[发明专利]一种机器人焊接、切割防碰撞装置

说明书

本发明提供了一种机器人焊接、切割防碰撞装置，其特征在于：包括芯轴、盖板、复位板、辅助弹簧、外壳；所述芯轴为中空结构，一端安装焊枪，另一端连接复位板；所述复位板为圆饼状，套装在芯轴的一端，与芯轴固定连接；所述外壳分为敞口端和底部，底部中心具有圆形通孔；所述盖板安装在所述外壳的敞口端，所述盖板中间具有圆形通孔，用于通过芯轴，并与芯轴不接触，保持一定的间距；所述芯轴具有复位板的一端通过辅助弹簧与外壳的内底部呈压紧连接；所述盖板与复位板呈平面接触，两者组合具备精确定位和复位功能。本发明的装置，碰撞扭矩小、重复精度高、碰撞力量均衡，工作范围大，可实现任意方向碰撞而精确复位。

技术领域

本发明涉及焊接机器人技术领域，具体涉及一种机器人焊接、切割防碰撞装置。

背景技术

焊接机器人是从事焊接的工业机器人。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可装接焊钳或焊枪，实现焊接、切割或热喷涂。焊接机器人在运行过程，由于焊缝的不规则变化，安装在机器人末端的焊枪时而会出现碰到工件及其它障碍物的情况，导致焊枪被损坏及焊接位置发生偏移，影响生产和操作的安全，轻微时造成焊枪报废，严重时造成机器人损伤或伤害到操作人员。因此，需要给焊接机器人安装防碰撞装置，当焊枪与被焊接工件方式碰撞时，能有效地保护焊枪免受损坏。

现有技术中，为实现焊枪的防碰撞功能，通常有两种做法：一种是利用传感器和编程程序控制焊接的轨迹，例如中国专利CN105739507公开了一种机器人防碰撞的最优化路径规划方法，它是利用激光传感器、动态规划算法、编程控制等手段来实现对焊枪的精确控制，但是该技术方案设计复杂、工件体积大，而且成本高。另一种是方式是，通过机械设计来实现焊枪的防碰撞功能，例如：CN105215589B公开了一种焊接机器人的防碰撞结构，通过钢珠结构将焊接在轴线上的偏移位移放大，然后信号传递给转向器装置处理，再利用弹簧和活塞套进行复位；中国专利CN203557025U公开了一种焊接接机器人的防碰撞装置，利用钢珠、弹簧和传感器实现焊枪的控制和复位；中国专利CN206415785U公开了一种防碰撞保护装置，利用缸体和支架将碰撞时的扭矩力转化为轴线方向的直线位移，从而识别碰撞力的产生，并利用传感器将信号传递给控制装置；上述现有技术一定程度行解决了焊接机器人的防碰撞问题，但由于弹簧的非线性作用力，在碰撞过程焊枪收到的扭矩变化较大，影响焊接控制的精度。

因此，设计一种能实现精确复位、平稳的控制焊枪的防碰撞装置，已成为一个新的技术问题。

发明内容

为克服现有技术中存在的焊枪在防碰撞时扭矩变化大、控制精度差的技术问题，本发明提供了一种机器人焊接、切割防碰撞装置。本发明提供的防碰撞装置，碰撞扭矩小、重复精度高、碰撞力量均衡，工作范围大，可实现任意方向碰撞而精确复位。

本发明的技术方案是：一种机器人焊接、切割防碰撞装置，其特征在于：包括芯轴、盖板、复位板、辅助弹簧、外壳；所述芯轴为中空结构，一端安装焊枪，另一端连接复位板；所述复位板为圆饼状，套装在芯轴的一端，与芯轴固定连接；所述外壳分为敞口端和底部，底部中心具有圆形通孔；所述盖板安装在所述外壳的敞口端，所述盖板中间具有圆形通孔，用于通过芯轴，并与芯轴不接触，保持一定的间距；所述芯轴具有复位板的一端通过辅助压力弹簧与外壳的内底部呈压紧连接；所述盖板与复位板呈平面接触，两者组合具备精确定位和复位功能。

进一步，所述芯轴安装焊枪的一端，在芯轴侧壁上开有U型的焊枪定位键槽，用以安装焊枪。

进一步，所述盖板上具有定位销，所述定位销具有锥尖结构，所述复位板上与所述定位销对应的位置具有定位槽，所述定位销的锥尖面与定位槽呈锥面接触，从而实现盖板和复位板的精准定位。