CN110405390A - 多功能标牌焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的多功能标牌焊接装置，焊接装置通过连接法兰连接焊接机器人的自由端，包括壳体、距离传感器、控制气缸、伸缩焊枪和反光板；距离传感器和控制气缸设置在壳体上；控制气缸活动端连接伸缩焊枪；反光板连接控制气缸的活动端，距离传感器的光发射方向垂直于反光板。在焊接标牌时，通过控制气缸控制伸缩焊枪，实现伸缩焊枪的恒力进给运动，由距离传感器测量伸缩焊枪的进给运动距离，并由控制气缸的进给距离控制伸缩焊枪的伸缩量，从而实现伸缩焊枪的定距离焊接，本申请提供的多功能焊接装置，能够实现标牌焊接过程中，伸缩焊枪的恒力进给和定距离焊接，保证标牌的焊接质量，减少对焊接钢材的破坏，提高标牌自动焊接的成功率。
Description
技术领域
本申请涉及钢铁技术领域，尤其涉及一种多功能标牌焊接装置。
背景技术
标牌是一种用于标注产品基本信息的铭牌，例如对于生产出来的钢材，它的标牌上就包含有钢材型号、规格、生产日期等信息。在批量化生产中，可以按照钢材批量的基本单位，对每一个基本单位的钢材进行标注。例如，为了便于出厂运输，棒材通常以捆作为基本单位。每一捆棒材的型号、规格和生产日期是相同的，因此在棒材捆扎好以后，需要以捆为单位，为每捆棒材添加标牌。
受限于钢材本身的材料特性和形状特性，其上添加标牌无法采用销钉、粘贴的方式，因此，通常需要通过焊接的方式，将标牌焊接在钢材表面。现有标牌焊接方法，一般采用人工方式，即由焊接工人手动将标牌设置在预定位置，并控制焊枪实施焊接过程。由于钢材焊接以基本单位进行，人工焊接效率较低，无法适用于产量较大的生产过程。因此，进一步的方式是，通过机器控制，实现自动焊接。
自动焊接过程中，需要通过设置在焊接机器人自由端的焊接装置将标牌直接焊接在钢材上，因此需要严格控制焊枪与钢材的距离，如果焊枪距离钢材距离过近，焊接过程产生的高温可能会对标牌和钢材造成较大的破坏，例如造成钢材穿孔，使焊接过程失败。同时，为了保证焊接牢固，需要采用恒力推进焊枪对标牌进行焊接，否则会造成标牌焊接装置的深度不同致使焊接不牢固。通过焊接机器人直接控制焊接装置的焊接距离和恒力进给，控制过程复杂，实现难度大。
发明内容
本申请提供了一种多功能标牌焊接装置，以解决传统标牌自动焊接方法失误率高的问题。
本申请提供的一种多功能标牌焊接装置，所述焊接装置通过连接法兰连接焊接机器人的自由端，包括壳体、距离传感器、控制气缸、伸缩焊枪和反光板；所述壳体与所述连接法兰连接，所述距离传感器、控制气缸、伸缩焊枪和反光板设置在所述壳体的内部；
所述伸缩焊枪的焊接头与所述连接法兰同轴，所述控制气缸活动端连接所述伸缩焊枪，以控制所述伸缩焊枪在焊接时的恒力进给运动；所述伸缩焊枪的焊接头伸出所述壳体；
所述反光板连接所述控制气缸的活动端，所述距离传感器的检测头与所述反光板处于同一直线上，且所述距离传感器的光发射方向垂直于所述反光板，以检测所述伸缩焊枪的进给运动距离。
可选的，还包括焊枪底座；所述控制气缸为螺纹型气缸；所述控制气缸的活动端连接所述焊枪底座的侧部，所述焊枪底座的顶面连接所述伸缩焊枪；
所述控制气缸的活动端通过所述焊枪底座连接所述反光板，所述反光板可跟随所述焊枪底座同步运动。
可选的，其特征在于，还包括导向滑道；所述导向滑道设置在所述壳体上处于所述伸缩焊枪的下方，所述焊枪底座的底面通过滑块连接所述导向滑道，以使所述焊枪底座在所述导向滑道的方向滑动。
