CN107042356B - 一种改进的焊接机器人及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的焊接机器人，包括机架，机架上设置有模具侧板，模具侧板之间设置有间隙，模具侧板的上方设置有电焊正极，模具侧板的下方设置有电焊负极，电焊正极和电焊负极分别设置在驱动机构上；电焊正极包括安装杆，安装杆底部设置有第一电极，第一电极的两侧设置有第二电极，安装杆上还设置有两个气动支撑杆；电焊负极包括安装板，安装板上设置有第三电极，第三电极的两侧设置有若干个冷却水循环管。本发明还公开了一种上述焊接机器人的焊接方法。本发明能够改进现有技术的不足，实现了在狭小的弯折部位进行焊缝的自动焊接。

Description

一种改进的焊接机器人及其焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，尤其是一种改进的焊接机器人及其焊接方法。

背景技术

焊接是应用在金属件连接上的一种通用技术。其中电阻焊是在焊接位置施加焊接电流，利用电流流过焊接位置所产生的热量实现对于焊接位置的熔融和焊接。对于焊缝较长、焊接位置金属厚度较薄的焊接位置，现有技术普遍使用缝焊的技术进行焊接。但是，一些特定工件的焊接位置是在两个金属片的夹缝处，位置狭小，缝焊所使用的滚轮电极无法放置在焊接位置，而传统的点焊设备又无法进行长条焊缝的焊接，所以这类焊接工作都是通过人工进行手工焊接，对于焊工的技术要求较高，容易出现由于人为失误导致的工件报废。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改进的焊接机器人及其焊接方法，能够解决现有技术的不足，实现了在狭小的弯折部位进行焊缝的自动焊接。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种改进的焊接机器人，包括机架，机架上设置有模具侧板，模具侧板之间设置有间隙，模具侧板的上方设置有电焊正极，模具侧板的下方设置有电焊负极，电焊正极和电焊负极分别设置在驱动机构上；电焊正极包括安装杆，安装杆底部设置有第一电极，第一电极的两侧设置有第二电极，安装杆上还设置有两个气动支撑杆；电焊负极包括安装板，安装板上设置有第三电极，第三电极的两侧设置有若干个冷却水循环管。

作为优选，所述第一电极包括第一电极外套，第一电极外套底部设置有齿形部，第一电极外套连接至直流电源正极，第一电极外套内设置有芯柱，芯柱通过第一弹簧体与安装杆连接，芯柱和第一电极外套之间设置有绝缘层，芯柱的底部设置有球形面。

作为优选，所述齿形部的齿尖部位外侧设置有挡板，相邻的齿尖部位之间连接有金属丝，齿尖部位底部与焊接部位接触的位置设置有倾斜接触面，倾斜接触面与水平面的夹角为8°～15°。

作为优选，所述第二电极包括第二电极外套，第二电极外套连接至直流电源正极，第二电极外套底部设置有金属垫板，金属垫板的外侧设置有弧形延长板，金属垫板内侧的底面设置有第一凹槽。

作为优选，所述第二电极与焊接面的接触点和第一电极与焊接面的接触点之间的距离为0.5～0.8mm。

作为优选，所述气动支撑杆底部轴接有限位块，限位块内设置有缓冲腔，缓冲腔内设置有液压缓冲套，液压缓冲套两侧设置有第二弹簧体，第二弹簧体与液压缓冲套之间的夹角为30°～45°，限位块的底面设置有若干个相互平行的导流槽，导流槽的侧壁倾斜向下设置，导流槽的两侧设置有若干个垂直于导流槽的狭缝。

作为优选，所述气动支撑杆与限位块之间设置有连接轴，限位块上设置有与连接轴两端连接的轴承，气动支撑杆上设置有与连接轴中部连接的轴套，轴套与轴承之间设置有扭簧，轴承的底部通过第三弹簧体设置有橡胶垫。

