CN210254640U - 一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于由焊接机器人本体和拉丝机构组成：包括丝盘盒、送丝机构、三轴、四轴、五轴、拉丝机构、焊枪、焊枪电缆；所述丝盘盒与送丝机构连接、且送丝机构安装在三轴上，所述拉丝机构安装在五轴上，四轴连接三轴和五轴，且三轴上的送丝机构和五轴上的拉丝机构通过焊枪电缆连接，所述焊枪与五轴连接，且设置在拉丝机构的末端。在弧焊机器人的送丝装置技术领域，存在精度低，焊缝不美观的问题，本实用新型提供了一种结构精密的拉式送丝机构的弧焊机器人。

Description

一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人

技术领域

本实用新型涉及弧焊机器人的送丝装置技术领域，尤其涉及一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人。

背景技术

弧焊机器人是机器人领域中精度要求最高的六轴工业机器人，整机性能通常以直线度和重复定位精度为评判标准，所以实用新型一种能稳定送丝的送丝结构是提升弧焊机器人整机性能的重要课题。美国专利US20180373222A1，本实用新型涉及一种焊接装置，包括:具有电源电路的焊接电源；送丝器，与所述焊接电源连接，用于送丝；焊枪，其拉动从送丝器供应的焊丝并将焊丝供应到焊接部分；红外热像仪，其捕获所述焊接部分；视觉模块，其具有接收和处理IR热照相机的捕获图像的内置程序；以及与视觉模块一起实时去除在焊接部分中检测到的熔渣的熔渣去除装置。该焊接装置具有这样的效果，即在将熔渣固定在熔池上之前可以去除焊接过程中产生的熔渣。

然而，市场上盛行的弧焊机器人通常存在以下几个问题：

第一，三轴上采用电机，以等速送丝的方式将丝盘盒内的焊丝传送至焊枪前端，一旦焊枪前端出现焊接问题，送丝机依无法及时自主响应，依旧在等速持续送丝，此时焊丝堵在导丝管内，发生出丝受阻现象。

第二，焊丝从焊丝盘输出，首先经过安装于三轴的送丝机,由出丝咀导出，再由焊枪电缆内部的导丝管直接输送至焊枪前端，整个焊丝行程较长，易发生导丝管内焊丝弯曲的现象，从而无法顺利出丝，很可能造成断丝或者焊缝偏移的现象。

第三，等速送丝的方式本身带有杂乱性的缺点，在焊接过程中产生的飞溅较为明显，熔滴规律性不佳，最终导致焊缝不美观。

综合上述技术问题，这种送丝装置虽然可以满足普通送丝要求，但无法满足更高精度和更美观的焊接需求，故本实用新型涉及的采用推式和拉式相结合的送丝方式具有实际使用价值。

实用新型内容

为克服现有技术中的焊丝装置精度低，焊缝不美观产生的技术问题，本实用新型提供了一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于由焊接机器人本体和拉丝机构组成：包括丝盘盒、送丝机构、三轴、四轴、五轴、拉丝机构、焊枪、焊枪电缆；所述丝盘盒与送丝机构连接、且送丝机构安装在三轴上，所述拉丝机构安装在五轴上，四轴连接三轴和五轴，且三轴上的送丝机构和五轴上的拉丝机构通过焊枪电缆连接，所述焊枪与五轴连接，且设置在拉丝机构的末端。

作为优选的，所述送丝机构为脉动送丝机或者特种电机，所述脉动送丝机上直接连接有丝盘盒，所述特种电机将丝盘盒上的焊丝直接传输给拉丝机构。

通过采用上述技术方案，安装在三轴上的送丝机构可以是脉动送丝机或者是特种电机，脉动送丝机上直接与丝盘盒连接，将焊丝通过一进一退的方式向拉丝机构输送，特种电机直接将丝盘盒中的焊丝向拉丝机构输送，实现拉丝送丝的过程。

作为优选的，所述脉动送丝机包括脉动壳体、主体偏心轴、偏心轮连杆、连杆轴、后送丝架、摆动连杆；所述主体偏心轴两头均通过轴承安装在脉动壳体上，所述主体偏心轴上设有两凸轮，所述凸轮与偏心轮连杆采用轴承连接。

通过采用上述技术方案，当主体偏心轴与凸轮往进丝方向，主体偏心轴10有两凸轮，所有凸轮与连杆均用轴承连接。当偏心轴凸轮往进丝咀方向靠近时，脉动送丝机表现为退丝，当偏心轴凸轮往出丝咀方向靠近时，脉动送丝机表现为送丝。

