CN1165067A - C型焊枪的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种C型焊枪，该C型焊枪包含两个安装到外壳上的伺服马达，一个固定于外壳上的C型臂，一个设置于外壳中的可移动臂。将一伺服马达的转动变换为可移动臂的往复运动的装置设置于外壳中，将另一伺服马达的转动变换为C型臂的往复运动的装置设置在机器人的肘节和外壳之间。两个伺服马达被同步启动，当接收到表明C型臂的电极与工件接触的信号时，第二伺服马达被停止。

Description

C型焊枪的控制装置
本发明涉及一种C型焊枪，其连接到机器人的肘节上，特别涉及一种C型焊枪的控制装置，该控制装置由安装到C型焊枪上的伺服马达驱动。
连接到机器人的肘节上并由伺服马达驱动的C型焊枪是公知的。(例如象日本实用新型公开说明书No.5-18774中所公开的)。在这种公知的焊枪中，当连接到伺服马达的轴上的可移动臂的运动装置的一个球珠螺杆被伺服马达转动时，可移动臂的运动装置被往复运动，设置于可移动臂的运动装置上的可移动臂的电极也被往复驱动。另一个球珠螺杆被伺服马达通过皮带而转动并与第一球珠螺杆的运动保持同步，因此，平衡装置是旋转的，因而，整体地连接到平衡装置上的C型臂的另一电极是往复运动的。可移动臂的电极的移动量通过一移动量测定装置来测定。当可移动臂的电极移动了一定距离后，伺服马达的转动被控制器发出的指令停止。
然而，在现有的C型焊枪中，由于焊枪的重量是由平衡装置中的弹簧而支承的，作用于弹簧上的枪的重量取决于枪的姿态。因此，有这样的情况产生，即，由于焊枪的姿态所决定弹簧不能有效地工作，因而平衡功能不能充分获得。特别地，当焊枪的位置由正常位置变化180°时，焊枪直接朝上，平衡功能根本不能获得。当可移动臂的电极移动一定距离时，由于只有一个伺服马达被停止，那么，有可能出现下列情况，即可移动臂的电极与工件之间的距离、C型臂的电极与工件之间的距离出现差别，或者，由于磨损，取决于电极粗细的可移动臂的电极与C型臂的电极的变形不同，或者出现时间误差，其结果，两个电极不能同时到达工件，因而，先到达工件的电极挤压工件，从而导致工件变形。
为了克服上述现有C型焊枪中存在的问题，本发明的目的是提供一种C型焊枪，其不论焊枪的姿态如何，均能精确地工作，而不会使电极强迫压向工件。
为达到上述目的，本发明提出了一种连接到机器人的肘节上的C型焊枪，该C型焊枪包含一外壳；在该外壳中包含安装到其上的第一和第二伺服马达；一固定于外壳上的C型臂，在该C型臂的端部具有一电极；一设置在外壳中的可移动臂，在其端部具有一电极；设置在外壳中的装置，所述装置用于将另一伺服马达的输出轴的转动转换为可移动臂的往复运动，所述C型焊枪进一步包含这样的装置，其设置在机器人的肘节与外壳之间，用来将第二伺服马达的输出轴的转动转换为C型臂的往复运动，其特征在于，C型焊枪进一步包含一控制装置，所述控制装置具有一控制器，是用来同步启动第一伺服马达和第二伺服马达的，并且是用来当接收到表明C型臂的电极与工件接触的信号时，使第二伺服马达的工作停止的。
在具有上述结构的C型焊枪中，当焊枪被机器人移动到焊接位置时，C型臂的电极被置于由控制器指定的相对于工件的位置上，两个伺服马达被同时驱动或启动。当两个伺服马达被启动时，一个伺服马达输出轴的转动被变换为移动臂的往复运动，因此，可移动臂的电极趋近于工件，而另一伺服马达输出轴的转动则被变换为C型臂的往复运动，因而，C型臂的电极也趋近于工件。既然C型臂的电极设置在前述的指定位置，当可移动臂的电极接触工件时，C型臂的电极也同时接触工件，或者C型臂的电极早于可移动臂的电极与工件接触。由于C型臂的电极与工件的接触能够由脉冲信号等测定出，该脉冲信号与另一伺服马达的转动联动，当接收到脉冲信号等时，该伺服马达能被停止。因此，当C型臂的电极与工件接触时，不会有应力强加到工件上。此时，假如当C型臂的电极与工件接触时，可移动臂的电极同时与工件接触，对工件的加压操作立即由第一伺服马达来完成。另一方面，假如可移动臂的电极没有与工件接触，则可移动臂的电极在第一伺服马达的驱动下继续趋近于工件，其后，对工件的加压操作是由第一伺服马达来完成的。
图1是C型焊枪的侧面的局部剖视图。
根据本发明的推荐实施例的C型焊枪的控制装置将参照图1进行描述。
标号1是一伺服马达，其被固定安装于外壳2上。齿轮4被安装在伺服马达1的输出轴3上，螺杆轴6连接到与齿轮4啮合的齿轮5上，标号7是一支持架，其支持着与螺杆轴6啮合的螺母8。
支持架7可滑动地设置在套筒9中，该套筒9形成在外壳2中，支持架位于套筒后部，支持架7的中部有一柱面体，其中插入螺杆轴6，并且弹簧10安装在其前端部。在其尖端部具有一电焊极11的可移动臂2滑动地插入到圆柱部并且插入到支持架7的前端的外圆周面。
