ВРАЩАЮЩИЙСЯ ДАТЧИК ДУГИ
ROTARY ARC SENSOR

Область техники, к которой относится изобретение
[01] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к области автоматической сварки и, в частности, к вращающемуся датчику дуги.
Уровень техники
[02] Технология автоматической сварки с использованием сварочных датчиков для отслеживания сварного шва является одним из ключевых элементов автоматизации сварки. Сварочные датчики можно разделить на два основных типа по режиму измерения: дополнительный датчик и датчик дуги, причем датчик дуги обладает уникальными преимуществами и представляет собой одну из наиболее активных технологий отслеживания из тех, которые сейчас находятся в процессе разработки. Датчики дуги подразделяются на следующие основные типы: параллельный датчик дуги с двумя проводниками, качающийся сканирующий датчик дуги и вращающийся датчик дуги, и т. п. Параллельный датчик дуги с двумя проводниками характеризуется определенными сложностями реализации из-за своей сложной конструкции и последовательности выполнения производственного процесса, и его применение во многом ограничено. Для качающегося сканирующего датчика дуги на его свойства отслеживания оказывает некоторое отрицательное влияние то, что частота качания робота обычно ниже 10 Гц, и функцию отслеживания невозможно реализовать при скоростной сварке и сварке большой дугой.
[03] Существующий вращающийся сканирующий датчик дуги в основном работает таким образом, что двигатель приводит в движение сварочный пистолет для выполнения конического движения, и эффект отслеживания хороший; однако конструкция сложная, объем большой, вибрации значительные и регулировка неудобна, поэтому его практическое применение ограничено. Существующее решение состоит в том, чтобы приводить в коническое движение проводящий стержень сканирующего датчика дуги. Хотя доступность хорошая, но требуется, чтобы сварочный пистолет был встроен в датчик дуги, что создает проблемы из-за неудобства в отношении технического обслуживания и замены сварочного пистолета.
Сущность изобретения
[04] В связи с этим в вариантах осуществления настоящего изобретения предложен вращающийся датчик дуги, позволяющий решить проблему неудобства технического обслуживания и замены сварочного пистолета, вызванную тем, что сварочный пистолет встроен в датчик дуги согласно традиционной технологии.
[05] Для достижения вышеуказанной цели в вариантах осуществления настоящей заявки предоставлены следующие технические решения.
[06] Вращающийся датчик дуги, содержащий двигатель, соединительный шток для приведения в движение сварочного пистолета для выполнения кругового движения, узел скольжения для поддержания веса соединительного штока и поддержания беспрепятственного движения одного конца соединительного штока, и качающийся эксцентриковый элемент для приведения в движение другого конца соединительного штока с целью выполнения кругового движения, причем центр вращающегося вала двигателя снабжен полой выемкой с возможностью связи с обоими концами двигателя, узел скольжения расположен в верхней части двигателя, а один конец соединительного штока выступает из верхней части двигателя через полую выемку и соединен с узлом скольжения. Качающийся эксцентриковый элемент содержит первый фланец и второй фланец. Первый фланец надвинут на вращающийся вал двигателя и вращается вместе с вращающимся валом. Второй фланец размещен на первом фланце, и центр круга второго фланца смещен по отношению к центру круга первого фланца. Другой конец соединительного штока проходит во второй фланец и соединен с внутренней стенкой второго фланца посредством подшипникового узла. Другой конец соединительного штока снабжен соединительным узлом для соединения со сварочным пистолетом.
[07] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что узел скольжения содержит два комплекта ползунков, два комплекта направляющих рельсов, первый опорный диск и второй опорный диск, причем два комплекта ползунков расположены на нижних поверхностях первого опорного диска и второго опорного диска соответственно в форме «креста», два комплекта направляющих рельсов расположены на верхних поверхностях второго диска и на верхней части двигателя соответственно в форме «креста» и взаимодействуют с двумя комплектами ползунков, первый опорный диск соединен с одним концом соединительного штока, а первый опорный диск и второй опорный диск расположены на расстоянии друг от друга в вертикальном направлении.
