CN110270794B - 管接头焊接抓取定位装置、焊接方法及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管接头焊接抓取定位装置、焊接方法及热水器，管接头焊接抓取定位装置，包括移动支架（1）和抓取机构（2），所述抓取机构包括固定在移动支架上的底座（21），所述底座上设有一组径向可滑动的夹爪（22），所述夹爪头部设有平滑的定位部（221），所述抓取机构抓取管接头时，所述定位部伸出管接头用于插入待焊接孔定位。本发明提出的管接头焊接抓取定位装置可以有效的对管接头进行抓取和机械定位；管接头定位焊接方法可以通过机器人上的视觉检测以及该管接头焊接抓取定位装置的机械定位，能有效地避免管接头与圆形筒体上焊接孔焊接时的错位现象，提高了焊接精度，保证了产品的质量和可靠性。

Description

管接头焊接抓取定位装置、焊接方法及热水器

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，更具体地说，是涉及一种管接头焊接抓取定位装置、焊接方法及热水器。

背景技术

目前，很多行业的制造商已经广泛采用机器人完成复杂的生产任务，焊接行业同样如此，许多生产企业都采用机器人完成焊接，以解决人工焊接一致性差、效率低的问题，同时以人为本，杜绝人员在“四高（高温、高污染、高强度、高危险）”环境中作业。

现有技术中，热水器水箱胆体等管接头与圆形筒体的自动焊接时，由于圆形筒体圆度在流水线传输中存在波动，会导致圆形筒体的孔位与机器人夹取的管接头存在偏差，一般偏差2-3mm，导致焊接容易错位，需要进一步地改进。

发明内容

本发明为了解决现有技术中管接头与圆形筒体焊接时容易错位的问题，提供了一种管接头焊接抓取定位装置、焊接方法及热水器。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：

一种管接头焊接抓取定位装置，包括移动支架和抓取机构，所述抓取机构包括固定在移动支架上的底座，所述底座上设有一组径向可滑动的夹爪，所述夹爪头部设有平滑的定位部，所述抓取机构抓取管接头时，所述定位部伸出管接头用于插入待焊接孔定位。

所述移动支架包括与机器人连接的固定板和与抓取机构连接的活动板，所述固定板和所述活动板通过导向柱连接，还包括一从所述固定板向所述活动板伸出的接触开关，当所述活动板移动并触碰到所述接触开关时，触发报警装置。

所述底座上设有一组径向导轨，所述径向导轨上设有导向槽，所述夹爪的端部设有滑块，所述滑块沿所述导向槽滑动。

所述底座上夹爪一侧还设有至少两个限位块，所述限位块设置在所述底座的边缘处。

所述夹爪上与管接头接触部位设有凸起。

所述夹爪和径向导轨分别设有四个。

另外，本发明还提供了一种管接头定位焊接方法，包括以下步骤：

步骤1、机器人带动移动支架移动到管接头放置位置，抓取机构下降，使夹爪伸入管接头内部并使夹爪的定位部伸出管接头，使夹爪外张固定住管接头；

步骤2、机器人将管接头移动至待焊接孔位置并使夹爪的定位部伸入待焊接孔内进行定位；

步骤3、定位合格后，焊机对管接头和待焊接孔接触处点焊固定；

步骤4、抓取机构的夹抓收缩放下管接头，机器人带动抓取机构返回；

步骤5、焊机完成管接头的焊接工作。

所述步骤1中夹爪的定位部伸出管接头部分的长度为1mm。

所述步骤1中，当管接头在专用物料托盘中放置不到位，移动支架上的活动板上升并触碰到移动支架上的接触开关时，触发报警装置。

再者，本发明还提供了一种热水器，所述热水器的水箱胆体采用上述的管接头定位焊接方法焊接。

本发明的有益效果：

本发明提出的管接头抓取装置可以有效的对管接头进行抓取和机械定位；管接头定位焊接方法可以通过机器人上的视觉检测以及该管接头焊接抓取定位装置的机械定位，能有效地避免管接头与圆形筒体上焊接孔焊接时的错位现象，提高了焊接精度，保证了产品的质量和可靠性。

