弧焊机器人的制作方法

1.本发明涉及弧焊机器人技术领域。更具体地说，本发明涉及一种弧焊机器人。


背景技术：

2.弧焊是从焊接电源装置向被焊炬支撑的焊丝与作为焊接母材的工件之间施加电压来产生电弧，从而使焊丝熔化进行焊接。在通过机器人动作进行电弧焊的情况下，在针对工件的一个焊接位置的焊接结束之后，通过电弧焊机器人的动作使焊丝离开工件并向工件的下一个焊接位置移动。在焊接结束后通过电弧焊机器人移动焊丝时，有时会发生“粘丝”现象，“粘丝”包括因焊接而熔接于工件的熔融金属与焊丝的前端仍相连的情形，还包括因焊接而熔融的焊丝粘接在焊炬导电嘴上的情形，然而现有的弧焊机器人仅能通过在焊丝和工件施加固定的电压并且通过粘丝检测电路来测定电压值，由此判断焊丝与工件有无粘丝，该方法对焊丝粘接在焊炬导电嘴上的情形则无法实施，这是由于导电嘴端需要接引电弧产生高温，故难以设置任何检测装置，因此焊丝与导电嘴间无法设置粘丝检测电路。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
4.本发明还有一个目的是提供一种弧焊机器人，不仅可以检测焊丝与工件是否粘丝，还可以检测焊丝与导电嘴是否粘丝。
5.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种弧焊机器人，其包括：旋转基座、铰接于旋转基座上的第一臂、铰接于第一臂前端的第二臂以及铰接于第二臂前端的焊炬，所述第二臂上设置有送丝装置，所述送丝装置包括：
6.箱体，其后端板上开设有用于导入焊丝的进丝口，前端板上开设有用于导出焊丝的出丝口，且所述进丝口与出丝口相对，焊丝呈直线穿过箱体，所述箱体内沿焊丝移动方向设置有三对送丝辊，每对送丝辊沿焊丝对称分布，焊丝从每对送丝辊间穿过，所述箱体外设置有驱动所述送丝辊转动的电机；
7.其中，靠近箱体后端板的送丝辊与中间送丝辊间设置有压头，所述压头位于所述焊丝上方，所述箱体顶部设置有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆下端与压头连接，以驱动所述压头下压在焊丝上，所述第一伸缩杆上设置有位移传感器，以获取压头下压高度；
8.靠近箱体前端板的送丝辊与中间送丝辊间设置有滚轮，所述滚轮位于所述焊丝上方且滚轮与焊丝接触，以在焊丝带动下转动，所述滚轮轮轴上设置有编码器以获取滚轮滚动距离。
9.优选的是，还包括：
10.控制单元，其与所述编码器和位移传感器分别通信连接，以用于获取压头下压高度和滚轮滚动距离，并根据压头下压高度计算压头下压引起的焊丝伸长长度，再比较压头下压引起的焊丝伸长长度与滚轮滚动距离，若焊丝伸长长度与滚轮滚动距离不匹配，则控制单元发出报警信号。
11.优选的是，还包括：蜂鸣器，其与所述控制单元连接，以根据控制单元发出的报警信号发出蜂鸣；报警灯，其与所述控制单元连接，以根据控制单元发出的报警信号闪烁。
12.优选的是，所述压头最低点处设置有压力传感器，以接收焊丝在压头下压状态下反馈的力值，所述压力传感器与所述控制单元连接，所述控制单元用于获取焊丝在压头下压状态下反馈的力值，并将该力值与预设力阈值对比，若该力值大于预设力阈值，则控制单元发出报警信号。
13.优选的是，所述箱体前端板与靠近箱体前端板的送丝辊间设置有一对y形夹具，一对y形夹具沿焊丝对称分布，且y形夹具开口均朝向焊丝，所述箱体顶部设置有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆下端与一y形夹具连接，所述箱体底部设置有第三伸缩杆，所述第三伸缩杆上端与另一y形夹具连接，所述第二伸缩杆和第三伸缩杆可控制一对y形夹具夹紧焊丝。
14.优选的是，所述滚轮表面设置有增加摩擦力涂层。
15.优选的是，所述滚轮表面设置有用于嵌入焊丝的轮槽。
16.优选的是，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆、第三伸缩杆均为气动伸缩杆或者电动伸缩杆或者液压伸缩杆。
