CN213437969U - 一种可精确焊接小圆焊缝的机器人治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，包括第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂固定于焊接机器人末端，且所述第一夹持臂沿长度方向的末端与第二夹持臂的第一端通过限位装置转动连接，所述限位装置可限制第二夹持臂的第一端相对第一夹持臂的转动角度，且所述转动连接处的转动轴线与第一夹持臂长度方向的轴线垂直，所述第二夹持臂的第二端设有供焊枪穿过的夹持孔。本实用新型可实现对小圆焊缝的精确焊接，且结构简单，操作方便，效率高。

Description

一种可精确焊接小圆焊缝的机器人治具

技术领域

本实用新型涉及焊接领域，具体为一种可精确焊接小圆焊缝的机器人治具。

背景技术

目前，自动(半自动)焊接机器人在目前的工业生产中具有广泛的应用，代替人工焊接能够降低成本，提高效率，在焊接机器人进行焊接时，其本身是根据与焊接路线所对应的设定的程序运行的，且焊枪是直接固定在焊接机器人末端上的，即焊枪无法调整与焊接机器人末端的相对位置，因而很难焊接处直径小于12～14mm的圆弧焊缝，此外，在焊接小圆弧焊缝的过程中，完全依靠机器人自身各关节协调动作进行焊接，焊接后的焊缝成形很难做到非常圆，不利于实现高质量焊接。

此外，现有的焊接机器人是通过采集焊缝路线上多个点的信息来设定焊接程序的，如在焊接圆形焊缝时，一般会在程序里记录该圆焊缝的3点，通过3点确定圆弧，这种编程方式增加了编程人员的编程时间，同时也对编程人员的要求提高，不利于提高焊接效率。

综上，现有的焊接机器人在焊接小圆焊缝时，其焊接质量参差不齐、不好把控，焊接的不合格率较高，人工焊接小圆绗缝对工人的要求高，且效率低，无法满足生产要求，因而高效和高质量的实现对小圆焊缝的焊接是整个行业内亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型公开了一种可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，它解决了现有技术中在焊接小圆焊缝时焊接质量参差不齐、合格率低、且焊接过程费时耗力的技术问题，且可快速、高效且精确地实现对小圆绗缝的焊接，同时可减少编程人员的劳动强度、降低对编程人员的能力要求，有利于降低企业生产成本，所采用的技术方案如下：

一种可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，包括第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂固定于焊接机器人末端，且所述第一夹持臂沿长度方向的末端与第二夹持臂的第一端通过限位装置转动连接，所述限位装置可限制第二夹持臂的第一端相对第一夹持臂的转动角度，且所述转动连接处的转动轴线与第一夹持臂长度方向的轴线垂直，所述第二夹持臂的第二端设有供焊枪穿过的夹持孔。

在上述技术方案的基础之上，所述第一夹持臂可拆卸连接有第一法兰，所述第一法兰与焊接机器人末端的法兰可拆卸连接，且所述第一夹持臂上设有第一长孔，所述第一法兰可相对第一长孔的不同位置与第一夹持臂可拆卸连接。优选的，所述第一法兰上设有用于容置第一夹持臂的U形槽。

在上述技术方案的基础之上，所述限位装置为螺栓组件，所述螺栓组件包括螺柱和与螺柱配合的螺母，所述第一夹持臂沿长度方向的末端设有两夹紧臂，所述第二夹持臂的第一端置于两夹紧臂之间且与两夹紧臂相对的两内侧壁间隙配合，所述螺柱穿过两夹紧臂、第二夹持臂的第一端，且通过螺母将两夹紧臂与第二夹持臂第一端压紧。

在上述技术方案的基础之上，所述位于两夹紧臂中间的底面设有向下倾斜的角度。

在上述技术方案的基础之上，所述第二夹持臂的第一端和/或两夹紧臂上设有第二长孔，且所述螺柱穿过两夹紧臂、第二夹持臂的第一端，且通过螺母将两夹紧臂与第二夹紧臂第一端压紧。

在上述技术方案的基础之上，还包括紧固装置，所述夹持孔的内侧壁开设有延伸至第二夹持臂外侧壁的开口，所述紧固装置用于将形成开口的第一侧壁与形成开口的第二侧壁向内侧压紧。优选的，所述紧固装置可以是螺钉或螺栓组件中的一种。