附图说明

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。其中：

图1是本发明管接头焊接抓取定位装置的立体图。

图2是本发明管接头焊接抓取定位装置的仰视图。

图3是本发明管接头焊接抓取定位装置的侧视图。

具体实施方式

需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明有关的部分而非全部结构。

如图1、3所示，本发明提供了一种管接头焊接抓取定位装置，在一个具体实施例中，该管接头焊接抓取定位装置包括移动支架1和抓取机构2，抓取机构1包括固定在移动支架1上的底座21，底座21上设有一组径向可滑动的夹爪22，夹爪22头部设有平滑的定位部221，抓取机构2抓取管接头时，定位部221伸出管接头用于插入待焊接孔定位。

具体地，移动支架1包括与机器人连接的固定板11和与抓取机构2连接的活动板12，固定板11和活动板12通过导向柱13连接，固定板11和活动板12之间相互平行，导向柱13与固定板11和活动板12相垂直，导向柱13与固定板11之间为固定连接，导向柱13与活动板12之间为活动连接，活动板12可以沿着导向柱13上下移动，导向柱13有4个，还包括一从固定板11向活动板12伸出的接触开关14，当活动板12移动并触碰到接触开关14时，接触开关14导通并触发报警装置。接触开关14可以通过电缆3与报警装置、控制器、机器人等连接，可以通过机器人控制移动支架1和抓取机构2停止工作，以免出现误操作损坏设备。电缆3可以从固定板11上穿过，也可以从旁边穿过，可以根据具体情况处理。报警装置可以采用声光报警。

如图1、2所示，抓取机构2包括固定在活动板11上的底座21和与底座21垂直连接的一组夹爪22，底座21上设有径向汇聚于底座中心的一组径向导轨211，径向导轨211的长度方向设有导向槽212，夹爪22的端部设有滑块，滑块与导向槽212滑动连接并可沿导向槽212滑动。滑块的端部设有限位结构，防止夹爪22从导向槽212上脱落。

当夹爪22伸入管接头内部时，通过夹爪22的外张将管接头固定住，当夹爪22收缩时，可以松开被固定住的管接头。夹爪22上可以通过连接气动或液压控制装置来实现自动控制。

从图1、2中可以看出，在本实施例中夹爪22设置有4个，4个夹爪对称分布在底座21中心的周围，相互之间的夹角为90度，与夹爪22配合的径向导轨211同样有4个。另外，也可以根据需要设置3个夹爪22，夹爪22相互之间的夹角采用120度即可，同样可以实现该抓取机构2的功能。

如图1、2所示，底座21上还设有至少两个限位块23，限位块23设置在底座21的边缘处朝向远离底座21的方向延伸，如果采用2个限位块23，该2个限位块23是相对设置的。限位块23位于夹爪22的外侧，用于确定焊接时在专用物料托盘中的管接头放置的位置是否正确，当管接头放置位置不到位时，管接头为倾斜状态，其高度会变大，限位块23会与管接头相抵。如果管接头放置位置是对的，当夹爪22下降时，管接头会直接套在夹爪22的外侧，管接头就不会顶到限位块23。

如图1所示，夹爪22上靠近定位部221与管接头接触部位的位置上设有凸起222，当夹爪22插入管接头内时，由凸起222与管接头的内壁接触固定。凸起222可采用弧形结构，便于与管接头的内壁接触，方便从管接头的内部卡住，稳定性较好。

另外，本发明提供了一种管接头定位焊接方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、机器人带动移动支架移动到管接头放置位置，抓取机构下降，使夹爪伸入管接头内部并使夹爪的定位部伸出管接头，夹爪外张固定住管接头。

管接头在被抓取之前是放置在专用物料托盘中的，该专用物料托盘是放置在抓取机构的下侧，抓取时，抓取机构的夹爪从管接头的上方伸入管接头内，当伸出长度达到一设定值H时停止，由机器人或控制器等控制气动或液动装置使夹爪外张卡住管接头使其固定。例如，可以用气缸来控制夹爪的外张和收缩。

夹爪的定位部伸出管接头部分长度的设定值H优选为1mm。

当专用物料托盘中的管接头由于放置不到位使得管接头的高度变高时，该管接头将顶住管接头抓取定位装置上的定位块带动活动板上升，当活动板触碰到接触开关时，接触开关导通并触发报警装置报警，以便工作人员及时处理，保证生产的顺利进行。