17.本发明至少包括以下有益效果：通过在送丝装置中设置压头和滚轮，利用压头下压引起焊丝移动进而带动滚轮滚动来判断是否有粘丝现象，这样无论是焊丝粘接在工件上还是粘接在导电嘴上，只要滚轮不滚动或者滚动距离微小，与压头下压引起的焊丝变长长度值相差较大，则可判断为粘丝，相比于现有的弧焊机器人，本技术针对两种粘丝情形均可检测。
18.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
19.图1为本发明所述弧焊机器人的侧面结构示意图；
20.图2为本发明所述送丝装置的侧面结构示意图；
21.图3为本发明未粘丝时所述压头下压引起焊丝变长及滚轮滚动的示意图；(图中压头下虚线及滚轮上虚线填充点为压头下压前焊丝的初始位置及滚轮与焊丝初始接触点位置，压头下实线及滚轮上黑色填充点为压头下压后焊丝的位置及滚轮与焊丝初始接触点转动后位置)；
22.图4为本发明所述滚轮的结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
24.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.如图1～3所示，本发明提供一种弧焊机器人，其包括：旋转基座1、铰接于旋转基座1上的第一臂2、铰接于第一臂2前端的第二臂3以及铰接于第二臂3前端的焊炬4，所述第二臂3上设置有送丝装置，所述送丝装置包括：
26.箱体5，其后端板上开设有用于导入焊丝的进丝口，前端板上开设有用于导出焊丝的出丝口，且所述进丝口与出丝口相对，焊丝呈直线穿过箱体5，所述箱体5内沿焊丝移动方向设置有三对送丝辊6，每对送丝辊6沿焊丝对称分布，焊丝从每对送丝辊6间穿过，所述箱体5外设置有驱动所述送丝辊6转动的电机；
27.其中，靠近箱体5后端板的送丝辊6与中间送丝辊6间设置有压头7，所述压头7位于所述焊丝上方，所述箱体5顶部设置有第一伸缩杆8，所述第一伸缩杆8下端与压头7连接，以驱动所述压头7下压在焊丝上，所述第一伸缩杆8上设置有位移传感器，以获取压头7下压高度；
28.靠近箱体5前端板的送丝辊6与中间送丝辊6间设置有滚轮9，所述滚轮9位于所述焊丝上方且滚轮9与焊丝接触，以在焊丝带动下转动，所述滚轮9轮轴上设置有编码器以获取滚轮9滚动距离。
29.本实施例在使用过程中，当焊接完成后，送丝辊6停止转动送丝，用手或者夹具固定住箱体5外进丝口后方的焊丝，当压头7下压时，靠近箱体5后端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝长度变长，若焊丝在焊炬4端没有与工件或者导电嘴粘丝，如图3所示，那么靠近箱体5前端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝就会向压头7处移动，移动过程中就会带动滚轮9滚动，滚轮9通过编码器测量滚轮9滚动距离l，假设压头7下压高度为h，靠近箱体5后端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝原始长度为l，那么下压后，靠近箱体5后端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝长度应大致为焊丝变长的长度为而该变长的长度值应基本等于l。若焊丝在焊炬4端与工件或者导电嘴粘丝，那么靠近箱体5后端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝长度变长则完全是因为压头7下压导致焊丝的弹塑性形变产生，故靠近箱体5前端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝向压头7处移动距离会较小，远小于靠近箱体5后端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝变长的长度值。基于以上判别规则，利用压头7下压引起焊丝移动进而带动滚轮9滚动来判断是否有粘丝现象，这样无论是焊丝粘接在工件上还是粘接在导电嘴上，只要滚轮9不滚动或者滚动距离微小，与压头7下压引起的焊丝变长长度相差较大，则可判断为粘丝，相比于现有的弧焊机器人，本技术针对两种粘丝情形均可检测。
