CN204700466U - 一种基于计算机控制的教学焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于计算机控制的教学焊接机器人，包括工作平台，其特征是：照明装置安装在所述工作平台上，焊接机械手通过支撑架固定在所述工作平台上，计算机通过USB串口线与控制器进行数据交流，所述焊接机械手和所述照明装置通过CAN总线与所述控制器进行数据交流和信息通信，所述控制器以STM32系列单片机为控制核心。本实用新型焊接机器人在横向移动时使用滚珠丝杠装置，相比现在拥有固定底座的焊接机器人，其工作范围大大增强；可以通过舵机调节焊枪倾斜角，而且在焊枪安装在气缸伸缩臂上，通过控制气缸伸缩臂的伸缩进而增大焊枪的工作范围，即使在狭窄或危险环境下的也可进行焊接。

Description

一种基于计算机控制的教学焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及焊接机器人技术领域，具体地讲，涉及一种基于计算机控制的教学焊接机器人。

背景技术

随着机电一体化技术的发展,工业现场中机器人的使用越来越多。机器人焊接具有提高生产率、保证焊接质量、降低工人劳动强度等优点,所以越来越多的工厂已经开始采用机器人来完成焊接。因此,在高校开展机器人焊接教学将成为焊接工种实习的一种必然发展趋势。

发明内容：

本实用新型采用如下技术方案实现发明目的：

一种基于计算机控制的教学焊接机器人，包括工作平台，其特征是：照明装置安装在所述工作平台上，焊接机械手通过支撑架固定在所述工作平台上，计算机通过USB串口线与控制器进行数据交流，所述焊接机械手和所述照明装置通过CAN总线与所述控制器进行数据交流和信息通信，所述控制器以STM32系列单片机为控制核心。

作为对本技术方案的进一步限定，所述照明装置为四自由度机械结构，包括固定座、支撑大臂、旋转臂和照明设备，所述固定座内安装的旋转电机通过轴承与所述支撑大臂连接，所述旋转臂内有齿轮减速器，所述照明设备通过齿轮啮合的方式与所述旋转臂配合。

作为对本技术方案的进一步限定，所述焊接机械手包括平面移动机构和执行机构，所述平面移动机构采用滚珠丝杠装置，所述滚珠丝杠装置通过两端的支撑座固定在所述支撑架，驱动电机一通过联轴器与所述滚珠丝杠装置的丝杠轴连接，所述滚珠丝杠装置上还设置有螺母。

作为对本技术方案的进一步限定，所述执行机构包括基座，所述基座通过螺栓连接到所述螺母，所述基座上铰接有机械手大臂，驱动电机机构二的减速齿轮组末端联轴器与所述机械手大臂配合，所述机械手大臂与机械手小臂铰接，驱动电机机构三的减速齿轮组末端联轴器与所述机械手小臂配合，所述机械手小臂的末端与气缸伸缩臂铰接，驱动电机机构四的减速齿轮组末端联轴器与所述气缸伸缩臂配合，红外摄像头固定在所述气缸伸缩臂的后端，所述气缸伸缩臂的前端设置有焊枪和舵机，所述焊枪通过所述舵机调整旋转角度。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型焊接机器人在横向移动时使用滚珠丝杠装置，相比现在拥有固定底座的焊接机器人，其工作范围大大增强；可以通过舵机调节焊枪倾斜角，而且在焊枪安装在气缸伸缩臂上，通过控制气缸伸缩臂的伸缩进而增大焊枪的工作范围，即使在狭窄或危险环境下的也可进行焊接；在工作台上安装有四自由度的照明装置，在操作教学时可以有助于学生的观察，另外，在安装焊枪的气缸伸缩臂上装有红外摄像头，可以很好的记录工作过程，为焊接机器人的讲解教学提供最新的一手资料；本实用新型有较好的机动性，结构简单，价格便宜，稳定性好，便于操作，有良好的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的照明装置示意图。

图3为本实用新型的焊接机械手示意图。

图中，1、计算机，2、控制器，3、照明装置，4、工作平台，5、支撑架，6、焊接机械手，s1、照明设备，s2、旋转臂，s3、机械大臂，s4、固定座，x1、支撑座，x2、螺母，x3、丝杠轴，x4、轴承，x5、联轴器，x6、驱动电机一，x7、驱动电机机构二，x8、机械手大臂，x9、驱动电机机构三，x10、机械手小臂，x11、舵机, x12、气缸伸缩臂，x13、红外摄像头，x14、驱动电机机构四，x15、焊枪，x16、基座。

