CN204431246U - 一种水平式五轴联动工业机器人 - Google Patents
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Abstract
一种水平式五轴联动工业机器人，包括有底座、一号臂、二号臂、三号臂、四号臂和工具安装座，一号臂设置在底座上转动，二号臂设置在一号臂上转动，三号臂包括立轴和外套轴，立轴和外套轴的相对轴向位置保持不变并且立轴由电机带动相对于外套轴转动，立轴和外套轴由一个电机带动在二号臂上联合升降，所述四号臂铰接在立轴的下端部并且由电机带动在立轴上摆动，工具安装座设置在四号臂上，能够精确定位工具安装座的位置，工具安装座上面可以安装焊枪或喷枪或钻头等工具，能够使工具工作更加精确，并且完全实现自动化控制，采用消隙齿轮使定位更加精准。
Description
技术领域
本实用新型涉及水平式五轴联动工业机器人。
背景技术
在现有产品的生产过程，需要对一些金属物件进行固定连接，比如采用焊接工艺，焊接工艺除了采用手工人工焊接之外，还可以采用焊接机械手进行。手工人工焊接取决于焊工技术人员的技术水平和熟练程度，同时焊接时会对技术人员造成相应的损伤。焊接机械手能够避免手工人工焊接的缺陷，其焊接质量稳定，不会对人体产生损害，但是要确保焊接机械手的精准度。
实用新型内容
鉴于背景技术中存在的技术问题，本实用新型所解决的技术问题旨在提供一种能够提高焊接精准度的精确定位型焊接机械手。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种水平式五轴联动工业机器人，包括有底座、一号臂、二号臂、三号臂、四号臂和工具安装座，一号臂设置在底座上由电机带动进行转动，二号臂设置在一号臂的外端部并且由电机带动进行转动，其特征在于：所述三号臂包括立轴和外套轴，立轴和外套轴的相对轴向位置保持不变并且立轴由电机带动相对于外套轴转动，立轴和外套轴由一个电机带动在二号臂上联合升降，所述四号臂铰接在立轴的下端部并且由电机带动在立轴上摆动，工具安装座设置在四号臂上，一号臂、二号臂、立轴的各自转动由控制装置采集或测量他们各自的转动角度并控制各电机带动他们各自转动，四号臂的摆动由控制装置采集或测量其摆动角度并控制电机带动其摆动，立轴和外套轴的轴向联合升降移动由控制装置采集或测量其升降位移并控制电机带动其联合升降。
所述立轴套设在中空的外套轴内，外套轴的外侧设有齿条齿，二号臂上设有蜗轮、蜗杆、以及消隙齿轮，消隙齿轮与蜗轮设置在同一根轴上传动，所述蜗杆由电机传动，蜗杆与蜗轮配合传动，消隙齿轮的活动齿轮和固定齿轮分别与外套轴的齿条齿配合。
所述控制装置包括设置在一号臂、二号臂转动轴处配对的光耦以及定位半月板。
本实用新型的有益效果为，能够精确定位工具安装座的位置，工具安装座上面可以安装焊枪或喷枪或钻头等工具，因此能够使工具工作更加精确，并且完全实现自动化控制，采用消隙齿轮使定位更加精准，因此本实用新型与现有技术相比具有实质性特点和进步。
附图说明
下面结合附图描述本实用新型的实施方式及实施例的有关细节及工作原理。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的俯视结构示意图。
图3为蜗轮蜗杆传动的结构示意图。
图4为图3的俯视图。
具体实施方式
参见附图，本实施方式中一种水平式五轴联动工业机器人，包括有底座1、一号臂18、二号臂32、三号臂50、四号臂60和工具安装座70，工具安装座70供焊枪或喷枪或钻头等工具安装。一号臂18设置在底座1上由电机2带动进行转动，如图，将一号臂1通过转轴（对应I轴）设置在底座上，转轴上设齿轮，通过电机来带动齿轮使一号臂转动，一号臂的转动将由控制装置控制，具体可以通过控制装置采集或测量一号臂的转动角度，然后通过控制装置来使电机相应的工作（如正反转）来带动一号臂的转动。比如控制装置中的编码器来采集或测量一号臂的转动角度。
二号臂32设置在一号臂18的外端部并且由电机3带动进行转动，如图，将二号臂通过转轴（对应Ⅱ轴）设置在一号臂上，转轴上也设置齿轮，通过电机来带动齿轮使二号臂转动，二号臂的转动将由控制装置控制，具体可以通过控制装置采集或测量二号臂的转动角度，然后通过控制装置来使电机相应的工作来带动二号臂的转动。
