CN112975227A - 一种高精密悬臂式六轴焊接机器人 - Google Patents

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    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators

Abstract

本发明公开了一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，包括直线运动装置、Y轴旋转装置、大臂转动装置、小臂转动装置、腕部转动装置和指部转动装置，所述Y轴旋转装置设于直线运动装置上，所述大臂转动装置设于Y轴旋转装置上，所述小臂转动装置设于大臂转动装置上，所述腕部转动装置设于小臂转动装置上，所述指部转动装置设于腕部转动装置上。本发明属于工业机器人技术领域，具体是指一种高精密悬臂式六轴焊接机器人；本发明采用仿生式设计，还原模拟人体的构造，通过各个活动部件相互的联动配合，有效解决了目前市场上的六轴机器人结构复杂、存在自由度浪费的问题。

Description

一种高精密悬臂式六轴焊接机器人
技术领域
本发明属于工业机器人技术领域，具体是指一种高精密悬臂式六轴焊接机器人。
背景技术
近年来我国制造业快速发展，越来越多的企业使用工业机器人取代了原来的人工操作，提高了生产的一致性和合格率，焊接领域更是如此，焊接工作要求操作人员具有熟练的经验和技巧，对个人素质要求较高，更加难以保证焊接的一致性，所以焊接领域是我国最早普及自动化产线的领域之一。
目前的焊接机器人多为四轴焊接机器人或者六轴焊接机器人，传统的六轴焊接机器人整体均为悬臂结构，底座固定不动，存在自由度的浪费，无形之中增加了生产成本。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，采用仿生式设计，还原模拟人体的构造，通过直线运动装置模拟腿部行走，实现底座位置的移动，扩大焊接机器人的工作范围，通过Y轴旋转装置模拟原地旋转角度，通过大臂转动装置和小臂转动装置分别模拟人体的大臂和小臂旋转，调整工作位置的高度，通过腕部转动装置模拟人体腕部旋转，带着指部旋转，通过指部转动装置模拟指部关节，实现精细的位置移动，有效解决了目前市场上的六轴机器人结构复杂、存在自由度浪费的问题。
本发明采取的技术方案如下：本发明一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，包括直线运动装置、Y轴旋转装置、大臂转动装置、小臂转动装置、腕部转动装置和指部转动装置，所述Y轴旋转装置设于直线运动装置上，所述大臂转动装置设于Y轴旋转装置上，所述小臂转动装置设于大臂转动装置上，所述腕部转动装置设于小臂转动装置上，所述指部转动装置设于腕部转动装置上；所述直线运动装置包括直线运动底座、直线导轨、直线滑块、滑板、直线电机定子和直线电机动子，所述直线导轨对称设于直线运动底座上，所述直线滑块卡合滑动设于直线导轨上，所述滑板设于直线滑块上，所述直线电机定子设于直线运动底座上，所述直线电机动子设于滑板上。
进一步地，所述Y轴旋转装置包括底部直驱旋转电机、底部转盘和方形立柱，所述底部直驱旋转电机设于滑板上，所述底部转盘设于底部直驱旋转电机上，所述方形立柱设于底部转盘上，所述方形立柱上设有方立柱中心孔。
进一步地，大臂转动装置包括大臂伺服电机和大臂连杆，所述大臂伺服电机卡合设于方立柱中心孔中，所述大臂连杆的一端设有大连杆端部孔一，所述大臂连杆通过大连杆端部孔一卡合设于大臂伺服电机上，所述大臂连杆的另一端设有大连杆端部孔二。
进一步地，所述小臂转动装置包括小臂伺服电机和小臂连杆，所述小臂伺服电机卡合设于大连杆端部孔二中，所述小臂连杆的一端设有小连杆端部孔，所述小臂连杆通过小连杆端部孔卡合设于小臂伺服电机上，所述小臂连杆的另一端设于小连杆方形座。
进一步地，所述腕部转动装置包括腕部直驱旋转电机、腕部转盘和指部转动基座，所述腕部直驱旋转电机设于小连杆方形座上，所述腕部转盘设于腕部直驱旋转电机上，所述指部转动基座设于腕部转盘上，所述指部转动基座上设有基座铰接孔。
