臂。

通过在所述左支臂5的垂直臂的左右两侧分别设置一个螺母而将所述发光器31固定在所述左支臂5的垂直臂上的条形通槽51内。具体可以为，将所述发光器31套置在一个套环内，套环的外壁上设置螺纹，位于垂直臂左右两侧的螺母相向拧紧，从而将套环（发光器31）夹持在垂直臂上，通过沿垂直臂上的条形通槽51上下调节套环的夹持位置，能够实现对所述发光器31高度位置的调节。

所述右支臂6固定在所述剪丝机罩2右壁体的内侧上。在所述右支臂6的上端同样设置垂向延伸的条形通槽，且该条形通槽与左支臂5的垂直臂上的条形通槽51相对应，且大小完全一样。同样，通过在所述右支臂6的左右两侧分别设置一个螺母而将所述受光器32固定在所述右支臂6上的条形通槽内。

还可以设置一安装板7，所述安装板7的下端通过螺栓分别于机架1及剪丝机罩2连接，所述安装板7的上端延伸出所述机架1及剪丝机罩2的上端面，且在该延伸出的上端位置设置多个螺纹孔。通过该安装板7将本发明安装在其它设备上。但然，没有设置该安装板7时，可以通过在其它设备上设置托架的方式，来将本发明与其它设备连接设置。

本发明的工作原理是：当焊接机器人的焊接手臂端部由豁口21移入到剪丝机4刀口位置时，机器人手臂将所述发光器31与所述受光器32之间的连接光线阻断，该阻断信号反馈给所述对射型光电传感器3的传感器主体后，该传感器主体发出指令给所述电磁阀41，电磁阀41动作，进而带动剪丝机的气缸动作，将焊丝的端部剪断，而后焊接机器人手臂移出。由此可知，在整个剪切过程中，不存在焊接机器人手臂与该剪断装置的直接接触，所以不会使安装了灵敏度较高的防碰撞传感器的焊接机器人误报警。而且从控制信号的输入、指令的输出直至完成剪切动作，完全依靠的是所述对射型光电传感器3与电磁阀41的配合，所以本发明应用于输出信号较少的焊接机器人时，不需要对机器人进行适应性改进。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (2)

1.一种光电传感式焊丝剪断装置，包括剪丝机，其特征是：

还包括机架、剪丝机罩、对射型光电传感器、左支臂和右支臂；

所述机架呈方筒状，其开口端位于左、右方位，左端口处固定有一L型的盖板，上端面的中部向左有一延伸的凸臂，在该凸臂上设置左右向延伸的条形通槽；

所述剪丝机罩呈方筒状，其开口端位于上、下方位，上端口的左半部分设有盖板；

所述机架的右侧与所述剪丝机罩的左侧面通过螺栓连接，所述机架的上端面不低于所述剪丝机罩上端口端面；

所述对射型光电传感器包括传感器主体和连接传感器主体的发光器和受光器；所述剪丝机包括电磁阀、气缸及刀头组件；

所述对射型光电传感器的传感器主体及所述剪丝机中的电磁阀分别通过螺栓固定在所述机架内，且所述传感器主体与所述电磁阀连接；

所述剪丝机中的气缸固定在所述剪丝机罩的左壁体上，所述的刀头组件固定在所述剪丝机罩的左壁体及上端口左半部分设置的盖板上，且所述刀头组件的刀口位于所述剪丝机罩上端口内；

由所述剪丝机罩的前壁体及后壁体的上端面向下，分别设置相对应的条状豁口，两条状豁口与所述剪丝机刀头组件的刀口对应；

所述左支臂呈L型，在其水平臂及垂直臂上分别设置左右向延伸的条形通槽和垂直向延伸的条形通槽；

所述左支臂的水平臂上的条形通槽与所述凸臂上的条形通槽重叠，固定螺栓穿过所述左支臂及凸臂上的条形通槽将所述左支臂固定在所述凸臂的上端面；通过在所述左支臂的垂直臂的左右两侧分别设置一个螺母而将所述发光器固定在所述左支臂的垂直臂上的条形通槽内；

所述右支臂固定在所述剪丝机罩右壁体上，在所述右支臂的上端设置垂向延伸的条形通槽，且该条形通槽与左支臂的垂直臂上的条形通槽相对应；通过在所述右支臂的左右两侧分别设置一个螺母而将所述受光器固定在所述右支臂上的条形通槽内。

2.根据权利要求1所述的光电传感式焊丝剪断装置，其特征是：还包括安装板，所述安装板的下端通过螺栓分别与机架及剪丝机罩连接，所述安装板的上端延伸出所述机架及剪丝机罩的上端面，且在该上端位置设置多个螺纹孔。