可移动臂2的外圆周面相对于形成于外壳2中的套筒9可滑动地设置。防止旋转棒13分别插入到可移动臂12和支持架7中以使之不旋转，该棒13由套筒9支持。
轴承架14和15设置在形成于外壳2中的套筒9的外边，一伺服马达16被固定安装于轴承架14上。一螺杆轴18与伺服马达16的输出轴相连，并且该螺杆轴的两端被轴承架14和15可旋转地支承。
一与螺杆轴18啮合的螺母19固定到机器人的肘节20上。在其尖端部具有一焊接电极21的C型臂22作为一固定臂被固定在形成于外壳2中的套筒9的外边。
标号23是一控制器面板或控制器，其安装于机器人控制器上用于控制伺服马达1和16，特别是控制伺服马达1和16的同步驱动，以便在加压操作完成以后停止伺服马达16和1。
在C型焊枪中，焊枪是由机器人的肘节20按照控制器23的指令移动到焊接位置，因而C型臂22的焊接电极21处于相对于工件24的位置，该位置最好是这样一个位置，即C型臂22的电极21按照控制器23的指令所处位置，因而，两个焊接电极11和21能够在尽可能接近的相同的距隔内被移动离开工件24。可移动臂12的焊接电极11与工件24之间的距离不能设置得小于C型臂22的焊接电极21与工件24之间的距离。在此情况下，伺服马达1和16是由控制器23同步驱动的。
当两个伺服马达1和16被驱动时，伺服马达1的输出轴3的旋转运动从齿轮4被传递到齿轮5，因而齿轮5的转动带动螺杆轴6转动。其结果，支持架7被螺母8推动而向前运动，因而可移动臂12也向前运动，所以焊接电极11向工件24靠近。与此同时，另一伺服马达16的输出轴17的转动带动螺杆轴18转动。螺杆轴18(图1中上部)的转动使得外壳2通过固定于机器人肘节20上的螺母19而向后运动。其结果，固定于外壳2上的C型臂22与外壳一起向后运动，因而C型臂22上的焊接电极21向工件24靠近。
因为C型臂22的电极如前所述设置在给定位置，当可移动臂12的电极11与工件接触时，C型臂22的电极21也同时与工件24接触，或者C型臂22的电极21与工件24接触的时间早于可移动臂12的电极11与工件24的接触。因为C型臂22的电极21与工件24的接触能够通过脉冲信号等检测出，该信号是与另一伺服马达16相连的，当马达电路放出脉冲信号时，控制器23便能停止另一伺服马达16的驱动，如此等等。如上所述，由于与工件24接触的C型臂22的电极是固定到焊枪的外壳2上的并被连接到机器人的肘节20上，当电极21接触工件24的同时，控制器23便停止电极21向工件24的趋近运动，因而应力没有被电极21强加到工件上。
当可移动臂12的电极11与工件24接触的同时，伺服马达16被停车了。对工件24的加压动作立即由另一伺服马达1来完成。另一方面，假如可移动臂12的电极11没有与工件24接触，则可移动臂12的电极由伺服马达1驱动继续靠近工件24，其后对工件24的加压动作由伺服马达1完成。
当对于工件24的加压动作由伺服马达1完成以后，对工件24的焊接操作便完成了。当焊接操作完成后，两个伺服马达1和16均被控制器23驱动，因而使两个电极11和21从工件24处放开。
根据本发明，两个伺服马达安装到焊枪的外壳上，C型臂固定在外壳上，可移动臂设置在外壳中。用于将一个伺服马达的输出轴的转动转换为可移动臂的往复运动的装置装于外壳中。而用于将另一伺服马达的输出轴的转动转换为C型臂的往复运动的装置设置在机器人的肘节和外壳之间。两个伺服马达同步驱动，当信号表明C型臂的电极与工件接触时，其驱动伺服马达便被停车。其结果，不管焊枪的姿态如何，即没有压力强迫使电极压到工件上、不考虑工件的薄厚；电极的磨损等，获得C型焊枪精确操作的能力是可能的。
既然只有当焊枪相对于机器人的肘节运动时，第二伺服马达16才被驱动，则该伺服马达16的输出可能比第一伺服马达1的输出小。

Claims (1)

1、一种连接到机器人的肘节(20)上的C型焊枪，该C型焊枪包含一外壳(2)；在该外壳(2)中包含安装到其上的第一和第二伺服马达(1，16)；一固定于外壳上的C型臂(22)，在该C型臂(22)的端部具有一电极(21)；一设置在外壳(12)中的可移动臂(12)，在其端部具有一电极(11)；设置在外壳中的装置(6，7，8)，所述装置用于将另一伺服马达(1)的输出轴(3)的转动转换为可移动臂(12)的往复运动，所述C型焊枪进一步包含这样的装置(18，19)，其设置在机器人的肘节(20)与外壳(2)之间，用来将第二伺服马达(16)的输出轴(17)的转动转换为C型臂(22)的往复运动，其特征在于，C型焊枪进一步包含一控制装置，所述控制装置具有一控制器(23)，是用来同步启动第一伺服马达(1)和第二伺服马达(16)的，并且是用来当接收到表明C型臂(22)的电极(21)与工件(24)接触的信号时，使第二伺服马达的工作停止的。
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