可选的，其特征在于，还包括标牌吸盘；所述标牌吸盘设置在所述壳体上，所述标牌吸盘设置的面为所述伸缩焊枪焊接头伸出的一面，所述标牌吸盘可吸取标牌，并由所述伸缩焊枪将所述标牌吸盘上吸取的标牌焊接在钢材上。
可选的，还包括推牌气缸和推牌板；所述推牌气缸设置在所述壳体上，并连接所述推牌板；所述推牌板上设置有通孔，所述伸缩焊枪贯穿所述通孔，所述推牌气缸驱动所述推牌板运动，通过所述推牌板将所述伸缩焊枪上粘连的标牌清除。
可选的，所述通孔为圆形通孔，所述通孔的圆心处于所述伸缩焊枪的中心轴线上，所述通孔的直径等于所述伸缩焊枪焊接头的最大直径。
可选的，所述推牌气缸活动端的运动方向为所述伸缩焊枪焊接头的轴向方向；所述推牌板垂直于所述伸缩焊枪的焊接头。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，所述焊接装置通过连接法兰连接焊接机器人的自由端，包括壳体、距离传感器、控制气缸、伸缩焊枪和反光板；所述壳体与所述连接法兰连接，所述距离传感器、控制气缸、伸缩焊枪和反光板设置在所述壳体的内部；所述伸缩焊枪的焊接头与所述连接法兰同轴，所述控制气缸活动端连接所述伸缩焊枪，以控制所述伸缩焊枪在焊接时的恒力进给运动；所述伸缩焊枪的焊接头伸出所述壳体；所述反光板连接所述控制气缸的活动端，所述距离传感器的检测头与所述反光板处于同一直线上，且所述距离传感器的光发射方向垂直于所述反光板，以检测所述伸缩焊枪的进给运动距离。
在焊接标牌时，通过控制气缸控制所述伸缩焊枪，实现所述伸缩焊枪的恒力进给运动，由所述距离传感器测量所述伸缩焊枪的进给运动距离，并由所述控制气缸的进给距离控制所述伸缩焊枪的伸缩量，从而实现所述伸缩焊枪的定距离焊接，本申请提供的多功能焊接装置，能够实现标牌焊接过程中，伸缩焊枪的恒力进给和定距离焊接，保证标牌的焊接质量，减少对焊接钢材的破坏，提高标牌自动焊接的成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种多功能标牌焊接装置的正视结构示意图；
图2为一种多功能标牌焊接装置整体结构示意图；
图3为一种多功能标牌焊接装置的局部结构示意图；
图4为一种多功能标牌焊接装置的焊枪底座结构示意图；
图5为一种多功能标牌焊接装置的推牌气缸和推牌板结构示意图；
图6为一种多功能标牌焊接装置的推牌板上通孔的位置结构示意图；
图示说明：
其中，1-距离传感器，2-控制气缸，3-伸缩焊枪，4-反光板，5-焊枪底座，6-导向滑道，7-标牌吸盘，8-推牌气缸，9-推牌板，91-通孔，10-壳体，11-连接法兰。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1，为一种多功能标牌焊接装置的正视结构示意图。
参见图2，为一种多功能标牌焊接装置整体结构示意图。
参见图3，为一种多功能标牌焊接装置的局部结构示意图。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，所述焊接装置通过连接法兰11连接焊接机器人的自由端，包括壳体10、距离传感器1、控制气缸2、伸缩焊枪3和反光板4；所述壳体10与所述连接法兰11连接，所述距离传感器1、控制气缸2、伸缩焊枪3和反光板4设置在所述壳体10的内部。
