CN116750578B - 一种焊接机器人用焊丝自动进料装置及进料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接技术领域，提供了一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，包括焊丝进料架，所述焊丝进料架包括安装座、第一连接架和第二连接架，所述安装座的前端处转动设置有导线轮，所述第一连接架和第二连接架相邻设置且均设置于所述安装座，所述第一连接架设置有可夹于焊丝两侧的第一组摩擦输送轮，所述第二连接架设置有可夹于焊丝另外两侧的第二组摩擦输送轮，所述安装座设置有退丝机构，所述退丝机构包括安装架、有侧面与焊丝相接触且转动时使焊丝后退设定距离的退丝凸轮，所述退丝凸轮通过转轴连接于所述安装架，所述退丝机构还包括连接于转轴且用于驱动所述退丝凸轮转动的退丝驱动部件，可以实现焊丝的高频送进和回抽，应用效果好。

Description

一种焊接机器人用焊丝自动进料装置及进料方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种焊接机器人用焊丝自动进料装置及进料方法。
背景技术
在气体保护焊接应用中，为了减少飞溅，提高焊接质量，本领域中有采用焊丝送进加回抽的进料方式，现有技术中这种送进加回抽的进料，大多采用复杂的机构，例如现有技术中的送丝装置，其电机通过一个偏心轮来带动一个送丝夹头，实施焊丝的推拉送进。这个夹头集成了两个焊丝斜楔夹持机构。这两个夹持机构方向是相反的，一个只允许焊丝向前进，另一个只允许焊丝向后退。在大部分工作周期中斜楔都是闭合的，所以，焊丝既不能向前，也不能向后，只能跟着夹头一前一后地来回运动，其振动相对较大，现有技术中这种夹头、夹钳的结构也难以实现高频送进和回抽，应用受限。
发明内容
本发明的目的在于至少克服上述现有技术的不足之一，提供了一种焊接机器人用焊丝自动进料装置及进料方法，可以实现焊丝的高频送进和回抽，应用效果好。
本发明的技术方案是：一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，包括焊丝进料架，所述焊丝进料架包括安装座、第一连接架和第二连接架，所述安装座的前端处转动设置有导线轮，所述第一连接架和第二连接架相邻设置且均设置于所述安装座，所述第一连接架设置有可夹于焊丝两侧的第一组摩擦输送轮，所述第二连接架设置有可夹于焊丝另外两侧的第二组摩擦输送轮，所述安装座设置有退丝机构，所述退丝机构包括安装架、有侧面与焊丝相接触且转动时使焊丝后退设定距离的退丝凸轮，所述退丝凸轮通过转轴连接于所述安装架，所述退丝机构还包括连接于转轴且用于驱动所述退丝凸轮转动的退丝驱动部件。
具体地，所述第一组摩擦输送轮包括多个分列于焊丝左右两侧的第一摩擦轮和第二摩擦轮，所述第一摩擦轮或第二摩擦轮连接有第一驱动部件；
所述第二组摩擦输送轮包括多个分列于焊丝上下两侧的第三摩擦轮和第四摩擦轮，所述第三摩擦轮或第四摩擦轮连接有第二驱动部件。
具体地，所述退丝机构设置于所述安装座的后端处。
具体地，所述导线轮的外周设置有卡线槽，所述卡线槽的断面形状呈V形或U形。
具体地，所述导线轮的轴体连接有编码计数器。
具体地，所述退丝驱动部件为步进电机。
具体地，所述退丝凸轮包括轮体和一体连接于所述轮体一侧的凸轮部，所述轮体的外侧为优弧形外侧面，所述凸轮部的外侧具有两个平面侧壁和一个圆弧侧壁，两个所述平面侧壁的第一端分别与所述轮体的优弧形外侧面端部相切连接，两个所述平面侧壁的第二端相向靠近，所述圆弧侧壁的两端分别连接于两个所述平面侧壁的第二端。
具体地，所述退丝凸轮的中心设置有通孔，所述转轴的上端穿过所述通孔且螺纹连接有压帽。
具体地，所述安装座的前端还设置有校丝套筒，所述自动进料装置还包括导轨和连接于导轨且可沿所述导轨移动的送料部件，所述送料部件具有用于承载焊丝料卷的承载台。
本发明还提供了一种焊接机器人用焊丝自动进料方法，采用上述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，包括以下步骤：
焊丝经退丝驱动部件、第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮从导线轮伸出，电机通电，驱动所述第一组摩擦输送轮和所述第二组摩擦输送轮使焊丝向前输送设定的距离A；电机断电，退丝驱动部件动作并驱动所述退丝凸轮转动使焊丝后退设定的距离B，且B小于A。
