CN203765140U - 圆柱坐标型弧焊机器人装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱坐标型弧焊机器人装置，包括底座，底部步进电机，在底座上竖向设有变速箱体、竖向空心轴与变速箱体之间设有空心轴套，竖向空心轴的顶部通过螺栓固定设有横向底臂，在横向底臂的左端设有横向底臂步进电机，在横向底臂的上方设有横向大臂，在横向大臂的右端设有与横向大臂成直角设置的小臂箱体，在小臂箱体的一端设有小臂步进电机，在小臂箱体内设有小臂滚珠丝杆，在小臂箱体的远离小臂步进电机的一端设有平面整体钢制管法兰。本实用新型的结构简单，其控制便捷且控制精度较高，提高了适用性能和传动效率，运行更加平稳可靠，使用方便快捷，适用性好，实用性较强。

Description

圆柱坐标型弧焊机器人装置

技术领域

本实用新型属于机器人焊接技术领域，具体涉及一种圆柱坐标型弧焊机器人装置。

背景技术

现存焊接机器人机构在实际应用中存在着以下几个关键技术难题：结构复杂，制造、维修费用高，难实现各部件的拆卸和整体组装；机器人机构横向底臂无法旋转，不能满足复杂加工需要，同时浪费工件装夹所需要时间，生产效率低；行程控制并非采用三维圆柱型坐标系形式，控制操作复杂，弧焊过程中焊枪行程控制精度低；机械部件传动效率低、运动平稳性差，焊点定位精度和重复定位精度，适用性一定程度上受到限制，难以满足市场的需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、弧焊控制精度高且使用稳定性好的圆柱坐标型弧焊机器人装置。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种圆柱坐标型弧焊机器人装置，包括底座，在所述底座上设有电动机支座，在所述电动机支座上设有底部步进电机，在所述底座上设有深沟球轴承，所述深沟球轴承通过弹性柱销齿式联轴器与所述底部步进电机相连接，所述深沟球轴承通过圆柱齿轮副中小齿轮、圆柱齿轮副中大齿轮与锥齿轮副中小齿轮齿动配合，所述圆柱齿轮副中小齿轮与圆柱齿轮副中大齿轮齿动配合，所述圆柱齿轮副中大齿轮与锥齿轮副中小齿轮通过转轴齿动配合，在所述底座上竖向设有变速箱体、设置在所述变速箱体上的竖向空心轴，所述竖向空心轴与所述变速箱体之间设有空心轴套，所述锥齿轮副中小齿轮齿动配合有锥齿轮副中大齿轮，所述锥齿轮副中小齿轮和锥齿轮副中大齿轮设置在所述变速箱体内，所述锥齿轮副中大齿轮的中心与所述竖向空心轴的底部相连接，所述竖向空心轴的顶部通过螺栓固定设有横向底臂，在所述横向底臂的左端设有横向底臂步进电机，在所述横向底臂内设有滚珠丝杆，所述横向底臂步进电机通过臂弹性柱销式联轴器与所述滚珠丝杆相连接，在所述滚珠丝杆的螺母副右端设有臂深沟球轴承，所述臂深沟球轴承通过轴端盖固定在横向底臂中部，所述滚珠丝杆的螺母副与所述臂深沟球轴承相活动连接，在所述横向底臂的上方设有横向大臂，所述横向大臂的底部设有导轨滑块，所述横向底臂的顶部设有滑杆，所述滑杆活动设置在所述导轨滑块内，所述滚珠丝杆的螺母副端通过内六角柱头螺钉固定在横向大臂上，在所述横向大臂的右端设有与所述横向大臂成直角设置的小臂箱体，在所述小臂箱体的一端设有小臂步进电机，在所述小臂箱体内设有小臂滚珠丝杆，所述小臂步进电机通过小臂联轴器与所述小臂滚珠丝杆相连接，在所述小臂滚珠丝杆与所述小臂联轴器之间设有小臂深沟球轴承，在所述小臂箱体的远离小臂步进电机的一端设有平面整体钢制管法兰，所述平面整体钢制管法兰通过开槽锥端紧定螺钉与所述小臂滚珠丝杆的一端固定连接。

在所述小臂箱体上还设有箱盖，在所述小臂滚珠丝杆上设有轴向槽，在所述小臂滚珠丝杆与所述小臂箱体的端部之间设有小臂定位套，所述小臂定位套的一端通过定位螺栓定位固定在小臂箱体上，所述小臂定位套的另一端活动卡在所述小臂滚球丝杆的轴向槽内。

在所述竖向空心轴与所述空心轴套的底端设有活动角接触球轴承，在所述竖向空心轴与所述空心轴套的顶部设有推力球轴承和压环，所述压环设置在所述空心轴套的顶部且抵接在所述横向底臂的底部。

