CN113909742A - 焊接装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种焊接装置。该焊接装置包括焊接机器人、控制器和离子发生器，其中，焊接机器人包括焊接本体、设置在焊接本体上的激光传感器和焊枪以及设置在激光传感器的图像采集镜头的表面上的透明导电结构；控制器用于根据焊枪的电压确定输出第一控制信号或第二控制信号；离子发生器根据控制器输出的信号产生对应的离子并输出对应的电压。该焊接装置中，当飞溅的焊料进过预定区域，焊料带有对应的电极性，当带有电极性的焊料接近透明导电结构时，受到相同电极性的电场的排斥作用，使得焊料远离透明导电结构，即远离焊接机器人的图像采集镜头，从而减少了焊料飞溅到图像采集镜头的表面上，进而提升了焊接机器人图像采集的质量。

Description

焊接装置

技术领域

本申请涉及焊接领域，具体而言，涉及一种焊接装置。

背景技术

现有方案采用以下方法防止焊接飞溅：1、在相机前安装普通防焊接飞溅玻璃；2、改变激光传感器的位置，使激光传感器图像采集窗口背对焊接点的位置。

上述方案的缺陷：在实际使用中还是会有很多细小的焊接飞溅粘连在防焊接飞溅玻璃上，这些粘连的飞溅会影响到图像采集的质量。在累计焊接一段分钟后，无法采集到有效的图像导致焊缝识别失效。这时候必须停止焊接，人工更换防焊接飞溅玻璃。

因此，亟需一种可以缓解焊接飞溅粘连在玻璃上的方案。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种焊接装置，以缓解现有技术中焊接飞溅粘连在玻璃上的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种焊接装置，包括：焊接机器人，包括焊接本体、激光传感器、焊枪和透明导电结构，所述激光传感器和所述焊枪设置在所述焊接本体上，所述激光传感器包括图像采集镜头，所述透明导电结构设置在所述图像采集镜头的表面上；控制器，所述控制器的输入端与所述焊枪电连接，所述控制器根据所述焊枪的电压确定输出第一控制信号或第二控制信号，在所述焊枪的电压表征所述焊枪的接法为正向接法时，所述控制器发出所述第一控制信号，在所述焊枪的电压表征所述焊枪的接法为反向接法时，所述控制器发出所述第二控制信号；离子发生器，所述离子发生器的输入端与所述控制器的输出端连接，所述离子发生器的输出端与所述透明导电结构电连接，所述离子发生器接收到所述第一控制信号时产生负离子并输出负电压，所述离子发生器接收到所述第二控制信号时产生正离子并输出正电压，所述离子发生器吹出的离子经过预定区域，所述预定区域位于飞溅的焊料至所述透明导电结构的路径上。

可选地，所述控制器包括：电压变送器电路，所述电压变送器电路的输入端与所述焊枪电连接，所述电压变送器电路用于对所述焊枪的电压进行转换；MCU，所述MCU的输入端与所述电压变送器电路的输出端连接，所述MCU根据转换后的电压输出所述第一控制信号或者所述第二控制信号；离子发生器控制电路，所述离子发生器控制电路的输入端与所述MCU的输出端电连接，所述离子发生器控制电路的输出端与所述离子发生器电连接。

可选地，所述控制器还包括：电源转换电路，一端用于与电源电连接，另一端分别与所述电压变送器电路、所述MCU以及所述离子发生器控制电路电连接。

可选地，所述离子发生器包括：离子发生结构，与所述控制器电连接，所述离子发生结构具有容纳腔和导风口，所述离子发生结构用于产生离子并从所述导风口吹出；风扇，与所述容纳腔连通，用于搅动所述容纳腔中的所述离子并使得所述离子从所述导风口吹出。

可选地，所述离子发生结构包括：第一子结构，与所述控制器电连接，所述第一子结构用于产生离子且具有离子释放口，所述第一子结构产生的离子从所述离子释放口释放出；第二子结构，设置在所述第一子结构上且与所述第一子结构形成所述容纳腔，所述离子释放口与所述容纳腔连通，所述第二子结构具有所述导风口。

