CN212540537U - 焊接设备及其绝缘保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊接设备及其绝缘保护装置，绝缘保护装置包括：绝缘检测单元、控制单元、绝缘保护开关和报警单元；绝缘检测单元，其分别与焊枪及焊枪夹持机构连接，其输出端与控制单元连接，其用于检测焊枪与焊枪夹持机构之间的绝缘电阻值，将检测结果发送至控制单元；绝缘保护开关，其包括控制部和开关部，开关部设于交流电源与焊枪的供电端之间；控制单元，其分别与控制部及报警单元连接，其用于接收检测结果，将断电控制信号发送至绝缘保护开关，控制开关部断开，将报警控制信号发送至报警单元，控制报警单元发出警报。本实用新型在焊枪与焊枪夹持机构的绝缘电阻小于预设阻值时切断焊枪的电源，并发出警报，实现电气化绝缘保护。

Description

焊接设备及其绝缘保护装置

技术领域

本实用新型实施例涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种焊接设备及其绝缘保护装置。

背景技术

随着智能化焊接技术的发展，焊接机器人的焊接质量和焊接效率逐步提高，焊接机器人逐步替代现有的人工焊接，成为焊接行业的主流。

传统的焊接机器人需要采用焊枪夹持机构固定焊枪，在焊枪和焊枪夹持机构之间设置绝缘材料，有利于防止出现焊枪松动或者焊接角度偏差，同时可实现焊枪和焊枪夹持机构的绝缘保护。但是，其存在以下缺点，焊枪和焊枪夹持机构之间只能实现物理绝缘，在焊接过程中，会有金属渣或者金属熔滴落在焊枪和焊枪夹持机构之间，容易引起焊枪和焊枪夹持机构之间的绝缘故障，导致焊枪接地短路，甚至引起焊丝融化、送丝管软化等故障，影响设备的正常运行。

实用新型内容

本实用新型提供一种绝缘保护装置，解决了焊枪和焊枪夹持机构之间绝缘方式单一的问题，有利于提高绝缘可靠性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种绝缘保护装置，用于对焊枪与焊枪夹持机构进行绝缘保护，所述绝缘保护装置包括：绝缘检测单元、控制单元、绝缘保护开关和报警单元，其中，所述绝缘检测单元的第一检测端与所述焊枪连接，所述绝缘检测单元的第二检测端与所述焊枪夹持机构连接，所述绝缘检测单元的输出端与所述控制单元连接，所述绝缘检测单元用于检测所述焊枪与所述焊枪夹持机构之间的绝缘电阻值，将检测结果发送至所述控制单元；所述绝缘保护开关包括控制部和开关部，所述开关部设于交流电源与所述焊枪的供电端之间，所述控制部与所述控制单元连接；所述控制单元还与所述报警单元连接，所述控制单元用于接收检测结果，判断是否发生绝缘故障，将断电控制信号发送至所述绝缘保护开关，将报警控制信号发送至所述报警单元，控制所述绝缘保护开关和所述报警单元工作。

可选地，所述绝缘检测单元包括电阻测量传感器和电阻比较电路，所述电阻测量传感器的第一检测端与所述焊枪连接，所述电阻测量传感器的第二检测端与所述焊枪夹持机构连接，所述电阻测量传感器的输出端与所述电阻比较电路的第一输入端连接；所述电阻比较电路的第二输入端接收基准电压，所述电阻比较电路的输出端与所述控制单元连接。

可选地，所述电阻比较电路包括运算放大器和基准电压输出电路，所述基准电压输出电路用于输出基准电压；所述运算放大器的第一输入端与所述电阻测量传感器的输出端连接，所述电阻比较电路的第二输入端与所述基准电压输出电路的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述控制单元连接。

可选地，所述控制单元包括存储器，所述存储器用于存储发生绝缘故障时产生的异常日志。

可选地，所述绝缘保护开关包括接触器，所述接触器的开关部包括常闭触点，所述常闭触点设于交流电源与所述焊枪的供电端之间。

可选地，所述报警单元包括声光报警器。

可选地，所述绝缘保护装置还包括通讯单元，所述通讯单元与所述控制单元电连接，所述通讯单元与远程终端无线通讯连接。

可选地，所述绝缘保护装置还包括显示单元，所述显示单元与所述控制单元连接，所述控制单元用于在判断发生绝缘故障时生成绝缘故障代码，并将所述绝缘故障代码发送到显示单元进行显示。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种焊接设备，包括焊枪、焊枪夹持机构及上述绝缘保护装置，所述绝缘保护装置分别与所述焊枪及所述焊枪夹持机构连接。

