焊接机器人.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011194535.9 (22)申请日 2020.10.30 (71)申请人 云嘉集团有限公司 地址 130000 吉林省长春市硅谷大街7999 号 (72)发明人 刘春成 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 巴翠昆 (51)Int.Cl. B23K 37/02(2006.01) B23K 37/00(2006.01) (54)发明名称 一种焊接机器人 (57)摘要 本发明公开了一种焊接机器人， 包括工作 台、 焊接装置和带动所述焊接装。

2、置相对所述工作 台移动的驱动装置， 还包括与所述工作台相对固 定的定位校准装置， 所述定位校准装置具有与所 述焊接装置的焊头相配合的定位槽， 以在所述定 位槽槽深方向、 横向方向进行定位。 当焊接装置 的焊头存在位置偏差时， 此时可以驱动焊接装置 的焊头进入到定位槽中， 观测机器人自身坐标读 数， 与定位槽实际坐标， 之间若存在差值， 则说 明， 焊接装置的焊头出现了偏差， 因此根据定位 槽的实际坐标进行修订。 采用配合设置的定位槽 对焊头进行定位， 能够保证精准确定当前焊头的 位置。 所以采用该焊接机器人能够有效地解决焊 接机器人的焊枪位置很难校准的问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图2。

3、页 CN 112247433 A 2021.01.22 CN 112247433 A 1.一种焊接机器人， 包括工作台、 焊接装置和带动所述焊接装置相对所述工作台移动 的驱动装置， 其特征在于， 还包括与所述工作台相对固定的定位校准装置， 所述定位校准装 置具有与所述焊接装置的焊头相配合的定位槽， 以在所述定位槽槽深方向、 横向方向进行 定位。 2.根据权利要求1所述的焊接机器人， 其特征在于， 所述焊接装置包括上焊头和与所述 上焊头相配合的下焊头， 两个所述定位槽相背设置以分别定位所述上焊头以及所述下焊 头， 且之间连通设置， 以使得所述上焊头与所述下焊头顶端相抵。 3.根据权利要求2所述的。

4、焊接机器人， 其特征在于， 所述定位校准装置包括水平设置的 定位板和上端与所述定位板中部固定连接的支撑柱， 所述定位板的上下两侧分别设置所述 定位槽。 4.根据权利要求3所述的焊接机器人， 其特征在于， 所述定位校准装置还包括支撑底 板， 所述支撑柱的下部与所述支撑底板固定连接， 所述支撑底板设置有上下贯通的穿孔， 以 用于通过穿设其中的连杆将所述支撑底板固定在所述工作台上。 5.根据权利要求4所述的焊接机器人， 其特征在于， 所述支撑柱横截面呈方形， 所述支 撑底板四边突出所述支撑柱设置以呈方形， 且四角设置有所述穿孔。 6.根据权利要求3-5任一项所述的焊接机器人， 其特征在于， 所述定位。

5、板上还设置有横 向延伸且上下贯通的定位滑槽， 所述上焊头与所述下焊头能够在所述定位滑槽内相抵且能 够分别与所述定位滑槽的上下两部滑动配合。 7.根据权利要求6所述的焊接机器人， 其特征在于， 所述定位板上设置有两个相互垂直 的所述定位滑槽。 8.根据权利要求7所述的焊接机器人， 其特征在于， 两个所述定位滑槽的端部连通， 以 使得所述上焊头以及所述下焊头能够从一个所述定位滑槽横向移动至另一个所述定位滑 槽中。 9.根据权利要求8所述的焊接机器人， 其特征在于， 所述定位槽内设置有触碰传感器， 所述驱动装置在所述触碰传感器检测到触碰时停止驱动。 10.根据权利要求9所述的焊接机器人， 其特征在于。

6、， 所述上焊头与所述下焊头相抵状 态下两者电极帽生命线之间的距离， 与所述定位板厚度相等。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112247433 A 2 一种焊接机器人 技术领域 0001 本发明涉及焊接技术领域， 更具体地说， 涉及一种焊接机器人。 背景技术 0002 在汽车生产制造领域， 机器人自动化生产现已非常普及， 但是在实际作业中， 因机 器人作业时， 难免会发生碰撞， 导致点焊枪TCP发生偏移， 以至于焊点轨迹偏离正确位置， 再 次示教起来， 非常困难。 焊钳部件在使用过程中会有松动现象， 也会导致点焊枪TCP发生偏 移， 需重新示教运动轨迹， 不仅浪费时间， 而且耽误生产。 晚上。