可选地，所述导风口的中轴线与所述图像采集镜头的中轴线之间的夹角为锐角。

可选地，所述透明导电结构包括依次叠置的第一玻璃层、透明导电层和第二玻璃层，其中，所述第二玻璃层的宽度小于所述第一玻璃层的宽度，所述第二玻璃层覆盖所述透明导电层的中间部分，使得第一边界部分和第二边界部分裸露，所述第一边界部分和所述第二边界部分分别位于所述中间部分的两侧，所述第一玻璃层的宽度和所述透明导电层的宽度相同，所述透明导电层和所述离子发生器的输出端连接。

可选地，所述透明导电结构有两个，所述激光传感器还包括激光发射窗口，一个所述透明导电结构设置在所述激光发射窗口的表面上。

可选地，所述焊接机器人还包括固定结构，所述固定结构包括金属导电部和固定件，所述固定件穿设在所述金属导电部上，所述第一边界部分和所述第二边界部分中的至少一个具有通孔，所述固定结构穿过所述通孔与所述激光传感器连接，所述金属导电部与所述第一边界部分的表面或所述第二边界部分的表面接触，所述金属导电部还与所述离子发生器的输出端连接。

可选地，所述离子发生器位于所述激光传感器的远离所述焊枪的一侧。

在本发明实施例中，焊接装置包括焊接机器人、控制器和离子发生器，其中，焊接机器人包括焊接本体、设置在焊接本体上的激光传感器和焊枪以及设置在激光传感器的图像采集镜头的表面上的透明导电结构；控制器用于根据焊枪的电压确定输出第一控制信号或第二控制信号；离子发生器根据控制器输出的信号产生对应的离子并输出对应的电压。该焊接装置中，控制器与焊接机器人的焊枪电连接，检测焊枪的电压，根据电压输出第一控制信号或第二控制信号，离子发生器根据控制信号产生负离子或者正离子，将离子吹向预定区域，并向透明导电结构输出负电压或者正电压，透明导电结构产生负极电场或者正极电场，当飞溅的焊料进过预定区域，焊料带有对应的电极性，当带有电极性的焊料接近透明导电结构时，受到相同电极性的电场的排斥作用，使得焊料远离透明导电结构，即远离焊接机器人的图像采集镜头，从而减少了焊料飞溅到图像采集镜头的表面上，进而提升了焊接机器人图像采集的质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的控制器的示意图；

图2示出了根据本申请的实施例的离子发生器的主视图；

图3示出了根据本申请的实施例的离子发生器的左视图；

图4示出了根据本申请的实施例的透明导电结构的主视图；

图5示出了根据本申请的实施例的透明导电结构的俯视图；

图6示出了根据本申请的实施例的固定结构的示意图；

图7示出了根据本申请的实施例的防飞溅原理的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、电压变送器电路；20、MCU；30、离子发生器控制电路；40、电源转换电路；50、离子发生结构；51、容纳腔；52、导风口；53、风扇；54、第一子结构；55、控制器；56、控制器接口；57、离子发生器接口；58、高电压接口；59、离子释放口；60、第二玻璃层；61、透明导电层；62、第一玻璃层；63、通孔；64、金属弹片；65、焊枪；66、透明导电结构；67、激光传感器；68、挡板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术中所说的，现有技术中的焊接飞溅粘连在玻璃上，为了缓解上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种焊接装置。

该装置包括焊接机器人、控制器和离子发生器，其中，焊接机器人包括焊接本体、激光传感器、焊枪和透明导电结构，上述激光传感器和上述焊枪设置在上述焊接本体上，上述激光传感器包括图像采集镜头，上述透明导电结构设置在上述图像采集镜头的表面上；上述控制器的输入端与上述焊枪电连接，上述控制器根据上述焊枪的电压确定输出第一控制信号或第二控制信号，在上述焊枪的电压表征上述焊枪的接法为正向接法时，上述控制器发出上述第一控制信号，在上述焊枪的电压表征上述焊枪的接法为反向接法时，上述控制器发出上述第二控制信号；上述离子发生器的输入端与上述控制器的输出端连接，上述离子发生器的输出端与上述透明导电结构电连接，上述离子发生器接收到上述第一控制信号时产生负离子并输出负电压，上述离子发生器接收到上述第二控制信号时产生正离子并输出正电压，上述离子发生器吹出的离子经过预定区域，上述预定区域位于飞溅的焊料至上述透明导电结构的路径上。