作为优选的，所述脉动送丝机的主体偏心轴通过偏心轮连杆驱动连杆轴，所述连杆轴再通过连杆对摆动连杆进行驱动，所述后送丝架套装在摆动连杆上。

通过采用上述技术方案，脉动送丝机的主体偏心轴上设有的两个凸轮，通过偏心轴连杆进行驱动，对于连杆驱动两侧的连杆轴，最后再通过连杆轴驱动摆动连杆，摆动连杆带动后送丝架进行摆动运动，实现脉动送丝机“一进一退”的运行方式将焊丝节奏性的传输出去，这样的传输方式更加的稳定。

作为优选的，所述特种电机为交流伺服电机或者偏平电机，且所述丝盘盒安装在机器人本体的侧面。

通过采用上述技术方案，特种电机采用交流伺服电机和扁平电机，且通过安装在机器人的侧面上，可以让焊丝沿着机器臂传递，不易导致焊丝的缠绕出错。

作为优选的，所述拉丝机构为单驱动的拉丝机，所述单驱动拉丝机由一个交流伺服电机和一个转接法兰组成，所述转接法兰上设有两个传输轮，包括一个安装在电机轴上的主动轮和与其相对的被动轮，所述主动轮表面设有一圈与焊丝适配的环形凹槽，所述被动轮轮面光滑，且主动轮和被动轮之间的距离可调节，所述主动轮和被动轮两端各设有一个导丝管，靠近三轴方向的为进导丝管，靠近五轴方向的是出导丝管。

通过采用上述技术方案，拉丝机构采用单驱动的拉丝机，通过交流伺服电机上安装转接法兰，转接法兰上设有的主动轮由交流伺服电机直接驱动，且主动轮上设有的凹槽用于焊丝的限位，再通过轮面光滑的从动轮对主动轮上的焊丝进行压紧，从而通过主动轮的转动带动焊丝的进丝，同时从动轮和主动轮之间可以调节，用于调节对焊丝的压紧程度，保证焊丝能够得到足够的压力，主动轮和从动轮之间的焊丝通过进导丝管和出导丝管保证焊丝能够精准的通过转接法兰。

作为优选的，所述拉丝机构的侧面上交流伺服电机，且交流伺服电机通过平键直接带动拉丝机构的主动轮进行转动，所述拉丝机构通过转接固定板固定在五轴上。

通过采用上述技术方案，拉丝机构上设有交流伺服电机，可以在送丝机构和焊枪出丝口之间起到过度调节的作用，同时能够控制出丝的速度，提高了焊枪出丝的精度和送丝的稳定性。

作为优选的，所述送丝机构和拉丝机构之间连接焊丝电缆中间设有导丝管，所述导丝管与送丝机构上的出导丝管连接，所述送丝机构的进导丝管与丝盘盒连接。

通过采用上述技术方案，送丝机构和拉丝机构之间采用的导丝管的安装较为简易，丝管较软，能够自由回弹，能够避免与四周壁发生摩擦碰撞，保证焊丝的质量。

作为优选的，所述拉丝机构上设有进丝导咀和送丝轮，且进丝导咀和送丝轮之间不接触。

通过采用上述技术方案，让焊丝在送丝机构和拉丝机构之间不与外界接触，焊丝在传动过程中不会混入杂质，使得焊枪能够长时间正常的工作。

作为优选的，所述拉丝机构内嵌在五轴，与焊枪直接连接，拉丝机构中输出的焊丝距离焊枪出丝口距离在0-0.5米范围内。

通过采用上述技术方案，拉近了拉丝机构的出丝口和焊枪末端之间的距离，保证了焊丝的稳定性，易于控制，使得产生的焊缝能够呈现的较为美观。

综上所述，本实用新型具有如下优势：

一、当焊丝在输出过程中，脉动送丝机“一进一退”的运行方式将焊丝节奏性的传输出去，再由单驱动拉丝机拉住往焊枪前端输送，焊丝输送更加稳定。

二、当前端有单驱动拉丝机进行拉丝时，焊丝输送阻力变小，确保焊丝不会发生弯曲和拥堵的现象。

三、焊丝缩短了受力行程，即原本焊丝从送丝机输出直接到焊枪前端，本实用新型是焊丝从送丝机输出，首先经由拉丝机，再输送到焊枪前端，将整体行程分为两段，进一步保证了焊丝偏移量最小化，确保高精度和美观的焊接效果。