在所述变速箱体的靠近底部步进电机的一端上设有空腔，所述圆柱齿轮副中小齿轮与圆柱齿轮副中大齿轮通过横轴设置在所述空腔内，所述横轴的两端伸出空腔且通过圆锥销锁位固定，在所述空腔的顶部设有通气器。

所述滚珠丝杆的外侧设有螺旋钢带防护罩。

其工作原理简述如下：定义垂直于主视图的方向为Z方向，主视图水平方向为X方向，竖直方向为Y方向。焊机圆周方向的运动通过变速箱系统实现，具体为：锥齿轮副中小齿轮7通过平键和螺栓固接于底部步进电动机的轴端，底部步进电动机带动锥齿轮副中小齿轮7旋转，锥齿轮副中大齿轮12与锥齿轮副中小齿轮7为斜齿式联接，该机械结构使底部步进式电动机所产生的垂直于水平方向的旋转运动转换为锥齿轮副中大齿轮12垂直于竖直方向的旋转运动。竖向空心轴通过内六角圆柱头螺栓与锥齿轮副中大齿轮12实现固接，并随锥齿轮副中大齿轮12实现同步旋转。横向大臂下部通过内六角圆柱螺钉与竖向空心轴实现固接，并随竖向空心轴的带动下实现圆周运动，小臂箱体通过内六角圆柱螺钉与横向大臂上部前端实现固接，可在横向大臂驱动下随竖向空心轴产生圆周运动，进而实现焊机在圆周方向的运动。

焊机径向的运动通过横向大臂系统实现，具体为：横向底臂步进电机通过臂弹性柱销式联轴器与滚珠丝杆实现联接，滚珠丝杆的作用是将横向底臂步进电机所产生的周向旋转运动线性地转变为横向大臂上部沿径向的直线运动，横向大臂上部沿径向的直线运动通过导轨滑块在横向大臂上部轨道上运动实现。焊机通过小臂箱体随横向大臂上部实现径向直线运动。

焊机上下方向（即Z方向）的运动通过小臂系统实现，具体为：小臂步进电机通过小臂联轴器与小臂滚珠丝杆实现联接，小臂滚珠丝杆的作用是将小臂步进电机所产生的周向旋转运动线性地转变为小臂滚珠丝杆前端的上下方向直线运动，平面整体钢制管法兰通过开槽锥端紧定螺钉与小臂滚珠丝杆前端实现固接，焊机通过平面整体钢制管法兰随小臂滚珠丝杆前端实现上下方向的运动。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型的结构简单，其控制便捷且弧焊过程中焊枪行程控制精度较高，还设有横向底臂及横向大臂且分别设有控制步进电机，其独立控制性较强，而且不会相互干扰，一定程度上提高了适用性能和传动效率，运行更加平稳可靠，在小臂箱体的远离小臂步进电机的一端设有平面整体钢制管法兰，平面整体钢制管法兰通过开槽锥端紧定螺钉与小臂滚珠丝杆的一端固定连接，焊机通过平面整体钢制管法兰与机器人机构实现连接，其使用方便快捷，适用性好，实用性较强；并且在在所述小臂滚珠丝杆上设有轴向槽，所述小臂滚珠丝杆与所述小臂箱体的端部之间设有小臂定位套，可以根据需要进行调节，适用范围广，调节性能强，结构合理且实用。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的结构图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为图1的左视结构示意图。

