工业机器人单边焊枪结构的制作方法

本发明属于焊接设备领域，涉及工业机器人单边焊枪结构。

背景技术：

随着汽车产业的不断发展对于汽车的生产工艺要求逐年提升，而焊接工艺在众多生产工艺中占比最大，通过焊接，可以将不同形状、不同材料的零件组合起来，从而满足机械产品形状、性能、生产成本等目标的需要。在汽车白车身组件中“四门两盖”是重要的外表面开启件，焊接精度要求高,装配后要与周围零件如中立柱，翼子板等保持均匀的配合间隙及良好的平整度。因此焊接此类零件时不仅要保证外表面不受损伤，还必须尽量减小焊钳对零件的冲击以防零件变形，这样才能达到良好的互换性。

对于这种表面零件压合后的补焊，需要使用单边点焊技术进行焊接，焊接时内板需要保持强度，外板需要保持美观，所以既要在内层板上形成焊点，又要保证外侧外板的平整，无变形无焊痕，现有的单边焊设备大多为傀儡焊，主被动电极分开设置且位置固定，只适用于特定工件，无法满足以上要求。

技术实现要素：

本发明要针对现有技术存在的问题，提供一种工业机器人单边焊枪结构，主动电极和被动电机可独立运动，满足复杂焊点位置的焊接要求，具有很高的柔性，移动方便，被动电极压力可调，适用于多种薄型板，避免将工件挤压变形。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：工业机器人单边焊枪结构，包括固定架，所述固定架上设有可上下移动的主动电极和被动电极，所述主动电极和被动电极相互独立运动，所述被动电极下端设有感应开关，所述感应开关与所述被动电极工作端的设置方向一致，所述主动电极通过电缆与变压器的正极电连接，所述被动电极通过电缆与所述变压器的负极电连接。

进一步的，所述被动电极为铜编织带。

进一步的，所述感应开关的最大感应距离点到待焊接工件的距离大于所述被动电极的触点到待焊接工件的距离，所述感应开关的数量为两个且相对所述被动电极对称设置。

进一步的，所述固定架上设有驱动缸，所述驱动缸的出力轴通过连接块与所述被动电极连接，所述驱动缸由电磁阀控制。

进一步的，所述驱动缸为平板气缸，所述驱动缸出力轴的两侧对称设有导向柱，所述导向柱的下端与所述连接块的上端固定连接。

进一步的，所述主动电极由驱动组件驱动实现相对所述固定架的上下移动，所述驱动组件包括驱动电机、主动带轮、被动带轮、丝杠和主轴，所述驱动电机通过带轮箱体与所述固定架固定连接，所述主动带轮和被动带轮均设在所述带轮箱体的内部，所述驱动电机通过同步带驱动所述主动带轮和被动带轮转动，所述主动带轮与所述驱动电机的出力轴同轴设置，所述丝杠与所述被动带轮同轴设置，所述主轴同轴套设在所述丝杠的外圈且二者螺纹连接，所述主轴远离所述被动带轮的一端与所述主动电极固定连接，所述主轴相对所述固定架上下移动。

进一步的，所述主轴与所述主动电极之间设有连接焊臂，所述连接焊臂上设有导向杆，所述导向杆向所述主轴方向延伸，所述导向杆的轴线与所述主轴的轴线平行设置，所述导向杆与所述固定架上下滑动连接。

进一步的，所述驱动电机为伺服电机。

进一步的，所述固定架由钢板组装而成，所述固定架的上端设有连接法兰，所述主动电极和被动电极均竖直设置且二者的轴线平行设置。

进一步的，所述固定架通过连接法兰固锁在工业机器人上。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。

1、本发明主动电极和被动电极均设置在固定架，并由驱动电机和驱动缸分别控制，驱动缸由电磁阀控制，由此可以实现焊接行程和压力的精确控制，驱动缸控制压力，驱动电机控制焊接行程，减小对工件的冲击，被动电极采用铜编织带，既贴紧工件面保证导通又可避免留下压痕，同时避免因接触不良产生打火现象；

2、固定架通过连接法兰与工业机器人固定，可满足复杂焊点位置的焊接要求，具有很高的柔性，并且取消了传统意义上焊钳的焊臂，大大降低了机器人的负载率，节省了大型机器人的采购成本，也节约了能耗；