30.在另一实施例中，还包括：
31.控制单元，其与所述编码器和位移传感器分别通信连接，以用于获取压头7下压高度和滚轮9滚动距离，并根据压头7下压高度计算压头7下压引起的焊丝伸长长度，再比较压头7下压引起的焊丝伸长长度与滚轮9滚动距离，若焊丝伸长长度与滚轮9滚动距离不匹配，则控制单元发出报警信号。
32.本实施例中，根据压头7下压高度h计算压头7下压引起的焊丝伸长长度s在前一实施例中已阐明，即压头7下压引起的焊丝伸长长度为其中l为靠近箱体5后
端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝原始长度。在实际应用时，由于焊丝本身的弹性形变δs，没有粘丝时，焊丝伸长长度为s略大于滚轮9滚动距离l，故滚轮9滚动距离l可设置为[l,l δs]，若焊丝伸长长度为s不在此范围内，则可判定为粘丝，控制单元可发出报警信号。至于δs的具体值则需根据焊丝的材质调整。
[0033]
在另一实施例中，还包括：蜂鸣器，其与所述控制单元连接，以根据控制单元发出的报警信号发出蜂鸣；报警灯，其与所述控制单元连接，以根据控制单元发出的报警信号闪烁。
[0034]
本实施例中，通过设置蜂鸣器和报警灯可使工作人员直观的发现粘丝情况，第一时间进行处理，避免弧焊机器人带病工作。
[0035]
在另一实施例中，所述压头7最低点处设置有压力传感器，以接收焊丝在压头7下压状态下反馈的力值，所述压力传感器与所述控制单元连接，所述控制单元用于获取焊丝在压头7下压状态下反馈的力值，并将该力值与预设力阈值对比，若该力值大于预设力阈值，则控制单元发出报警信号。
[0036]
本实施例中，若焊丝在焊炬4端与工件或者导电嘴粘丝，那么靠近箱体5后端板的送丝辊6与中间送丝辊6间的焊丝长度变长则完全是因为压头7下压导致焊丝的弹塑性形变产生，此时焊丝在压头7下压状态下反馈的力值是远大于未粘丝状态压头7下压时反馈的力值，而预设力阈值可采用未粘丝状态压头7下压时反馈的力值。基于此判别规则，可进一步通过压力传感器判断是否有粘丝情况，再加上前面实施例粘丝检测方法，在双重粘丝检测下，判断更加准确有效。
[0037]
在另一实施例中，所述箱体5前端板与靠近箱体5前端板的送丝辊6间设置有一对y形夹具10，一对y形夹具10沿焊丝对称分布，且y形夹具10开口均朝向焊丝，所述箱体5顶部设置有第二伸缩杆11，所述第二伸缩杆11下端与一y形夹具10连接，所述箱体5底部设置有第三伸缩杆12，所述第三伸缩杆12上端与另一y形夹具10连接，所述第二伸缩杆11和第三伸缩杆12可控制一对y形夹具10夹紧焊丝。
[0038]
本实施例中，通过设置第二伸缩杆11和第三伸缩杆12以及y形夹具10来夹紧焊丝，避免了人为的手动固定焊丝在箱体5外进丝口后方的部分，使用更加方便。
[0039]
具体的，所述第一伸缩杆8、第二伸缩杆11、第三伸缩杆12可以均为气动伸缩杆或者电动伸缩杆或者液压伸缩杆。
[0040]
在另一实施例中，所述滚轮9表面设置有增加摩擦力涂层，具体的，该增加摩擦力涂层可以是环氧防滑涂层、聚氨酯防滑涂层。醇酸防滑涂层或者氯化橡胶防滑涂层等，通过设置增加摩擦力涂层可避免焊丝与滚轮9间打滑，减少检测误差。
[0041]
在另一实施例中，如图4所示，所述滚轮9表面设置有用于嵌入焊丝的轮槽13，这样能增大焊丝与滚轮9的接触面，增大焊丝与滚轮9间摩擦，避免焊丝与滚轮9间打滑，减少检测误差。
[0042]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。