一种焊枪矫正装置的制作方法

文档序号:15414029发布日期:2018-09-11 21:47阅读:243来源:国知局

本实用新型涉及矫正装置领域,具体涉及一种焊枪矫正装置。



背景技术:

弧焊机器人是用于进行自动弧焊的工业机器人。弧焊机器人是由示教盒、控制盘、机器人座及自动送丝装置、焊接电源等部分组成。可以在计算机的控制下实现连续轨迹控制和点位控制。还可以利用直线插补和圆弧插补功能焊接由直线及圆弧所组成的空间焊缝。随着自动化制造的发展,弧焊机器人已逐渐替代人工进行生产作业,其作业精度要求高,而弧焊机器人存在焊枪及关节轴作业中发生位移的缺陷,此问题会严重影响弧焊机器人目标执行位置的坐标准确性。因此,执行作业前需对弧焊机器人进行矫正。

工业机器人TCP即机器人工具中心点。在未设置情况下,工业机器人TCP一般在第六轴腕中心。在矫正时,通过弧焊机器人焊枪前端的焊丝与针尖点的重合度来分辨是否偏移,具体的来说,是将TCP的位置由第六轴腕中心偏移至实际工具中心点。如弧焊机器人TCP矫正过程是将TCP的位置由第六轴腕中心偏移至焊枪焊丝端部。在TCP矫正过程,需要将机器人不同姿态下的实际工具中心点指向同一点。实际应用中,TCP矫正靶一端为尖状,有固定式和移动式两种。其中,移动式矫正靶使用方便,灵活。但是移动式矫正靶在使用中,易被机器人实际工具中心点触碰位移,致使TCP矫正精度不高,且无法自动获取偏移量,迫切需要加以改进。

同时,在焊接过程中,焊枪角度也是影响焊接效果的重要因素,焊枪角度包括行走角度和工作角度。在机器人焊接编程中,通常采用带水平尺角度仪测量焊枪角度。但是,在机器人焊接编程测量焊枪角度时,编程人员需要在角度仪和示教盒之间来回切换,焊枪上测量基准常常找不准,也无法进行矫正,导致测量时效率低,精度不高,也有些地方角度仪无法放置,只能通过经验估算。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型提供了一种焊枪矫正装置。本实用新型使用靶盘代替了传统的针型TCP矫正靶,使得在进行TCP矫正过程中,焊枪可以通过其所在的靶环颜色,换算为位置偏移矢量,从而进行有目标的快速矫正;本实用新型提供了一种三维的半球面状靶上的各个靶环,以获得当前焊枪在一个三维空间中的上下左右位置偏差,达到了快速的、有目标性的矫正目的,大大提高了TCP矫正的效率。本实用新型中由靶盘、开关磁铁、磁屏蔽层组成的矫正靶,在机器人触碰时,仍能保持实际中心点的位置不发生偏移,提高了矫正的精度。

同时,本实用新型的一侧还设置有能够360度旋转的角度仪,该角度仪具有可固定在焊枪上的结构,机器人焊接编程人员测量焊枪角度或矫正焊枪角度时,可以直接通过角度仪读出设定的角度或通过角度仪进行矫正,避免来回切换工具,使用方便,结构紧凑,提高工作效率,提高测量精度。

为实现所述技术目的,本实用新型的技术方案是:一种焊枪矫正装置,包括焊枪,焊枪固定于多轴腕机器人手柄末端;

设置多环的靶盘,靶盘上每一环颜色不同,用于表达所述焊枪的偏移量;

所述焊枪上设置视觉装置或色彩识别传感器的一种,用于识别所述靶盘上每一环的颜色,进一步得出当前焊枪的位置偏移量;

所述焊枪一侧外壁设置有圆形滑槽,所述滑槽内设置滑块或滑环的一种;所述滑块一端与滑槽滑动连接,所述滑块另一端设置有角度仪;

所述角度仪包括角度尺、水平尺、刻度环,角度尺平行于焊枪,且角度尺和所述滑块固定连接,所述角度尺下端与水平尺的一端铰接,所述刻度环设置于角度尺与水平尺的铰接处。

进一步,设置开关磁铁于多环靶盘下,用于方便移动所述靶盘。

作为本实用新型的一种优选的实施方案,基于上述内容,不同的是,所述靶盘为平面圆盘状靶盘,且平面圆盘状靶盘固定于所述开关磁铁上表面。

进一步,所述开关磁铁下方设置第一透明层,第一透明层在相对于所述平面圆盘状靶盘的靶心位置设置有色液柱,用于将靶心精准定位至实际工具中心点。

进一步,所述开关磁铁或第一透明层下方铺设第一磁屏蔽层,且第一磁屏蔽层在所述色液柱位置设置有孔,用于将开关磁铁的磁场限制在圆盘状靶盘的靶心位置。

作为本实用新型的另一种优选的实施方案,基于上述内容,不同的是,所述靶盘为半球面状靶,半球面状靶套设且固定于所述开关磁铁外;所述半球面状靶的靶心位于半球面的球顶,靶环从靶心扩散至半球面状靶边缘。