进一步地，所述指部转动装置包括指部伺服电机、指部连杆、激光发生器和激光焊接头，所述指部伺服电机卡合设于基座铰接孔中，所述指部连杆上设有指部杆铰接孔，所述指部连杆通过指部杆铰接孔卡合设于指部伺服电机上，所述激光发生器设于指部连杆的端部，所述激光焊接头设于激光发生器上。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，采用仿生式设计，还原模拟人体的构造，通过直线运动装置模拟腿部行走，实现底座位置的移动，扩大焊接机器人的工作范围，通过Y轴旋转装置模拟原地旋转角度，通过大臂转动装置和小臂转动装置分别模拟人体的大臂和小臂旋转，调整工作位置的高度，通过腕部转动装置模拟人体腕部旋转，带着指部旋转，通过指部转动装置模拟指部关节，实现精细的位置移动。
附图说明
图1为本发明一种高精密悬臂式六轴焊接机器人的立体图；
图2为本发明一种高精密悬臂式六轴焊接机器人的爆炸视图；
图3为本发明一种高精密悬臂式六轴焊接机器人的主视图；
图4为本发明一种高精密悬臂式六轴焊接机器人的俯视图；
图5为本发明一种高精密悬臂式六轴焊接机器人的剖视图；
图6为本发明一种高精密悬臂式六轴焊接机器人的局部视图。
其中，1、直线运动装置，2、Y轴旋转装置，3、大臂转动装置，4、小臂转动装置，5、腕部转动装置，6、指部转动装置，7、直线运动底座，8、直线导轨，9、直线滑块，10、滑板，11、直线电机定子，12、直线电机动子，13、底部直驱旋转电机，14、底部转盘，15、方形立柱，16、方立柱中心孔，17、大臂伺服电机，18、大臂连杆，19、大连杆端部孔一，20、大连杆端部孔二，21、小臂伺服电机，22、小臂连杆，23、小连杆端部孔，24、小连杆方形座， 25、腕部直驱旋转电机，26、腕部转盘，27、指部转动基座，28、基座铰接孔， 29、指部伺服电机，30、指部连杆，31、激光发生器，32、激光焊接头，33、指部杆铰接孔。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通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。
如图1-6所示，本发明一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，包括直线运动装置1、Y轴旋转装置2、大臂转动装置3、小臂转动装置4、腕部转动装置5和指部转动装置6，所述Y轴旋转装置2设于直线运动装置1上，所述大臂转动装置3设于Y轴旋转装置2上，所述小臂转动装置4设于大臂转动装置3上，所述腕部转动装置5设于小臂转动装置4上，所述指部转动装置6设于腕部转动装置5上；所述直线运动装置1包括直线运动底座7、直线导轨8、直线滑块9、滑板10、直线电机定子11和直线电机动子12，所述直线导轨8对称设于直线运动底座7上，所述直线滑块9卡合滑动设于直线导轨8上，所述滑板10设于直线滑块9上，所述直线电机定子11设于直线运动底座7上，所述直线电机动子12设于滑板10上。
所述Y轴旋转装置2包括底部直驱旋转电机13、底部转盘14和方形立柱 15，所述底部直驱旋转电机13设于滑板10上，所述底部转盘14设于底部直驱旋转电机13上，所述方形立柱15设于底部转盘14上，所述方形立柱15上设有方立柱中心孔16。
大臂转动装置3包括大臂伺服电机17和大臂连杆18，所述大臂伺服电机17卡合设于方立柱中心孔16中，所述大臂连杆18的一端设有大连杆端部孔一 19，所述大臂连杆18通过大连杆端部孔一19卡合设于大臂伺服电机17上，所述大臂连杆18的另一端设有大连杆端部孔二20。
所述小臂转动装置4包括小臂伺服电机21和小臂连杆22，所述小臂伺服电机21卡合设于大连杆端部孔二20中，所述小臂连杆22的一端设有小连杆端部孔23，所述小臂连杆22通过小连杆端部孔23卡合设于小臂伺服电机21上，所述小臂连杆22的另一端设于小连杆方形座24。
所述腕部转动装置5包括腕部直驱旋转电机25、腕部转盘26和指部转动基座27，所述腕部直驱旋转电机25设于小连杆方形座24上，所述腕部转盘26设于腕部直驱旋转电机25上，所述指部转动基座27设于腕部转盘26上，所述指部转动基座27上设有基座铰接孔28,。