可选地，所述焊接设备包括焊接机器人。

本实用新型通过绝缘检测单元实时检测焊枪与焊枪夹持机构之间的绝缘电阻值，通过控制单元获取检测结果，在绝缘电阻值低于预设阻值时，控制单元判断焊枪与焊枪夹持机构之间发生绝缘故障，控制绝缘保护开关切断焊枪的交流电源，并控制报警单元发出警报，解决了焊枪和焊枪夹持机构之间绝缘方式单一的问题，实现对绝缘故障进行实时监测，并在发生绝缘故障时刻实现自动断电和智能报警，有利于提高绝缘可靠性，保护焊接设备，提高焊接效率。

附图说明

图1是现有的一种绝缘保护装置的安装结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种绝缘保护装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种绝缘检测单元的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种绝缘保护装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的焊接设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是现有的一种绝缘保护装置的安装结构示意图。

如图1所示，现有的绝缘保护装置包括绝缘垫1，该绝缘垫1采用橡胶、陶瓷或者塑料等绝缘材料制作而成，绝缘垫1设置于焊枪2和焊枪夹持机构3之间，在未执行焊接作业时，焊枪2与焊枪夹持机构3之间通过绝缘垫1实现焊枪2和焊枪夹持机构3之间的物理绝缘；在执行焊接作业时，若金属屑或者金属溶熔滴滴落在焊枪2与焊枪夹持机构3之间，进行介质具有导电特性，导致焊枪2与焊枪夹持机构3之间发生绝缘故障，导致焊枪接地短路，甚至引起焊丝融化、送丝管软化等故障。

基于此，本实用新型实施例提供了一种焊接设备及绝缘保护装置，解决焊枪和焊枪夹持机构之间绝缘方式单一的问题，有利于提高绝缘可靠性。

图2是本实用新型实施例提供的一种绝缘保护装置的安装结构示意图。本实施例可适用于对焊枪和焊枪夹持机构之间的绝缘故障进行实时监测的应用场景。

如图2所示，该绝缘保护装置01包括：绝缘检测单元10、控制单元20、绝缘保护开关30和报警单元40，其中，绝缘检测单元10的第一检测端与焊枪2连接，绝缘检测单元10的第二检测端与焊枪夹持机构3连接，绝缘检测单元10的输出端与控制单元20连接，绝缘检测单元10用于检测焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值，将检测结果发送至控制单元20；绝缘保护开关30包括控制部301和开关部302，开关部302设于交流电源02与焊枪2的供电端之间；控制单元20分别与控制部301及报警单元40连接，控制单元20用于接收检测结果，判断是否发生绝缘故障，将断电控制信号发送至绝缘保护开关30，将报警控制信号发送至报警单元40，控制绝缘保护开关30和报警单元40工作。

其中，焊枪2的额定工作电压可为380V交流电压，交流电源02可为380V交流配电柜，焊枪2的供电端包括交流进线端子和交流出线端子，交流电源02的火线经开关部302与焊枪2的交流进线端子连接，交流电源02的零线经开关部302与焊枪2的交流出线端子连接，在执行焊接工作时，开关部302导通，以使得交流电源02对焊枪2进行供电。当然，还可在开关部302与焊枪2的供电端之间设置稳压模块，对交流电源02提供的供电电压进行稳压处理，为焊枪2提供稳定的供电电压，有利于提高焊接效果。

在本实施例中，可在焊枪2的壳体设置第一测试点，并在焊枪夹持机构3的背离焊枪2一侧设置第二测试点，绝缘检测单元10的第一检测端与第一测试点电性连接，绝缘检测单元10的第二检测端与第二测试点电性连接，在焊接作业过程中，绝缘检测单元10实时检测焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值，在绝缘电阻值小于预设阻值(例如，预设阻值可为30兆欧姆)时，绝缘检测单元10输出检测结果，并将检测结果发送至控制单元20。典型地，绝缘检测单元10的检测结果可为高低电平信号，例如，若绝缘检测单元10检测到焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值小于预设阻值，则绝缘检测单元10输出高电平信号；若绝缘检测单元10检测到焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值大于等于预设阻值，则绝缘检测单元10输出低电平信号。