[08] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что центр круга второго опорного диска снабжен круглым отверстием, и между круглым отверстием и соединительным штоком заранее задано некоторое расстояние для обеспечения возможности беспрепятственного движения соединительного штока.
[09] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что ползунок снабжен C-образным отверстием, и две стороны направляющего рельса снабжены канавками, которыми могут продолжаться оба конца С-образного отверстия.
[010] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что второй фланец расположен на первом фланце с возможностью регулировки.
[011] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что поверхность первого фланца для контакта со вторым фланцем снабжена областью с канавкой, и конец второго фланца расположен в области с канавкой и может скользить в области с канавкой вдоль поверхности стенки области с канавкой.
[012] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что область с канавкой снабжена круглым отверстием с резьбой для фиксации второго фланца во взаимодействии с болтом, и конец второго фланца снабжен отверстием в узкой части, соответствующим круглому отверстию с резьбой.
[013] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что на поверхности первого фланца для контакта со вторым фланцем дополнительно расположена градуированная шкала эксцентриситета, и конец второго фланца снабжен разметочными линиями для указания текущего эксцентриситета.
[014] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что подшипниковый узел содержит подшипник и втулку подшипника, внутреннее кольцо подшипника надвинуто на другой конец соединительного штока, внешнее кольцо подшипника взаимодействует с внутренней стенкой втулки подшипника посредством фрикционной посадки, и внешняя стенка втулки подшипника взаимодействует с внутренней стенкой второго фланца посредством фрикционной посадки.
[015] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно отличается тем, что конец вращающегося вала снабжен магнитным кольцом, причем магнитное кольцо вращается вместе с вращающимся валом, и двигатель снабжен кодовым датчиком положения для считывания данных вращения магнитного кольца.
[016] Варианты осуществления настоящего изобретения обладают следующими преимуществами.
[017] С вращающимся датчиком дуги, предлагаемым в вариантах осуществления настоящего изобретения, сварочный пистолет можно размещать с возможностью снятия вне датчика дуги на основе обеспечения точной траектории движения сварочного пистолета, тем самым реализуя эффект обеспечения удобства технического обслуживания и замены сварочного пистолета. Дополнительно, поскольку второй фланец расположен на первом фланце с возможностью регулировки, также возможно выполнять целенаправленную регулировку в соответствии с диаметром круговой траектории сварочного пистолета согласно различным требованиям сварки.
Краткое описание графических материалов
[018] Ниже кратко описаны прилагаемые графические материалы, которые должны использоваться в описании вариантов осуществления или традиционной технологии, чтобы сделать более понятными технические решения в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения или в соответствии с традиционной технологией. Понятно, что прилагаемые графические материалы в следующем описании представлены лишь для примера. Специалист в данной области техники может без каких-либо творческих усилий получить в соответствии с этими чертежами другие прилагаемые чертежи.
[019] Конструкция, пропорции, размеры и т. п., показанные в настоящем описании, используются только для объяснения содержания, раскрытого в описании, для понимания и прочтения специалистами в данной области техники, но не предполагают ограничения условий, с которыми может быть реализовано настоящее изобретение. Поэтому они не имеют практического значения в техническом смысле. Любая модификация конструкции, любые изменения пропорций или любые регулировки размера должны попадать в рамки объема, охватываемого техническим содержанием, раскрытым в настоящем изобретении, не влияя на производимые эффекты и цель, достигаемую настоящим изобретением.
[020] На фиг. 1 представлен схематический вид в поперечном сечении конструкции вращающегося датчика дуги согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
[021] на фиг. 2 представлен схематический развернутый вид в перспективе вращающегося датчика дуги согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
[022] на фиг. 3 представлен схематический вид в перспективе конструкции узла скольжения вращающегося датчика дуги согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения; и
[023] на фиг. 4 представлен схематический развернутый вид качающегося эксцентрикового элемента вращающегося датчика дуги согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
[024] На графических материалах:
1: двигатель; 11: вращающийся вал; 111: полая выемка; 12: магнитное кольцо; 13: кодовый датчик положения; 14: защитная крышка;
2: соединительный шток; 21: соединительный фланец; 22: зажимной элемент;
3: узел скольжения; 31: ползунок; 32: направляющий рельс; 33: первый опорный диск; 34: второй опорный диск; 341: круглое отверстие;
4: качающийся эксцентриковый элемент; 41: первый фланец; 411: область с канавкой; 412: круглое отверстие с резьбой; 42: второй фланец; 421: отверстие в узкой части;
5: подшипник; 6: втулка подшипника; 61: фиксирующее кольцо; 7: сварочный пистолет; 8: зажимное устройство.
