CN109746545A - 焊接机器人安装结构及焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接装置领域，为实现安装方便，提高焊接质量，达到线路布局简单合理，避免由于线路折损造成安全隐患，降低故障率的目的。本发明提供一种焊接机器人安装结构，包括机器人本体、焊丝存储器、第1送丝机、送丝导管、焊丝缓冲装置、第2送丝机、焊枪和焊丝；所述第2送丝机连接焊枪；所述焊丝缓冲装置一端承接送丝导管端，另一端连接所述第2送丝机，所述送丝导管端可驱动焊丝在焊丝缓冲装置中进行缓冲，所述第1送丝机设在基座轴上，所述焊丝按照顺序依次经过焊丝存储器、第1送丝机、送丝导管、焊丝缓冲装置、第2送丝机和焊枪。此外还提供一种包含所述焊接机器人安装结构的焊接系统；所述焊接系统还可包括冷却系统、控制装置和焊接电源。

Description

焊接机器人安装结构及焊接系统

技术领域

本发明涉及焊接领域的装置，尤其涉及焊接机器人安装结构及焊接系统。

背景技术

中国专利CN206811285U(公开日为：2017年12月29日)提供了一种冷焊系统，用于焊接抽油烟机的蜗壳组件，该冷焊系统包括机械手、控制器、水冷焊枪及装配工位；由于该技术方案中送丝机90、缓冲器100和焊丝910分别独立设置，焊丝跨度距离较长，因此造成安装流程繁琐且引起焊丝发生不同程度的形变，进而影响焊接质量。

另一名称为“一种稳定的机器人送丝系统”的中国专利(申请号：CN201810889637.9；公开日为：2018年11月30日)里提到所述机器人送丝系统依次连接的有一轴底座、一轴旋转座、二轴、三轴、四轴、五轴、六轴和焊枪，其中三轴与四轴间装有送丝机，丝盘盒装于二轴上，焊丝导管连接送丝机和丝盘盒，微型送丝机装于五轴上，焊丝穿过焊丝导管，最后穿至焊枪；该方案由于送丝机设在三轴和四轴间会导致送丝系统不稳定。

又一名称为“一种智能焊接机器人手臂”的中国专利(申请号：CN201810391531.6；公开日为：2018年10月9日)提供的技术方案为包括支撑台1，所述支撑台1顶部一侧固定装有旋转关节2，所述旋转关节2中部活动套接有支撑柱3，所述支撑柱3顶端一侧活动套接有下位支架4，所述下位支架4顶端活动套接转动关节5，所述转动关节5活动套接上位支架6，所述上位支架6远离转动关节5的一端固定套接固定轴7，所述固定轴7的中部活动套接有固定支架8，所述固定支架8远离固定轴7的一端活动套接有旋转支板9，所述旋转支板9侧面中部固定装有焊接头10，所述支撑柱3的顶端活动套接有位于下位支架4一侧的送丝轮18，所述送丝轮18上缠绕有焊接丝19，所述焊接丝19一端依次穿过缓冲装置20和盒体21，所述盒体21内设有送丝盒23；该方案由于送丝轮18处无辅助送丝机的状态，因此会引起送丝稳定性差，增大伺服电机31的工作负荷等问题。

由于现有技术中存在的缺陷，给使用者造成了一定影响，为此需提出一种线路布局简单合理且安全、送丝稳定的焊接机器人安装结构。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明在于提供一种线路布局简单安全且拆装方便的焊接机器人安装结构和应用该焊接机器人安装结构的焊接系统，以解决线路弯折引起的线路安全隐患问题。为实现发明目的现提供的技术方案如下：

一种焊接机器人安装结构，包括机器人本体、焊丝存储器、第1送丝机、送丝导管、焊丝缓冲装置、第2送丝机、焊枪和焊丝；所述第2送丝机连接焊枪；所述焊丝缓冲装置一端承接送丝导管端，另一端连接所述第2送丝机，所述送丝导管端可驱动焊丝在焊丝缓冲装置中进行缓冲，所述第1送丝机设在基座轴上，所述焊丝按照顺序依次经过焊丝存储器、第1送丝机、送丝导管、焊丝缓冲装置、第2送丝机和焊枪。

优选地，所述焊接机器人安装结构还包括控制器，所述控制器设于第1送丝机附近。

优选地，所述第1送丝机较焊丝存储器位置高，所述焊丝存储器设于机器人本体基座轴上，所述焊丝存储器靠近第1送丝机。

优选地，所述第1送丝机设在机器人本体基座轴外侧。

优选地，所述焊枪包括枪管和枪体，所述第2送丝机置于枪体内部。

优选地，所述送丝导管套设于焊丝外，其内径与焊丝外径相适应，且其一端与第1送丝机固定连接，另一端可自由移动；所述送丝导管自由端部分置于焊丝缓冲装置内。

优选地，所述焊丝缓冲装置还包括位移传感器，用于检测和反馈焊丝位移信号。

优选地，所述焊接机器人安装结构还包括送丝保护管，所述送丝保护管一端同送丝导管一样与第1送丝机固定连接，另一端置于焊丝缓冲装置外，且较大面积覆盖保护送丝导管。

优选地，所述送丝导管采用石墨烯管或特氟龙管或弹簧管中的任意一种或几种的组合。

此外，还涉及一种焊接系统，所述焊接系统包括上述任一所述的焊接机器人安装结构。

优选地，所述焊接系统还包括冷却系统、控制装置和焊接电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明创造不仅安装方便，降低焊丝发生形变的概率，提高焊接质量，而且线路布局简单合理，避免由于线路折损造成安全隐患，降低机器人故障率，提高焊接效率；

