CN208262850U - 机器人激光焊接打磨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种机器人激光焊接打磨装置，包括打磨执行部分、力量调节部分和固定支撑座组成，所述力量调节部分设置在固定支撑座上，所述打磨执行部分设置在力量调节部分前端，所述打磨执行部分包括电机、砂轮片，所述砂轮片安装在电机前端，所述力量调节部分包括气缸和电磁阀，所述电机设置在气缸的一端，气缸的另一端连接在固定支撑座上，所述电磁阀设置在气缸上。充分发挥机电一体化的优势，在合理布置各种反馈的同时，通过编制相应的控制程序来实现对机械执行部件的控制。如控制得当，可以保证能够将焊缝打磨光亮，打磨后表面粗糙度≤1.6μm且不伤及母材。且每张打磨片至少可以打磨300辆以上的成品车，保证单条焊缝长度2.0m。

Description

机器人激光焊接打磨装置

技术领域

本实用新型涉及激光焊接领域，尤其涉及一种机器人激光焊接打磨装置。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。在现代工业中经常用到通过机器人手臂控制激光焊接机按特定的轨迹进行焊接，它具有精度高，生产效率高等特点。机器人自动打磨设备在其他加工行业已经有很大的应用空间。目前国内大部分厂家的铸件，塑料件，钢制品等材质工件去毛刺加工作业大多采用手工，或者使用手持气动，电动工具进打磨，研磨，锉，等方式进行去毛刺加工，容易导致产品不良率上升，效率低下，加工后的产品表面粗糙不均匀等问题.也有一部分厂家开始使用机器人安装电动或气动工具进行自动化打磨。与手持打磨比较，机器人去毛刺产品能有效提高生产效率，降低成本，提高产品良率，但是由于机械臂刚性，定位误差等其他因素，采用机器人夹持电动，气动产品去毛刺针对不规则毛刺处理时容易出现断刀或者对工件造成损坏等情况发生；由激光焊接后的焊缝，仍存在着飞溅、焊渣、表面精度不高的缺陷，仍需要对焊缝进行打磨。现有的打磨设备（国内）由也可以做到安装于机器人手臂上，没有为激光焊接打磨环境进行相应设计，因此，无法满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机器人激光焊接打磨装置，机器人打磨头由机器人操控对焊缝按焊轨迹进行打磨操作，并在打磨过程中对打磨力与打磨速度进行控制，可以在保证产品质量的同时最大限度地保证生产节拍，实现机器激光焊接打磨头的功能，并通过一系列的反馈适时保证打磨头的压力及打磨头的线速度，以最大限度的提高表面质量，所有的操作通过ERP实现自动化控制。

本实用新型提供一种机器人激光焊接打磨装置，包括打磨执行部分、力量调节部分和固定支撑座组成，所述力量调节部分设置在固定支撑座上，所述打磨执行部分设置在力量调节部分前端，所述打磨执行部分包括电机、砂轮片，所述砂轮片安装在电机前端，所述力量调节部分包括气缸和电磁阀，所述电机设置在气缸的一端，气缸的另一端连接在固定支撑座上，所述电磁阀设置在气缸上。

进一步改进在于：所述固定支撑座上设置有快换燕尾结构，通过快换燕尾结构连接磨头与机器人手臂。

进一步改进在于：所述打磨执行部分上设置有速度检查传感器和受力传感器，通过速度检查传感器对砂轮片转动的速度进行检查，通过受力传感器对砂轮片受到的反作用力进行检查。

进一步改进在于：所述电机上还设置有吸尘罩，所述吸尘罩后端设置有吸尘风机。

进一步改进在于：所述电机与气缸之间通过连接架连接，所述连接架与电机之间通过铰点连接。

机械部分包括打磨执行部件：包括电机、砂轮片、其安装部件和防护除尘结构、力量调节部件：包括气缸、电磁阀、电气比例阀等、快换燕尾、执行部件固定支撑座和力量与位置反馈机构组成。电气部分包括安装在力量与位置反馈机构中的各种传感器、各种连接电器件及在ERP中编制的控制程序。整个打磨执行部件沿重心布置铰轴点，以保证打磨执行部件沿铰轴转动，在支撑部件相应部件与执行部件相应部位再各布置一个铰点，在2个铰点之间布置气缸，用此气缸的推来控制执行部件与焊缝之间的接触，即砂轮片部位与焊缝之间的接触。

