CN104959717A - 一种防撞机器人焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防撞机器人焊枪，包括焊枪本体、设置在焊枪本体后端且通过电缆连接的送丝装置、用于控制焊枪本体动作的机器人手臂以及总控制系统，所述送丝装置与机器人手臂均与总控制系统相连接，还包含有防撞传感器，所述防撞传感器设置在焊枪本体与机器人手臂之间，用于感应焊枪本体前端的冲撞力，所述防撞传感器与总控制系统相连接，总控制系统接收防撞传感器的信号，并实时控制机器人手臂和送丝装置动作；本发明的机器人焊枪中加入防撞传感器，能够检出冲撞时的力度，及时缓冲冲撞并向总控制系统发出报警，使总控制系统在焊接过程中出现碰撞时能够及时有效进行调整作业。

Description

一种防撞机器人焊枪

技术领域

本发明涉及机器人焊枪技术领域，尤其涉及一种防撞机器人焊枪。

背景技术

焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

机器人焊枪是在工业机器人终端装接焊枪，焊枪在工业机器人的控制下执行焊接作业。一般焊接过程为焊枪导电嘴处送出高温融化的焊丝，带焊接两工件接口处形成熔池，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。焊枪机器人控制在进行焊接时，很容易出现焊枪与工件碰撞，如果机器人继续工作，送丝机继续送丝，将会出现工件以及焊枪严重受损。传统的焊枪与机器人手臂为刚性连接，焊接作业中即使未出现严重碰撞，焊丝阻塞的情况，也不可避免会产生的振动或者轻微碰撞，长时间的振动或者轻微碰撞将会影响机器人焊枪的寿命。

发明内容

本发明提供了一种防撞机器人焊枪，其目的在于能够检出焊接作业时发生冲撞时的力度，及时缓冲冲撞并向总控制系统发出报警，使总控制系统在焊接过程中出现碰撞时能够及时有效进行调整作业。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种防撞机器人焊枪，包括焊枪本体、设置在焊枪本体后端且通过电缆连接的送丝装置、用于控制焊枪本体动作的机器人手臂以及总控制系统，所述送丝装置与机器人手臂均与总控制系统相连接，还包含有防撞传感器，所述防撞传感器设置在焊枪本体与机器人手臂之间，用于感应焊枪本体前端的冲撞力，所述防撞传感器与总控制系统相连接，总控制系统接收防撞传感器的信号，并实时控制机器人手臂和送丝装置动作。

进一步的技术方案是，所述防撞传感器包括连接轴，缸体，滑座、复位弹簧、以及微动开关，所述连接轴可滑动设置在缸体内，且一端伸出所述缸体并连接于焊枪本体后端，所述滑座滑动设置在缸体内且其一端靠设于连接轴后端面，所述复位弹簧套设在所述滑座上，用于实现滑座的向前复位，所述微动开关与所述滑座相连接，滑座的向前或者向后移动可控制微动开关的动触点和静触点的连接和断开，所述微动开关与总控制系统相连。

进一步的技术方案是，所述滑座包括挡板和设置在所述挡板一侧面且垂直于该侧面的滑动轴，所述挡板靠设于所述连接轴后端面，所述滑动轴未连接挡板的一端滑动设置在所述缸体的滑孔内，所述复位弹簧套设在滑动轴上，且位于挡板和滑孔内端面之间；所述连接轴在焊枪本体前端传递的碰撞力的作用下向后移动，进而推动滑座沿滑动孔向后移动，微动开关断开并传递碰撞信号，总控制系统接收碰撞信号并控制机器人手臂与送丝装置暂停动作，滑座在复位弹簧的作用下向前复位，微动开关传递复位信号，总控制系统接收复位信号并控制机器人手臂动作，送丝装置继续送丝。

进一步的技术方案是，所述微动开关的静触点为设置在微动开关本体外侧的制动凸起，所述微动开关的动触点为一端固定在微动开关本体上，一端搭设于与滑座联动的滑板上的制动杆，当滑座处于复位状态时，制动杆与制动凸起连接，当滑座向后移动时带动制动杆转动，制动杆与制动凸起断开。

