机器人焊接的起弧控制装置及其控制方法与流程

本发明涉及机器人焊接技术领域，尤其是一种用于机器人焊接起引弧控制装置及其控制方法。

背景技术：

传统的手工焊接起弧，一般通过加入较大的热起弧电流提高引弧成功率或者通过人为的划擦动作进行起弧，在引入机器人手工焊以后，容易遇到起弧粘焊条，起弧困难的问题，通过机器人动作去模拟以上两种人工起弧的动作较为繁琐，人为的划擦动作对于机器人来说比较难实现。

专利号为200610106020.2的文献公开了一种可防止初始电弧产生之后的再短路而得到良好的引弧特性的机器人焊接的引弧控制方法。在焊丝与母材暂时短路之后，通过焊接机器人后退移动焊枪，使焊丝远离母材，产生初始电弧，在维持该初始电弧的状态下使焊枪后退移动至规定位置，并且该初始电弧期间中通入值比恒定焊接电流小的初始电弧电流使电弧长度变长，之后开始焊丝的恒定送丝以及恒定焊接电流的通电，从初始电弧过渡到稳定电弧，并且沿焊接线开始焊枪的移动，从所述初始电弧期间的开始时刻开始的防止再短路期间中，为了防止所述初始电弧发生之后的焊丝前端与母材之间的再短路，通入值比所述初始电弧电流大的防止再短路电流，之后通入所述初始电弧电流。

本发明人发现，上述起弧方法是由焊枪的后退移动在焊丝前端与母材之间出现稍许间隙时，在该间隙中产生初始电弧。因此该焊丝前端位置向母材侧变化时，产生焊丝前端与母材之间的再短路。另一方面，在焊丝前端位置向远离母材的方向变化时，电弧长度变得稍长，坏影响减少。如果产生再短路，则由初始电弧焊丝前端的表面处于熔融状态，因此焊丝前端焊着于母材。如果暂时产生焊着，则为了解除该情况，需要通电数百安培的大电流，成为产生较多飞溅的不良的引弧。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种新的起弧控制装置及其控制方法，解决目前存在的机器人焊接起弧困难的问题。

本发明技术方案如下：一种机器人焊接的起弧控制装置，包括机器人执行单元、气缸和由所述气缸驱动的夹持焊条气动单元；其中，所述机器人执行单元用于执行焊接动作，所述夹持焊条气动单元用于提供夹紧焊条的抓力，且是焊条导电的接触点，焊机电流通过所述焊条气动单元传递至焊条上；所述焊条气动单元通过第一固定孔和螺丝与所述气缸固定；所述气缸与所述机器人执行单元通过第二固定孔和螺丝紧锁固定。

进一步地，所述夹持焊条气动单元包括三爪夹持铜条模块；当所述气缸动作时，所述三爪夹持铜条模块的三爪往中心收拢夹紧焊条的端部，所述焊条的端部连接焊机一个输出端；所述三爪夹持铜条模块也是焊条导电的接触点，焊机电流通过铜条传递至焊条上。

进一步地，所述机器人执行单元包括机器人第一轴、机器人第二轴、机器人第三轴、机器人第四轴、机器人第五轴和机器人第六轴；其中，机器人第一轴、机器人第二轴、机器人第三轴、机器人第四轴、机器人第五轴用于抬升焊条，或者使机器人夹持焊条的姿态与需要焊接的工件之间形成一个最佳工作倾斜角度；所述机器人第六轴与所述三爪夹持铜条模块固定连接，用于带动所述三爪夹持铜条模块旋转，同时带动所述三爪夹持铜条模块在机器人的z轴方向缓慢下降。