所述指部转动装置6包括指部伺服电机29、指部连杆30、激光发生器31 和激光焊接头32，所述指部伺服电机29卡合设于基座铰接孔28中，所述指部连杆30上设有指部杆铰接孔33，所述指部连杆30通过指部杆铰接孔33卡合设于指部伺服电机29上，所述激光发生器31设于指部连杆30的端部，所述激光焊接头32设于激光发生器31上。
具体使用时，用户首先通过外部伺服驱动器向直线电机动子12发送放大过的后的脉冲，直线电机动子12中的线圈通电后再直线电机定子11的磁场中产生沿着直线导轨8的方向的力，从而驱动滑板10通过直线滑块9在直线导轨8 上滑动，然后启动底部直驱旋转电机13，通过方形立柱15带着方形立柱15旋转，然后启动大臂伺服电机17带着大臂连杆18旋转，然后启动小臂伺服电机 21带着小臂连杆22旋转，然后启动腕部直驱旋转电机25带着腕部转盘26旋转，然后启动指部伺服电机29带着指部连杆30旋转，通过上述六个轴向的联动精确控制激光焊接头32的位置和角度，进一步优化焊接工艺，然后启动激光发生器31，对基材进行焊接，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，其特征在于：包括直线运动装置、Y轴旋转装置、大臂转动装置、小臂转动装置、腕部转动装置和指部转动装置，所述Y轴旋转装置设于直线运动装置上，所述大臂转动装置设于Y轴旋转装置上，所述小臂转动装置设于大臂转动装置上，所述腕部转动装置设于小臂转动装置上，所述指部转动装置设于腕部转动装置上；所述直线运动装置包括直线运动底座、直线导轨、直线滑块、滑板、直线电机定子和直线电机动子，所述直线导轨对称设于直线运动底座上，所述直线滑块卡合滑动设于直线导轨上，所述滑板设于直线滑块上，所述直线电机定子设于直线运动底座上，所述直线电机动子设于滑板上。
2.根据权利要求1所述的一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，其特征在于：所述Y轴旋转装置包括底部直驱旋转电机、底部转盘和方形立柱，所述底部直驱旋转电机设于滑板上，所述底部转盘设于底部直驱旋转电机上，所述方形立柱设于底部转盘上，所述方形立柱上设有方立柱中心孔。
3.根据权利要求2所述的一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，其特征在于：大臂转动装置包括大臂伺服电机和大臂连杆，所述大臂伺服电机卡合设于方立柱中心孔中，所述大臂连杆的一端设有大连杆端部孔一，所述大臂连杆通过大连杆端部孔一卡合设于大臂伺服电机上，所述大臂连杆的另一端设有大连杆端部孔二。
4.根据权利要求3所述的一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，其特征在于：所述小臂转动装置包括小臂伺服电机和小臂连杆，所述小臂伺服电机卡合设于大连杆端部孔二中，所述小臂连杆的一端设有小连杆端部孔，所述小臂连杆通过小连杆端部孔卡合设于小臂伺服电机上，所述小臂连杆的另一端设于小连杆方形座。
5.根据权利要求4所述的一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，其特征在于：所述腕部转动装置包括腕部直驱旋转电机、腕部转盘和指部转动基座，所述腕部直驱旋转电机设于小连杆方形座上，所述腕部转盘设于腕部直驱旋转电机上，所述指部转动基座设于腕部转盘上，所述指部转动基座上设有基座铰接孔。
6.根据权利要求5所述的一种高精密悬臂式六轴焊接机器人，其特征在于：所述指部转动装置包括指部伺服电机、指部连杆、激光发生器和激光焊接头，所述指部伺服电机卡合设于基座铰接孔中，所述指部连杆上设有指部杆铰接孔，所述指部连杆通过指部杆铰接孔卡合设于指部伺服电机上，所述激光发生器设于指部连杆的端部，所述激光焊接头设于激光发生器上。
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