具体实施方式:

下面结合实施例，进一步说明本实用新型。

参见图1-图3，本实用新型包括工作平台4，所述照明装置3安装在工作平台4上，焊接机械手6通过支撑架5固定在工作平台4上，计算机1通过USB串口线与控制器2进行数据交流，所述焊接机械手6和照明装置3通过CAN总线与控制器2进行数据交流和信息通信，所述控制器2以STM32系列单片机为控制核心。

所述照明装置3为四自由度机械结构，包括固定座s4、支撑大臂s3、旋转臂s2和照明设备s1，所述固定座s4内安装的旋转电机通过轴承与支撑大臂s3连接，所述旋转臂s2内有齿轮减速器，所述照明设备s1通过齿轮啮合的方式与旋转臂s2配合。

所述焊接机械手6包括平面移动机构和执行机构，平面移动机构采用滚珠丝杠装置，滚珠丝杠装置两端的支撑座x1固定在工作平台4的支撑架5，所述驱动电机一x5通过联轴器x5与丝杠轴x3联接，联轴器x5穿过其中一个支撑座x1，所述滚珠丝杠装置上还设置有螺母x2。

所述执行机构包括基座x16，所述基座x16通过螺栓连接到所述螺母x2，所述基座x16上铰接有机械手大臂x8，驱动电机机构二x7的减速齿轮组末端联轴器与所述机械手大臂x8配合，所述机械手大臂x8与机械手小臂x10铰接，驱动电机机构三x9的减速齿轮组末端联轴器与所述机械手小臂x10配合，所述机械手小臂x10的末端与气缸伸缩臂x12铰接，驱动电机机构四x14的减速齿轮组末端联轴器与所述气缸伸缩臂x12配合，红外摄像头x13固定在所述气缸伸缩臂x12的后端，所述气缸伸缩臂x12的前端设置有焊枪x15和舵机x11，所述焊枪x15通过所述舵机x11调整旋转角度。本实用新型的驱动电机机构二x7、驱动电机机构三x9和驱动电机机构四x14的结构是都采用现有技术，在此不再赘述，驱动电机机构二x7、驱动电机机构三x9和驱动电机机构四x14分别与机械手大臂x8、机械手小臂x10和气缸伸缩臂x12的配合也都是采用现有的智能机械手结构，在此不再赘述。

本实用新型工作时，可以通过控制器2手动输入控制程序，也可通过计算机1上位机软件仿真通过USB串口线下载程序，然后控制焊接机械手6和照明装置3正常运行。

Claims (4)

1. 一种基于计算机控制的教学焊接机器人，包括工作平台，其特征是：照明装置安装在所述工作平台上，焊接机械手通过支撑架固定在所述工作平台上，计算机通过USB串口线与控制器进行数据交流，所述焊接机械手和所述照明装置通过CAN总线与所述控制器进行数据交流和信息通信，所述控制器以STM32系列单片机为控制核心。

2.根据权利要求1所述的基于计算机控制的教学焊接机器人，其特征是：所述照明装置为四自由度机械结构，包括固定座、支撑大臂、旋转臂和照明设备，所述固定座内安装的旋转电机通过轴承与所述支撑大臂连接，所述旋转臂内有齿轮减速器，所述照明设备通过齿轮啮合的方式与所述旋转臂配合。

3.根据权利要求1所述的基于计算机控制的教学焊接机器人，其特征是：所述焊接机械手包括平面移动机构和执行机构，所述平面移动机构采用滚珠丝杠装置，所述滚珠丝杠装置通过两端的支撑座固定在所述支撑架，驱动电机一通过联轴器与所述滚珠丝杠装置的丝杠轴连接，所述滚珠丝杠装置上还设置有螺母。

4.根据权利要求3所述的基于计算机控制的教学焊接机器人，其特征是：所述执行机构包括基座，所述基座通过螺栓连接到所述螺母，所述基座上铰接有机械手大臂，驱动电机机构二的减速齿轮组末端联轴器与所述机械手大臂配合，所述机械手大臂与机械手小臂铰接，驱动电机机构三的减速齿轮组末端联轴器与所述机械手小臂配合，所述机械手小臂的末端与气缸伸缩臂铰接，驱动电机机构四的减速齿轮组末端联轴器与所述气缸伸缩臂配合，红外摄像头固定在所述气缸伸缩臂的后端，所述气缸伸缩臂的前端设置有焊枪和舵机，所述焊枪通过所述舵机调整旋转角度。