CN110355503B - 非接触式焊接机器人用辅助示教工具 - Google Patents

Abstract

提供一种非接触式焊接机器人用辅助示教工具，包括辅助示教准确对点工具，辅助示教准确对点工具包括套筒Ⅰ、套筒Ⅱ和套筒Ⅲ，套筒Ⅰ内腔前端口设有凸透镜Ⅰ，套筒Ⅱ套于套筒Ⅰ内腔后部，套筒Ⅱ内腔前端口设有凸透镜Ⅱ，套筒Ⅲ前部套于套筒Ⅱ内腔后部，套筒Ⅲ内腔中设有光源，套筒Ⅰ和套筒Ⅱ之间产生轴向移动实现凸透镜Ⅰ与光源距离的调整，套筒Ⅲ和套筒Ⅱ之间产生轴向移动实现凸透镜Ⅱ与光源之间距离的调整；套筒Ⅲ后端设有定位连接块，定位连接块后端通过固定组件与焊枪枪头连接并使光源产生的光束与焊枪中焊丝共线。本发明通过光束对准目标点实现非接触式示教，提高焊接机器人编程的示教对点效率，降低示教过程中碰撞、干涉等意外的发生。

Description

非接触式焊接机器人用辅助示教工具

技术领域

本发明属于定位工具技术领域，具体涉及一种非接触式焊接机器人用辅助示教工具。

背景技术

传统焊接机器人的编程方式一般分为在线示教和离线编程两种方式。离线编程的轨迹往往会与实际轨迹有一定偏差，因此在线示教和离线编程通常都不可避免地涉及人工示教焊接目标点。为了使焊接机器人焊枪焊丝比较准确地对准目标点，一般使用接触式顶针触碰到目标点，这种方式对示教人员操作水平的要求较高，稍有不慎就会发生碰撞的意外，且耗时较长，降低工作效率。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种非接触式焊接机器人用辅助示教工具，本发明中辅助示教准确对点工具中的光源通过凸透镜Ⅰ和凸透镜Ⅱ产生形成的光束对准目标点，即完成焊接机器人的焊枪枪头的非接触式示教，从而能够提高焊接机器人编程的示教对点效率，降低示教过程中碰撞、干涉等意外的发生，该工具使用方便、通用性强，制造成本低，应用广泛。

本发明采用的技术方案：非接触式焊接机器人用辅助示教工具，包括辅助示教准确对点工具和固定组件，所述辅助示教准确对点工具包括套筒Ⅰ、套筒Ⅱ和套筒Ⅲ，所述套筒Ⅰ内腔前端口设有凸透镜Ⅰ，所述套筒Ⅱ套于套筒Ⅰ内腔后部，所述套筒Ⅱ内腔前端口设有凸透镜Ⅱ，所述套筒Ⅲ前部套于套筒Ⅱ内腔后部，所述套筒Ⅲ内腔中设有光源，所述套筒Ⅰ和套筒Ⅱ之间产生轴向相对移动实现凸透镜Ⅰ与光源之间距离的调整，所述套筒Ⅲ和套筒Ⅱ之间产生轴向相对移动实现凸透镜Ⅱ与光源之间距离的调整；所述套筒Ⅲ后端设有定位连接块，所述定位连接块后端通过固定组件与焊接机器人的焊枪的枪头连接并使光源通过凸透镜Ⅰ和凸透镜Ⅱ产生的光束与焊枪中的焊丝共线。

对上述技术方案的优选方式，所述套筒Ⅱ外圆面与套筒Ⅰ内腔后部内圆面通过螺纹旋合，所述套筒Ⅲ外圆表面为前部直径小于后部直径的阶梯圆柱面，所述套筒Ⅲ的阶梯圆柱面前部小径部分外圆面与套筒Ⅱ内腔后部内圆面通过螺纹旋合，所述套筒Ⅲ内腔通过中间径向设置的隔板分隔成前光源安装槽和后电源安装槽，所述光源固定于前光源安装槽底端，所述后电源安装槽内部设有与光源电连接的电源。

对上述技术方案的优选方式，所述光源采用发光二极管，所述电源采用合适规格的电池。

对上述技术方案的优选方式，所述固定组件包括与定位连接块定位对中连接的连接块，所述连接块一端设有与焊枪的枪头实现弹性连接的弹性套。

对上述技术方案的优选方式，所述弹性套采用橡胶套，所述连接块和定位连接块均可采用磁铁制作，所述定位连接块一端中心设有定位头，所述连接块一端面中心设有定位槽，所述定位连接块通过定位头与定位槽定位后与连接块磁性吸合实现辅助示教准确对点工具中产生的光束与焊枪中的焊丝共线。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案中采用与焊接机器人的焊枪的枪头连接的辅助示教准确对点工具，辅助示教准确对点工具中的光源通过凸透镜Ⅰ和凸透镜Ⅱ产生形成的光束对准目标点，即完成非接触式示教，从而能够提高焊接机器人编程的示教对点效率，降低示教过程中碰撞、干涉等意外的发生，该工具使用方便、通用性强，制造成本低，应用广泛；

