[實用新型]用于坡口焊割機器手的輕觸式初始位置浮動定位裝置

無效

• 申請號: 200820059046.0
• 申請日: 2008-05-28
• 公開（公告）號: CN201214174Y
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 王如岡
• 申請（專利權）人: 如岡自動化控制技術(上海)有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/02;B25J9/16;B25J13/00;B25J19/02
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司
• 代理人: 嚴新德

技術領域：

本實用新型涉及機械領域，尤其涉及坡口焊割機器手，特別是一種用于坡口焊割機器手的輕觸式初始位置浮動定位裝置。

背景技術：

坡口焊割機器手在使用過程中均需要進行初始調高。現有技術中，初始調高系統的調節通過接觸式傳感器或者非接觸式傳感器來檢測位置。接觸式傳感器的種類有差動電壓傳感器、電阻傳感器、觸覺傳感器、堵轉扭矩或壓力傳感器，非接觸式傳感器的種類有電容傳感器和電感傳感器。接觸式傳感器在高溫、燃燒、飛濺、粉塵、水汽、鋼渣的惡劣工業環境中非常容易受損或誤動作，如果直接使用焊割槍尖作傳感器接觸單元，則更容易傷及昂貴的焊割槍本身。而電容傳感器和電感傳感器檢測精度差，溫漂、時漂嚴重。焊割中在工件上產生的電流對受檢電容或電感量也有一定干擾。其他非接觸式傳感器則存在檢測點與實際槍尖位置有偏差，從而引起高度位置不準確。

發明內容：

本實用新型的目的在于提供用于坡口焊割機器手的輕觸式初始位置浮動定位裝置，所述的這種用于坡口焊割機器手的輕觸式初始位置浮動定位裝置要解決現有技術中槍頭直接接觸式傳感器容易損壞槍頭或傳感器，和非接觸式傳感器檢測精度差，溫漂、時漂嚴重、焊割中工件上產生的電流產生干擾、以及和實際槍頭位置差帶來測量偏差的技術問題。

本實用新型的這種用于坡口焊割機器手的輕觸式初始位置浮動定位裝置由一個槍體夾具、一組傳感器和控制器構成，所述傳感器均勻分布在焊割炬上方的用作硬限位的圓盤周邊上，用作檢測和確定調節基準位置。所述的槍體夾具由一個第一半圓夾具片和一個第二半圓夾具片構成，所述的第一半圓夾具片和第二半圓夾具片之間設置有一個開合驅動機構，所述的開合驅動機構由一個電磁微動推力器和連接第一半圓夾具片或者第二半圓夾具片的連桿構成，所述的電磁微動推力器通過控制線與所述的控制器連接。

進一步的，所述的第一半圓夾具片的兩側分別設置有夾具開合導桿，夾具開合導桿的一端分別連接到一個固定支架上，所述的第二半圓夾具片的兩側分別設置有通孔，第二半圓夾具片通過所述的通孔套設在夾具開合導桿上，第二半圓夾具片兩側與所述的固定支架之間的夾具開合導桿上分別設置有彈簧，第二半圓夾具片通過推桿與一個電磁微動推力器連接，所述的電磁微動推力器與固定支架固定。

進一步的，在坡口焊割機器手的初始高度調節過程中，首先通過控制器驅動坡口焊割機器手夾緊焊割槍體并上升到安全高度，然后通過控制器驅動電磁微動推力器松開槍體夾具，允許焊割槍體在夾具中下滑到硬限位位置、并處于上下自由浮動狀態，然后下降機器手直至機器手槍尖輕觸工件，此時通過所述的傳感器檢測坡口焊割機器手的調節基準位置，然后將坡口焊割機器手進一步下降到比坡口運動曲線中心位置低一個需要的初始高度值的位置，在此過程中、槍尖觸及工件并被向上頂起時，控制坡口焊割機器手停止，并控制槍體夾具重新夾緊焊割槍體，最后控制坡口焊割機器手回到坡口運動曲線中心位置，槍尖同步上移并處于初始高度位置上，完成調節。

進一步的，在位置檢測傳感器檢測坡口焊割機器手的調節基準位置時，焊割炬在夾具中處于自由浮動狀態。一旦焊割炬槍頭輕觸到工件表面，槍頭受力或微動位移立即觸發傳感器，控制器檢測到基準調節位置。基準調節位置用于在隨后機器手運動中確定槍尖與工件的初始高度。

本發明的工作原理是：本發明利用焊割槍尖輕觸工件表面觸發傳感器作為初始高度位置基準確定方法，利用一個開合式焊割槍體夾具，使得在槍體高度調節過程中夾具微微松開，使槍體處于上下運動的自由狀態，當機器手下行到一定高度時，槍尖觸及工件獲得調節基準位置，槍體以工件表面為基準在夾具中浮動，從而使機器手通過上下運動調整到需要抱緊槍體的正確位置，然后夾緊槍體。在將槍體調節到要求的焊割起始高度后，整個機器手回到坡口運動曲線中心，從而避免了由于機器手的坡口曲線運動中心偏移而引起的一系列路徑/姿態控制算法的修正和補償。其具體控制步驟如下：

坡口焊割機器手夾緊焊割槍，上升到安全高度。

松開槍體夾具，使槍體在夾具中下滑到硬限位位置，并處于上下自由浮動狀態。

機器手向下移動直到機器手槍尖輕觸及工件表面，通過傳感器檢測到此時調節基準高度(Z軸位置數據)。

將機器手進一步下降到比坡口運動曲線中心位置低一個需要的初始高度值的位置。

在上一步調整過程中某一時刻，槍尖觸及工件，并被向上頂起。當機器手到位停止后，夾具重又夾緊槍體。

機器手抬起回到坡口運動曲線中心位置，此時槍尖也同步上移了距離，機器手到位后槍尖就處在初始高度的位置上。