上述的焊接装置包括焊接机器人、控制器和离子发生器，其中，焊接机器人包括焊接本体、设置在焊接本体上的激光传感器和焊枪以及设置在激光传感器的图像采集镜头的表面上的透明导电结构；控制器用于根据焊枪的电压确定输出第一控制信号或第二控制信号；离子发生器根据控制器输出的信号产生对应的离子并输出对应的电压。该焊接装置中，控制器与焊接机器人的焊枪电连接，检测焊枪的电压，根据电压输出第一控制信号或第二控制信号，离子发生器根据控制信号产生负离子或者正离子，将离子吹向预定区域，并向透明导电结构输出负电压或者正电压，透明导电结构产生负极电场或者正极电场，当飞溅的焊料进过预定区域，焊料带有对应的电极性，当带有电极性的焊料接近透明导电结构时，受到相同电极性的电场的排斥作用，使得焊料远离透明导电结构，即远离焊接机器人的图像采集镜头，从而减少了焊料飞溅到图像采集镜头的表面上，进而提升了焊接机器人图像采集的质量。

本申请的一种实施例中，图1是根据本申请实施例的控制器的示意图。如图1所示，上述控制器包括电压变送器电路10、MCU20和离子发生器控制电路30，其中，上述电压变送器电路10的输入端与上述焊枪电连接，上述电压变送器电路10用于对上述焊枪的电压进行转换；上述MCU20的输入端与上述电压变送器电路10的输出端连接，上述MCU20根据转换后的电压输出上述第一控制信号或者上述第二控制信号；上述离子发生器控制电路30的输入端与上述MCU20的输出端电连接，上述离子发生器控制电路30的输出端与上述离子发生器电连接。本实施例中，焊枪电压变送器电路采集到焊枪的电压，并将焊枪的电压转换成MCU可以识别的电信号，MCU根据焊枪的电压的电信号向离子发生器控制电路输出相应的控制信号，离子发生器控制电路控制离子发生器输出相应的电压及产生相应的离子，对焊枪的电压识别更加准确，进一步减少了焊料飞溅到镜头表面上。

当然，实际的应用中，上述MCU还可以为其他控制芯片，本领域技术人员可以根据实际情况来选择。

本申请的又一种实施例中，如图1所示，上述控制器还包括电源转换电路40，其中，电源转换电路40的一端用于与电源电连接，另一端分别与上述电压变送器电路10、上述MCU20以及上述离子发生器控制电路30电连接。本实施例中，电源转换电路对电源进行转换，这样无需额外的电源对控制器的各个部分进行供电，减少了电源对电路的干扰，使得电路更加稳定，从而达到更好的控制效果，进一步减少了焊料飞溅。

本申请的另一种实施例中，如图2和图3所示，上述离子发生器包括离子发生结构50和风扇53，其中，离子发生结构50与上述控制器55电连接，上述离子发生结构50具有容纳腔51和导风口52，上述离子发生结构50用于产生离子并从上述导风口52吹出；风扇53与上述容纳腔51连通，用于搅动上述容纳腔51中的上述离子并使得上述离子从上述导风口52吹出。本实施例中，离子发生结构产生离子并存储容纳腔中，风扇将离子从容纳腔中吹出，将更多离子吹至预定范围内，使得更多的飞溅的焊料带有电极性，确保更多飞溅的焊料远离透明导电结构，从而进一步减少了焊料飞溅。

本申请的再一种实施例中，如图2和图3所示，上述离子发生结构50包括第一子结构54和第二子结构，其中，第一子结构54与上述控制器55电连接，上述第一子结构54用于产生离子且具有离子释放口59，上述第一子结构54产生的离子从上述离子释放口59释放出；第二子结构设置在上述第一子结构54上且与上述第一子结构54形成上述容纳腔51，上述离子释放口与上述容纳腔51连通，上述第二子结构具有上述导风口52。本实施例中，第一子结构产生离子，从离子释放口释放离子，存储在与第二子结构形成的容纳腔中，风扇将离子从第二子结构的导风口吹出，使得更多离子被吹至预定范围，从而进一步减少了焊料飞溅。