作为优选，所述第三电极包括插接在间隙内的汇流条，汇流条表面设置有与间隙相平行的第二凹槽，汇流条连接至直流电源负极。

一种上述的改进的焊接机器人的焊接方法，包括以下步骤：

A、将焊接件放置在模具侧板上，第一电极和第二电极对准焊缝，气动支撑杆将焊接件压接在模具侧板上；

B、开启直流电源，电焊正极和电焊负极在驱动机构的带动下进行点焊；

C、根据不同冷却水循环管内水温的变化判断焊点周围的温度变化情况，据此调整焊接电流大小；

D、焊接完成后，使用冷却水循环管对焊缝进行均匀降温。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明采用点焊的形式对焊缝进行焊接。通过采用多电极（第一电极和第二电极）的焊接结构，可以在焊接位置上形成均匀的焊点重叠覆盖区域，从而实现点焊对于较长焊缝的良好焊接。第一电极的齿形部作为焊接接触部位，可以提高焊接部位外侧的熔融效果，从而实现与第二电极熔融部位的良好接触。齿形部外侧的挡板可以降低第一电极放电焊接时向外侧飞溅的残渣，从而提高外侧焊接区域的平整度。金属丝可以提高不同齿尖部位的电流均匀度，从而提高焊接区域熔融均匀度。第二电极所设置的弧形延长板可以对焊接位置的外侧进行压接，避免非焊接位置的形变，并且可以防止焊接边缘产生毛刺。第一凹槽用来引导第一电极所处的熔融区域的熔融态金属与第二电极所处的熔融区域的熔融态金属的混合，从而提高两个熔融区域的融合均匀度。限位块与焊接件压接接触后，可以根据接触角度与气动支撑杆发生相对旋转，从而保持最佳压接角度。第三电极通过设置汇流条，可以加大汇流面积，降低汇流处的额外发热量。通过使用本发明的点焊结构，可以实现点焊区域的均匀熔接，从而实现焊缝的良好焊接。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中电焊正极的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中第一电极的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中齿形部的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中第二电极的结构图。

图6是本发明一个具体实施方式中限位块的结构图。

图7是本发明一个具体实施方式中气动支撑杆与限位块连接部位的结构图。

图8是本发明一个具体实施方式中电焊负极的结构图。

图9是本发明一个具体实施方式中第三电极的结构图。

图中：1、机架；2、模具侧板；3、电焊正极；4、电焊负极；5、安装杆；6、第一电极；7、第二电极；8、气动支撑杆；9、安装板；10、第三电极；11、冷却水循环管；12、第一电极外套；13、齿形部；14、芯柱；15、第一弹簧体；16、绝缘层；17、球形面；18、挡板；19、金属丝；20、倾斜接触面；21、第二电极外套；22、金属垫板；23、弧形延长板；24、第一凹槽；25、限位块；26、缓冲腔；27、液压缓冲套；28、第二弹簧体；29、导流槽；30、狭缝；31、连接轴；32、轴承；33、轴套；34、扭簧；35、第三弹簧体；36、橡胶垫；37、汇流条；38、第二凹槽；39、通孔；40、第三凹槽；41、翅片。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-9，本发明一个具体实施方式包括机架1，机架1上设置有模具侧板2，模具侧板2之间设置有间隙5，模具侧板2的上方设置有电焊正极3，模具侧板2的下方设置有电焊负极4，电焊正极3和电焊负极4分别设置在驱动机构（图中未示出）上；电焊正极3包括安装杆5，安装杆5底部设置有第一电极6，第一电极6的两侧设置有第二电极7，安装杆5上还设置有两个气动支撑杆8；电焊负极4包括安装板9，安装板9上设置有第三电极10，第三电极10的两侧设置有若干个冷却水循环管11。第一电极6包括第一电极外套12，第一电极外套12底部设置有齿形部13，第一电极外套12连接至直流电源正极，第一电极外套12内设置有芯柱14，芯柱14通过第一弹簧体15与安装杆5连接，芯柱14和第一电极外套12之间设置有绝缘层16，芯柱14的底部设置有球形面17。齿形部13的齿尖部位外侧设置有挡板18，相邻的齿尖部位之间连接有金属丝19。第二电极7包括第二电极外套21，第二电极外套21连接至直流电源正极，第二电极外套21底部设置有金属垫板22，金属垫板22的外侧设置有弧形延长板23，金属垫板22内侧的底面设置有第一凹槽24。第二电极7与焊接面的接触点和第一电极6与焊接面的接触点之间的距离为0.65mm。气动支撑杆8底部轴接有限位块25，限位块25内设置有缓冲腔26，缓冲腔26内设置有液压缓冲套27，液压缓冲套27两侧设置有第二弹簧体28，第二弹簧体28与液压缓冲套27之间的夹角为35°，限位块25的底面设置有若干个相互平行的导流槽29，导流槽29的侧壁倾斜向下设置，导流槽29的两侧设置有若干个垂直于导流槽29的狭缝30。气动支撑杆8与限位块25之间设置有连接轴31，限位块25上设置有与连接轴31两端连接的轴承32，气动支撑杆8上设置有与连接轴31中部连接的轴套33，轴套33与轴承32之间设置有扭簧34，轴承32的底部通过第三弹簧体35设置有橡胶垫36。第三电极10包括插接在间隙5内的汇流条37，汇流条37表面设置有与间隙5相平行的第二凹槽38，汇流条37连接至直流电源负极。