7、作业时， 佩戴头灯操作， 不方 便； 需要增加一人佩带手电筒配合操作， 工时增加， 并且工作效率低。 0003 综上所述， 如何有效地解决焊接机器人的焊枪位置很难校准的问题， 是目前本领 域技术人员急需解决的问题。 发明内容 0004 有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种焊接机器人， 该焊接机器人可以有效地解 决焊接机器人的焊枪位置很难校准的问题。 0005 为了达到上述目的， 本发明提供如下技术方案： 0006 一种焊接机器人， 包括工作台、 焊接装置和带动所述焊接装置相对所述工作台在 移动的驱动装置， 还包括与所述工作台相对固定的定位校准装置， 所述定位校准装置具有 与所述焊接装置的焊头相。

8、配合的定位槽， 以在所述定位槽槽深方向、 横向方向进行定位。 0007 在该焊接机器人中， 设置了定位校准装置， 以使得在长期使用过程中， 当焊接装置 的焊头存在位置偏差时， 此时可以驱动焊接装置的焊头进入到定位槽中， 观测机器人自身 坐标读数， 与定位槽实际坐标， 之间是否存在差值， 若存在差值， 则说明， 焊接装置的焊头出 现了偏差， 因此根据定位槽的实际坐标进行修订。 进而能够对焊头进行有效地修正。 采用配 合设置的定位槽对焊头进行定位， 能够保证精准确定当前焊头的位置。 综上所述， 该焊接机 器人能够有效地解决焊接机器人的焊枪位置很难校准的问题。 0008 优选地， 所述焊接装置包括上。

9、焊头和与所述上焊头相配合的下焊头， 两个所述定 位槽相背设置以分别定位所述上焊头以及所述下焊头， 且之间连通设置， 以使得所述上焊 头与所述下焊头顶端相抵。 0009 优选地， 所述定位校准装置包括水平设置的定位板和上端与所述定位板中部固定 连接的支撑柱， 所述定位板的上下两侧分别设置所述定位槽。 0010 优选地， 所述定位校准装置还包括支撑底板， 所述支撑柱的下部与所述支撑底板 固定连接， 所述支撑底板设置有上下贯通的穿孔， 以用于通过穿设其中的连杆将所述支撑 底板固定在所述工作台上。 0011 优选地， 所述支撑柱横截面呈方形， 所述支撑底板四边突出所述支撑柱设置以呈 方形， 且四角设置。

10、有所述穿孔。 0012 优选地， 所述定位板上还设置有横向延伸且上下贯通的定位滑槽， 所述上焊头与 说明书 1/4 页 3 CN 112247433 A 3 所述下焊头能够在所述定位滑槽内相抵且能够分别与所述定位滑槽的上下两部滑动配合。 0013 优选地， 所述定位板上设置有两个相互垂直的所述定位滑槽。 0014 优选地， 两个所述定位滑槽的端部连通， 以使得所述上焊头以及所述下焊头能够 从一个所述定位滑槽横向移动至另一个所述定位滑槽中。 0015 优选地， 所述定位槽内设置有触碰传感器， 所述驱动装置在所述触碰传感器检测 到触碰时停止驱动。 0016 优选地， 所述上焊头与所述下焊头相抵状态。

11、下两者电极帽生命线之间的距离， 与 所述定位板厚度相等。 附图说明 0017 为了更清楚地说明本发明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 发明的一些实施例， 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 根据这些附图获得其他的附图。 0018 图1为本发明实施例提供的定位校准装置的结构示意图； 0019 图2为本发明实施例提供的焊接装置分别在不同定位位置时的结构示意图； 0020 图3为本发明实施例提供的上下焊头在定位槽中时的结构示意图。 0021 附图中标记如下： 0022。

12、 上焊头1、 下焊头2、 定位槽3、 定位板4、 支撑柱5、 支撑底板6、 定位滑槽7。 具体实施方式 0023 本发明实施例公开了一种焊接机器人， 以有效地解决焊接机器人的焊枪位置很难 校准的问题。 0024 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0025 请参阅图1-图3， 图1为本发明实施例提供的定位校准装置的结构示意图； 图2为本 发明实施例提。