进一步的技术方案是，在所述缸体的的滑孔内端面上固定设置有不少于一个的限位弹簧，所述挡板上设置有弹簧槽孔，所述滑座向后运动时，所述限位弹簧伸入至所述弹簧槽孔内，限位弹簧抵靠至弹簧槽孔底部端面时，滑座处于向后位移的极限位置。

进一步的技术方案是，在所述缸体前端设置有端盖，所述端盖中心设有用于穿设连接轴的通孔，还包含有弹簧缓冲套，所述弹簧缓冲套包括套筒和与套筒连接于一体的弹簧套体，所述套筒套设在连接轴上，所述弹簧套体一端固定于端盖上，所述套筒内壁设置有凸台，所述连接轴上设置有与所述凸台相适配的凹槽。

进一步的技术方案是，所述连接轴后端固定连接有靠板，所述靠板与所述挡板相互接触，所述连接轴通过靠板向滑座传递碰撞力。

进一步的技术方案是，所述限位弹簧在所述缸体内周向设置，且数量不少于两个，所述弹簧槽孔内设置有弹簧座。

进一步的技术方案是，所述防撞传感器固定设置在机器人手臂终端，所述防撞传感器前端通过手爪与焊枪本体相连接，所述手爪与焊枪本体联动。

本发明的有益效果为：

1、本发明的机器人焊枪中加入防撞传感器，能够检出冲撞时的力度，及时缓冲冲撞并向总控制系统发出报警，使总控制系统在焊接过程中出现碰撞时能够及时有效进行调整作业。

2、本发明中的防撞传感器自带复位功能，其能够实时检测焊接过程中的碰撞力，在焊枪重新恢复正常工作(没有碰撞出现)时，防撞传感器自动复位，并提供复位信号于总控制系统，以使机器人焊枪自动恢复正常作业。

3、还设置有弹簧缓冲套，其设置在焊枪传感器的最前端，用于吸收缓冲焊枪焊接中的微小的振动或者轻微碰撞，其不仅能够保证焊接效率，而且避免了微小的振动或者轻微碰撞对焊枪以及机器人手臂的损坏，延长了其使用使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的防撞机器人焊枪的控制原理图；

图2为本发明实施例提供防撞机器人焊枪的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的防撞传感器的结构示意图；

图4为图3中A部分的放大图。

图中：

1、焊枪本体；2、电缆；3、送丝装置；4、机器人手臂；5、总控制系统；6、防撞传感器；7、连接轴；8、缸体；9、滑座；10、复位弹簧；11、微动开关；12、滑孔；13、限位弹簧；14、弹簧槽孔；15、制动凸起；16、滑板；17、制动杆；18、端盖；19、弹簧缓冲套；20、凸台；21、手爪；22、弹簧座；71、靠板；91、挡板；92、滑动轴。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种防撞机器人焊枪，如图1和图2所示，包括焊枪本体1、设置在焊枪本体1后端且通过电缆2连接的送丝装置3、用于控制焊枪本体1动作的机器人手臂4以及总控制系统5，所述送丝装置3与机器人手臂4均与总控制系统5相连接，还包含有防撞传感器6，所述防撞传感器6设置在焊枪本体1与机器人手臂4之间，具体的，所述防撞传感器6固定设置在机器人手臂4终端，所述防撞传感器6前端通过手爪21与焊枪本体1相连接，防撞传感器6用于感应焊枪本体1前端的冲撞力，焊接时的冲撞力经与焊枪本体1联动的手爪21传送至防撞传感器6。所述防撞传感器6与总控制系统5相连接，总控制系统5接收防撞传感器6的信号，并实时控制机器人手臂4和送丝装置3动作。

本实施例中的机器人焊枪中加入防撞传感器6，能够检出冲撞时的力度，及时缓冲冲撞并向总控制系统5发出报警，使总控制系统5在焊接过程中出现碰撞时能够及时有效进行调整作业。

如图1所示，本实施例中，所述防撞传感器6发出的信号分为碰撞信号和复位信号。当总控制系统5接收到防撞传感器6的碰撞信号时，控制机器人手臂4与送丝装置3暂停动作，当总控制系统5接收到防撞传感器6的复位信号时，控制机器人手臂4继续动作，送丝装置3继续送丝。