本申请的一种具体的实施例中，如图2和图3所示，上述离子发生器还包括控制器接口56、离子发生器接口57和高电压接口58。

为了使得更多焊料带有电极性，进一步减少焊料飞溅，本申请的又一种实施例中，上述导风口52的中轴线与上述图像采集镜头的中轴线之间的夹角为锐角。

当然，实际的应用中，上述夹角不仅可以为锐角，还可以为其他角度，本领域技术人员可以根据实际情况来选择。

本申请的另一种实施例中，如图4和图5所示，上述透明导电结构包括依次叠置的第一玻璃层62、透明导电层61和第二玻璃层60，其中，上述第二玻璃层60的宽度小于上述第一玻璃层62的宽度，上述第二玻璃层60覆盖上述透明导电层61的中间部分，使得第一边界部分和第二边界部分裸露，上述第一边界部分和上述第二边界部分分别位于上述中间部分的两侧，上述第一玻璃层62的宽度和上述透明导电层61的宽度相同，上述透明导电层61和上述离子发生器的输出端连接。本实施例中，在透明导电层的两面叠置玻璃层，可以避免透明导电层被破坏，提高了透明导电结构的使用寿命，同时第一边界部分和第二边界部分裸露，便于与离子发生器的输出端连接。

本申请的再一种实施例中，上述透明导电结构有两个，上述激光传感器还包括激光发射窗口，一个上述透明导电结构设置在上述激光发射窗口的表面上。本实施例中，在激光发射窗口的表面也设置透明导电结构，可以避免飞溅的焊料遮挡焊料激光发射窗口，进一步提升激光传感器采集到的图像质量。

本申请的又一种实施例中，上述焊接机器人还包括固定结构，上述固定结构包括金属导电部和固定件，上述固定件穿设在上述金属导电部上，上述第一边界部分和上述第二边界部分中的至少一个具有通孔63，上述固定结构穿过上述通孔63与上述激光传感器连接，上述金属导电部与上述第一边界部分的表面或上述第二边界部分的表面接触，上述金属导电部还与上述离子发生器的输出端连接。本实施例中，焊接机器人还包括固定结构，避免透明导电结构发生移位，影响图像采集的质量，同时导电结构还包括金属导电部，可以将电压传送至透明导电层。

本申请的一种具体的实施例中，上述固定结构包括固定件和金属弹片64，图6是根据本申请实施例的固定结构的示意图，透明导电结构被金属弹片64夹在固定结构上，金属弹片64还可以向透明导电层传输电压。当然，实际的应用中，上述固定结构还可以为其他结构，本领域技术人员可以根据实际情况来选择。

为了使得更多焊料带有电极性，进一步减少焊料飞溅，本申请的另一种实施例中，上述离子发生器位于上述激光传感器的远离上述焊枪的一侧。

为了使得本领域的技术人员更加清楚明确地了解本申请的技术方案，下面将结合具体的实施例进行说明：

实施例

该实施例防飞溅原理的如图7所示，该原理图中的焊枪65采用的是反向接法，激光传感器67还包括挡板68，其中离子发生结构具体结构见上文描述以及附图2和3所示，具体工作方式包括：

焊枪65的电压在-35V～35V之间，通过电压变送器电路将焊枪65的电压转变为0～3V之间的电压，0～1.2V对应反向接法，1.8V～3V对应正向接法，电压变送器电路将该电压传输到MCU内部ADC检测后，MCU得到焊枪65的电压。MCU根据焊枪65电压，判断当前是正向接法还是反向接法；

如果是反向接法就发出第二控制信号，上述第二控制信号为0V电平，控制离子发生器产生正离子，同时离子发生产生正电压，该电压连接到激光传感器67的图像采集镜头的表面上的透明导电结构66，使透明导电结构66产生正极电场，当飞溅的焊料穿过正离子后，带有正极性，当带有正极性的焊料接近透明导电结构66时，受到透明导电结构66的正电场极性的作用力，会使焊料远离透明导电结构；