进一步,所述开关磁铁下方设置第二透明层,第二透明层在相对于所述半球面状靶的靶心位置设置有色液柱,用于将靶心精准定位至实际工具中心点。

进一步,所述开关磁铁或第二透明层下方铺设第二磁屏蔽层,且第二磁屏蔽层在所述色液柱位置设置有孔,用于将开关磁铁的磁场限制在半球面状靶的靶心位置。

进一步,所述水平尺中间处设置有水平仪,所述水平仪能够辅助将水平尺放平。

本实用新型的有益效果在于:

本实用新型使用靶盘代替了传统的针型TCP矫正靶,使得在进行TCP矫正过程中,焊枪可以通过其所在的靶环颜色,换算为位置偏移矢量,从而进行有目标的快速矫正;本实用新型提供了一种三维的半球面状靶上的各个靶环,以获得当前焊枪在一个三维空间中的上下左右位置偏差,达到了快速的、有目标性的矫正目的,大大提高了TCP矫正的效率。本实用新型中由靶盘、开关磁铁、磁屏蔽层组成的矫正靶,在机器人触碰时,仍能保持实际中心点的位置不发生偏移,提高了矫正的精度。

同时,本实用新型的一侧还设置有能够360度旋转的角度仪,该角度仪具有可固定在焊枪上的结构,机器人焊接编程人员测量焊枪角度或矫正焊枪角度时,可以直接通过角度仪读出设定的角度或通过角度仪进行矫正,避免来回切换工具,使用方便,结构紧凑,提高工作效率,提高测量精度。

附图说明

图1是本实用新型具有圆盘状靶盘的矫正装置整体结构示意图;

图2是本实用新型图1中的矫正装置俯视图;

图3是本实用新型的第一磁屏蔽层结构示意图;

图4是本实用新型的第一透明层结构示意图;

图5是本实用新型具有半球面状靶的矫正装置整体结构示意图;

图6是本实用新型的第二磁屏蔽层结构示意图;

图7是本实用新型的第二透明层结构示意图;

图8是本实用新型具有角度仪的矫正装置整体结构示意图一。

图9是本实用新型具有角度仪的矫正装置整体结构示意图二。

具体实施方式

下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是,为了说明本实用新型的结构设置关系,本实用新型中所述的“上”和“下”,是针对附图中的位置而言的,并不能理解为对本实用新型的限定。

如图1至图7所示,一种焊枪矫正装置,包括焊枪,焊枪固定于多轴腕机器人手柄末端,

设置多环的靶盘,靶盘上每一环颜色不同,用于表达所述焊枪的偏移量;

所述焊枪上设置视觉装置或色彩识别传感器的一种,用于识别所述靶盘上每一环的颜色,进一步得出当前焊枪的位置偏移量。也就是说,本实用新型的焊枪能够通过当前所在的靶环数,自动识别当前的偏移量,进一步达到有目标性的矫正。

进一步,设置开关磁铁2于多环靶盘下,用于方便移动所述靶盘。或者说,本实用新型的靶盘可以固定贴设在需要进行焊接的实际工具中心点,作为固定式的TCP矫正靶;本实用新型的靶盘,还可以通过开关磁铁2,作为移动式的TCP矫正靶使用。需要说明的是,开关磁铁2类似于磁力表座,其外壳为两块导磁体,中间用不导磁的铜板隔开。内部有一个可以旋转的磁体,此磁体沿直径方向为N、S极;当磁体旋转到中间位置,磁力线分别在两块导磁体中形成闭路时开关磁铁可以轻易取走;旋转90度后,NS极分别对着两块导磁体,此时从N极到导磁体到导轨到另一块导磁体到S极,形成磁力线闭合,开关磁铁可以牢牢的附着在工位上。

作为本实用新型的一种优选的实施方案,基于上述内容,不同的是,所述靶盘为平面圆盘状靶盘1,且平面圆盘状靶盘1固定于所述开关磁铁2上表面。

进一步,所述开关磁铁2下方设置第一透明层3,第一透明层3在相对于所述平面圆盘状靶盘1的靶心位置设置有色液柱6,用于将靶心精准定位至实际工具中心点。通过本实用新型的有色液柱6,即可快速的将靶心位置对准需要焊接的工位,使得焊枪位置在实际工具中心点附近矫正。需要说明的是,在需要焊接的工位上,焊枪应具有一个实际的焊枪位置中心点,才能较好的完成焊接作业,这个位置就是实际工具中心点。