在本实施例中，可将绝缘保护开关30的控制部301的第一端接地，控制部301的第二端与控制单元20的信号输出端连接，控制部301带动开关部302断开或者导通。若控制单元20接收到的检测结果为高电平信号，则控制单元20判断焊枪2与焊枪夹持机构3之间发生绝缘故障，信号输出端输出断电控制信号和报警控制信号，将断电控制信号发送到绝缘保护开关30的控制部301，并将报警控制信号发送到报警单元40。控制部301接收断电控制信号带动开关部302断开，切断交流电源02与焊枪2的供电端的电性连接，焊枪2停止工作；报警单元40接收报警控制信号，启动工作，发出警报信号。

在本实施例中，如图1所示，绝缘保护装置01还包括设置于焊枪2和焊枪夹持机构3之间的绝缘垫1。

可选地，报警单元40包括声光报警器。

例如，报警单元40可包括蜂鸣器和警示灯，若报警单元40接收到报警控制信号，则蜂鸣器得电，发出声音警报信号，警示灯得电，发出灯光警报信号。

本实用新型实施例提供的绝缘保护装置，通过绝缘垫实现物理绝缘，通过绝缘检测单元实时检测焊枪与焊枪夹持机构之间的绝缘电阻值，通过控制单元获取检测结果，在绝缘电阻值低于预设阻值时，控制单元判断焊枪与焊枪夹持机构之间发生绝缘故障，控制绝缘保护开关切断焊枪的交流电源，并控制报警单元发出警报，同时实现物理绝缘和电气化绝缘，解决了焊枪和焊枪夹持机构之间绝缘方式单一的问题，对绝缘故障进行实时监测，并在发生绝缘故障时刻实现自动断电和智能报警，有利于提高绝缘可靠性，保护焊接设备，提高焊接效率。

图3是本实用新型实施例提供的一种绝缘检测单元的结构示意图。

可选地，如图3所示，绝缘检测单元10包括电阻测量传感器101和电阻比较电路102，电阻测量传感器101的第一检测端与焊枪2连接，电阻测量传感器101的第二检测端与焊枪夹持机构3连接，电阻测量传感器101的输出端与电阻比较电路102的第一输入端连接；电阻比较电路102的第二输入端接收基准电压，电阻比较电路102的输出端与控制单元20连接。

其中，电阻测量传感器101是指用于测量被测电阻的电阻值并输出模拟信号的检测装置，可将被测电阻的电阻值为预设阻值时，电阻测量传感器101输出的模拟信号的电压值设为基准电压。

在本实施例中，将电阻测量传感器101与焊枪2及焊枪夹持机构3连接，可用于检测焊枪2及焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值，并输出模拟信号；电阻比较电路102将电阻测量传感器101输出的模拟信号的电压值与基准电压进行比对，若该模拟信号的电压值大于等于基准电压，则电阻比较电路102输出的检测结果为低电平信号；若该模拟信号的电压值小于基准电压，则电阻比较电路102输出的检测结果为高电平信号。

示例性地，电阻测量传感器101可设有激励电源，在将电阻测量传感器101与焊枪2及焊枪夹持机构3连接后，电阻测量传感器101的第一检测端和第二检测端经焊枪2与焊枪夹持机构3形成导通回路，激励电源发出激励电压，电阻测量传感器101的输出端输出模拟电压信号，该模拟电压信号可为焊枪2与焊枪夹持机构3之间等效电阻的分压电压。

可选地，如图3所示，电阻比较电路102包括运算放大器U1和基准电压输出电路103，基准电压输出电路103用于输出基准电压；运算放大器U1的第一输入端与电阻测量传感器101的输出端连接，运算放大器U1的的第二输入端与基准电压输出电路103的输出端连接，运算放大器U1的输出端与控制单元20连接。