在上述技术方案的基础之上，所述焊枪通过绝缘套与夹持孔紧配合。

在上述技术方案的基础之上，所述第一法兰上与焊接机器人末端的法兰间设有防碰撞传感器，所述防碰撞传感器与焊接机器人的控制器电性连接。

在上述技术方案的基础之上，还包括直线模组，所述直线模组的移动部与第一夹持臂连接连接，所述直线模组的固定部固接于焊接机器人或防碰撞传感器上。

在上述技术方案的基础之上，所述第一夹持臂下方还设有激光对中器，且所述激光对中器所发出的激光束与焊接机器人末端的中心线共线。

有益效果

本实用新型中的焊枪与焊接机器人末端可拆卸连接，且可人工调整焊枪与焊接机器人的相对位置，如此在焊接直径较小的小圆焊缝时，可通过焊接机器人不动、调整焊枪相对焊接机器人的方式来实现对小圆焊缝焊接前的调试工作，即使更小直径的小圆焊缝也能很好的完成焊接，如此可克服现有技术中因焊接机器人自身各关节协调动作不理想导致的无法高质量实现对小圆焊缝的焊接。

本实用新型中在对小圆焊缝进行焊接时，可通过调整焊枪末端点相对焊接机器人末端中心线的垂直距离来确定小圆焊缝的直径，之后将焊接机器人末端的中心线移动至与待焊接的小圆焊缝的圆心重合，此时工人操作焊接机器人记录圆心点位置并设定焊接机器人末端绕该圆心点旋转一定角度即完成小圆焊缝的焊接，此焊接方法所涉及的对焊接机器人的编程工作量小，有利于减少编程人员的劳动强度，降低编程人员的能力要求，降低企业用工成本。

本实用新型中的机器人治具在焊接小圆焊缝中定位和编程过程简单易操作，因而可适用于频繁换型的小批量工件焊接过程，有利于推广应用。

本实用新型中第一夹持臂可相对焊接机器人末端左右调整、第二夹持臂第一端可相对第一夹持臂末端可左右移动和上下转动，此外焊枪相对第二夹持臂也可做上下调整，如此在焊接机器人末端固定不动的情况下可实现对更多尺寸或位置的圆焊缝的焊接。

本实用新型中还包括激光对中器，有利于将焊接机器人末端的中心线定位在圆焊缝的圆心位置处，从而保证较高的焊接质量和焊接精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1：本实用新型的结构示意图；

图2：本实用新型正视图的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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实用新型和简化描述，而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实用新型的限制。

如图1～2所示的一种可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，包括第一夹持臂1和第二夹持臂2。

第一夹持臂1下设有压紧块5与第一螺栓，且压紧块5上设有供第一螺栓穿过的竖向通孔，所述第一夹持臂1上面设有第一法兰6，第一法兰6可与焊接机器人末端的法兰螺接，且第一法兰6上还设有与第一螺栓配合的螺纹孔，第一夹持臂1上设有竖向的第一长孔7，所述第一螺栓穿过压紧块5上的通孔、第一夹持臂1上的第一长孔7且与第一法兰6螺接，此外，压紧块5的上面设有用于容置第一夹持臂1的U形凹槽，第一法兰6的底面设有用于容置第一夹持臂1的U形凹槽，如此可平稳调节第一夹持臂1与第一法兰6的相对位置。此外压紧块5下还螺接有激光对中器14，且所述激光对中器14所发出的激光束与焊接机器人末端的中心线共线，如此可方便将焊接机器人的中心线定位至圆焊缝的圆心处，其中激光对中器14为现有技术，本领域技术人员可根据需求进行选购。

所述第一夹持臂1沿长度方向的末端与第二夹持臂2的第一端通过限位装置转动连接，所述限位装置为螺栓组件9，所述螺栓组件9包括螺柱和与螺柱配合的螺母，所述第一夹持臂1沿长度方向的末端设有两夹紧臂8，两夹紧臂8间隔6～10mm，所述第二夹持臂2的第一端上设有水平向的第二长孔10，且所述第二夹持臂2的第一端置于两夹紧臂8之间且与两夹紧臂8相对的两内侧壁间隙配合，所述两夹紧臂8上设有供螺柱穿过的通孔，所述螺柱穿过两夹紧臂8上的通孔、第二夹持臂2的第一端上的第二长孔10，通过旋紧螺柱末端的螺母将两夹紧臂8与第二夹持臂2第一端压紧。上述螺栓组件9一方面可使第二夹持臂2的第一端相对第一夹持臂1末端发生转动角度，另一方面通过螺柱与螺母的配合可确保在工作过程中第二夹持臂2相对第一夹持臂1是固定不动的。此外，两夹紧臂8中间的底面设有向下倾斜的角度，如此可限制第二夹持臂2第一端向上转动，防止误操作发生。