Подробное описание варианта (вариантов) осуществления изобретения
[025] Ниже описаны на примере конкретных вариантов осуществления варианты реализации настоящего изобретения, и другие преимущества и функции настоящего изобретения могут быть лучше понятны специалистам в данной области техники из содержимого, раскрытого в настоящем описании. Понятно, что описанные варианты осуществления являются частью вариантов осуществления настоящего изобретения, а не всеми вариантами осуществления. Все другие варианты осуществления, полученные специалистом в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без творческой деятельности, попадают в рамки объема правовой охраны настоящего изобретения.
[026] Термины «верхний», «нижний», «левый», «правый», «промежуточный», используемые в описании, предназначены только для упрощения описания и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Изменение или регулировка их относительного соотношения должны рассматриваться как входящие в объем настоящего изобретения без существенного изменения технического содержимого.
Первый вариант осуществления
[027] Как показано на фиг. 1–фиг. 4, вращающийся датчик дуги в соответствии с данным вариантом осуществления содержит двигатель 1, соединительный шток 2 для приведения в движение сварочного пистолета 7 с целью выполнения кругового движения, узел 3 скольжения для поддержки веса соединительного штока 2 и поддержки беспрепятственного движения одного конца соединительного штока 2 в одной и той же горизонтальной плоскости, и качающийся эксцентриковый элемент 4 для приведения в движение другого конца соединительного штока 2 с целью выполнения кругового движения. В частности, центр вращающегося вала 11 двигателя 1 снабжен полой выемкой, выполненной с возможностью связи с обоими концами двигателя 1, конец вращающегося вала 11 снабжен магнитным кольцом 12, магнитное кольцо 12 вращается вместе с вращающимся валом 11, а двигатель 1 здесь снабжен кодовым датчиком 13 положения для считывания данных вращения магнитного кольца 12 и подключен к устройству управления датчиком дуги. Узел 3 скольжения расположен в верхней части двигателя 1, и один конец соединительного штока 2 выступает из верхней части двигателя 1 через полую выемку 111 и соединен с узлом 3 скольжения. качающийся эксцентриковый элемент 4 содержит первый фланец 41 и второй фланец 42. Первый фланец 41 надвинут на вращающийся вал двигателя 1 и вращается вместе с вращающимся валом. Второй фланец 42 размещен на первом фланце 41, и центр круга второго фланца 42 смещен по отношению к центру круга первого фланца 41. Другой конец соединительного штока 2 проходит во второй фланец 42 и соединен с внутренней стенкой второго фланца 42 посредством подшипникового узла. Подшипниковый узел содержит подшипник 5 и втулку 6 подшипника, внутреннее кольцо подшипника 5 надвинуто на другой конец соединительного штока 2 без зазора между ними, внешнее кольцо подшипника 5 взаимодействует с внутренней стенкой втулки 6 подшипника посредством фрикционной посадки, внутренняя стенка втулки 6 подшипника снабжена фиксирующим кольцом 61 для ограничения положения подшипника 5, а внешняя стенка втулки 6 подшипника взаимодействует с внутренней стенкой второго фланца 42 посредством фрикционной посадки. Другой конец соединительного штока 2 снабжен соединительным узлом для соединения со сварочным пистолетом 7. Соединительный узел содержит фланец 21 и зажимной элемент 22, оба конца фланца 21 соединены соответственно с другим концом соединительного штока 2 и концом зажимного элемента 22, а сварочный пистолет 7 расположен на другом конце зажимного элемента 22.