进一步,所述开关磁铁或第一透明层3下方铺设第一磁屏蔽层4,且第一磁屏蔽层在所述色液柱位置设置有孔5,用于将开关磁铁5的磁场限制在圆盘状靶盘1的靶心位置。也就是说,本实用新型的开关磁铁2只有在孔的位置是固定的,即便是机器人触碰靶盘或磁铁开关2,靶盘只是绕孔5旋转,实际工具中心点位置并不发生位移,提高了TCP矫正的精度。

本实施方案的具体实施方式如下:透过第一透明层3,将有色液柱6对准需要进行焊接的工位,然后打开开关磁铁2,使得开关磁铁2固定于工位上,焊枪上的色彩识别传感器自动识别所在的靶环数,然后进行有目标性的矫正工作。需要说的是,焊枪上还应具有处理器,处理器内记录了各个靶环的颜色;处理器还能够通过对比所记录的各靶环颜色,将当前的焊枪所在靶环颜色,换算为位置偏移矢量,从而进行有目标的快速矫正。在需要移动靶盘时,只需关闭开关磁铁2,直接移动至下一焊接工位即可。

作为本实用新型的另一种优选的实施方案,基于上述内容,不同的是,所述靶盘为半球面状靶7,半球面状靶套7设且固定于所述开关磁铁2外;所述半球面状靶7的靶心位于半球面的球顶,靶环从靶心扩散至半球面状靶边缘。本实用新型设计的半球面状靶7上的各个靶环,不仅仅表示了当前焊枪位置在平面上的位置偏差,还表示了焊枪在三维空间中的上下位置偏差。故通过焊头的色彩识别传感器,就可以获得当前焊枪在一个三维空间中的上下左右位置偏差,以快速的、有目标性的进行矫正,大大提高了TCP矫正的精度。

进一步,所述开关磁铁下方设置第二透明层8,第二透明层8在相对于所述半球面状靶的靶心位置设置有色液柱6,用于将靶心精准定位至实际工具中心点。通过本实用新型的有色液柱6,即可快速的将靶心位置对准需要焊接的工位,使得焊枪位置在实际工具中心点附近矫正。

进一步,所述开关磁铁2或第二透明层8下方铺设第二磁屏蔽层9,且第二磁屏蔽层9在所述色液柱位置设置有孔5,用于将开关磁铁的磁场限制在半球面状靶的靶心位置。也就是说本实用新型的屏蔽层可以设置在透明层和开关磁铁之间,也可以设置在透明层下。

本实施方案所对应的实施步骤,区别于圆盘状靶盘1,不同点在于处理器记录了各个靶环的颜色信息,通过处理当前焊枪所在的靶环颜色,可以得到的是焊枪在一个三维空间中的上下左右位置偏差,大大提高了TCP矫正的精度。

如图8至图9所示,一种焊枪角度矫正装置,包括焊枪,

所述焊枪一侧外壁设置有圆形滑槽10,所述滑槽10内设置滑块11或滑环的一种;所述滑块一端与滑槽滑动连接,所述滑块另一端设置有角度仪;所述滑环转动套设在圆形滑槽10内,且滑环外固定下述角度尺12。

所述角度仪包括所述角度尺、水平尺13、刻度环15,角度尺12平行于焊枪,且角度尺12和所述滑块11固定连接,所述角度尺12下端与水平尺13的一端铰接,所述刻度环15设置于角度尺12与水平尺13的铰接处。需要说明的是,刻度环15也可以为方便直接读取角度仪读数的电子结构。

进一步,所述水平尺13中间处设置有水平仪14,所述水平仪14能够辅助将水平尺13放平。

通过滑块11在滑槽10内滑动,使得角度仪移至使用者便于观察的位置(正对位置),此时,水平尺13中间设置有水平仪14,一侧与角度尺12相连,水平尺13上设置有刻度环15,刻度环15位于角度尺12与水平尺13的连接处,使用时,角度尺12与焊枪的位置保持不变,通过水平仪14调节水平尺13至水平,再通过查看刻度环15上的刻度来读出此时设定的角度或进行相应的矫正,避免来回切换工具,使用方便,结构紧凑,提高工作效率,提高测量精度。

也就是说,本实用新型通过多环靶盘和色彩识别传感器的结合,识别了焊枪距离工具中心的偏移位置;在需要进行对焊枪进行角度设置时,只需要通过前期编程,在使用过程中通过角度仪的读数对焊枪进行角度偏差进行编程矫正,方便了读取焊枪在工具中心的姿态角度,便于对焊枪的精准矫正工作。

对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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