13、供的焊接装置分别在不同定位位置时的结构示意图； 图3为本发明实施例提 供的上下焊头在定位槽中时的结构示意图。 0026 在一种具体实施例中， 本实施例提供了一种焊接机器人， 主要是点焊焊接机器人， 该焊接机器人是一种能够校准的焊接机器人。 具体的焊接机器人包括工作台、 焊接装置、 驱 动装置和定位校准装置。 0027 其中工作台用于放置被焊接设备， 以对被焊接设备进行承载固定， 一般工作台在 台面上对应设置有产品工装， 主要包括固定夹、 支撑结构等， 具体的， 还可以是根据需要进 行设置。 焊接装置则是用于对工作台上的被焊接设备进行焊接。 主要为焊枪结构， 一般为点 焊焊接装置， 点焊焊接装置。

14、主要包括上下配合设置的上焊头1和下焊头2。 当然， 该焊接装置 还可以是对焊装置、 等离子焊装置等。 0028 其中驱动装置用于带动焊接装置相对工作台在三维空间内任意移动， 不仅能够对 说明书 2/4 页 4 CN 112247433 A 4 焊接装置进行支撑， 同时还能够使焊接装置能够相对工作台活动至不同的焊接位置， 以在 不同的焊接位置对被焊接设备进行焊接。 其中驱动装置主要为机器人手臂， 以能够很好的 带动焊接装置在三维空间内移动。 主要为X方向、 Y方向、 Z方向， 上述三个方向彼此相互垂直 设置， 且一般将上下方向定义为Z方向， 如上述的点焊焊接装置， 其中上焊头1和下焊头2沿Z 方。

15、向相抵。 0029 其中定位校准装置与所述工作台相对固定， 以与工作台保持稳定的相对位置关 系， 直接的固定方式， 可以是可拆卸固定连接， 如卡接、 螺钉连接等。 也可以是不可拆卸固定 连接， 如焊接。 0030 其中定位校准装置具有与焊接装置的焊头相配合的定位槽3， 以在定位槽3槽深方 向、 横向方向进行定位。 其中定位槽3相对工作台的位置是固定的， 所以在长期使用过程中， 基本不会出现位置变化， 因此两者之间的位置是确定的， 因此在焊接装置的焊头移动到定 位槽3中， 由定位槽3限定其唯一位置， 因此此时焊头相对工作台的位置就是确定的， 以此时 焊接机器人自身坐标读数与该定位槽3坐标进行对比。

16、， 即可以知道机器人自身坐标读数是 否存在偏移， 如果存在偏移， 即此时可以以该定位槽3的坐标对机器人自身坐标进行读数修 正。 需要说明的是， 为了方便进行修正， 此处优选定位槽3设置在TCP位置(TOOL CENTER POINT， 机床中心点)， 即机床读数坐标的坐标原点所对应设定的位置， 因此更为方便进行校 准。 0031 在该焊接机器人中， 设置了定位校准装置， 以使得在长期使用过程中， 当焊接装置 的焊头存在位置偏差时， 此时可以驱动焊接装置的焊头进入到定位槽3中， 观测机器人自身 坐标读数， 与定位槽3实际坐标， 之间是否存在差值， 若存在差值， 则说明， 焊接装置的焊头 出现了偏。

17、差， 因此根据定位槽3的实际坐标进行修订。 进而能够对焊头进行有效地修正。 采 用配合设置的定位槽3对焊头进行定位， 能够保证精准确定当前焊头的位置。 综上所述， 该 焊接机器人能够有效地解决焊接机器人的焊枪位置很难校准的问题。 0032 如上所述， 当焊接装置包括上焊头1和与所述上焊头1相配合的下焊头2时， 为了更 好的定位焊头位置， 此处优选具有两个所述定位槽3相背设置以分别定位所述上焊头1以及 所述下焊头2， 即开口朝上的定位槽3与上焊头1相配合， 开口朝下的定位槽3与下焊头2相配 合。 且该两个定位槽3之间连通设置， 以使得上焊头1与下焊头2顶端相抵， 即上定位槽3能够 对上焊头1进行。

18、上下方向上的定位， 而下定位槽3能够对下焊头2进行上下方向上的定位， 而 当上焊头1以及下焊头2分别被定位槽3进行定位时， 此时两个焊头之间处于相抵接通的状 态。 以使得可以通过两个焊头之间是否相抵， 判断两个焊头是否被上下定位。 其中上焊头1 下端， 以及上焊头1上端， 均呈帽型， 一个呈半球面型， 另一个呈圆台型。 上下两个定位槽3可 以连通呈一个圆柱型通孔， 也可以是根据上下焊头顶端结构特点， 形成对应的弧型槽底或 锥形槽底， 当在中部连通， 以使得上下焊头的顶点能够接触。 0033 进一步的， 为了更好的设置定位槽3， 以方便上下定位槽3均能够实现定位， 此处优 选定位校准装置包括水平。