在本实施例中，可设置基准电压输出电路103输出的电压值等于基准电压。定义运算放大器U1的反向输入端为第一输入端，设置运算放大器U1的正向输入端为第二输入端，将电阻测量传感器101的输出端与第一输入端连接，将基准电压输出电路103的输出端与第二输入端连接，若焊枪2及焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值小于预设阻值，则电阻测量传感器101的输出端输出的模拟信号的电压值小于基准电压，运算放大器U1输出的检测结果为高电平信号；若焊枪2及焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值大于等于预设阻值，则电阻测量传感器101的输出端输出的模拟信号的电压值大于等于基准电压，运算放大器U1输出的检测结果为低电平信号，电路结构简单。

可选地，控制单元20包括存储器，存储器用于存储发送绝缘故障时产生的异常日志。

其中，存储器201可为非易失性数据存储器，典型地，存储器201可采用Nand Flash存储器。

在本实施例中，在焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值小于预设阻值时，控制单元20接收到的检测结果为高电平信号，控制单元20判断焊枪2与焊枪夹持机构3之间发生绝缘故障，生成绝缘故障代码，并记录此时实时时钟模块的时间信息，并将绝缘故障代码和时间信息作为异常日志存储到数据存储器，有利于用户查看绝缘保护动作的历史信息。

可选地，如图2所示，绝缘保护开关30包括接触器，接触器的开关部包括常闭触点，常闭触点设于交流电源与焊枪2的供电端之间；接触器的控制部包括控制线圈，控制线圈与控制单元20连接。

示例性地，接触器可为交流接触器，交流接触器的控制部包括控制线圈，控制线圈的一端接地，控制线圈的另一端与控制单元20的信号输出端连接，焊枪2的供电端包括交流进线端子和交流出线端子，接触器设有第一常闭触点和第二常闭触点，可将接触器的第一常闭触点连接在交流电源02的火线与焊枪2的交流进线端子之间，将接触器的第二常闭触点连接在交流电源02的零线与焊枪2的交流出线端子之间。

在焊接作业过程中，绝缘检测单元10实时检测焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值，并将检测结果发送至控制单元20，若控制单元20接收到的检测结果为高电平信号，则控制单元20判断焊枪2与焊枪夹持机构3之间发生绝缘故障，将断电控制信号发送到接触器的控制线圈，控制线圈得电动作，带动第一常闭触点和第二常闭触点断开，切断交流电源02与焊枪2的供电端的电性连接，焊枪2停止工作。

图4是本实用新型实施例提供的另一种绝缘保护装置的结构示意图。在本实施例中，绝缘保护装置将绝缘故障发送到终端设备，其中，终端设备包括远程终端或者显示终端。

可选地，如图4所示，绝缘保护装置01还包括通讯单元50，通讯单元50与控制单元20电连接，通讯单元50与远程终端无线通讯连接。

其中，远程终端可为智能手机、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑中的一种或者多种组合。

具体地，在进行焊接作业时，通讯单元50与远程终端通过无线通讯网络连接，若绝缘检测单元10检测到焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值小于预设阻值，则控制单元20生成绝缘故障代码，并将绝缘故障代码发送至通讯单元50，通讯单元50建立绝缘保护装置01与远程终端无线通讯连接，将绝缘故障代码发送至远程终端，实现远程发送绝缘故障提醒。

可选地，绝缘保护装置01还包括显示单元60，显示单元60与控制单元20连接，控制单元20在判断发生绝缘故障时生成绝缘故障代码，并将绝缘故障代码发送到显示单元60进行显示。

其中，显示单元60包括液晶显示屏和显示驱动电路，控制单元20过显示驱动电路与液晶显示屏的显示驱动端电性连接，在进行焊接作业时，通讯单元50与远程终端通过无线通讯网络连接，若绝缘检测单元10检测到焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻值小于预设阻值，则控制单元20接收到的检测结果为高电平信号，控制单元20判断焊枪2与焊枪夹持机构3之间发生绝缘故障，生成绝缘故障代码，控制单元20的信号输出端输出显示驱动信号，并将绝缘故障代码和显示驱动信号发送至显示单元60，显示驱动信号驱动显示屏工作，显示绝缘故障代码，有利于用户区分故障类型。