步骤2、机器人将管接头移动至待焊接孔位置并使夹爪的定位部伸入待焊接孔内进行定位。

可以通过视觉检测系统初步找到待焊接物体上的焊接孔位，然后机器人将管接头放置到焊接孔位处。当夹抓伸出管接头的部分伸入焊接孔内时，夹抓与焊接孔的内壁接触，使得管接头稳定地定位在焊接孔上，不易错位，定位准确，误差较小，焊接后的焊接偏差≤0.5mm。

步骤3、定位合格后，焊机对管接头和待焊接孔接触处点焊固定。

点焊时，可以点焊一个点进行定位固定，也可以点焊两个或多个焊点进行定位固定。

步骤4、抓取机构的夹抓收缩放下管接头，机器人带动抓取机构返回。

步骤5、焊机完成管接头的焊接工作。

焊接时，需要按指定的焊接工艺进行焊接。

本发明通过设置一个管接头抓取装置并使其与机器人配合使用，可以通过管接头抓取装置上的夹爪伸入管接头内部固定住，并利用其伸出管接头外的部分伸入焊接孔内卡住进行机械定位，能有效地避免管接头与圆形筒体上焊接孔焊接时的错位现象，焊接偏差≤0.5mm，远远小于现有技术中2-3mm的偏差范围，提高了焊接精度，保证了产品的质量和可靠性。

另外，本发明还可以通过定位块对管接头在专用物料托盘上的摆放位置是否正确进行判定，具有纠错功能，方便了用户的使用。

再者，本发明还提供了一种热水器，该热水器的水箱胆体采用上述的管接头定位焊接方法进行焊接。

本发明的焊接方法不但适用于圆形筒体上的焊接孔与管接头的焊接，也适用于焊接孔在平面结构上的情况。

以上实施例和附图仅用于说明本发明的技术方案，并非构成对本发明的限制。应当说明的是，本领域普通技术人员可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换应包括在本发明权利要求书保护的范围内。

Claims (9)

1.一种管接头焊接抓取定位装置，包括移动支架（1）和抓取机构（2），其特征在于，所述抓取机构包括固定在移动支架上的底座（21），所述底座上设有一组径向可滑动的夹爪（22），所述夹爪（22）上与管接头接触部位设有凸起（222），所述夹爪头部设有平滑的定位部（221），所述抓取机构抓取管接头时，所述定位部伸出管接头用于插入待焊接孔定位。

2.根据权利要求1所述的管接头焊接抓取定位装置，其特征在于：所述移动支架（1）包括与机器人连接的固定板（11）和与抓取机构（2）连接的活动板（12），所述固定板和所述活动板通过导向柱（13）连接，还包括一从所述固定板向所述活动板伸出的接触开关（14），当所述活动板移动并触碰到所述接触开关时，触发报警装置。

3.根据权利要求1所述的管接头焊接抓取定位装置，其特征在于：所述底座（21）上设有一组径向导轨（211），所述径向导轨上设有导向槽（212），所述夹爪（22）的端部设有滑块，所述滑块沿所述导向槽滑动。

4.根据权利要求3所述的管接头焊接抓取定位装置，其特征在于：所述底座（21）夹爪一侧还设有至少两个限位块（23），所述限位块设置在所述底座的边缘处。

5.根据权利要求3所述的管接头焊接抓取定位装置，其特征在于：所述夹爪（22）和径向导轨（211）分别设有四个。

6.一种管接头定位焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、机器人带动移动支架移动到管接头放置位置，抓取机构下降，使夹爪伸入管接头内部并使夹爪的定位部伸出管接头，使夹爪外张固定住管接头；

步骤2、机器人将管接头移动至待焊接孔位置并使夹爪的定位部伸入待焊接孔内进行定位；

步骤3、定位合格后，焊机对管接头和待焊接孔接触处点焊固定；

步骤4、抓取机构的夹抓收缩放下管接头，机器人带动抓取机构返回；

步骤5、焊机完成管接头的焊接工作。

7.根据权利要求6所述的管接头定位焊接方法，其特征在于：所述步骤1中夹爪的定位部伸出管接头部分的长度为1mm。

8.根据权利要求6所述的管接头定位焊接方法，其特征在于：所述步骤1中，当管接头在专用物料托盘中放置不到位，移动支架上的活动板上升并触碰到移动支架上的接触开关时，触发报警装置。

9.一种热水器，其特征在于：所述热水器的水箱管接头采用权利要求6-8中任一项所述的管接头定位焊接方法焊接。

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