一种改装火焰切割机器人及使用方法与流程

本发明涉及焊接及切割技术领域，尤其涉及一种改装火焰切割机器人及使用方法。

背景技术：

火焰切割机器人是利用燃料燃烧过程中产生的高温来实现切割，火焰切割成本低并且是切割厚金属板有效的经济手段之一。而焊接机器人主要用于对工件焊接，其主要包括可摆动的机械手臂、和机械手臂连接的焊枪头、以及和焊枪头连接的防撞设备，以此通过机械手臂摆动带动焊枪头移动实现焊接路径移动，同时防撞设备能对焊枪头在遭受撞击时主动断开电路，起到保护作用。但是，无论是火焰切割机器人还是焊接机器人，在没有合适的切割或焊接工序时，只能闲置，不能将机器人生产效益最大化，同时火焰切割机器人和焊接机器人均占用较大空间。

基于此，亟需一种改装火焰切割机器人及使用方法，用以解决如上提到的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种改装火焰切割机器人及使用方法，能够实现一体两用，提高生产效益、减少占用空间，还能实现多样化的切割需求，实现对人员和设备的防护，提高使用的安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种改装火焰切割机器人，包括：

机械臂，能够与焊接枪头连接；

火焰切割头，与所述机械臂可拆卸连接；

角度调节件，与所述火焰切割头和所述机械臂均连接，所述角度调节件用于调整所述火焰切割头至预设角度；

防撞装置，与所述机械臂固定连接，所述防撞装置与所述火焰切割头可拆卸连接，用于在所述火焰切割头受到撞击时断开电信号。

可选地，所述改装火焰切割机器人还包括供气管线，所述机械臂内设有过线孔，所述供气管线穿设所述过线孔与所述火焰切割头连接。

可选地，所述供气管线包括燃气管线、高压氧气管线和低压氧气管线。

可选地，所述改装火焰切割机器人还包括开关阀及阀座，所述开关阀通过所述阀座安装于所述机械臂上，所述供气管线通过所述开关阀后穿设于所述过线孔内。

可选地，所述开关阀设有三个，三个所述开关阀与所述燃气管线、所述高压氧气管线和所述低压氧气管线一一对应设置。

可选地，所述防撞装置通过所述角度调节件与所述火焰切割头连接。

可选地，所述改装火焰切割机器人还包括肘关节和连接法兰盘，所述肘关节与所述机械臂活动连接，所述连接法兰盘与所述防撞装置连接，所述肘关节上均设有与所述过线孔和所述连接法兰盘的孔心对应连通的避让孔，所述供气管线穿过所述避让孔和所述连接法兰盘与所述火焰切割头连接。

可选地，所述改装火焰切割机器人还包括信号线，所述信号线穿设所述过线孔和所述避让孔与所述防撞装置连接。

可选地，所述防撞装置包括防护壳、弹性件、开关座和移动杆，所述弹性件和所述开关座均设于所述防护壳内，所述信号线穿进所述防护壳内通过所述开关座与所述火焰切割头电信连接，所述开关座设于所述弹性件内，所述弹性件与所述移动杆抵接，所述移动杆一端伸出所述防护壳与所述角度调节件连接。

本发明还提供了一种使用方法，其采用如上所述的改装火焰切割机器人，所述使用方法包括如下步骤：

将焊接枪头自焊接机器人上的机械臂拆卸下来；

将防撞装置与所述机械臂固定连接；

将角度调节件与所述防撞装置和火焰切割头均连接，并调节所述角度调节件使所述火焰切割头处于预设角度；

使供气管线穿设所述机械臂上的过线孔与所述火焰切割头连接；

启动所述火焰切割头实现切割。

本发明的有益效果：

1、通过将焊接枪头自机械臂上拆卸下来，并进一步将火焰切割头连接于机械臂上，完成火焰切割工序，实现一体两用，提高生产效益、减少占用空间；

2、通过设置角度调节件，其与火焰切割头和机械臂均连接，以将火焰切割头调整至预设角度，以实现多样化的切割需求；

3、通过设置防撞装置，其与机械臂固定连接，防撞装置与火焰切割头可拆卸连接，以在火焰切割头受到撞击时断开电信号，实现对人员和设备的防护，提高使用的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的改装火焰切割机器人的结构示意图。