四、采用脉动送丝装置作为推送机构，改变焊丝在导丝管内运动形态，提高送丝稳定性和弧焊机器人整体性能。

五、采用基于伺服电机的直连送丝装置作为拉丝机构，内嵌五轴处，免去了送丝机出口和焊枪焊炬之间的长距离导丝管，提高系统对弧焊机器人姿态改变的适应能力。

六、采用推拉送丝系统提高弧焊机器人整体焊接质量和稳定性。

附图说明

图1是弧焊机器人的部件总装平面图；

图2是弧焊机器人的拉丝机构和焊枪连接示意图；

图3是弧焊机器人的部件总装立体图；

图4是弧焊机器人拉丝机构结构立体图；

图5是脉动送丝机平面结构；

附图标记：1、包括丝盘盒；2、送丝机构；21、脉动送丝机；22、特种电机；3、三轴；4、四轴；5、五轴；6、拉丝机构；61、交流伺服电机；62、转接法兰；621、主动轮；622、被动轮；63、进导丝管；64、出导丝管；7、焊枪；8、焊枪电缆；9、脉动壳体；10、主体偏心轴；11、偏心轮连杆；12、连杆轴；13、后送丝架；14、摆动连杆。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1、图3所示：一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，由焊接机器人本体和拉丝机构6组成：包括丝盘盒1、送丝机构2、三轴3、四轴4、五轴5、拉丝机构6、焊枪7、焊枪电缆8；丝盘盒1与送丝机构2连接、且送丝机构2安装在三轴3上，拉丝机构6安装在五轴5上，四轴4连接三轴3和五轴5，且三轴3上的送丝机构2和五轴5上的拉丝机构6通过焊枪电缆8连接，焊枪7与五轴5连接，且设置在拉丝机构6的末端。

如图1、图3所示：送丝机构2为脉动送丝机21，脉动送丝机21上直接连接有丝盘盒，安装在三轴3上的送丝机构2可以是脉动送丝机21，脉动送丝机21上直接与丝盘盒连接，将焊丝通过一进一退的方式向拉丝机构6输送。

如图1、图3和图5所示：脉动送丝机21包括脉动壳体9、主体偏心轴10、偏心轮连杆11、连杆轴12、后送丝架13、摆动连杆14；主体偏心轴10两头均通过轴承安装在脉动壳体9上，主体偏心轴10上设有两凸轮，凸轮与偏心轮连杆11采用轴承连接。当主体偏心轴10与凸轮往进丝方向，主体偏心轴10有两凸轮，所有凸轮与连杆均用轴承连接。当偏心轴凸轮往进丝咀方向靠近时，脉动送丝机21表现为退丝，当偏心轴凸轮往出丝咀方向靠近时，脉动送丝机21表现为送丝。

如图1、图3和图5所示：脉动送丝机21的主体偏心轴10通过偏心轮连杆11驱动连杆轴12，连杆轴12再通过连杆对摆动连杆14进行驱动，后送丝架13套装在摆动连杆14上。脉动送丝机21的主体偏心轴10上设有的两个凸轮，通过偏心轴连杆进行驱动，对于连杆驱动两侧的连杆轴12，最后再通过连杆轴12驱动摆动连杆14，摆动连杆14带动后送丝架13进行摆动运动，实现脉动送丝机21“一进一退”的运行方式将焊丝节奏性的传输出去，这样的传输方式更加的稳定。

如图1、图3和图4所示：拉丝机构6为单驱动的拉丝机，单驱动拉丝机由一个交流伺服电机61和一个转接法兰62组成，转接法兰62上设有两个传输轮，包括一个安装在电机轴上的主动轮621和与其相对的被动轮622，主动轮621表面设有一圈与焊丝适配的环形凹槽，被动轮622轮面光滑，且主动轮621和被动轮622之间的距离可调节，主动轮621和被动轮622两端各设有一个导丝管，靠近三轴3方向的为进导丝管63，靠近五轴5方向的是出导丝管64。拉丝机构6采用单驱动的拉丝机，通过交流伺服电机61上安装转接法兰62，转接法兰62上设有的主动轮621由交流伺服电机61直接驱动，且主动轮621上设有的凹槽用于焊丝的限位，再通过轮面光滑的从动轮对主动轮621上的焊丝进行压紧，从而通过主动轮621的转动带动焊丝的进丝，同时从动轮和主动轮621之间可以调节，用于调节对焊丝的压紧程度，保证焊丝能够得到足够的压力，主动轮621和从动轮之间的焊丝通过进导丝管63和出导丝管64保证焊丝能够精准的通过转接法兰62。