具体实施方式

（实施例1）

图1至图3显示了本实用新型的一种具体实施方式，其中图1为本实用新型的结构图；图2为图1的俯视结构示意图；图3为图1的左视结构示意图。

见图1至图3，一种圆柱坐标型弧焊机器人装置，包括底座1，在所述底座1上设有电动机支座2，在所述电动机支座2上设有底部步进电机3，在所述底座1上设有深沟球轴承4，所述深沟球轴承4通过弹性柱销齿式联轴器43与所述底部步进电机3相连接，所述深沟球轴承4通过圆柱齿轮副中小齿轮5、圆柱齿轮副中大齿轮6与锥齿轮副中小齿轮7齿动配合，所述圆柱齿轮副中小齿轮5与圆柱齿轮副中大齿轮6齿动配合，所述圆柱齿轮副中大齿轮6与锥齿轮副中小齿轮7通过转轴8齿动配合，在所述底座1上竖向设有变速箱体9、设置在所述变速箱体9上的竖向空心轴10，所述竖向空心轴10与所述变速箱体9之间设有空心轴套11，所述锥齿轮副中小齿轮7齿动配合有锥齿轮副中大齿轮12，所述锥齿轮副中小齿轮7和锥齿轮副中大齿轮12设置在所述变速箱体9内，所述锥齿轮副中大齿轮12的中心与所述竖向空心轴10的底部相连接，所述竖向空心轴10的顶部通过螺栓13固定设有横向底臂14，在所述横向底臂14的左端设有横向底臂步进电机15，在所述横向底臂14内设有滚珠丝杆16，所述横向底臂步进电机15通过臂弹性柱销式联轴器17与所述滚珠丝杆16相连接，在所述滚珠丝杆16的螺母副右端设有臂深沟球轴承18，所述臂深沟球轴承18通过轴端盖23固定在横向底臂14中部，所述滚珠丝杆16的螺母副与所述臂深沟球轴承18相活动连接，在所述横向底臂14的上方设有横向大臂19，所述横向大臂19的底部设有导轨滑块20，所述横向底臂14的顶部设有滑杆21，所述滑杆21活动设置在所述导轨滑块20内，所述滚珠丝杆16的螺母副端通过内六角柱头螺钉22固定在横向大臂19上，在所述横向大臂19的右端设有与所述横向大臂19成直角设置的小臂箱体24，在所述小臂箱体24的一端设有小臂步进电机25，在所述小臂箱体24内设有小臂滚珠丝杆26，所述小臂步进电机25通过小臂联轴器27与所述小臂滚珠丝杆26相连接，在所述小臂滚珠丝杆26与所述小臂联轴器27之间设有小臂深沟球轴承28，在所述小臂箱体24的远离小臂步进电机25的一端设有平面整体钢制管法兰29，所述平面整体钢制管法兰29通过开槽锥端紧定螺钉30与所述小臂滚珠丝杆26的一端固定连接。

在所述小臂箱体24上还设有箱盖31，在所述小臂滚珠丝杆26上设有轴向槽32，在所述小臂滚珠丝杆26与所述小臂箱体24的端部之间设有小臂定位套33，所述小臂定位套33的一端通过定位螺栓34定位固定在小臂箱体24上，所述小臂定位套33的另一端活动卡在所述小臂滚球丝杆26的轴向槽32内。

在所述竖向空心轴10与所述空心轴套11的底端设有活动角接触球轴承35，在所述竖向空心轴10与所述空心轴套11的顶部设有推力球轴承36和压环37，所述压环37设置在所述空心轴套11的顶部且抵接在所述横向底臂14的底部。

在所述变速箱体9的靠近底部步进电机3的一端上设有空腔38，所述圆柱齿轮副中小齿轮5与圆柱齿轮副中大齿轮6通过横轴39设置在所述空腔38内，所述横轴39的两端伸出空腔38且通过圆锥销锁40位固定，在所述空腔38的顶部设有通气器41。

所述滚珠丝杆16的外侧设有螺旋钢带防护罩42。

其工作原理简述如下：定义垂直于主视图的方向为Z方向，主视图水平方向为X方向，竖直方向为Y方向。焊机圆周方向的运动通过变速箱系统实现，具体为：锥齿轮副中小齿轮7通过平键和螺栓固接于底部步进电动机的轴端，底部步进电动机带动锥齿轮副中小齿轮7旋转，锥齿轮副中大齿轮12与锥齿轮副中小齿轮7为斜齿式联接，该机械结构使底部步进式电动机所产生的垂直于水平方向的旋转运动转换为锥齿轮副中大齿轮12垂直于竖直方向的旋转运动。竖向空心轴通过内六角圆柱头螺栓与锥齿轮副中大齿轮12实现固接，并随锥齿轮副中大齿轮12实现同步旋转。横向大臂下部通过内六角圆柱螺钉与竖向空心轴实现固接，并随竖向空心轴的带动下实现圆周运动，小臂箱体通过内六角圆柱螺钉与横向大臂上部前端实现固接，可在横向大臂驱动下随竖向空心轴产生圆周运动，进而实现焊机在圆周方向的运动。

焊机径向的运动通过横向大臂系统实现，具体为：横向底臂步进电机通过臂弹性柱销式联轴器与滚珠丝杆实现联接，滚珠丝杆的作用是将横向底臂步进电机所产生的周向旋转运动线性地转变为横向大臂上部沿径向的直线运动，横向大臂上部沿径向的直线运动通过导轨滑块在横向大臂上部轨道上运动实现。焊机通过小臂箱体随横向大臂上部实现径向直线运动。

焊机上下方向（即Z方向）的运动通过小臂系统实现，具体为：小臂步进电机通过小臂联轴器与小臂滚珠丝杆实现联接，小臂滚珠丝杆的作用是将小臂步进电机所产生的周向旋转运动线性地转变为小臂滚珠丝杆前端的上下方向直线运动，平面整体钢制管法兰通过开槽锥端紧定螺钉与小臂滚珠丝杆前端实现固接，焊机通过平面整体钢制管法兰随小臂滚珠丝杆前端实现上下方向的运动。