图中：

1、机械臂；11、过线孔；2、火焰切割头；3、角度调节件；4、信号线；5、防撞装置；51、防护壳；52、移动杆；53、连接件；6、供气管线；61、燃气管线；62、高压氧气管线；63、低压氧气管线；7、开关阀；8、阀座；9、连接法兰盘；10、肘关节。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明实施例公开了一种改装火焰切割机器人，如图1所示，该改装火焰切割机器人包括机械臂1、火焰切割头2、角度调节件3和防撞装置5，火焰切割头2、角度调节件3和防撞装置5均与机械臂1连接。其中，机械臂1能够与焊接枪头连接实现焊接工序。火焰切割头2与机械臂1可拆卸连接，以实现切割工序。角度调节件3与火焰切割头2和机械臂1均连接，角度调节件3用于调整火焰切割头2至预设角度，以满足多样化的切割需求。防撞装置5与火焰切割头2可拆卸连接，用于在火焰切割头2受到撞击时断开电信号，以对人员和设备起到防护作用。

因此，本发明通过将焊接枪头自机械臂1上拆卸下来，并进一步将火焰切割头2连接于机械臂1上，完成火焰切割工序，实现一体两用，提高生产效益、减少占用空间；然后通过设置角度调节件3，其与火焰切割头2和机械臂1均连接，以将火焰切割头2调整至预设角度，以实现多样化的切割需求；进一步通过设置防撞装置5，其与机械臂1固定连接，防撞装置5与火焰切割头2可拆卸连接，用于在火焰切割头2受到撞击时断开电信号，以实现对人员和设备的防护，提高使用的安全性。

可选地，机械臂1为焊接机器人上的机械臂1，通过机械臂1与焊接枪头的连接，机械臂1带动焊接枪头移动即可实现焊接工作。需要切割时，将焊接枪头及附件自机械臂1上拆卸，留下送丝机构即可。进一步地，机械臂1内设有过线孔11，过线孔11为贯穿机械臂1的通孔。此外，机械臂1的上方还设有安装位。

本实施例中，焊接机器人为安川焊接机器人，通过对安川焊接机器人的改装，即可实现焊接及切割工序，满足多样化使用需求。具体地，当需要切割时，将安川焊接机器人的焊接枪头拆卸，将火焰切割头2安装于该机械臂1上，通过该机械臂1带动火焰切割头2移动即可实现火焰切割工序，从而实现一体两用，提高生产效益、减少占用空间。

进一步地，火焰切割头2用于实现火焰切割，由于火焰切割头2的结构及原理为现有技术，在此不再赘述。

如图1所示，于本实施例中，角度调节件3为连杆机构，其与火焰切割头2铰接，通过转动连杆机构即可带动火焰切割头2转动至预设角度，实现不同的切割需求。需要说明的是，预设角度可根据需要设置，例如60°、45°等，本实施例不做具体限制。

进一步地，该改装火焰切割机器人还包括信号线4，信号线4穿设过线孔11与防撞装置5连接，以实现电信号的传输、反馈，便于实现对火焰切割头2的控制。

防撞装置5原为焊接机器人上用于防护焊接枪头的结构，本发明通过改装，将其与火焰切割头2连接，实现对火焰切割头2及人员的保护，提高使用的安全性。

于本实施例中，防撞装置5通过角度调节件3与火焰切割头2连接，在火焰切割头2受到碰撞时，其撞击力通过角度调节件3传递给防撞装置5，使防撞装置5弯曲以断开电信号，以实现对人员和设备的防护，提高使用的安全性。

具体地，防撞装置5包括防护壳51、弹性件、开关座和移动杆52，弹性件和开关座均设于防护壳51内，信号线4穿进防护壳51内通过开关座与火焰切割头2电信连接，接收和传输电信号，开关座设于弹性件内，弹性件与移动杆52抵接，移动杆52一端伸出防护壳51与角度调节件3连接。按此设置，在火焰切割头2受到碰撞时，使角度调节件3推动移动杆52朝向弹性件移动并使弹性件弯曲，弹性件弯曲迫使开关座断开，从而将信号线4的电信号中断，使火焰切割头2停止工作，实现对人员和设备的防护，提高使用的安全性。

进一步地，该防撞装置5还包括连接件53，连接件53与防护壳51和机械臂1均连接，以实现防撞装置5与机械臂1的固定。

可选地，该改装火焰切割机器人还包括供气管线6，供气管线6穿设过线孔11与火焰切割头2连接，以为火焰切割头2的切割提供燃气及氧气。供气管线6从过线孔11穿设再与火焰切割头2连接的方式，既美化外观，又能减少对火焰切割头2旋转的妨碍，实现火焰切割头2的灵活转动；同时当火焰切割头2被机械臂1带动移动实现切割时，供气管线6也不会阻碍动作，使得切割运行平稳、提高切割精度。

