[发明专利]一种边横梁焊接机器人

说明书

本发明涉及焊接设备人的技术领域，公开了一种边横梁焊接机器人，其包括用于装夹工件的工装、脚轮、两个相对布置于脚轮两侧焊枪、驱使焊枪按照预定的U字型路径行走的机械臂、设置于机械臂移动端的压力传感器和用于驱使两个焊枪相互靠近或远离的丝杠机构、设置于脚轮上的接近传感器、以及控制单元。本发明具有以下优点和效果：在基于机械臂移动端预设的U字型行走路径的前提下，通过压力传感器和接近传感器、控制器、机械臂和丝杠机构组成焊缝跟踪调节结构，对焊枪的行走路径进行微调，在兼顾高效的同时，能避免较大的焊接偏差，进而保证设备对工件的焊接质量。

技术领域

本发明涉及焊接设备的技术领域，特别涉及一种边横梁焊接机器人。

背景技术

车架一般由纵梁和横梁组成。其形式主要有边梁式和中梁式两种，边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或者焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支撑汽车上的主要部件。通常载货车有5～6根横梁，有时会更多。边梁式车架的结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车，因此被广泛用在载货汽车和大多数特种汽车上。其中，车架边横梁一般设置为匚字型结构，其弯折处通常设置为倒斜角或倒圆角状。

随着现代工业技术的快速发展，自动化焊接技术已广泛用于各个领域，在传统的边横梁焊接领域，通常取一根匚字型的工件一和两片匚字型的工件二，工件二分别抵触于工件一的内外侧壁，然后采用专机依次对两条匚字型焊缝进行焊接。但是由于工件尺寸误差、夹具定位误差、工件焊接过程中热变形和焊枪运动轨迹误差等原因，带动焊枪行走的机械臂不会自动调整路径，故焊接时，焊缝与焊枪的相对位置就会发生偏离，从而产生漏焊和咬边等缺陷，导致焊接质量急剧下降，有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种边横梁焊接机器人，其解决了现有焊接设备的机械臂不会根据焊缝偏差自动调整路径的问题，达到了提高焊接质量的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种边横梁焊接机器人，包括用于装夹工件的工装、脚轮、两个相对布置于所述脚轮两侧焊枪、驱使所述焊枪按照预定的U字型路径行走的机械臂、设置于所述机械臂移动端的压力传感器和用于驱使两个焊枪相互靠近或远离的丝杠机构、设置于所述脚轮上的接近传感器、以及控制单元；所述压力传感器的检测端连接于所述脚轮、并用于将检测到的压力信号发送至所述控制单元，所述接近传感器用于感应所述工装上两个焊缝的位置、并将两个感应信号发送至所述控制单元，所述控制单元用于比较压力信号和感应信号、并控制所述机械臂和丝杠机构动作，以使所述脚轮抵触于所述工装上工件的两焊缝之间的中心点、并使所述焊枪的焊接头朝向焊缝。

通过采用上述技术方案，在实际焊接时，各结构均调至预设值，然后脚轮预先朝向工件的端部运动、直至压力传感器反馈到压力；此时，由于工件的加工误差，工件在横向上趋于平直，但是工件在纵向上可能存在微小的起伏，因此利用压力传感器、控制单元和机械臂之间通过状态反馈的方式，使得脚轮与工件焊接面之间保持合适的预压力，即焊缝与焊枪之间的高度差趋于一致；同时，接近传感器利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的电信号变化，从而捕捉焊缝的位置，然后控制单元分析两个焊缝对应的感应信号，并将分析得到的两个焊缝的位置与丝杠机构上焊枪的间距进行比较，从而控制机械臂的移动端移动、并通过丝杠机构驱使两个焊枪相互靠近或远离，直至两个焊缝与脚轮之间间距的差值趋近于零，且焊枪的焊接点之间的间距等于两个焊缝的间距，最终使得脚轮移动至工装上的工件焊接面上的两焊缝的中心点，且焊枪的焊接头始终朝向所述焊缝，以便同时进行双焊缝焊接；通过采用上述结构，在基于机械臂移动端预设的U字型行走路径的前提下，通过压力传感器和接近传感器、控制单元、机械臂和丝杠机构组成焊缝跟踪调节结构，对焊枪的行走路径进行微调，在兼顾高效的同时，能避免较大的焊接偏差，进而保证设备对工件的焊接质量。