(2)本发明创造不仅保证了送丝稳定，而且降低了焊枪内置送丝机的工作负荷，提高了机器人的灵活性。

附图说明

图1为实施例1焊接机器人安装结构主视图；

图2为实施例1焊接机器人安装结构立体图；

图3为实施例1焊接系统工作布局图；

图4为实施例2焊接机器人安装结构主视图；

图5为实施例2焊接机器人安装结构立体图；

图6为实施例2焊接系统工作布局图。

图中：1：机器人本体；2：焊丝存储器；3：第1送丝机；4：焊枪；41：枪管；5：第2送丝机；6：基座轴；7：焊丝缓冲装置；71：送丝保护管；8：第三轴；9：冷却系统；10：控制装置；11：焊接电源；12：气体存储器；13：第四轴；14：控制器。

具体实施方式

为使本发明创造解决的技术问题、采用的技术方案及达到的技术效果更加清楚，下面结合说明书附图，对本发明创造作进一步详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明创造的部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明创造的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明创造的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种焊接机器人安装结构，包括焊丝、机器人本体1、焊丝存储器2、第1送丝机3、送丝导管(图中未标注)、焊丝缓冲装置7、第2送丝机5和焊枪4；所述焊丝按照顺序依次经过焊丝存储器、第1送丝机、送丝导管、焊丝缓冲装置、第2送丝机和焊枪；所述机器人本体1的基座轴6外侧设有焊丝存储器2和第1送丝机3，所述焊丝存储器2靠近第1送丝机3，且第1送丝机3的位置较焊丝存储器2的高，以利于送丝；所述送丝导管套设于焊丝外，其内径与焊丝外径相适应，且其一端与所述第1送丝机3固定连接，另一端可自由移动，所述送丝导管自由端部分置于焊丝缓冲装置7内；另外，所述送丝导管外还设有送丝保护管71，所述送丝保护管71一端同送丝导管一样与第1送丝机固定连接，另一端置于焊丝缓冲装置外，且较大面积覆盖保护送丝导管；所述焊丝缓冲装置7设于第三轴8和第四轴13间，且其一端承接送丝导管自由端，另一端连接所述第2送丝机，此外，所述焊丝缓冲装置7还包括激光位移传感器，用于检测和反馈焊丝位移信号；所述焊枪4包括枪管41和枪体，所述第2送丝机5置于枪体内；所述送丝导管通常采用特氟龙软管或弹簧管或石墨烯管(通常来讲，焊接碳钢或不锈钢时，送丝导管采用弹簧管；焊接铝材时，采用石墨管或特氟龙管；当然特殊情况，根据焊接需求也可以选择弹簧管或石墨管或特氟龙管中的几种搭配使用)；所述机器人本体1可以是五轴机器人或六轴机器人或七轴机器人或八轴机器人之一；所述焊丝存储器2为焊丝盘；具体见图1-2所示。

其中，本发明的焊丝缓冲原理为：在送丝过程中，第1送丝机3、第2送丝机5和焊丝缓冲装置7位置均固定。第1送丝机3与第2送丝机5间焊丝长度的变化会引起送丝导管及送丝保护管71自由端位移发生改变。当送丝导管自由端向靠近第2送丝机5的方向移动时，第1送丝机3和第2送丝机5之间的焊丝长度缩短；反之，第1送丝机3和第2送丝机5之间的焊丝增加；其中，焊丝缓冲量的大小由焊丝缓冲装置来限定；焊丝的前进方向是指焊丝由焊丝存储器2向焊枪4移动的方向，且在焊丝前进和回抽的一个送丝周期内，焊丝前进的长度大于焊丝回抽的长度。

激光位移传感器在本发明中的工作过程具体为：激光垂直挡片(图中未标注)表面发出，并被挡片挡住后反射回激光位移传感器中，激光位移传感器将接收到的信号转化为位移，后将位移信号反馈给控制器14。根据控制器14发出的指令信号，第1送丝机3和第2送丝机5进行送丝工作。

送丝工作过程具体为：

控制器14上设有自动控制按钮和手动控制按钮；当控制器14处于自动模式的时候，第1送丝机3根据焊丝缓冲器反馈给控制器14的信号用以实现焊丝的前进或后退；当处于手动模式的时候，可实现手动退丝或手动送丝。