具体地，供气管线6包括燃气管线61、高压氧气管线62和低压氧气管线63(以下简称三个管线)，三个管线内分别用于输送燃气、高压氧气和低压氧气至火焰切割头2，实现火焰切割。本实施例中，燃气为煤气。三个管线穿设过线孔11后通过螺栓与火焰切割头2可拆卸密封连接，以确保气密性，也便于拆装维护。

进一步地，该改装火焰切割机器人还包括开关阀7及阀座8，开关阀7通过阀座8安装于机械臂1的安装位上，供气管线6通过开关阀7后穿设于过线孔11内，从而通过控制开关阀7即可控制供气管线6内气路的通断，十分方便。

可选地，开关阀7设有三个，三个开关阀7与燃气管线61、高压氧气管线62和低压氧气管线63一一对应设置，以实现对三个管线的分别控制。在其他实施例中，开关阀7的数量可根据管线数量进行相应调整，不局限于本实施例。

更具体地，开关阀7为电磁阀，燃气管线61、高压氧气管线62和低压氧气管线63分别连接相应的电磁阀上的电子控制器进气口和出气口，然后通过机械臂1内的过线孔11与火焰切割头2连接，由电子控制器根据切割程序需求自动控制各管线内气路的打开或关闭。由于电磁阀的结构及控制原理为现有技术，此处不再赘述。

为实现对供气管线6及防撞装置5的连接，该改装火焰切割机器人还包括肘关节10和连接法兰盘9，肘关节10与机械臂1活动连接，连接法兰盘9与防撞装置5连接，肘关节10上均设有与过线孔11和连接法兰盘9的孔心对应连通的避让孔，供气管线6穿过避让孔和连接法兰盘9与火焰切割头2连接。具体地，肘关节10上设有安装法兰，连接法兰盘9与安装法兰通过紧固螺栓可拆卸固定，供气管线6和信号线4均穿过过线孔11和避让孔从连接法兰盘9的孔心穿出，防撞装置5的防护壳51通过连接件53与连接法兰盘9可拆卸连接固定。

按此设置，通过机械臂1的运动(较大幅度的摆动)和肘关节10的运动(小幅转动或摆动)即可带动火焰切割头2实现相应幅度的运动(转动或摆动)，使火焰切割头2满足不同切割范围的使用需求，灵活性强。进一步通过法兰连接的方式，仅需通过更换相应尺寸的连接法兰盘9即可实现对不同尺寸的火焰切割头2的安装固定，十分便于更换、安装。

本发明实施例还公开了一种使用方法，其采用如上所述的改装火焰切割机器人，该使用方法包括如下步骤：

将焊接枪头自焊接机器人上的机械臂1拆卸下来；

将防撞装置5与机械臂1固定连接；

将角度调节件3与防撞装置5和火焰切割头2均连接，并调节角度调节件3使火焰切割头2处于预设角度；

使供气管线6穿设机械臂1上的过线孔11与火焰切割头2连接；

启动火焰切割头2实现切割。

通过上述使用方法，能够完成火焰切割工序，实现一体两用，提高生产效益、减少占用空间；同时，利用角度调节件3能将火焰切割头2调整至预设角度，以实现多样化的切割需求；此外，防撞装置5能够在火焰切割头2受到撞击时断开电源，以实现对人员和设备的防护，提高使用的安全性。

就该改装火焰切割机器人产生的经济效益来说，改装成的火焰切割机器人已完成多个风电项目中导管架管子惯口切割及其他工程复杂部件切割工作，且切割的圆管惯口坡口平顺，惯口贴合非常好，惯口误差小，很好地达到了技术要求，避免因切割技术不达标造成的资源浪费、客户流失。目前，公司近期又增加1台由安川焊接机器人改装的火焰切割机器人，这些改装的机器人发展潜力非常大，将为公司创造更大的经济效益。

综上，本发明实施例提供了一种改装火焰切割机器人及使用方法，其具有如下优势：

(1)通过将焊接枪头自机械臂1上拆卸下来，并进一步将火焰切割头2连接于机械臂1上，完成火焰切割工序，实现一体两用，提高生产效益、减少占用空间；

(2)通过设置角度调节件3，其与火焰切割头2和机械臂1均连接，以将火焰切割头2调整至预设角度，以实现多样化的切割需求；

(3)通过设置防撞装置5，其与机械臂1固定连接，防撞装置5与火焰切割头2可拆卸连接，用于在火焰切割头2受到撞击时断开电信号，以实现对人员和设备的防护，提高使用的安全性；

(4)供气管线6穿设过线孔11再与火焰切割头2连接的方式，既美化外观，又能减少对火焰切割头2运动(旋转及移动)的妨碍，实现火焰切割头2的灵活转动，使得切割运行平稳、切割精度高。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。