2、本方案中通过辅助示教准确对点工具产生的光束，可以直接通过肉眼可见的光点实现示教，对操作人员的要求极低，降低培训成本，且提高示教效率；

3、本方案中辅助示教准确对点工具通过固定组件与焊枪连接，特别是采用磁铁制成的连接块和定位连接块通过吸合固定在焊枪枪头端部，拆装方便，可靠性强，易于手动调节工具在枪头端面上的位置，实现工具与枪头的同心；

4、本方案中固定组件通过弹性套与焊枪枪头连接，除了拆装便捷之外，还能够使固定组件与不同型号的焊枪都可以实现快速连接。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中辅助示教准确对点工具的结构主视图；

图3为本发明中辅助示教准确对点工具的立体结构示意图；

图4为本发明中固定组件的结构示意图；

图5为本发明使用状态结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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接或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1-5，本发明的实施例。

非接触式焊接机器人用辅助示教工具，如图1所示，包括辅助示教准确对点工具1和固定组件10。

如图2和3所示，所述辅助示教准确对点工具1包括套筒Ⅰ2、套筒Ⅱ3和套筒Ⅲ4，所述套筒Ⅰ2内腔前端口设有凸透镜Ⅰ5，所述套筒Ⅱ3套于套筒Ⅰ2内腔后部，所述套筒Ⅱ3内腔前端口设有凸透镜Ⅱ6，所述套筒Ⅲ4前部套于套筒Ⅱ3内腔后部，所述套筒Ⅲ4内腔中设有光源7，所述套筒Ⅰ2和套筒Ⅱ3之间产生轴向相对移动实现凸透镜Ⅰ5与光源7之间距离的调整，所述套筒Ⅲ4和套筒Ⅱ3之间产生轴向相对移动实现凸透镜Ⅱ6与光源7之间距离的调整。

本实施例中，所述套筒Ⅰ2、套筒Ⅱ3和套筒Ⅲ4之间的连接结构的具体实施方式如下：所述套筒Ⅱ3外圆面与套筒Ⅰ2内腔后部内圆面通过螺纹旋合，所述套筒Ⅲ4外圆表面为前部直径小于后部直径的阶梯圆柱面401，所述套筒Ⅲ4的阶梯圆柱面401前部小径部分外圆面与套筒Ⅱ3内腔后部内圆面通过螺纹旋合，通过螺纹旋合结构实现套筒Ⅰ2与套筒Ⅱ3以及套筒Ⅲ4与套筒Ⅱ3之间的轴向移动。另外，除了上述采用螺纹连接结构实现套筒Ⅰ2、套筒Ⅱ3和套筒Ⅲ4之间的轴向相互移动外，也可以采用滑道相互连接的方式实现三者之间的轴向移动。所述套筒Ⅲ4内腔通过中间径向设置的隔板402分隔成前光源安装槽403和后电源安装槽404，所述光源7固定于前光源安装槽403底端，所述后电源安装槽404内部设有与光源7电连接的电源8；优选的，所述光源7采用发光二极管，所述电源8采用合适规格的电池，其实对于本实施例，只要装入一枚纽扣电池，无需开关，即可使光源7发出光束。

对于辅助示教准确对点工具1在焊枪13上的连接结构：在所述套筒Ⅲ4后端设有定位连接块9，所述定位连接块9后端通过固定组件10与焊接机器人的焊枪13的枪头连接并使光源7通过凸透镜Ⅰ5和凸透镜Ⅱ6产生的光束与焊枪13中的焊丝共线。具体的，如图4所示，所述固定组件10包括与定位连接块9定位对中连接的连接块11，所述连接块11一端设有与焊枪13的枪头实现弹性连接的弹性套12。优选的，所述弹性套12采用橡胶套，所述连接块11和定位连接块9均可采用磁铁制作，所述定位连接块9一端中心设有定位头，所述连接块11一端面中心设有定位槽，所述定位连接块9通过定位头与定位槽定位后与连接块11磁性吸合实现辅助示教准确对点工具1中产生的光束与焊枪13中的焊丝共线。另外，定位连接块9和连接块11的固定连接也可采用通用的螺栓连接方式实现；固定组件10采用弹性套12与焊枪枪头连接，除了拆装便捷之外，还能够使固定组件与不同型号的焊枪都可以实现快速连接。