本打磨设备安装于机器人上，能实现车顶激光钎焊焊缝毛刺、焊渣、焊瘤等表面缺陷的打磨抛光功能。它的打磨片沿着焊缝方向旋转及行走，可以根据轨迹的不断变化。这一切都是通过企业资源计划来控制的。打磨功能是通过打磨执行部件来实现的，行走功能是通过机器人手臂来实现的。其中打磨片在电机上的固定采用专用柱塞销来实现快换并保证结构可靠。具体结构是电机－转接座1－转接座2－直柄销－砂轮片－转接座3－转接座4－柱塞销，其中转接座4为一个φ100直径的圆盘，为一个死限位，砂轮片磨损到与转接座4相同直径时，转接座4接触打磨部位，这就最大限制的打磨操作以免出现危险，柱塞销从内部依次插入转接座4、转接座3、砂轮片、转接座2、转接座1，插入后从内部钩住，这样就将砂轮片固定到电机轴上。本打磨设备具备防护除尘结构，它首先是砂轮片外部布置一个防护罩，防护罩下部与焊缝接触部位，加装毛刷，并且在毛刷外部沿旋转方向斜向上布置吸尘器接口。

在打磨过程中，有专门的力反馈装置，当实际打磨力发生变化时，打磨设备能够实时地调节打磨力。打磨设备要能够实时响应实际打磨力的变化，实时的调整打磨力到设定的力。响应时间要能够在机器人程序中设置和更改。本结构的力反馈结构上下2个承力点分别从与砂轮片平行的电机端面引出及固定支撑座引出，受力方向与砂轮片平行，在上下受力平面之间采用专门的轮幅式传感器。由于此点受力与砂轮片受力呈不变的线性关系，所以通过系统就能直接计算砂轮片受力变化，当受力相对于额定值增大或减小于时，系统就会通过电气比例阀对气缸的压力进行调节，从而达到砂轮片与焊缝之间额定受力的要求。

本打磨设备能够自动测量砂轮的直径，并根据砂轮直径变化调节转速，保持砂轮磨料所需的最佳磨削线速度。本打磨设备在电机轴端随电机运动的带导轨的可上下行走的相对砂轮片随动的从动轮，在从动轮运动结构中布置可引出防护罩的测杆，这样布置在轮罩外部的测距传感器就会适时感知砂轮片缩小，并反馈给ERP，ERP现通过程序来适当调整电机转速，以保证砂轮边缘在打磨过程中有相同的线速度。在ERP设置相应的程序就可以在砂轮轮径小到一定程序时提示设备更换砂轮。

本打磨设备的ERP系统具有在机器人程序中能够更改打磨力及其响应的设置，可以对焊缝不同部分设定不同的参数，能够应对新型号的车身或者前道焊接工艺的调整快速做出工艺调整和优化。本打磨设备配合相应辅具能够自动识别在打磨工位上有无工件，能够自动规避车身装夹输送带来的公差，避免碰撞。随着本产品给到客户的还有一个专门的机器人打磨头较准结构以保证打磨的起点就是准确的。也可以同时通过ERP也可适时实现电机正反转。本系统由于选用可以进行监测的并且可靠的电气原器件，就可以通过各个原器件的状态来适时判断出部件故障，从而实时的通知机器人控制系统。

利用机电一体化的信息反馈来控制现场的执行结构，以期达到砂轮边缘受力恒定以及砂轮边缘线速度的恒定。从而保证产品质量。

对于轮缘受力恒定，采取的技术方案是首先平衡掉执行机构本身的重量，然后设置执行机构的旋转点，让它可以做旋转运动，然后通过可调节压力的气缸控制热行机构的转动来调节压力，在转动执行机构与固定部件之端与砂轮片平行部位布置压力传感器，这样，传感器就会实时把与实际压力成固定线性关系的力反馈给ERP系统，ERP系统通过计算就会对控制气缸的电气比例阀发出变换压力的指令，这样就会适时保证压力恒定。