所述伸缩焊枪3的焊接头与所述连接法兰11同轴，所述控制气缸2活动端连接所述伸缩焊枪3，以控制所述伸缩焊枪3在焊接时的恒力进给运动；所述伸缩焊枪3的焊接头伸出所述壳体10。
所述反光板4连接所述控制气缸2的活动端，所述距离传感器1的检测头与所述反光板4处于同一直线上，且所述距离传感器1的光发射方向垂直于所述反光板4，以检测所述伸缩焊枪3的进给运动距离。
在本申请的部分实施例中，多功能标牌焊接装置的一侧通过连接法兰11连接焊接机器人的自由端，通过焊接机器人带动焊接装置在不同工位之间运动，实际生产中，焊接机器人一般为六轴机械臂，包括固定端(固定基座)和自由端，固定端用于将焊接机器人安装在地面上，在固定端和自由端设置有5个可旋转的动作臂，自由端通过多个动作臂的驱动作用，可以运动到一定范围内的任意空间点位置，在自由端连接多功能标牌焊接装置的连接法兰。
进一步，所述壳体10整体呈现为规则的长方形，用于保护焊接装置的内部部件和电路结构，所述连接法兰11连接所述壳体10一侧的中心，保证连接在焊接机器人自由端的焊接装置连接更平稳。
进一步的，所述距离传感器1设置在所述壳体10的内部，所述距离传感器1电测距传感器，例如红外或激光探头，所述控制气缸2的活动端设置有所述反光板4，所述距离传感器1的检测头必须与所述反光板4处于同一直线上，需要说明的是，这里的处于同一直线表示所述距离传感器1的检测头指向的方向线需落入所述反光板4的平面内，且所述距离传感器1的光发射方向垂直于所述反光板4的平面。实际应用中，由于光电测距传感器是非接触式测距，因此可以减少实体材料变形造成的测距误差，即可以在保证测距精度和响应速度的基础上，拥有更高的可靠性，以适应焊接装置所处的温度较高的焊接环境。本实施例通过检测所述反光板4到所述距离传感器1的距离，从而确定所述伸缩焊枪3的伸缩距离。
进一步的，所述控制气缸2连接所述伸缩焊枪3，以控制所述伸缩焊枪3在焊接时的进给运动；所述控制气缸2可以通过气泵和电磁阀，控制充入气缸中的气体量，从而改变气缸中活塞的位置，驱使伸缩焊枪3完成进给运动。通过距离传感器1可以获得焊接过程进给运动的进给量，使每次焊接的焊接距离趋于一致，通过控制气缸2带动所述伸缩焊枪3恒力进给运动。需要说明的是，本申请所述的恒力进给运动是指，所述伸缩焊枪3在焊接过程中，向标牌以及钢材方向的运动。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，所述焊接装置通过连接法兰11连接焊接机器人的自由端，包括壳体10、距离传感器1、控制气缸2、伸缩焊枪3和反光板4；所述壳体10与所述连接法兰11连接，所述距离传感器1、控制气缸2、伸缩焊枪3和反光板4设置在所述壳体10的内部；所述伸缩焊枪3的焊接头与所述连接法兰11同轴，所述控制气缸2活动端连接所述伸缩焊枪3，以控制所述伸缩焊枪3在焊接时的恒力进给运动；所述伸缩焊枪3的焊接头伸出所述壳体10；所述反光板4连接所述控制气缸2的活动端，所述距离传感器1的检测头与所述反光板4处于同一直线上，且所述距离传感器1的光发射方向垂直于所述反光板4，以检测所述伸缩焊枪3的进给运动距离。
在焊接标牌时，通过所述控制气缸2控制所述伸缩焊枪3，实现所述伸缩焊枪3的恒力进给运动，由所述距离传感器1测量所述伸缩焊枪3的进给运动距离，并由所述控制气缸2的进给距离控制所述伸缩焊枪3的伸缩量，从而实现所述伸缩焊枪3的定距离焊接，本申请提供的多功能焊接装置，能够实现标牌焊接过程中，伸缩焊枪的恒力进给和定距离焊接，保证标牌的焊接质量，减少对焊接钢材的破坏，提高标牌自动焊接的成功率。