三号臂50包括立轴51和外套轴52，立轴51和外套轴52的相对轴向位置保持不变并且立轴由电机5带动相对于外套轴转动，如图通过将立轴套设在中空的外套轴内来保持轴向位置的不变，即立轴和外套轴将在联合在一起进行轴向位置的升降变化（对应Ⅳ轴）。立轴将由电机5带动相对于外套轴及进行转动，立轴的转动将由控制装置控制，具体可以通过控制装置采集或测量立轴的转动角度，然后通过控制装置来使电机相应的工作来带动立轴的转动。
立轴51和外套轴52的轴向联合升降移动由控制装置采集或测量其升降位移并控制电机带动其联合升降。
所述立轴和外套轴将由一个电机4带动在二号臂上联合升降，具体的可以为，立轴51套设在中空的外套轴内，外套轴的外侧设有齿条齿93，二号臂上设有蜗轮90、蜗杆91、以及消隙齿轮92，消隙齿轮与蜗轮设置在同一根轴（对应Ⅲ轴）上传动，所述蜗杆由电机传动，蜗杆与蜗轮配合传动，消隙齿轮的活动齿轮和固定齿轮分别与外套轴的齿条齿配合。蜗轮与消隙齿轮同轴，蜗杆正反向运动，带轮蜗轮，从而带动消隙齿轮旋转，消隙齿轮带动外套轴作升降运动，立轴与外套轴保持联合升降。消隙齿轮92一般具有固定齿轮94和活动齿轮95，固定齿轮与齿条齿93的一个侧面相啮合，活动齿轮通过压簧可在固定齿轮上旋转，并压向齿条齿的另一个侧面，从而消除齿轮齿条传动的间隙。蜗杆采用小导程，充分发控自锁的特性,从而可精确控制升降的位置。
四号臂60铰接在立轴的下端部并且由电机带动在立轴上摆动（对应Ⅴ轴），四号臂的摆动由控制装置采集或测量其摆动角度并控制电机带动其摆动。
所述控制装置包括编码器和控制器，通过编码器来采集或测量信号（如转动角度或升降位移），通过控制器来使各个电机工作完成传动各部件的转动角度或升降位移或摆动角度。当然除了编码器还可以采用在一号臂、二号臂转动轴处设置配对的光耦以及定位半月板来采集或测量转动角度的信号。
本实施方式中各个电机可以采用步进电机。本实施方式中水平式五轴联动工业机器人工作时，以工具安装座上面安装焊枪为例，先人工握住焊枪使焊头沿需要焊接的焊缝顺序移动至焊缝终点，或者依次在各个焊接点移动，在上述过程中控制装置采集信号；然后进行自动焊接，根据采集的信号控制装置控制各部件动作完成焊接，焊接后焊枪头复位，等待新的工件到位。
Claims (3)
1.一种水平式五轴联动工业机器人，包括有底座（1）、一号臂（18）、二号臂（32）、三号臂（50）、四号臂（60）和工具安装座（70），一号臂（18）设置在底座（1）上由电机（2）带动进行转动，二号臂（32）设置在一号臂（18）的外端部并且由电机（3）带动进行转动，其特征在于：所述三号臂（50）包括立轴（51）和外套轴（52），立轴（51）和外套轴（52）的相对轴向位置保持不变并且立轴由电机（5）带动相对于外套轴转动，立轴（51）和外套轴（52）由一个电机（4）带动在二号臂（32）上联合升降，所述四号臂（60）铰接在立轴的下端部并且由电机带动在立轴上摆动，工具安装座（70）设置在四号臂上，一号臂、二号臂、立轴的各自转动由控制装置采集或测量他们各自的转动角度并控制各电机带动他们各自转动，四号臂的摆动由控制装置采集或测量其摆动角度并控制电机带动其摆动，立轴和外套轴的轴向联合升降移动由控制装置采集或测量其升降位移并控制电机带动其联合升降。
2.如权利要求1所述的水平式五轴联动工业机器人，其特征在于：所述立轴套设在中空的外套轴内，外套轴的外侧设有齿条齿，二号臂上设有蜗轮、蜗杆、以及消隙齿轮，消隙齿轮与蜗轮设置在同一根轴上传动，所述蜗杆由电机传动，蜗杆与蜗轮配合传动，消隙齿轮的活动齿轮和固定齿轮分别与外套轴的齿条齿配合。
3.如权利要求1所述的水平式五轴联动工业机器人，其特征在于：所述控制装置包括设置在一号臂、二号臂转动轴处配对的光耦以及定位半月板。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105081633A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-11-25 | 北京中电华强焊接工程技术有限公司 | 五自由度焊接切割机器人 |
| CN106041382A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-26 | 苏州塞默机械有限公司 | 一种智能型自动焊接机械手的工作方法 |
| CN106078026A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-11-09 | 江苏捷帝机器人股份有限公司 | 一种智能型自动焊接机械手 |
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