本发明所提供的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置及进料方法，退丝凸轮动作时，第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮的电机可以停止，电机可以连接于电机控制器。退丝凸轮动作时，焊丝可以及时回抽设定的距离，退丝凸轮可以高频连续转动，退丝凸轮可由伺服电机直接驱动，伺服电机无需切换转向往复运动，对电机的要求低，更无需复杂的机械机构，应用成本低，结构简单可靠，相比于卡钳、卡夹、往复回转等现有技术相比，其振动相对较小，可以实现高频送进和回抽，利于提升焊接效率，可以适用的场景相对也更广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例提供的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置的立体示意图；
图2是本发明实施例提供的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置的平面示意图；
图3是本发明实施例提供的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置的另一立体示意图；
图4是本发明实施例提供的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置的应用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。
如图1至图4所示，本发明实施例提供的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，包括焊丝进料架，焊丝进料架可以固定于焊接机械臂。所述焊丝进料架包括安装座100、第一连接架110和第二连接架120，所述安装座100的前端处转动设置有导线轮510。所述第一连接架110和第二连接架120相邻设置且均设置于所述安装座100的正面，所述第一连接架110的侧面设置有可夹于焊丝两侧的第一组摩擦输送轮，所述第二连接架120的顶部设置有可夹于焊丝另外两侧的第二组摩擦输送轮，第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮利于使焊丝稳定、可靠地向前进给设定的距离A，第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮可由电机驱动。所述安装座100设置有退丝机构，所述退丝机构包括安装架130、有侧面与焊丝相接触且转动时使焊丝后退设定距离的退丝凸轮400，所述退丝凸轮400通过转轴连接于所述安装架130，所述退丝机构还包括连接于转轴且用于驱动所述退丝凸轮400转动的退丝驱动部件。退丝凸轮400动作时，第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮的电机可以停止(电机可以连接于电机控制器)。退丝凸轮400动作时，焊丝200可以及时回抽设定的距离B，退丝凸轮400可以高频连续转动，退丝凸轮400可由伺服电机直接驱动，伺服电机无需切换转向往复运动，对电机的要求低，更无需复杂的机械机构，应用成本低，使焊丝可以向前进给设定的距离A(通过电机控制器可调)且回抽行程B(B小于A)，结构简单可靠，相比于卡钳、卡夹、往复回转等现有技术相比，其振动相对较小，可以实现高频送进和回抽，利于提升焊接效率，可以适用的场景相对也更广。
具体地，所述第一组摩擦输送轮包括多个分列于焊丝左右两侧的第一摩擦轮111和第二摩擦轮112，即第一摩擦轮111和第二摩擦轮112设置有多组，每组包括一个相向设置的第一摩擦轮111和第二摩擦轮112。第一摩擦轮111和第二摩擦轮112设置于第一连接架110的一侧且通过轮轴转动连接于第一连接架110，轮轴可以转动穿过第一连接架110。所述第一摩擦轮111或第二摩擦轮112连接有第一驱动部件(电机)；第一驱动部件可为伺服电机，伺服电机固定于第一连接架110的另一侧连接于所述轮轴，伺服电机可以通过伸缩转轴或联轴器与轮轴对接。靠近于安装座100前端的方向，所述第一摩擦轮111、第二摩擦轮112之间的间距减小，即靠近于安装座100前端的方向，所述第一摩擦轮111、第二摩擦轮112之间对焊丝的摩擦力相对更大，这样，由于第一组摩擦输送轮中各组第一摩擦轮111、第二摩擦轮112对焊丝的夹紧力呈梯度变化，且接近退丝机构的第一摩擦轮111、第二摩擦轮112对焊丝的夹紧力相对小，远离退丝机构的第一摩擦轮111、第二摩擦轮112的夹紧力相对较大，在退丝机构转动而作用于焊丝使焊丝回退时，各组第一摩擦轮111、第二摩擦轮112可以分别承担回抽焊丝的反作用力，避免焊丝变形或断裂，可靠性高。具体应用中，退丝机构转动时，第一摩擦轮111、第二摩擦轮112的电机可以停止通电。第一摩擦轮111和第二摩擦轮112的轮轴可为阻尼轴，其可以减小惯性的作用，利于精准输送和回抽焊丝。具体应用中，第一摩擦轮111和第二摩擦轮112的外周可以设置有环形的线槽，线槽的断面可以呈半圆形，以更好地与焊丝配合。线槽内可以套有硅胶环，以增加一定的摩擦力。