参见图4，为一种多功能标牌焊接装置的焊枪底座结构示意图。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，还包括焊枪底座5。所述控制气缸2为螺纹型气缸；所述控制气缸2的活动端连接所述焊枪底座5的侧部，所述焊枪底座5的顶面连接所述伸缩焊枪3。
所述控制气缸2的活动端通过所述焊枪底座5连接所述反光板4，所述反光板4可跟随所述焊枪底座5同步运动。
在本申请的部分实施例中，如图4所示，所述控制气缸2为螺纹型气缸；焊接装置还包括焊枪底座5，所述控制气缸2的活动端连接所述焊枪底座5的侧部，所述焊枪底座5的顶面连接所述伸缩焊枪3。在焊接机器人的自由端带动焊接装置运动到焊接工位是，即所述伸缩焊枪3的焊接头接触到焊接端面时，由所述控制气缸2的活动端抵住所述焊枪底座5，保证所述控制气缸2对所述伸缩焊枪3的推力恒定不变，使所述伸缩焊枪3焊接头与钢筋的接触压力恒定。
进一步的，所述反光板4设置在所述焊枪底座5上，由于所述控制气缸2与所述伸缩焊枪3之间的间隙较小，如直接将所述反光板4设置在伸缩焊枪3上，则不利于所述距离传感器1的检测，故通过所述焊枪底座5的延伸部分连接所述反光板4，以保证整个焊接装置的结构合理。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，还包括导向滑道6。所述导向滑道6设置在所述壳体10上处于所述伸缩焊枪3的下方，所述焊枪底座5的底面通过滑块连接所述导向滑道6，以使所述焊枪底座5在所述导向滑道6的方向滑动。
在本申请的部分实施例中，为了避免所述伸缩焊枪3承受自身重量带来的径向载荷(重力引起的竖直方向的载荷)，影响焊接稳定性，在所述壳体10的内部设置有所述导向滑轨6，所述导向滑动6的滑轨方向与所述伸缩焊枪3的进给方向平行。
在所述导向滑轨6上设置有滑块，滑块可相对于所述导向滑轨6滑动，由滑块连接所述焊枪底座5的底面，以保证所述焊枪底座5可相对于所述导向滑轨6，完成进给方向的运动，且由所述导向滑轨6承受所述伸缩焊枪3的径向载荷。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，还包括标牌吸盘7；所述标牌吸盘7设置在所述壳体10上，所述标牌吸盘7设置的面为所述伸缩焊枪3焊接头伸出的一面，所述标牌吸盘7可吸取标牌，并由所述伸缩焊枪3将所述标牌吸盘7上吸取的标牌焊接在钢材上。
在本申请的部分实施例中，所述标牌吸盘7设置所述伸缩3焊接头一侧的所述壳体10上，当焊接机器人带动焊接装置移动到标牌吸取工位时，由所述标牌吸盘7吸取标牌，用于焊接装置焊接到钢材上。
进一步的，所述标牌吸盘7的数量不局限于一个，可以为两个或者更多个，多个所述标牌吸盘7可以保证吸取标牌的稳定性。所述标牌吸盘7通过设置在焊接装置内部的气缸控制。
参见图5，为一种多功能标牌焊接装置的推牌气缸和推牌板结构示意图。
参见图6，为一种多功能标牌焊接装置的推牌板上通孔的位置结构示意图。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，还包括推牌气缸8和推牌板9。所述推牌气缸8设置在所述壳体10上，并连接所述推牌板9；所述推牌板9上设置有通孔91，所述伸缩焊枪3贯穿所述通孔91，所述推牌气缸8驱动所述推牌板9运动，通过所述推牌板9将所述伸缩焊枪3上粘连的标牌清除。