3、设置导向杆，一是增加主轴钢性，避免产生滑枪或偏移，二是防止连接焊臂转动，避免焊点错位。

附图说明

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

图1是单边焊焊核的示意图；

图2是本发明工业机器人单边焊枪结构的工作原理图；

图3是本发明工业机器人单边焊枪结构左视的结构示意图；

图4是本发明工业机器人单边焊枪结构右视的结构示意图；

图5是本发明驱动组件的结构示意图。

附图标记：

1-固定架；11-连接法兰；2-主动电极；21-驱动电机；22-带轮箱体；23-主动带轮；24-被动带轮；25-丝杠；26-主轴；261-耐磨环；27-连接焊臂；3-被动电极；31-驱动缸；311-电磁阀；312-导向柱；32-连接块；33-电缆；4-感应开关；5-导向杆；6-变压器；7-工件外板；8-工件内板；9-熔核。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图3、图4和图5所示，本发明为工业机器人单边焊枪结构，包括固定架1，固定架1上设有可上下移动的主动电极2和被动电极3，主动电极2和被动电极3相互独立运动，被动电极3下端设有感应开关4，感应开关4的轴线与被动电极3工作端的设置方向一致，都朝下设置，感应开关4的轴线与被动电极3的轴线夹角为0～30度可调，保证被动电极3与工件接触的时候，感应开关4可准确的感应并发出信号，轴线主动电极2通过电缆与变压器6的正极电连接，被动电极3通过电缆33与变压器6的负极电连接；更优选地，被动电极3为铜编织带，在不影响焊接质量的前提下可以更好的保护工件外表面。

优选地，感应开关4的最大感应距离点到待焊接工件的距离大于被动电极3的触点到待焊接工件的距离，保证被动电极3先与待焊接工件接触，感应开关4动作出发信号，通过plc控制中心对主动电极2进行驱动，感应开关4的数量为两个且相对被动电极3对称设置，针对不同的焊接工况进行设定，在实际焊接的过程中，有时候被动电极3的单侧设有待焊接的工件，因此只有一边有感应信号，两侧均设置感应开关4，可适用于不同情况下的感应情况，扩大使用范围。

优选地，固定架1上设有驱动缸31，驱动缸31的出力轴通过连接块32与被动电极3连接，驱动缸31由电磁阀311控制，简化控制程序，方便控制；更优选地，驱动缸31为平板气缸，驱动缸31出力轴的两侧对称设有导向柱312，导向柱312的下端与连接块32的上端固定连接，设置导向柱312可提升被动电极3上下移动的精度。

优选地，主动电极2由驱动组件驱动实现相对固定架1的上下移动，驱动组件包括驱动电机21、主动带轮23、被动带轮24、丝杠25和主轴26，驱动电机21通过带轮箱体22与固定架1固定连接，主动带轮23和被动带轮24均设在带轮箱体22的内部，驱动电机21通过同步带驱动主动带轮23和被动带轮24转动，主动带轮23与驱动电机21的出力轴同轴设置，丝杠25与被动带轮24同轴设置，主轴26同轴套设在丝杠25的外圈且二者螺纹连接，主轴26远离被动带轮24的一端与主动电极2固定连接，主轴26相对固定架1上下移动，主轴26与固定架1之间设有耐磨环261，耐磨环261为铜材质一体成型或石墨衬套结构，更优选地，丝杠25为滚珠丝杠25，丝杠25和主轴26均通过角接触球轴承相对固定座转动。

优选地，主轴26与主动电极2之间设有连接焊臂27，连接焊臂27上设有导向杆5，导向杆5向主轴26方向延伸，导向杆5的轴线与主轴26的轴线平行设置，导向杆5与固定架1上下滑动连接，设置导向杆5后，可提升主动电机上下升降的移动精度；更优选地，驱动电机21为伺服电机，定位精确，而且可简化控制程序；更优选地，主动电机包括从上到下同轴且依次设置的电极座、电机接杆和电极帽，电极座与连接焊臂27固定连接。

优选地，固定架1由钢板组装而成，取材方便，成本低，强度高，固定架1的上端设有连接法兰11，方便与固定装置或者工业机器人固定连接，主动电极2和被动电极3均竖直设置且二者的轴线平行设置，保证工作方向的一致性。

优选地，固定架1通过连接法兰11固锁在工业机器人上，可跟随工业机器人一起移动，方便到指定的地方进行焊接，移动方便，具有很高的柔性，并且取消了传统意义上焊钳的焊臂，大大降低了工业机器人的负载率，节省了大型机器人的采购成本，节约能耗，环保。

在实际工作过程中，如图1和图2所示，将固定架1通过连接法兰11安装在工业机器人上，也可安装在固定基座上，工业机器人将移至焊接位置，被动电极3由驱动缸31进行驱动,用于贴紧工件表面导通焊接电流，驱动缸31带动被动电极3下压，当被动电极3压紧工件后感应开关4感应到工件，此时驱动组件开始动作，驱动部组件由驱动电机21带动，经主动带轮23、被动带轮24和同步带机构的传导，使丝杠25带动主轴26相对固定架1做上下的直线运动，主动电极2接触到工件后施加焊接压力并保持，此时两个电极间形成焊接电流回路，然后变压器6输出焊接电流对工件进行焊接，焊接电流由变压器6正极流出，通过主动电极2、工件外板7、工件内板8，最终经被动电极3流回变压器6负极，工件在与主动电极2接触处位置形成熔核9，工件外板7和工件内板8被焊接在一起，而被动电极3采用铜编织带软连接结构，既贴紧工件面保证导通又可避免留下压痕，同时避免因接触不良产生打火现象，焊接完成后，驱动组件与驱动缸31同时缩回，主动电极2和被动电极3上升，工业机器人将结构移动到下一个焊接点位重复上述焊接动作，整个结构移动方便，可实现主动电极2和被动电极3的独立运动，满足复杂焊点位置的焊接要求。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。