[028] Во время автоматической сварки манипулятор робота зажимает двигатель 1 зажимным устройством 8 и приводит в движение вращающийся датчик дуги в соответствии с настоящим вариантом осуществления таким образом, что тот движется вдоль сварного шва. В это время вращающийся вал 11 двигателя 1 приводит в движение первый фланец 41 качающегося эксцентрикового элемента 4 таким образом, что тот выполняет вращательное движение. Поскольку центр круга второго фланца 42 смещен относительно центра круга первого фланца 41, второй фланец 42 приводит в движение другой конец соединительного штока 2 и сварочный пистолет 7 таким образом, что тот выполняет круговое качательное движение. В это же время узел 3 скольжения поддерживает вес соединительного штока 2 и сварочного пистолета 7 и поддерживает беспрепятственное движение соединительного штока 2. Таким образом сварочный пистолет 7 можно размещать вне датчика дуги с возможностью отсоединения на основе обеспечения точной траектории движения сварочного пистолета 7, что обеспечивает удобство технического обслуживания и замены сварочного пистолета 7.
[029] Предпочтительно узел 3 скольжения содержит два комплекта ползунков 31, два комплекта направляющих рельсов 32, первый опорный диск 33 и второй опорный диск 34, причем два комплекта ползунков 31 расположены на нижних поверхностях первого опорного диска 33 и второго опорного диска 34 соответственно в форме «креста», и два комплекта направляющих рельсов 32 расположены на верхних поверхностях второго опорного диска 34 и на верхней части двигателя 1 соответственно в форме «креста» и взаимодействуют с двумя комплектами ползунков 31, первый опорный диск 33 соединен с концом соединительного штока 2, и первый опорный диск 33 и второй опорный диск 34 расположены на расстоянии друг от друга в вертикальном направлении. Центр круга второго опорного диска 34 снабжен круглым отверстием 341, и между круглым отверстием 341 и соединительным штоком 2 заранее задано некоторое расстояние для обеспечения возможности беспрепятственного движения соединительного штока 2. Когда качающийся эксцентриковый элемент 4 прикладывает усилие скручивания к другому концу соединительного штока 2 для кругового движения, конец соединительного штока 2 одновременно движется в направлении соответственно X и Y в одной и той же плоскости, и ползунки и направляющие рельсы каждый в «перекрестной» конфигурации реализуют следующий эффект: конец соединительного штока 2 свободно движется в соответствии с приложенным к нему усилием со стороны качающегося эксцентрикового элемента 4.
[030] Более предпочтительно, как ползунки 31, так и направляющие рельсы 32 являются существующими стандартными элементами. То есть, ползунок 31 снабжен C-образным отверстием, и две стороны направляющего рельса 32 снабжены канавками, которыми могут продолжаться оба конца С-образного отверстия.
[031] Еще более предпочтительно, для обеспечения очистки и защиты компонентов узла 3 скольжения и двигателя 1 в верхней части двигателя 1 предусмотрена защитная крышка 14.
[032] Предпочтительно второй фланец 42 расположен на первом фланце 41 с возможностью регулировки. Поверхность первого фланца 41 для контакта со вторым фланцем 42 снабжена областью 411 с канавкой, и конец второго фланца 42 расположен в области 411 с канавкой и может скользить в области 411 с канавкой вдоль поверхности стенки области 411 с канавкой. Здесь область 411 с канавкой снабжена круглым отверстием 412 с резьбой для фиксации второго фланца 42 во взаимодействии с болтом, и конец второго фланца 42 снабжен отверстием 421 в узкой части, соответствующим круглому отверстию 412 с резьбой. Эксцентриситет регулируют с помощью зазора между отверстием 421 в узкой части второго фланца 42 и болтом.
[033] Кроме того, предпочтительно на поверхности первого фланца 41 для контакта со вторым фланцем 42 дополнительно расположена градуированная шкала эксцентриситета, и конец второго фланца 42 снабжен разметочными линиями для указания текущего эксцентриситета.
[034] Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на приведенные выше конкретные варианты осуществления и общее описание, специалистам в данной области техники будет понятно, что в настоящее изобретение могут быть внесены некоторые модификации или улучшения. Следовательно, все такие модификации или улучшения, выполненные без отступления от сущности настоящего изобретения, попадают в рамки объема правовой охраны настоящего изобретения.