由于焊接过程会产生较高的温度，在焊接后，焊枪上有可能粘连标牌，粘连的标牌不仅会导致本次焊接失败，若不即时清理，直接影响后续标牌的继续焊接过程，特别是在自动焊接过程中，一旦出现焊枪粘连标牌的情况，会造成大量的产品损失，因此，需及时将粘连的标牌去除。
在本申请的部分实施例中，如图5所示，焊接装置还包括推牌气缸8，以及连接所述推牌气缸8活动端的推牌板9；所述推牌气缸8设置在所述壳体10上，所述推牌气缸8的活动端靠近所述伸缩焊枪3的焊接头所处的一侧，所述推牌板9的通孔91套设所述伸缩焊枪3的焊接头。通过所述推牌气缸8带动所述推牌板9运动，将所述伸缩焊枪3焊接头上粘连的标牌推除。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，所述通孔91为圆形通孔，所述通孔91的圆心处于所述伸缩焊枪3的中心轴线上，所述通孔21的直径等于所述伸缩焊枪3焊接头的最大直径。
在本申请的部分实施例中，所述通孔91为圆形通孔，但是不局限于圆形通孔，还可以为其他正多边形通孔，所述通孔91的最小跨度等于所述伸缩焊枪3焊接头的最大直径。保证伸缩焊枪3焊接头可以在所述通孔91中自由伸缩。
进一步的，所述通孔91的圆心处于所述伸缩焊枪3的中心轴线上，目的是保证所述通孔91的边沿到所述伸缩焊枪3的焊接头距离一致，保证所述伸缩焊枪3焊接头的任意一侧粘连的标牌，都可以被所述推牌板9推除。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，所述推牌气缸8活动端的运动方向为所述伸缩焊枪3焊接头的轴向方向；所述推牌板9垂直于所述伸缩焊枪3的焊接头。
在本申请部分实施例中，为了保证沿所述伸缩焊枪3焊接头的轴向方向将粘连的标牌推除，需要将所述推牌气缸8活动端的运动方向设置为所述伸缩焊枪3焊接头的轴向方向，保证所述推牌板9的推除方向平行于所述伸缩焊枪3焊接头的轴向方向。
需要说明的是，本申请所述的所述伸缩焊枪3的焊接头可抽象理解为规则的圆柱体，垂直于焊接头，即为垂直于焊接头抽象后的圆柱体轴线。所述伸缩焊枪3的焊接头贯穿所述推牌板9，保证所述推牌板9推除粘连在所述伸缩焊枪3焊接头上的标牌时，不论标牌粘连在所述伸缩焊枪3焊接头的哪一方向，所述推牌板9都可同步接触粘连的标牌。
需要说明的是，粘连的标牌可能占据焊接头的一圈或者一定角度范围内，如只从一个点或者一个区域推除，可能会导致标牌倾斜，损坏所述伸缩焊枪3的焊接头，故所述推牌板9同步接触粘连标牌是指，所述推牌板9的推除面同时接触所述伸缩焊枪3焊接头所有角度粘连的标牌。
本申请提供的多功能标牌焊接装置，所述焊接装置通过连接法兰11连接焊接机器人的自由端，包括壳体10、距离传感器1、控制气缸2、伸缩焊枪3和反光板4；所述壳体10与所述连接法兰11连接，所述距离传感器1、控制气缸2、伸缩焊枪3和反光板4设置在所述壳体10的内部；所述伸缩焊枪3的焊接头与所述连接法兰11同轴，所述控制气缸2活动端连接所述伸缩焊枪3，以控制所述伸缩焊枪3在焊接时的恒力进给运动；所述伸缩焊枪3的焊接头伸出所述壳体10；所述反光板4连接所述控制气缸2的活动端，所述距离传感器1的检测头与所述反光板4处于同一直线上，且所述距离传感器1的光发射方向垂直于所述反光板4，以检测所述伸缩焊枪3的进给运动距离。