对于轮缘线速度恒定，采取的技术方案是在电机轴端随电机运动的带导轨的可上下行走的相对砂轮片随动的从动轮，在从动轮运动结构中布置可引出防护罩的测杆，这样布置在轮罩外部的测距传感器就会适时感知砂轮片缩小，并反馈给ERP，ERP现通过程序来适当调整电机转速，以保证砂轮边缘在打磨过程中有相同的线速度。

本实用新型的有益效果是：充分发挥机电一体化的优势，在合理布置各种反馈的同时，通过编制相应的控制程序来实现对机械执行部件的控制。如控制得当，可以保证能够将焊缝打磨光亮，打磨后表面粗糙度≤1.6μm且不伤及母材。且每张打磨片至少可以打磨300辆以上的成品车，保证单条焊缝长度2.0m。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中：1-固定支撑座，2-电机，3-砂轮片，4-气缸，5-电磁阀，6-快换燕尾结构，7-速度检查传感器，8-受力传感器，9-吸尘罩，10-吸尘风机，11-连接架。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

如图1所示，本实施例提供了一种机器人激光焊接打磨装置，包括打磨执行部分、力量调节部分和固定支撑座1组成，所述力量调节部分设置在固定支撑座1上，所述打磨执行部分设置在力量调节部分前端，所述打磨执行部分包括电机2、砂轮片3，所述砂轮片3安装在电机2前端，所述力量调节部分包括气缸4和电磁阀5，所述电机2设置在气缸4的一端，气缸4的另一端连接在固定支撑座1上，所述电磁阀5设置在气缸4上。所述固定支撑座1上设置有快换燕尾结构6，通过快换燕尾结构6连接磨头与机器人手臂。所述打磨执行部分上设置有速度检查传感器7和受力传感器8，通过速度检查传感器7对砂轮片3转动的速度进行检查，通过受力传感器8对砂轮片3受到的反作用力进行检查。所述电机2上还设置有吸尘罩9，所述吸尘罩9后端设置有吸尘风机10。所述电机2与气缸4之间通过连接架11连接，所述连接架11与电机2之间通过铰点12连接。

Claims (5)

1.一种机器人激光焊接打磨装置，其特征在于：包括打磨执行部分、力量调节部分和固定支撑座（1）组成，所述力量调节部分设置在固定支撑座（1）上，所述打磨执行部分设置在力量调节部分前端，所述打磨执行部分包括电机（2）、砂轮片（3），所述砂轮片（3）安装在电机（2）前端，所述力量调节部分包括气缸（4）和电磁阀（5），所述电机（2）设置在气缸（4）的一端，气缸（4）的另一端连接在固定支撑座（1）上，所述电磁阀（5）设置在气缸（4）上。

2.如权利要求1所述的机器人激光焊接打磨装置，其特征在于：所述固定支撑座（1）上设置有快换燕尾结构（6），通过快换燕尾结构（6）连接磨头与机器人手臂。

3.如权利要求1所述的机器人激光焊接打磨装置，其特征在于：所述打磨执行部分上设置有速度检查传感器（7）和受力传感器（8），通过速度检查传感器（7）对砂轮片（3）转动的速度进行检查，通过受力传感器（8）对砂轮片（3）受到的反作用力进行检查。

4.如权利要求1所述的机器人激光焊接打磨装置，其特征在于：所述电机（2）上还设置有吸尘罩（9），所述吸尘罩（9）后端设置有吸尘风机（10）。

5.如权利要求1所述的机器人激光焊接打磨装置，其特征在于：所述电机（2）与气缸（4）之间通过连接架（11）连接，所述连接架（11）与电机（2）之间通过铰点（12）连接。