所述第二夹持臂2的第二端设有供焊枪3穿过的夹持孔4。所述夹持孔4的内侧壁开设有延伸至第二夹持臂2外侧壁的开口11，所述开口11尺寸为0.5～1mm，还包括紧固装,12，所述紧固装置12与螺栓，用于形成开口11的第一侧壁上设有供螺栓穿过的沉孔和通孔，且形成开口的第二侧壁上设有与螺栓配合的螺纹孔，所述螺栓穿过第一侧壁上的通孔且与第二侧壁上的螺纹孔螺接以此将第一侧壁和第二侧壁向内侧压紧，即实现对夹持孔4内的焊枪3夹紧。所述焊枪3外侧壁与夹持孔4内侧壁间还设有绝缘套13，可保护焊接机器人不收焊接电流的影响。

此外，所述第一法兰6上与焊接机器人末端的法兰间设有防碰撞传感器(未示出)，所述防碰撞传感器与焊接机器人的控制器电性连接，其中防碰撞传感器为现有技术，本领域技术人员可根据需求进行选购。

工作过程

首先将机器人治具的各部分装配好，之后将机器人治具通过第一法兰6螺接在焊接机器人末端的法兰上，根据待焊接的小圆焊缝的半径，手动调整焊枪3末端点距离焊接机器人中心线的垂直距离，该垂直距离即为小圆焊缝的半径，之后移动焊接机器人使焊接机器人中心线或激光对中器的激光束通过该小圆焊缝的的圆心、且使焊枪3的末端点靠近小圆焊缝，在焊接机器人控制面板中控制焊接机器人记录此时的位置信息，并设定焊接机器人末端绕其中心线的旋转角度和旋转速度，之后启动焊机机器人根据该设定信息发生动作，完成焊接过程，上述焊接过程中的编程步骤简单且易操作，且即使是小直径的圆焊缝也可保证较高质量的精确焊接。此外，若焊接机器人末端在移动过程中若与相邻部件发生碰撞，其上的防碰撞传感器会动作并发生信号至焊接机器人控制器，该控制器会控制机器人末端继续移动，如此可保护焊接设备，使焊接过程连续进行。

上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，包括第一夹持臂(1)和第二夹持臂(2)，所述第一夹持臂(1)固定于焊接机器人末端，且所述第一夹持臂(1)沿长度方向的末端与第二夹持臂(2)的第一端通过限位装置转动连接，所述限位装置可限制第二夹持臂(2)的第一端相对第一夹持臂(1)的转动角度，且所述转动连接处的转动轴线与第一夹持臂(1)长度方向的轴线垂直，所述第二夹持臂(2)的第二端设有供焊枪(3)穿过的夹持孔(4)。

2.根据权利要求1所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，所述第一夹持臂(1)可拆卸连接有第一法兰(6)，所述第一法兰(6)与焊接机器人末端的法兰可拆卸连接，且所述第一夹持臂(1)上设有第一长孔(7)，所述第一法兰(6)可相对第一长孔(7)的不同位置与第一夹持臂可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，所述限位装置为螺栓组件(9)，所述螺栓组件(9)包括螺柱和与螺柱配合的螺母，所述第一夹持臂(1)沿长度方向的末端设有两夹紧臂(8)，所述第二夹持臂(2)的第一端置于两夹紧臂(8)之间且与两夹紧臂相对的两内侧壁间隙配合，所述螺柱穿过两夹紧臂(8)、第二夹持臂(2)的第一端，且通过螺母将两夹紧臂(8)与第二夹持臂(2)第一端压紧。

4.根据权利要求3所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，位于所述两夹紧臂(8)中间的底面设有向下倾斜的角度。

5.根据权利要求3所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，所述第二夹持臂(2)的第一端和/或两夹紧臂(8)上设有第二长孔(10)，且所述螺柱穿过两夹紧臂(8)、第二夹持臂(2)的第一端，且通过螺母将两夹紧臂(8)与第二夹持臂(2)第一端压紧。

6.根据权利要求1所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，还包括紧固装置(12)，所述夹持孔(4)的内侧壁开设有延伸至第二夹持臂(2)外侧壁的开口(11)，所述紧固装置(12)用于将形成开口(11)的第一侧壁与形成开口的第二侧壁向内侧压紧。

7.根据权利要求1所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，所述焊枪(3)通过绝缘套(13)与夹持孔(4)紧配合。

8.根据权利要求2所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，所述第一法兰(6)上与焊接机器人末端的法兰间设有防碰撞传感器，所述防碰撞传感器与焊接机器人的控制器电性连接。

9.根据权利要求1～8中任一所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，还包括直线模组，所述直线模组的移动部与第一夹持臂(1)固接，所述直线模组的固定部固接于焊接机器人或防碰撞传感器上。

10.根据权利要求9所述的可精确焊接小圆焊缝的机器人治具，其特征在于，所述第一夹持臂(1)下方还设有激光对中器(14)，且所述激光对中器(14)所发出的激光束与焊接机器人末端的中心线共线。

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