具体地，所述第二组摩擦输送轮包括多个分列于焊丝200上下两侧的第三摩擦轮113和第四摩擦轮114，即第三摩擦轮113和第四摩擦轮114设置有多组，每组包括一个相向设置的第三摩擦轮113和第四摩擦轮114。第三摩擦轮113和第四摩擦轮114设置于第二连接架120的一侧且通过轮轴转动连接于第二连接架120，轮轴可以转动穿过第二连接架120。所述第三摩擦轮113或第四摩擦轮114连接有第二驱动部件(电机)；第二驱动部件可为伺服电机，伺服电机固定于第二连接架120的另一侧连接于所述轮轴，伺服电机可以通过伸缩转轴与第三摩擦轮113和第四摩擦轮114的轮轴对接。靠近于安装座100前端的方向，所述第三摩擦轮113或第四摩擦轮114之间的间距相对减小，即靠近于安装座100前端的方向，所述第三摩擦轮113或第四摩擦轮114之间对焊丝的摩擦力相对更大，由于第二组摩擦输送轮中各组第三摩擦轮113、第四摩擦轮114对焊丝的夹紧力呈梯度变化，且接近退丝机构的第三摩擦轮113、第四摩擦轮114对焊丝的夹紧力相对小，远离退丝机构的第三摩擦轮113、第四摩擦轮114的夹紧力相对较大，在退丝机构转动而作用于焊丝使焊丝回退时，各组第三摩擦轮113、第四摩擦轮114可以分别承担回抽焊丝的反作用力，避免焊丝变形或断裂，可靠性高。所述第三摩擦轮113或第四摩擦轮114对焊丝的摩擦力均小于第一摩擦轮111和第二摩擦轮112对焊丝的摩擦力。具体应用中，退丝机构转动时，第三摩擦轮113、第四摩擦轮114的电机可以停止通电。第三摩擦轮113和第四摩擦轮114的轮轴可为阻尼轴，其可以减小惯性的的作用，利于精准输送和回抽焊丝。具体应用中，第三摩擦轮113和第四摩擦轮114的外周可以设置有环形的线槽，线槽的断面可以呈半圆形，以更好地与焊丝配合。线槽内可以套有硅胶环。
具体地，所述退丝机构设置于所述安装座100的后端处，各摩擦轮对焊丝具有一定的作用力，退丝机构回抽焊丝时，焊丝不易变形、断裂。
具体地，所述导线轮510的外周设置有卡线槽511，所述卡线槽511的断面形状呈V形或U形，卡线槽511的内侧可以设置有胶衬，以保证导线的效果。
具体地，所述导线轮510的轴体连接有编码计数器，编码计数器可以连接于主控模块，电机控制器、退丝驱动部件也连接于主控模块，可以精准反馈送线和回抽的距离。
具体地，所述退丝驱动部件可为步进电机，步进电机连接于主控模块。
具体地，所述退丝凸轮400包括轮体410和一体连接于所述轮体410一侧的凸轮部420，所述轮体410的外侧为优弧形外侧面，所述凸轮部420的外侧具有两个平面侧壁和一个圆弧侧壁，两个所述平面侧壁的第一端分别与所述轮体410的优弧形外侧面端部相切连接，两个所述平面侧壁的第二端相向靠近，所述圆弧侧壁的两端分别连接于两个所述平面侧壁的第二端，这样，退丝凸轮400的轮体410可与焊丝相切接触，即退丝凸轮400转动过程中，轮体410、平面侧壁与焊丝相接时，焊丝不会回抽，圆弧侧壁与焊丝相接时，焊丝受力而回抽。具体应用中，平面侧壁与焊丝相接，摩擦轮的电机即断电。凸轮部420的底部可以嵌入式设置有磁块，安装架130上设置有一个或多个霍尔传感器，霍尔传感器连接于主控模块，以识别凸轮部420的转动位置，以利于调控。
具体应用中，退丝凸轮400靠近于凸轮部420处或/和凸轮部420设置有镂空槽401，以平衡转动惯量，退丝凸轮400可以高频转动，振动小。镂空槽401可以呈弧形(与轮体410同轴)，也可为多个沿弧线(与轮体410同轴)排列的圆形通孔。轮体410与转轴同轴设置。
具体地，所述退丝凸轮400的中心设置有通孔，所述转轴的上端穿过所述通孔且螺纹连接有压帽430。可以制备不同规格的退丝凸轮400，凸轮部420的外形尺寸不同，需要调节不同的回抽行程时，可以更换相对应的退丝凸轮400，只需拆卸压帽即可以方便更换。
具体地，所述安装座100的前端还设置有校丝套筒300，校丝套筒300可以通过侧面的螺丝固定，以便于更换。校丝套筒300可以使焊丝保持准直。具体应用中，退丝机构远离安装座100的一侧也可以设置有多组导线轮510组，各组导线轮510组可以设置于焊丝两侧，可以通过较大的摩擦力输送焊丝，远离退丝凸轮400的导线轮510组，其间距相对更小。
或者，所述退丝机构设置于所述第一连接架110和第二连接架120之间，第三摩擦轮113和第四摩擦轮114对焊丝200的摩擦力大于第一摩擦轮111和第二摩擦轮112对焊丝200的摩擦力。
具体地，所述自动进料装置还包括导轨610和连接于导轨610且可沿所述导轨610移动的送料部件，送料部件的座体620可以设置有滑轮630，滑轮630可以沿导轨610直线滑移实现较大距离的焊丝送料，所述送料部件具有用于承载焊丝料卷的承载台640，承载台640可以用于承载焊丝卷650。座体上可以设置有滑动架，滑动架可以设置有滑块或焊接机械臂660。焊丝自动进料装置可以固定于块或焊接机械臂660。
本发明实施例还提供了一种焊接机器人用焊丝自动进料方法，采用上所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，包括以下步骤：