在焊接标牌时，通过所述控制气缸2控制所述伸缩焊枪3，实现所述伸缩焊枪3的恒力进给运动，由所述距离传感器1测量所述伸缩焊枪3的进给运动距离，并由所述控制气缸2的进给距离控制所述伸缩焊枪3的伸缩量，从而实现所述伸缩焊枪3的定距离焊接，本申请提供的多功能焊接装置，能够实现标牌焊接过程中，伸缩焊枪的恒力进给和定距离焊接，保证标牌的焊接质量，减少对焊接钢材的破坏，提高标牌自动焊接的成功率。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种多功能标牌焊接装置，其特征在于，所述焊接装置通过连接法兰(11)连接焊接机器人的自由端，包括壳体(10)、距离传感器(1)、控制气缸(2)、伸缩焊枪(3)和反光板(4)；所述壳体(10)与所述连接法兰(11)连接，所述距离传感器(1)、控制气缸(2)、伸缩焊枪(3)和反光板(4)设置在所述壳体(10)的内部；
所述伸缩焊枪(3)的焊接头与所述连接法兰(11)同轴，所述控制气缸(2)活动端连接所述伸缩焊枪(3)，以控制所述伸缩焊枪(3)在焊接时的恒力进给运动；所述伸缩焊枪(3)的焊接头伸出所述壳体(10)；
所述反光板(4)连接所述控制气缸(2)的活动端，所述距离传感器(1)的检测头与所述反光板(4)处于同一直线上，且所述距离传感器(1)的光发射方向垂直于所述反光板(4)，以检测所述伸缩焊枪(3)的进给运动距离。
2.根据权利要求1所述的多功能标牌焊接装置，其特征在于，还包括焊枪底座(5)；
所述控制气缸(2)为螺纹型气缸；所述控制气缸(2)的活动端连接所述焊枪底座(5)的侧部，所述焊枪底座(5)的顶面连接所述伸缩焊枪(3)；
所述控制气缸(2)的活动端通过所述焊枪底座(5)连接所述反光板(4)，所述反光板(4)可跟随所述焊枪底座(5)同步运动。
3.根据权利要求2所述的多功能标牌焊接装置，其特征在于，还包括导向滑道(6)；
所述导向滑道(6)设置在所述壳体(10)上处于所述伸缩焊枪(3)的下方，所述焊枪底座(5)的底面通过滑块连接所述导向滑道(6)，以使所述焊枪底座(5)在所述导向滑道(6)的方向滑动。
4.根据权利要求1所述的多功能标牌焊接装置，其特征在于，还包括标牌吸盘(7)；
所述标牌吸盘(7)设置在所述壳体(10)上，所述标牌吸盘(7)设置的面为所述伸缩焊枪(3)焊接头伸出的一面，所述标牌吸盘(7)可吸取标牌，并由所述伸缩焊枪(3)将所述标牌吸盘(7)上吸取的标牌焊接在钢材上。
5.根据权利要求1所述的多功能标牌焊接装置，其特征在于，还包括推牌气缸(8)和推牌板(9)；所述推牌气缸(8)设置在所述壳体(10)上，并连接所述推牌板(9)；所述推牌板(9)上设置有通孔(91)，所述伸缩焊枪(3)贯穿所述通孔(91)，所述推牌气缸(8)驱动所述推牌板(9)运动，通过所述推牌板(9)将所述伸缩焊枪(3)上粘连的标牌清除。
6.根据权利要求5所述的多功能标牌焊接装置，其特征在于，所述通孔(91)为圆形通孔，所述通孔(91)的圆心处于所述伸缩焊枪(3)的中心轴线上，所述通孔(21)的直径等于所述伸缩焊枪(3)焊接头的最大直径。
7.根据权利要求5所述的多功能标牌焊接装置，其特征在于，所述推牌气缸(8)活动端的运动方向为所述伸缩焊枪(3)焊接头的轴向方向；所述推牌板(9)垂直于所述伸缩焊枪(3)的焊接头。
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