如图1、图3和图4所示：拉丝机构6的侧面上交流伺服电机61，且交流伺服电机61通过平键直接带动拉丝机构6的主动轮621进行转动，拉丝机构6通过转接固定板固定在五轴5上。拉丝机构6上设有交流伺服电机61，可以在送丝机构2和焊枪7出丝口之间起到过度调节的作用，同时能够控制出丝的速度，提高了焊枪7出丝的精度和送丝的稳定性。

如图1、图3所示：送丝机构2和拉丝机构6之间连接焊丝电缆中间设有导丝管，导丝管与送丝机构2上的出导丝管64连接，送丝机构2的进导丝管63与丝盘盒连接。送丝机构2和拉丝机构6之间采用的导丝管的安装较为简易，丝管较软，能够自由回弹，能够避免与四周壁发生摩擦碰撞，保证焊丝的质量。

如图1、图3所示：拉丝机构6上设有进丝导咀和送丝轮，且进丝导咀和送丝轮之间不接触。让焊丝在送丝机构2和拉丝机构6之间不与外界接触，焊丝在传动过程中不会混入杂质，使得焊枪7能够长时间正常的工作。

如图1、图3所示：拉丝机构6内嵌在五轴5，与焊枪7直接连接，拉丝机构6中输出的焊丝距离焊枪7出丝口距离在0-0.5米范围内。拉近了拉丝机构6的出丝口和焊枪7末端之间的距离，保证了焊丝的稳定性，易于控制，使得产生的焊缝能够呈现的较为美观。

实施例2

如图1、图3所示：一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，由焊接机器人本体和拉丝机构6组成：包括丝盘盒1、送丝机构2、三轴3、四轴4、五轴5、拉丝机构6、焊枪7、焊枪电缆8；丝盘盒与送丝机构2连接、且送丝机构2安装在三轴3上，拉丝机构6安装在五轴5上，四轴4连接三轴3和五轴5，且三轴3上的送丝机构2和五轴5上的拉丝机构6通过焊枪电缆8连接，焊枪7与五轴5连接，且设置在拉丝机构6的末端。

如图1、图3所示：送丝机构2为特种电机22，特种电机22将丝盘盒上的焊丝直接传输给拉丝机构6。安装在三轴3上的送丝机构2是特种电机22，特种电机22直接将丝盘盒中的焊丝向拉丝机构6输送，实现拉丝送丝的过程。

如图1、图3所示：特种电机22为交流伺服电机61，且丝盘盒安装在机器人本体的侧面。特种电机22采用交流伺服电机61，且通过安装在机器人的侧面上，可以让焊丝沿着机器臂传递，不易导致焊丝的缠绕出错。

如图1、图3和图4所示：拉丝机构6为单驱动的拉丝机，单驱动拉丝机由一个交流伺服电机61和一个转接法兰62组成，转接法兰62上设有两个传输轮，包括一个安装在电机轴上的主动轮621和与其相对的被动轮622，主动轮621表面设有一圈与焊丝适配的环形凹槽，被动轮622轮面光滑，且主动轮621和被动轮622之间的距离可调节，主动轮621和被动轮622两端各设有一个导丝管，靠近三轴3方向的为进导丝管63，靠近五轴5方向的是出导丝管64。拉丝机构6采用单驱动的拉丝机，通过交流伺服电机61上安装转接法兰62，转接法兰62上设有的主动轮621由交流伺服电机61直接驱动，且主动轮621上设有的凹槽用于焊丝的限位，再通过轮面光滑的从动轮对主动轮621上的焊丝进行压紧，从而通过主动轮621的转动带动焊丝的进丝，同时从动轮和主动轮621之间可以调节，用于调节对焊丝的压紧程度，保证焊丝能够得到足够的压力，主动轮621和从动轮之间的焊丝通过进导丝管63和出导丝管64保证焊丝能够精准的通过转接法兰62。

如图1、图3和图4所示：拉丝机构6的侧面上交流伺服电机61，且交流伺服电机61通过平键直接带动拉丝机构6的主动轮621进行转动，拉丝机构6通过转接固定板固定在五轴5上。拉丝机构6上设有交流伺服电机61，可以在送丝机构2和焊枪7出丝口之间起到过度调节的作用，同时能够控制出丝的速度，提高了焊枪7出丝的精度和送丝的稳定性。