本实用新型实施例还提供了一种焊接设备。图5是本实用新型实施例提供的焊接设备的结构示意图。如图5所示，该焊接设备03包括焊枪2、焊枪夹持机构3及上述绝缘保护装置01，绝缘保护装置01分别与焊枪2和焊枪夹持机构3连接，绝缘保护装置01用于实时检测焊枪2与焊枪夹持机构3之间的绝缘电阻，并在焊枪2与焊枪夹持机构3之间发生绝缘故障时，切断焊枪2的供电电源，对焊接设备进行绝缘保护。

可选地，焊接设备包括焊接机器人。

综上，本实用新型的焊接设备，设置绝缘保护装置，该绝缘保护装置设置物理绝缘结构和电气化绝缘结构，该电气化绝缘结构通过绝缘检测单元实时检测焊枪与焊枪夹持机构之间的绝缘电阻值，通过控制单元获取检测结果，在绝缘电阻值低于预设阻值时，控制单元判断焊枪与焊枪夹持机构之间发生绝缘故障，控制绝缘保护开关切断焊枪的交流电源，并控制报警单元发出警报，解决了焊枪和焊枪夹持机构之间绝缘方式单一的问题，实现对绝缘故障进行实时监测，并在发生绝缘故障时刻实现自动断电和智能报警，有利于提高绝缘可靠性，保护焊接设备，提高焊接效率。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种绝缘保护装置，其特征在于，用于对焊枪与焊枪夹持机构进行绝缘保护，所述绝缘保护装置包括：绝缘检测单元、控制单元、绝缘保护开关和报警单元，其中，

所述绝缘检测单元的第一检测端与所述焊枪连接，所述绝缘检测单元的第二检测端与所述焊枪夹持机构连接，所述绝缘检测单元的输出端与所述控制单元连接，所述绝缘检测单元用于检测所述焊枪与所述焊枪夹持机构之间的绝缘电阻值，将检测结果发送至所述控制单元；

所述绝缘保护开关包括控制部和开关部，所述开关部设于交流电源与所述焊枪的供电端之间，所述控制部与所述控制单元连接；

所述控制单元还与所述报警单元连接，所述控制单元用于接收检测结果，判断是否发生绝缘故障，将断电控制信号发送至所述绝缘保护开关，将报警控制信号发送至所述报警单元，控制所述绝缘保护开关和所述报警单元工作。

2.根据权利要求1所述的绝缘保护装置，其特征在于，所述绝缘检测单元包括电阻测量传感器和电阻比较电路，所述电阻测量传感器的第一检测端与所述焊枪连接，所述电阻测量传感器的第二检测端与所述焊枪夹持机构连接，所述电阻测量传感器的输出端与所述电阻比较电路的第一输入端连接；所述电阻比较电路的第二输入端接收基准电压，所述电阻比较电路的输出端与所述控制单元连接。

3.根据权利要求2所述的绝缘保护装置，其特征在于，所述电阻比较电路包括运算放大器和基准电压输出电路，所述基准电压输出电路用于输出基准电压；

所述运算放大器的第一输入端与所述电阻测量传感器的输出端连接，所述运算放大器的第二输入端与所述基准电压输出电路的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述控制单元连接。

4.根据权利要求1所述的绝缘保护装置，其特征在于，所述控制单元包括存储器，所述存储器用于存储发生绝缘故障时产生的异常日志。

5.根据权利要求1所述的绝缘保护装置，其特征在于，所述绝缘保护开关包括接触器，所述接触器的开关部包括常闭触点，所述常闭触点设于交流电源与所述焊枪的供电端之间。

6.根据权利要求1所述的绝缘保护装置，其特征在于，所述报警单元包括声光报警器。

7.根据权利要求1所述的绝缘保护装置，其特征在于，还包括通讯单元，所述通讯单元与所述控制单元电连接，所述通讯单元与远程终端无线通讯连接。

8.根据权利要求1所述的绝缘保护装置，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元与所述控制单元连接，所述控制单元用于在判断发生绝缘故障时生成绝缘故障代码，并将所述绝缘故障代码发送到显示单元进行显示。

9.一种焊接设备，其特征在于，包括焊枪、焊枪夹持机构及权利要求1-8任一项所述的绝缘保护装置，所述绝缘保护装置分别与所述焊枪及所述焊枪夹持机构连接。

10.根据权利要求9所述的焊接设备，其特征在于，包括焊接机器人。

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