焊丝经退丝驱动部件、第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮从导线轮510伸出，第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮的电机通电，驱动所述第一组摩擦输送轮和所述第二组摩擦输送轮使焊丝向前输送设定的距离A；焊丝在第一组摩擦输送轮和所述第二组摩擦输送轮的摩擦力作用下向前输送。
电机断电，退丝驱动部件动作并驱动所述退丝凸轮400转动使焊丝后退设定的距离B，且B小于A。
具体应用中，退丝凸轮400动作时，第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮的电机可以停止，电机可以连接于电机控制器。退丝凸轮400动作时，焊丝可以及时回抽设定的距离B，退丝凸轮400可以高频连续转动，退丝凸轮400可由伺服电机直接驱动，伺服电机无需切换转向往复运动，对电机的要求低，更无需复杂的机械机构，应用成本低，结构简单可靠，相比于卡钳、卡夹、往复回转等现有技术相比，其振动相对较小，可以实现高频送进和回抽，利于提升焊接效率，可以适用的场景相对也更广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，包括焊丝进料架，所述焊丝进料架包括安装座、第一连接架和第二连接架，所述安装座的前端处转动设置有导线轮，所述第一连接架和第二连接架相邻设置且均设置于所述安装座，所述第一连接架设置有可夹于焊丝两侧的第一组摩擦输送轮，所述第二连接架设置有可夹于焊丝另外两侧的第二组摩擦输送轮，所述安装座设置有退丝机构，所述退丝机构包括安装架、有侧面与焊丝相接触且转动时使焊丝后退设定距离的退丝凸轮，所述退丝凸轮通过转轴连接于所述安装架，所述退丝机构还包括连接于转轴且用于驱动所述退丝凸轮转动的退丝驱动部件，所述退丝机构设置于所述安装座的后端处，所述第一组摩擦输送轮包括多个分列于焊丝左右两侧的第一摩擦轮和第二摩擦轮，第一摩擦轮和第二摩擦轮的轮轴为阻尼轴，所述退丝凸轮包括轮体和一体连接于所述轮体一侧的凸轮部，所述轮体与焊丝相切接触，所述轮体的外侧为优弧形外侧面，所述凸轮部的外侧具有两个平面侧壁和一个圆弧侧壁，两个所述平面侧壁的第一端分别与所述轮体的优弧形外侧面端部相切连接，平面侧壁与焊丝相接，摩擦轮的电机即断电。
2.如权利要求1所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，所述第一摩擦轮或第二摩擦轮连接有第一驱动部件；
所述第二组摩擦输送轮包括多个分列于焊丝上下两侧的第三摩擦轮和第四摩擦轮，所述第三摩擦轮或第四摩擦轮连接有第二驱动部件。
3.如权利要求1所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，所述退丝机构设置于所述安装座的后端处。
4.如权利要求1所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，所述导线轮的外周设置有卡线槽，所述卡线槽的断面形状呈V形或U形。
5.如权利要求4所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，所述导线轮的轴体连接有编码计数器。
6.如权利要求1所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，所述退丝驱动部件为步进电机。
7.如权利要求1所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，两个所述平面侧壁的第二端相向靠近，所述圆弧侧壁的两端分别连接于两个所述平面侧壁的第二端。
8.如权利要求1至7中任一项所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，所述退丝凸轮的中心设置有通孔，所述转轴的上端穿过所述通孔且螺纹连接有压帽。
9.如权利要求1至7中任一项所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，其特征在于，所述自动进料装置还包括导轨和连接于导轨且可沿所述导轨移动的送料部件，所述送料部件具有用于承载焊丝料卷的承载台。
10.一种焊接机器人用焊丝自动进料方法，其特征在于，采用如权利要求1至9中任一项所述的一种焊接机器人用焊丝自动进料装置，包括以下步骤：
焊丝经退丝驱动部件、第一组摩擦输送轮和第二组摩擦输送轮从导线轮伸出，电机通电，驱动所述第一组摩擦输送轮和所述第二组摩擦输送轮使焊丝向前输送设定的距离A；
电机断电，退丝驱动部件动作并驱动所述退丝凸轮转动使焊丝后退设定的距离B，且B小于A。
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