如图3所示，具体的，所述防撞传感器6包括连接轴7，缸体8，滑座9、复位弹簧10、以及微动开关11，所述连接轴7可滑动设置在缸体8内，且一端伸出所述缸体8并通过手爪21连接于焊枪本体1后端，所述连接轴7后端固定连接有靠板71。所述滑座9可滑动的设置在缸体8内，其包括挡板91和设置在所述挡板91一侧面且垂直于该侧面的滑动轴92，所述靠板71与所述挡板91相互接触，所述连接轴7通过靠板71向滑座9传递碰撞力，所述滑动轴92未连接挡板91的一端滑动设置在所述缸体8的滑孔12内，所述复位弹簧10套设在所述滑座9的滑动轴92上且位于挡板91和滑孔12内端面之间，用于实现滑座9的向前复位。所述微动开关11的静触点为设置在微动开关11本体外侧的制动凸起15，所述微动开关11的动触点为一端固定在微动开关11本体上，一端搭设于与滑座9联动的滑板16上的制动杆17，滑座9的向前或者向后移动可控制微动开关11的动触点转动以使动触点与静触点的连接和断开，所述微动开关11与总控制系统5相连。

当焊接时出现碰撞时，碰撞力经焊枪本体1传送至连接轴7，连接轴7向后移动进而推动滑座9沿滑孔12向后运动，制动杆17在滑板16的带动下转动进而与制动凸起15断开，此时，微动开关11向总控制系统5发出碰撞信号，总控制系统5接收碰撞信号并控制机器人手臂4与送丝装置3暂停动作。滑座9向后运动的同时复位弹簧10被压缩，当焊接作业重新平稳进行时，碰撞力消失，压缩的复位弹簧10向前推动滑座9，此时，制动杆17重新与制动凸起15接触，微动开关11向总控制系统5发出复位信号，总控制系统5接收复位信号并控制机器人手臂4动作，送丝装置3继续送丝。

进一步的，在所述缸体8的滑孔12内端面上固定设置有不少于一个的限位弹簧13，优选的，述限位弹簧13在所述缸体8内周向设置，且数量不少于两个，所述挡板91上设置有弹簧槽孔14，所述弹簧槽孔14内设置有弹簧座22。所述滑座9向后运动时，所述限位弹簧13伸入至所述弹簧槽孔14内，限位弹簧13抵靠至弹簧槽孔14底部端面时，滑座9处于向后位移的极限位置。设置限位弹簧13，防止滑座9向后运动位移过大(只需保证滑座9向后移动的位移能够使制动杆17与制动凸起15断开即可)，复位弹簧10被过度压缩，导致复位时，回复力过大，造成连接杆以及焊枪本体1振动。

同时参照图4，进一步的，在所述缸体8前端设置有端盖18，所述端盖18中心设有用于穿设连接轴7的通孔，还包含有弹簧缓冲套19，所述弹簧缓冲套19包括套筒和与套筒连接于一体的弹簧套体，所述套筒套设在连接轴7上，所述弹簧套体一端固定于端盖18上，所述套筒内壁设置有凸台20，所述连接轴7上设置有与所述凸台20相适配的凹槽。所述弹簧缓冲套19的刚度小于复位弹簧10的刚度，当碰撞力很小时，只需弹簧缓冲套19进行缓冲，吸收其振动，复位弹簧10不被压缩，即机器人手臂4和送丝装置3不需要停止工作，不仅能够保证焊接效率，而且避免了微小的振动或者轻微碰撞对焊枪以及机器人手臂4的损坏，延长了其使用使用寿命。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防撞机器人焊枪，其特征在于：包括焊枪本体(1)、设置在焊枪本体(1)后端且通过电缆(2)连接的送丝装置(3)、用于控制焊枪本体(1)动作的机器人手臂(4)以及总控制系统(5)，所述送丝装置(3)与机器人手臂(4)均与总控制系统(5)相连接，还包含有防撞传感器(6)，所述防撞传感器(6)设置在焊枪本体(1)与机器人手臂(4)之间，用于感应焊枪本体(1)前端的冲撞力，所述防撞传感器(6)与总控制系统(5)相连接，总控制系统(5)接收防撞传感器(6)的信号，并实时控制机器人手臂(4)和送丝装置(3)动作。