一种机器人焊接的起弧控制方法，包括机器人执行单元、气缸和由所述气缸驱动的夹持焊条气动单元，其特征在于，包括如下步骤：

输出夹紧焊条指令给机器人，所述夹持焊条气动单元开始动作，夹紧焊条的端部，所述焊条的端部与焊机一个输出端相连接；

使得机器人夹持焊条的姿态与需要焊接的工件之间形成一个最佳工作倾斜角度；

机器人进行寻位动作；

寻位完成后，机器人将焊条抬升，当焊条抬升到距离工件1-2mm高度时，输出焊接指令给机器人；

所述夹持焊条气动单元进入旋转状态，以+180°到-180°方向旋转并且在机器人的z轴方向缓慢下降，直至接触工件进行短路引弧。

一种机器人焊接的起弧控制方法，包括机器人执行单元、气缸和由所述气缸驱动的夹持焊条气动单元，其特征在于，包括如下步骤：

输出夹紧焊条指令给机器人，所述夹持焊条气动单元包括三爪夹持铜条模块；当所述气缸动作时，所述三爪夹持铜条模块的三爪往中心收拢夹紧焊条的端部，所述焊条的端部连接焊机一个输出端；所述三爪夹持铜条模块也是焊条导电的接触点，焊机电流通过铜条传递至焊条上；

使得机器人夹持焊条的姿态与需要焊接的工件之间形成一个最佳工作倾斜角度；

机器人进行寻位动作；

寻位完成后，机器人将焊条抬升，当焊条抬升到距离工件1-2mm高度时，输出焊接指令给机器人；

所述三爪夹持铜条模块进入旋转状态，以+180°到-180°方向旋转并且在机器人的z轴方向缓慢下降，直至接触工件进行短路引弧。

一种机器人焊接的起弧控制方法，包括机器人执行单元、气缸和由所述气缸驱动的夹持焊条气动单元，其特征在于，包括如下步骤：

输出夹紧焊条指令给机器人，所述夹持焊条气动单元包括三爪夹持铜条模块；当所述气缸动作时，所述三爪夹持铜条模块的三爪往中心收拢夹紧焊条的端部，所述焊条的端部连接焊机一个输出端；所述三爪夹持铜条模块也是焊条导电的接触点，焊机电流通过铜条传递至焊条上；

所述机器人执行单元包括机器人第一轴、机器人第二轴、机器人第三轴、机器人第四轴、机器人第五轴和机器人第六轴；其中，机器人第一轴、机器人第二轴、机器人第三轴、机器人第四轴、机器人第五轴用于抬升焊条，或者使机器人夹持焊条的姿态与需要焊接的工件之间形成一个最佳工作倾斜角度；所述机器人第六轴与所述三爪夹持铜条模块固定连接，用于带动所述三爪夹持铜条模块旋转，或者用于带动所述三爪夹持铜条模块在机器人的z轴方向缓慢下降；

机器人进行寻位动作；

寻位完成后，机器人将焊条抬升，当焊条抬升到距离工件1-2mm高度时，输出焊接指令给机器人；

所述机器三爪夹持铜条模块进入旋转状态，以+180°到-180°方向旋转并且在机器人的z轴方向缓慢下降，直至接触工件进行短路引弧。

优选地，所述最佳工作倾斜角度为15°-85°。

本发明的有益效果在于：所述的起弧方式由于机器人第六轴夹持焊条的姿态与工件形成15°-85°倾斜的夹角，使得焊条的尖端接触面积始终最小，有利于起弧。

本发明所述的起弧方式由于存在物理旋转摩擦动作，可以减小与工件接触时的接触电阻，不容易产生粘丝现象。

本发明所述的起弧方式由于动作简单，有利于机器人的编程实现，并且降低了机器人的操作难度。

因此，本发明可以很方便的实现机器人手工焊的起弧，减少机器人编程的实现难度，同时又能使焊机很轻松的起弧，大大提高了焊机工作的可靠性，而且装置整体结构合理，安装过程简单方便，降低了成本。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图；

图2为本发明实施例夹持焊条气动单元的结构示意图；

图3为本发明实施例的起弧控制方法流程示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面参照附图对本发明作进一步的描述。

如图1和图2所示，一种机器人焊接的起弧控制装置，包括机器人执行单元、气缸(7)和由所述气缸驱动的夹持焊条气动单元(8)；其中，所述机器人执行单元用于执行焊接动作，所述夹持焊条气动单元用于提供夹紧焊条的抓力，且是焊条导电的接触点，焊机电流通过所述焊条气动单元传递至焊条上；所述焊条气动单元通过第一固定孔(11)和螺丝与所述气缸固定；所述气缸与所述机器人执行单元通过第二固定孔(12)和螺丝紧锁固定。