如图1、图3所示：送丝机构2和拉丝机构6之间连接焊丝电缆中间设有导丝管，导丝管与送丝机构2上的出导丝管64连接，送丝机构2的进导丝管63与丝盘盒连接。送丝机构2和拉丝机构6之间采用的导丝管的安装较为简易，丝管较软，能够自由回弹，能够避免与四周壁发生摩擦碰撞，保证焊丝的质量。

如图1、图3所示：拉丝机构6上设有进丝导咀和送丝轮，且进丝导咀和送丝轮之间不接触。让焊丝在送丝机构2和拉丝机构6之间不与外界接触，焊丝在传动过程中不会混入杂质，使得焊枪7能够长时间正常的工作。

如图1、图3所示：拉丝机构6内嵌在五轴5，与焊枪7直接连接，拉丝机构6中输出的焊丝距离焊枪7出丝口距离在0-0.5米范围内。拉近了拉丝机构6的出丝口和焊枪7末端之间的距离，保证了焊丝的稳定性，易于控制，使得产生的焊缝能够呈现的较为美观。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于由焊接机器人本体和拉丝机构组成：包括丝盘盒(1)、送丝机构(2)、三轴(3)、四轴(4)、五轴(5)、拉丝机构(6)、焊枪(7)、焊枪电缆(8)；所述丝盘盒(1)与送丝机构(2)连接、且送丝机构(2)安装在三轴(3)上，所述拉丝机构(6)安装在五轴(5)上，四轴(4)连接三轴(3)和五轴(5)，且三轴(3)上的送丝机构(2)和五轴(5)上的拉丝机构(6)通过焊枪电缆(8)连接，所述焊枪(7)与五轴(5)连接，且设置在拉丝机构(6)的末端。

2.根据权利要求1所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述送丝机构(2)为脉动送丝机(21)或者特种电机(22)，所述脉动送丝机(21)上直接连接有丝盘盒(1)，所述特种电机(22)将丝盘盒(1)上的焊丝直接传输给拉丝机构(6)。

3.根据权利要求2所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述脉动送丝机(21)包括脉动壳体(9)、主体偏心轴(10)、偏心轮连杆(11)、连杆轴(12)、后送丝架(13)、摆动连杆(14)；所述主体偏心轴(10)两头均通过轴承安装在脉动壳体(9)上，所述主体偏心轴(10)上设有两凸轮，所述凸轮与偏心轮连杆(11)采用轴承连接。

4.根据权利要求3所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述脉动送丝机(21)的主体偏心轴(10)通过偏心轮连杆(11)驱动连杆轴(12)，所述连杆轴(12)再通过连杆对摆动连杆(14)进行驱动，所述后送丝架(13)套装在摆动连杆(14)上。

5.根据权利要求2所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述特种电机(22)为交流伺服电机(61)或者偏平电机，且所述丝盘盒(1)安装在机器人本体的侧面。

6.根据权利要求1所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述拉丝机构(6)为单驱动的拉丝机，所述单驱动拉丝机由一个交流伺服电机(61)和一个转接法兰(62)组成，所述转接法兰上设有两个传输轮，包括一个安装在电机轴上的主动轮(621)和与其相对的被动轮(622)，所述主动轮表面设有一圈与焊丝适配的环形凹槽，所述被动轮轮面光滑，且主动轮(621)和被动轮(622)之间的距离可调节，所述主动轮和被动轮两端各设有一个导丝管，靠近三轴方向的为进导丝管(63)，靠近五轴方向的是出导丝管(64)。

7.根据权利要求6所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述拉丝机构(6)的侧面上交流伺服电机(61)，且交流伺服电机(61)通过平键直接带动拉丝机构(6)的主动轮(621)进行转动，所述拉丝机构(6)通过转接固定板固定在五轴(5)上。

8.根据权利要求1所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述送丝机构(2)和拉丝机构(6)之间连接焊丝电缆中间设有导丝管，所述导丝管与送丝机构(2)上的出导丝管连接，所述送丝机构(2)的进导丝管与丝盘盒连接。

9.根据权利要求1所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述拉丝机构(6)上设有进丝导咀和送丝轮，且进丝导咀和送丝轮之间不接触。

10.根据权利要求1所述的一种采用拉式送丝机构的弧焊机器人，其特征在于：所述拉丝机构(6)内嵌在五轴，与焊枪(7)直接连接，拉丝机构(6)中输出的焊丝距离焊枪出丝口距离在0-0.5米范围内。

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