该实施例中，激光传感器67的激光发射窗口的表面上也有透明导电结构66，其具体的工作方式与图像采集镜头的表面上的透明导电结构66的工作方式相同，这里就不再重复描述了。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请的焊接装置包括焊接机器人、控制器和离子发生器，其中，焊接机器人包括焊接本体、设置在焊接本体上的激光传感器和焊枪以及设置在激光传感器的图像采集镜头的表面上的透明导电结构；控制器用于根据焊枪的电压确定输出第一控制信号或第二控制信号；离子发生器根据控制器输出的信号产生对应的离子并输出对应的电压。该焊接装置中，控制器与焊接机器人的焊枪电连接，检测焊枪的电压，根据电压输出第一控制信号或第二控制信号，离子发生器根据控制信号产生负离子或者正离子，将离子吹向预定区域，并向透明导电结构输出负电压或者正电压，透明导电结构产生负极电场或者正极电场，当飞溅的焊料进过预定区域，焊料带有对应的电极性，当带有电极性的焊料接近透明导电结构时，受到相同电极性的电场的排斥作用，使得焊料远离透明导电结构，即远离焊接机器人的图像采集镜头，从而减少了焊料飞溅到图像采集镜头的表面上，进而提升了焊接机器人图像采集的质量。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊接装置，其特征在于，包括：

焊接机器人，包括焊接本体、激光传感器、焊枪和透明导电结构，所述激光传感器和所述焊枪设置在所述焊接本体上，所述激光传感器包括图像采集镜头，所述透明导电结构设置在所述图像采集镜头的表面上；

控制器，所述控制器的输入端与所述焊枪电连接，所述控制器根据所述焊枪的电压确定输出第一控制信号或第二控制信号，在所述焊枪的电压表征所述焊枪的接法为正向接法时，所述控制器发出所述第一控制信号，在所述焊枪的电压表征所述焊枪的接法为反向接法时，所述控制器发出所述第二控制信号；

离子发生器，所述离子发生器的输入端与所述控制器的输出端连接，所述离子发生器的输出端与所述透明导电结构电连接，所述离子发生器接收到所述第一控制信号时产生负离子并输出负电压，所述离子发生器接收到所述第二控制信号时产生正离子并输出正电压，所述离子发生器吹出的离子经过预定区域，所述预定区域位于飞溅的焊料至所述透明导电结构的路径上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：

电压变送器电路，所述电压变送器电路的输入端与所述焊枪电连接，所述电压变送器电路用于对所述焊枪的电压进行转换；

MCU，所述MCU的输入端与所述电压变送器电路的输出端连接，所述MCU根据转换后的电压输出所述第一控制信号或者所述第二控制信号；

离子发生器控制电路，所述离子发生器控制电路的输入端与所述MCU的输出端电连接，所述离子发生器控制电路的输出端与所述离子发生器电连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器还包括：

电源转换电路，一端用于与电源电连接，另一端分别与所述电压变送器电路、所述MCU以及所述离子发生器控制电路电连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述离子发生器包括：

离子发生结构，与所述控制器电连接，所述离子发生结构具有容纳腔和导风口，所述离子发生结构用于产生离子并从所述导风口吹出；

风扇，与所述容纳腔连通，用于搅动所述容纳腔中的所述离子并使得所述离子从所述导风口吹出。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述离子发生结构包括：

第一子结构，与所述控制器电连接，所述第一子结构用于产生离子且具有离子释放口，所述第一子结构产生的离子从所述离子释放口释放出；

第二子结构，设置在所述第一子结构上且与所述第一子结构形成所述容纳腔，所述离子释放口与所述容纳腔连通，所述第二子结构具有所述导风口。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导风口的中轴线与所述图像采集镜头的中轴线之间的夹角为锐角。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述透明导电结构包括依次叠置的第一玻璃层、透明导电层和第二玻璃层，其中，所述第二玻璃层的宽度小于所述第一玻璃层的宽度，所述第二玻璃层覆盖所述透明导电层的中间部分，使得第一边界部分和第二边界部分裸露，所述第一边界部分和所述第二边界部分分别位于所述中间部分的两侧，所述第一玻璃层的宽度和所述透明导电层的宽度相同，所述透明导电层和所述离子发生器的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述透明导电结构有两个，所述激光传感器还包括激光发射窗口，一个所述透明导电结构设置在所述激光发射窗口的表面上。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述焊接机器人还包括固定结构，所述固定结构包括金属导电部和固定件，所述固定件穿设在所述金属导电部上，所述第一边界部分和所述第二边界部分中的至少一个具有通孔，所述固定结构穿过所述通孔与所述激光传感器连接，所述金属导电部与所述第一边界部分的表面或所述第二边界部分的表面接触，所述金属导电部还与所述离子发生器的输出端连接。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述离子发生器位于所述激光传感器的远离所述焊枪的一侧。

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