19、设置的定位板4和上端与定位板4中部固定连接的支撑柱5， 定位 板4的上下两侧分别设置有所述定位槽3， 以分别对应上焊头1和下焊头2， 为了避免干涉， 可 以使上、 下定位槽3均设置定位板4的角部， 且两者需要同轴设置， 以对应于上焊头1与下焊 头2相抵的位置状态。 为了更好的进行定位， 此处优选上焊头1与所述下焊头2相抵状态下两 者电极帽生命线(确定电极是否可以继续使用的位置)之间的距离， 与定位板4厚度相等， 且 说明书 3/4 页 5 CN 112247433 A 5 在当上焊头1与所述下焊头2分别位于对应的定位槽3中时， 此时上焊头1的电极帽生命线与 上定位槽3的槽口等高设置， 下焊头2。

20、的电极帽生命线与下定位槽3的槽口等高设置。 0034 具体的， 为了方便安装定位校准装置， 此处优选其中的定位校准装置还包括支撑 底板6， 其中支撑柱5的下部与支撑底板6固定连接， 优选为焊接固定， 对应的支撑柱5的上端 与定位板4之间焊接固定。 其中支撑底板6设置有上下贯通的穿孔， 以用于通过穿设其中的 连杆将支撑底板6固定在所述工作台上， 如通过螺钉或螺栓等连杆进行连接。 其中支撑柱5 横截面可以呈圆形， 优选呈方形， 如采用方钢管。 其中支撑底板6四边突出支撑柱5设置以呈 方形， 且四角设置有上述穿孔。 为了保证定位效果， 以保证定位精准程度， 此处优选支撑底 板6、 支撑柱5以及定位板。

21、4均为金属板， 当然也可以是采用塑料板。 0035 进一步的， 如上所述的， 驱动装置用于带动焊接装置在三维空间内移动， 主要能够 带动焊接装置分别沿X向、 Y向、 Z向方向移动， X向、 Y向一般为水平的两个相互垂直方向， 为 了方便描述， 将与上下方向相垂直的方向均称为横向。 因为驱动装置本身结构的误差， 以及 系统内部的误差等原因， 导致焊接装置移动方向与设定的方向存在偏差。 基于此， 为了更好 的修正偏差， 此处优选， 定位板4上还设置有横向延伸且上下贯通的定位滑槽7， 上焊头1与 下焊头2能够在定位滑槽7内相抵且能够分别与定位滑槽7的上下两部滑动配合， 以通过定 位滑槽7限定， 上下。

22、焊头2的移动方向， 因为定位滑槽7的延伸方向相对工作台是确定的， 因 此在沿定位滑槽7移动时， 与根据机床读数所反映的上下焊头2移动方向， 进行对比， 即是否 知道当前实际移动方向与读数显示的移动方向是否存在偏差， 当存在偏差时， 可以就此对 应修正其横坐标轴延伸方向。 0036 考虑到横向方向， 一般对设置有两个坐标轴， 即如上述X向坐标轴以及Y向坐标轴， 对应的， 此处优选定位板4上设置有两个相互垂直的所述定位滑槽7， 即优选两个定位滑槽7 中， 一个定位滑槽7沿机床的X向坐标轴延伸， 另一个定位滑槽7沿Y向坐标轴延伸。 为了更好 的过渡， 此处优选两个所述定位滑槽7的端部连通， 以使得所。

23、述上焊头1以及所述下焊头2能 够从一个所述定位滑槽7横向移动至另一个所述定位滑槽7中。 如其中定位槽3设置在定位 板4的角部， 两个定位滑槽7设置在与该定位槽3相对的两个边沿处。 0037 进一步的， 为了更为精准的知道， 焊头是否精准位于定位槽3中， 此处优选定位槽3 内设置有触碰传感器， 驱动装置在所述触碰传感器检测到触碰时停止驱动。 即当焊头进入 到对应定位槽3中， 并到达指定位置时， 即会被触碰传感器检测到， 具体的触碰传感器优选 为压力传感器。 0038 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述， 每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处， 各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 0039 对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。 说明书 4/4 页 6 CN 112247433 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 112247433 A 7 图3 说明书附图 2/2 页 8 CN 112247433 A 8 。