进一步地，所述夹持焊条气动单元包括三爪夹持铜条模块(10)；当所述气缸动作时，所述三爪夹持铜条模块的三个爪(101)往中心收拢夹紧焊条(19)的端部，所述焊条的端部连接焊机一个输出端；所述三爪夹持铜条模块也是焊条导电的接触点，焊机电流通过铜条传递至焊条上。

进一步地，所述机器人执行单元包括机器人第一轴(1)、机器人第二轴(2)、机器人第三轴(3)、机器人第四轴(4)、机器人第五轴(5)和机器人第六轴(6)；其中，所述机器人第一轴、机器人第二轴、机器人第三轴、机器人第四轴、机器人第五轴用于抬升焊条(19)，且用于使机器人夹持焊条的姿态与需要焊接的工件(20)之间形成一个最佳工作倾斜角度(9)；所述机器人第六轴与所述三爪夹持铜条模块固定连接，用于带动所述三爪夹持铜条模块旋转，同时带动所述三爪夹持铜条模块在机器人的z轴方向缓慢下降。

如图3所示，一种机器人焊接的起弧控制方法，包括机器人执行单元、气缸和由所述气缸驱动的夹持焊条气动单元，包括如下步骤：

输出夹紧焊条指令给机器人，所述夹持焊条气动单元开始动作，夹紧焊条的端部，所述焊条的端部与焊机一个输出端相连接；

使得机器人夹持焊条的姿态与需要焊接的工件之间形成一个最佳工作倾斜角度；

机器人进行寻位动作；

寻位完成后，机器人将焊条抬升，当焊条抬升到距离工件1-2mm高度时，输出焊接指令给机器人；

所述夹持焊条气动单元进入旋转状态，以+180°到-180°方向旋转并且在机器人的z轴方向缓慢下降，直至接触工件进行短路引弧。

一种机器人焊接的起弧控制方法，所述夹持焊条气动单元包括三爪夹持铜条模块；当所述气缸动作时，所述三爪夹持铜条模块的三个爪往中心收拢夹紧焊条的端部，所述焊条的端部连接焊机一个输出端；所述三爪夹持铜条模块也是焊条导电的接触点，焊机电流通过铜条传递至焊条上；

使得机器人夹持焊条的姿态与需要焊接的工件之间形成一个最佳工作倾斜角度；

机器人进行寻位动作；

寻位完成后，机器人将焊条抬升，当焊条抬升到距离工件1-2mm高度时，输出焊接指令给机器人；

所述三爪夹持铜条模块进入旋转状态，以+180°到-180°方向旋转并且在机器人的z轴方向缓慢下降，直至接触工件进行短路引弧。

一种机器人焊接的起弧控制方法，其特征在于，所述夹持焊条气动单元包括三爪夹持铜条模块；当所述气缸动作时，所述三爪夹持铜条模块的三个爪往中心收拢夹紧焊条的端部，所述焊条的端部连接焊机一个输出端；所述三爪夹持铜条模块也是焊条导电的接触点，焊机电流通过铜条传递至焊条上；

机器人执行单元包括机器人第一轴、机器人第二轴、机器人第三轴、机器人第四轴、机器人第五轴和机器人第六轴；其中，机器人第一轴、机器人第二轴、机器人第三轴、机器人第四轴、机器人第五轴用于抬升焊条，或者使机器人夹持焊条的姿态与需要焊接的工件之间形成一个最佳工作倾斜角度；所述机器人第六轴与所述三爪夹持铜条模块固定连接，用于带动所述三爪夹持铜条模块旋转，同时带动所述三爪夹持铜条模块在机器人的z轴方向缓慢下降；

机器人进行寻位动作；

寻位完成后，机器人将焊条抬升，当焊条抬升到距离工件1-2mm高度时，输出焊接指令给机器人；

所述三爪夹持铜条模块进入旋转状态，以+180°到-180°方向旋转并且在机器人的z轴方向缓慢下降，直至接触工件进行短路引弧。

优选地，所述最佳工作倾斜角度为15°-85°。

以上的描述仅仅涉及本发明的一些具体实施方式，任何本领域的技术人员基于本发明的精神所做的替换或改进均应为本发明的保护范围所涵盖，本发明的保护范围应以权利要求书为准。