本实用新型的结构简单，其控制便捷且弧焊过程中焊枪行程控制精度较高，还设有横向底臂及横向大臂且分别设有控制步进电机，其独立控制性较强，而且不会相互干扰，一定程度上提高了适用性能和传动效率，运行更加平稳可靠，在小臂箱体的远离小臂步进电机的一端设有平面整体钢制管法兰，平面整体钢制管法兰通过开槽锥端紧定螺钉与小臂滚珠丝杆的一端固定连接，焊机通过平面整体钢制管法兰与机器人机构实现连接，其使用方便快捷，适用性好，实用性较强；并且在在所述小臂滚珠丝杆上设有轴向槽，所述小臂滚珠丝杆与所述小臂箱体的端部之间设有小臂定位套，可以根据需要进行调节，适用范围广，调节性能强，结构合理且实用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种圆柱坐标型弧焊机器人装置，包括底座，在所述底座上设有电动机支座，在所述电动机支座上设有底部步进电机，在所述底座上设有深沟球轴承，所述深沟球轴承通过弹性柱销齿式联轴器与所述底部步进电机相连接，所述深沟球轴承通过圆柱齿轮副中小齿轮、圆柱齿轮副中大齿轮与锥齿轮副中小齿轮齿动配合，所述圆柱齿轮副中小齿轮与圆柱齿轮副中大齿轮齿动配合，所述圆柱齿轮副中大齿轮与锥齿轮副中小齿轮通过转轴齿动配合，其特征在于：在所述底座上竖向设有变速箱体、设置在所述变速箱体上的竖向空心轴，所述竖向空心轴与所述变速箱体之间设有空心轴套，所述锥齿轮副中小齿轮齿动配合有锥齿轮副中大齿轮，所述锥齿轮副中小齿轮和锥齿轮副中大齿轮设置在所述变速箱体内，所述锥齿轮副中大齿轮的中心与所述竖向空心轴的底部相连接，所述竖向空心轴的顶部通过螺栓固定设有横向底臂，在所述横向底臂的左端设有横向底臂步进电机，在所述横向底臂内设有滚珠丝杆，所述横向底臂步进电机通过臂弹性柱销式联轴器与所述滚珠丝杆相连接，在所述滚珠丝杆的螺母副右端设有臂深沟球轴承，所述臂深沟球轴承通过轴端盖固定在横向底臂中部，所述滚珠丝杆的螺母副与所述臂深沟球轴承相活动连接，在所述横向底臂的上方设有横向大臂，所述横向大臂的底部设有导轨滑块，所述横向底臂的顶部设有滑杆，所述滑杆活动设置在所述导轨滑块内，所述滚珠丝杆的螺母副端通过内六角柱头螺钉固定在横向大臂上，在所述横向大臂的右端设有与所述横向大臂成直角设置的小臂箱体，在所述小臂箱体的一端设有小臂步进电机，在所述小臂箱体内设有小臂滚珠丝杆，所述小臂步进电机通过小臂联轴器与所述小臂滚珠丝杆相连接，在所述小臂滚珠丝杆与所述小臂联轴器之间设有小臂深沟球轴承，在所述小臂箱体的远离小臂步进电机的一端设有平面整体钢制管法兰，所述平面整体钢制管法兰通过开槽锥端紧定螺钉与所述小臂滚珠丝杆的一端固定连接。

2.根据权利要求1所述的圆柱坐标型弧焊机器人装置，其特征在于：在所述小臂箱体上还设有箱盖，在所述小臂滚珠丝杆上设有轴向槽，在所述小臂滚珠丝杆与所述小臂箱体的端部之间设有小臂定位套，所述小臂定位套的一端通过定位螺栓定位固定在小臂箱体上，所述小臂定位套的另一端活动卡在所述小臂滚球丝杆的轴向槽内。

3.根据权利要求2所述的圆柱坐标型弧焊机器人装置，其特征在于：在所述竖向空心轴与所述空心轴套的底端设有活动角接触球轴承，在所述竖向空心轴与所述空心轴套的顶部设有推力球轴承和压环，所述压环设置在所述空心轴套的顶部且抵接在所述横向底臂的底部。

4.根据权利要求3所述的圆柱坐标型弧焊机器人装置，其特征在于：在所述变速箱体的靠近底部步进电机的一端上设有空腔，所述圆柱齿轮副中小齿轮与圆柱齿轮副中大齿轮通过横轴设置在所述空腔内，所述横轴的两端伸出空腔且通过圆锥销锁位固定，在所述空腔的顶部设有通气器。

5.根据权利要求4所述的圆柱坐标型弧焊机器人装置，其特征在于：所述滚珠丝杆的外侧设有螺旋钢带防护罩。