2.根据权利要求1所述的防撞机器人焊枪，其特征在于：所述防撞传感器包括连接轴(7)，缸体(8)，滑座(9)、复位弹簧(10)、以及微动开关(11)，所述连接轴(7)可滑动设置在缸体(8)内，且一端伸出所述缸体(8)并连接于焊枪本体(1)后端，所述滑座(9)滑动设置在缸体(8)内且其一端靠设于连接轴(7)后端面，所述复位弹簧(10)套设在所述滑座(9)上，用于实现滑座(9)的向前复位，所述微动开关(11)与所述滑座(9)相连接，滑座(9)的向前或者向后移动可控制微动开关(11)的动触点和静触点的连接和断开，所述微动开关(11)与总控制系统(5)相连。

3.根据权利要求2所述的防撞机器人焊枪，其特征在于：所述滑座(9)包括挡板(91)和设置在所述挡板(91)一侧面且垂直于该侧面的滑动轴(92)，所述挡板(91)靠设于所述连接轴(7)后端面，所述滑动轴(92)未连接挡板(91)的一端滑动设置在所述缸体(8)的滑孔(12)内，所述复位弹簧(10)套设在滑动轴(92)上，且位于挡板(91)和滑孔(12)内端面之间；所述连接轴(7)在焊枪本体(1)前端传递的碰撞力的作用下向后移动，进而推动滑座(9)沿滑孔(12)向后移动，微动开关(11)的动触点和静触点断开并传递碰撞信号，总控制系统(5)接收碰撞信号并控制机器人手臂(5)与送丝装置(3)暂停动作，滑座(9)在复位弹簧(10)的作用下向前复位，微动开关(11)的动触点和静触点连接并传递复位信号，总控制系统(5)接收复位信号并控制机器人手臂(4)动作，送丝装置(3)继续送丝。

4.根据权利要求3所述的防撞机器人焊枪，其特征在于：所述微动开关(11)的静触点为设置在微动开关本体外侧的制动凸起(15)，所述微动开关(11)的动触点为一端固定在微动开关本体上，一端搭设于与滑座(9)联动的滑板(16)上的制动杆(17)，当滑座(9)处于复位状态时，制动杆(17)与制动凸起(15)连接，当滑座(9)向后移动时带动制动杆(17)转动，制动杆(17)与制动凸起(15)断开。

5.根据权利要求2-4任一所述的防撞机器人焊枪，其特征在于：在所述缸体的(8)的滑孔(12)内端面上固定设置有不少于一个的限位弹簧(13)，所述挡板(91)上设置有弹簧槽孔(14)，所述滑座(9)向后运动时，所述限位弹簧(13)伸入至所述弹簧槽孔(14)内，限位弹簧(13)抵靠至弹簧槽孔(14)底部端面时，滑座(9)处于向后位移的极限位置。

6.根据权利要求2所述的防撞机器人焊枪，其特征在于：在所述缸体(8)前端设置有端盖(18)，所述端盖(18)中心设有用于穿设连接轴(7)的通孔，还包含有弹簧缓冲套(19)，所述弹簧缓冲套(19)包括套筒和与套筒连接于一体的弹簧套体，所述套筒套设在连接轴(7)上，所述弹簧套体一端固定于端盖(18)上，所述套筒内壁设置有凸台(20)，所述连接轴(7)上设置有与所述凸台(20)相适配的凹槽。

7.根据权利要求3所述的防撞机器人焊枪，其特征在于：所述连接轴(7)后端固定连接有靠板(71)，所述靠板(71)与所述挡板(91)相互接触，所述连接轴(7)通过靠板(71)向滑座(9)传递碰撞力。

8.根据权利要求5所防撞机器人焊枪，其特征在于：所述限位弹簧(13)在所述缸体(8)内周向设置，且数量不少于两个，所述弹簧槽孔(14)内设置有弹簧座(22)。

9.根据权利要求1所述的防撞机器人焊枪，其特征在于：所述防撞传感器(6)固定设置在机器人手臂(4)终端，所述防撞传感器(6)前端通过手爪(21)与焊枪本体(1)相连接，所述手爪(21)与焊枪本体(1)联动。