另外，齿尖部位底部与焊接部位接触的位置设置有倾斜接触面20，倾斜接触面20与水平面的夹角为12°。倾斜接触面20可以提高焊接位置熔化时的均匀度，减少飞溅。齿尖部位上还设置有通孔39，通孔39位于第一凹槽24的下方。通孔39可以提高熔融状态焊料的流动性。冷却水循环管11在汇流条37的两侧均匀分布，冷却水循环管11顶部设置有第三凹槽40，第三凹槽40内设置有翅片41。翅片41与焊缝间隙配合。通过设置第三凹槽40，避免了直接水冷使得焊缝内部容易出现裂纹的问题，翅片41减少了由于设置第三凹槽40而带来的热传递效率降低的影响。

一种上述的改进的焊接机器人的焊接方法，包括以下步骤：

A、将焊接件放置在模具侧板2上，第一电极6和第二电极7对准焊缝，气动支撑杆8将焊接件压接在模具侧板2上；

B、开启直流电源，电焊正极3和电焊负极4在驱动机构的带动下进行点焊；

C、根据不同冷却水循环管11内水温的变化判断焊点周围的温度变化情况，据此调整焊接电流大小；

D、焊接完成后，使用冷却水循环管11对焊缝进行均匀降温。

气动支撑杆8与电焊正极3对于焊接件的压力之和在焊接过程中保持不变。

本发明可以实现使用点焊技术实现长距离焊缝的自动焊接，尤其适用于板厚小于0.3mm、夹角小于30°的焊接位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种改进的焊接机器人，包括机架（1），其特征在于：机架（1）上设置有模具侧板（2），模具侧板（2）之间设置有间隙，模具侧板（2）的上方设置有电焊正极（3），模具侧板（2）的下方设置有电焊负极（4），电焊正极（3）和电焊负极（4）分别设置在驱动机构上；电焊正极（3）包括安装杆（5），安装杆（5）底部设置有第一电极（6），第一电极（6）的两侧设置有第二电极（7），安装杆（5）上还设置有两个气动支撑杆（8）；电焊负极（4）包括安装板（9），安装板（9）上设置有第三电极（10），第三电极（10）的两侧设置有若干个冷却水循环管（11），

所述第一电极（6）包括第一电极外套（12），第一电极外套（12）底部设置有齿形部（13），第一电极外套（12）连接至直流电源正极，第一电极外套（12）内设置有芯柱（14），芯柱（14）通过第一弹簧体（15）与安装杆（5）连接，芯柱（14）和第一电极外套（12）之间设置有绝缘层（16），芯柱（14）的底部设置有球形面（17），

所述齿形部（13）的齿尖部位外侧设置有挡板（18），相邻的齿尖部位之间连接有金属丝（19），

所述第二电极（7）包括第二电极外套（21），第二电极外套（21）连接至直流电源正极，第二电极外套（21）底部设置有金属垫板（22），金属垫板（22）的外侧设置有弧形延长板（23），金属垫板（22）内侧的底面设置有第一凹槽（24）。

2.根据权利要求1所述的改进的焊接机器人，其特征在于：所述第二电极（7）与焊接面的接触点和第一电极（6）与焊接面的接触点之间的距离为0.5～0.8mm。

3.根据权利要求1所述的改进的焊接机器人，其特征在于：所述气动支撑杆（8）底部轴接有限位块（25），限位块（25）内设置有缓冲腔（26），缓冲腔（26）内设置有液压缓冲套（27），液压缓冲套（27）两侧设置有第二弹簧体（28），第二弹簧体（28）与液压缓冲套（27）之间的夹角为30°～45°，限位块（25）的底面设置有若干个相互平行的导流槽（29），导流槽（29）的侧壁倾斜向下设置，导流槽（29）的两侧设置有若干个垂直于导流槽（29）的狭缝（30）。

4.根据权利要求3所述的改进的焊接机器人，其特征在于：所述气动支撑杆（8）与限位块（25）之间设置有连接轴（31），限位块（25）上设置有与连接轴（31）两端连接的轴承（32），气动支撑杆（8）上设置有与连接轴（31）中部连接的轴套（33），轴套（33）与轴承（32）之间设置有扭簧（34），轴承（32）的底部通过第三弹簧体（35）设置有橡胶垫（36）。

5.根据权利要求1所述的改进的焊接机器人，其特征在于：所述第三电极（10）包括插接在间隙内的汇流条（37），汇流条（37）表面设置有与间隙相平行的第二凹槽（38），汇流条（37）连接至直流电源负极。

6.一种权利要求1-5任意一项所述的改进的焊接机器人的焊接方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将焊接件放置在模具侧板（2）上，第一电极（6）和第二电极（7）对准焊缝，气动支撑杆（8）将焊接件压接在模具侧板（2）上；

B、开启直流电源，电焊正极（3）和电焊负极（4）在驱动机构的带动下进行点焊；

C、根据不同冷却水循环管（11）内水温的变化判断焊点周围的温度变化情况，据此调整焊接电流大小；

D、焊接完成后，使用冷却水循环管（11）对焊缝进行均匀降温。