焊接工作开始，控制器14处于自动模式，焊丝从焊丝存储器2出来，经过第1送丝机3引导经过固定端的送丝导管，之后进入焊丝缓冲装置7后进入第2送丝机5，最后达到焊枪枪管41。送丝过程中，第1送丝机和第2送丝机5的时序动作均是双向的，既可以引导焊丝前进也可以引导焊丝回抽。当第2送丝机5引导焊丝前进时，第1送丝机3和第2送丝机5间的焊丝长度缩短，焊丝利用摩擦力驱动送丝导管前进，此时根据焊丝缓冲装置7中激光位移传感器检测到的信号进而转化为位移信号后，反馈给控制器14后由其发出指令，控制第1送丝机3和第2送丝机5的动作，可能的动作有：第2送丝机5的送丝速度快于第1送丝机3或第2送丝机5仍然送丝，而第1送丝机3停止送丝；同样，当第2送丝机引导焊丝回抽时，可能的动作有：第1送丝机3停止送丝或继续向第2送丝机5送丝；焊丝在第1送丝机3和第2送丝机5的引导下，依次反复送丝。

应用上述焊接机器人安装结构的焊接系统，还包括冷却系统9、控制装置10和焊接电源11，具体见图3所示。此外，为保证焊接质量还设有保护气，存于气体存储器12中，通常为二氧化碳气或氮气或氩气中的一种或几种的混合气，防止焊接过程中焊材和基材被氧化。本实施例焊接系统采用的冷却系统9为水冷系统。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，具体见图4-6所示，焊丝存储器2为焊丝桶，并且独立于机器人本体1而分离设置。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，位移传感器采用超声位移传感器或拉力位移传感器或电阻位移传感器的一种或几种组合。其他结构和工作流程同实施例1相一致，在此不再赘述。

实施例4

本实施例与实施例2的区别在于，位移传感器采用超声位移传感器或拉力位移传感器或电阻位移传感器的一种或几种组合。其他结构和工作流程同实施例2相一致，在此不再赘述。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于，焊接系统采用空气冷却系统，其他结构和工作流程同实施例1相一致，在此不再赘述。

实施例6

本实施例与实施例2的区别在于，焊接系统采用空气冷却系统，其他结构和工作流程同实施例2相一致，在此不再赘述。

上述仅表达了本发明创造的几种实施方式，以上实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁明了，并未对上述实施例的各个技术特征的所有可能组合都进行一一描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为属于本发明创造保护的范围。

Claims (11)

1.一种焊接机器人安装结构，包括机器人本体、焊丝存储器、第1送丝机、送丝导管、焊丝缓冲装置、第2送丝机、焊枪和焊丝；所述第2送丝机连接焊枪；所述焊丝缓冲装置一端承接送丝导管端，另一端连接所述第2送丝机，所述送丝导管端可驱动焊丝在焊丝缓冲装置中进行缓冲，其特征在于，所述第1送丝机设在基座轴上，所述焊丝按照顺序依次经过焊丝存储器、第1送丝机、送丝导管、焊丝缓冲装置、第2送丝机和焊枪。

2.根据权利要求1所述的一种焊接机器人安装结构，其特征在于，所述焊接机器人安装结构还包括控制器，所述控制器设于第1送丝机附近。

3.根据权利要求1所述的一种焊接机器人安装结构，其特征在于，所述第1送丝机较焊丝存储器位置高，所述焊丝存储器设于机器人本体基座轴上，所述焊丝存储器靠近第1送丝机。

4.根据权利要求1所述的一种焊接机器人安装结构，其特征在于，所述第1送丝机设在机器人本体基座轴外侧。

5.根据权利要求1所述的一种焊接机器人安装结构，其特征在于，所述焊枪包括枪管和枪体，所述第2送丝机置于枪体内部。

6.根据权利要求1所述的一种焊接机器人安装结构，其特征在于，所述送丝导管套设于焊丝外，其内径与焊丝外径相适应，且其一端与第1送丝机固定连接，另一端可自由移动；所述送丝导管自由端部分置于焊丝缓冲装置内。

7.根据权利要求1所述的一种焊接机器人安装结构，其特征在于，所述焊丝缓冲装置还包括位移传感器，用于检测和反馈焊丝位移信号。

8.根据权利要求1所述的一种焊接机器人安装结构，其特征在于，所述焊接机器人安装结构还包括送丝保护管，所述送丝保护管一端同送丝导管一样与第1送丝机固定连接，另一端置于焊丝缓冲装置外，且较大面积覆盖保护送丝导管。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种焊接机器人安装结构，其特征在于，所述送丝导管采用石墨烯管或特氟龙管或弹簧管中的任意一种或几种的组合。

10.一种焊接系统，其特征在于，所述焊接系统包括权利要求1所述的焊接机器人安装结构。

11.根据权利要求1-8任一所述的一种焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括冷却系统、控制装置和焊接电源。