本发明使用时，如图5所示，先根据焊接工艺确定枪头到焊缝表面的距离，相应调节本辅助示教准确对点工具1的焦距，通过旋转套筒Ⅰ2可调整发光二极管与凸透镜Ⅰ5之间的距离，通过旋转套筒Ⅲ4可调整凸透镜Ⅱ6与发光二极管之间的距离，从而调节光束的焦距。将磁铁制成的定位连接块9紧贴在连接块11上，再将弹性橡胶套制成的弹性套12套在焊枪13的枪头上，即可实现紧固，操作简单方便，拆装方便，手动调节本辅助示教准确对点工具1在枪头端面上的位置，使光束与焊接时的焊丝共线，实现辅助示教准确对点工具1与枪头的同心，即完成工具安装。发光二极管产生的光，通过凸透镜1和凸透镜2形成一束光束，利用凸透镜成像的光学原理，光束在焦距上会汇聚成一个很亮的光点，在其他位置会形成一个大光圈，且距离焦距越远，光圈越大。示教时，通过肉眼判断光束在目标点上形成一个最亮的光斑，即说明机器人已经准确到达目标点。

本发明辅助示教准确对点工具1中的光源7通过凸透镜Ⅰ5和凸透镜Ⅱ6产生形成的光束对准目标点，即完成非接触式示教，从而能够提高焊接机器人编程的示教对点效率，降低示教过程中碰撞、干涉等意外的发生，该工具使用方便、通用性强，制造成本低，应用广泛；而且辅助示教准确对点工具1产生的光束，可以直接通过肉眼可见的光点实现示教，对操作人员的要求极低，降低培训成本，且提高示教效率。

需要说明的是，本发明中所描述的某个部件的后端是指该部件在附图中的左侧，相反，前端是指该部件在附图中的右侧，这种位置关系的描述都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，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.非接触式焊接机器人用辅助示教工具，其特征在于：包括辅助示教准确对点工具(1)和固定组件(10)，所述辅助示教准确对点工具(1)包括套筒Ⅰ(2)、套筒Ⅱ(3)和套筒Ⅲ(4)，所述套筒Ⅰ(2)内腔前端口设有凸透镜Ⅰ(5)，所述套筒Ⅱ(3)套于套筒Ⅰ(2)内腔后部，所述套筒Ⅱ(3)内腔前端口设有凸透镜Ⅱ(6)，所述套筒Ⅲ(4)前部套于套筒Ⅱ(3)内腔后部，所述套筒Ⅲ(4)内腔中设有光源(7)，所述套筒Ⅰ(2)和套筒Ⅱ(3)之间产生轴向相对移动实现凸透镜Ⅰ(5)与光源(7)之间距离的调整，所述套筒Ⅲ(4)和套筒Ⅱ(3)之间产生轴向相对移动实现凸透镜Ⅱ(6)与光源(7)之间距离的调整；所述套筒Ⅲ(4)后端设有定位连接块(9)，所述定位连接块(9)后端通过固定组件(10)与焊接机器人上焊枪(13)的枪头连接并使光源(7)通过凸透镜Ⅰ(5)和凸透镜Ⅱ(6)产生的光束与焊枪(13)中的焊丝共线。

2.根据权利要求1所述的非接触式焊接机器人用辅助示教工具，其特征在于：所述套筒Ⅱ(3)外圆面与套筒Ⅰ(2)内腔后部内圆面通过螺纹旋合，所述套筒Ⅲ(4)外圆表面为前部直径小于后部直径的阶梯圆柱面(401)，所述套筒Ⅲ(4)的阶梯圆柱面(401)前部小径部分外圆面与套筒Ⅱ(3)内腔后部内圆面通过螺纹旋合，所述套筒Ⅲ(4)内腔通过中间径向设置的隔板(402)分隔成前光源安装槽(403)和后电源安装槽(404)，所述光源(7)固定于前光源安装槽(403)底端，所述后电源安装槽(404)内部设有与光源(7)电连接的电源(8)。

3.根据权利要求2所述的非接触式焊接机器人用辅助示教工具，其特征在于：所述光源(7)采用发光二极管，所述电源(8)采用电池。

4.根据权利要求1所述的非接触式焊接机器人用辅助示教工具，其特征在于：所述固定组件(10)包括与定位连接块(9)定位对中连接的连接块(11)，所述连接块(11)一端设有与焊枪(13)的枪头实现弹性连接的弹性套(12)。

5.根据权利要求4所述的非接触式焊接机器人用辅助示教工具，其特征在于：所述弹性套(12)采用橡胶套，所述连接块(11)和定位连接块(9)均采用磁铁制作，所述定位连接块(9)一端中心设有定位头，所述连接块(11)一端面中心设有定位槽，所述定位连接块(9)通过定位头与定位槽定位后与连接块(11)磁性吸合实现辅助示教准确对点工具(1)中产生的光束与焊枪(13)中的焊丝共线。

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