專(zhuān)利名稱(chēng)：直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械手，特別是一種焊接機(jī)械手。
背景技術(shù)：
焊接一方面要求工人要有熟練的操作技能、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、穩(wěn)定的焊接水平；另一方面，焊接又是一種勞動(dòng)條件差、煙塵多、熱輻射大、危險(xiǎn)性高的工作。因此，用工業(yè)機(jī)械手來(lái)代替工人的手工焊接，不但可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善工人勞動(dòng)條件、降低對(duì)工人操作技術(shù)難度的要求，同時(shí)也可以保證焊接質(zhì)量和提高焊接效率?，F(xiàn)有的直角坐標(biāo)焊接機(jī)械手，只能實(shí)現(xiàn)三軸直線運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，對(duì)一些焊接死角無(wú)法進(jìn)行焊接。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種焊接區(qū)域更廣、靈活性更大且能焊接普通焊接機(jī)械手不易焊接到的零件死角位置的直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是一種直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，該焊接機(jī)械手包括X軸滑臺(tái)、X軸滑塊、Y軸滑臺(tái)、Y軸滑塊、Z軸滑臺(tái)及Z軸滑塊，所述 X軸滑塊可沿X軸滑臺(tái)在X軸方向滑動(dòng)，所述Y軸滑塊可沿Y軸滑臺(tái)在與X軸方向垂直的Y 軸方向滑動(dòng)，所述Z軸滑塊可沿Z軸滑臺(tái)在與X軸方向及Y軸方向分別垂直的Z軸方向滑動(dòng)，所述Y軸滑臺(tái)與X軸滑塊相連接，所述Z軸滑臺(tái)與Y軸滑塊相連接，該焊接機(jī)械手還包括連接于ζ軸滑塊的A軸電機(jī)座、與A軸電機(jī)座連接且可相對(duì)A軸電機(jī)座在豎直方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的B軸電機(jī)座，A軸電機(jī)座內(nèi)設(shè)有A軸伺服電機(jī)，A軸伺服電機(jī)的一端連接有A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸，A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸上連接有A軸皮帶輪，A軸電機(jī)座遠(yuǎn)離Z軸滑塊一端的兩側(cè)連接有旋轉(zhuǎn)軸支撐板，旋轉(zhuǎn)軸支撐板上設(shè)有軸孔I，B軸電機(jī)座靠近A軸電機(jī)座一端設(shè)有與軸孔I的軸線平行的軸孔II，A軸電機(jī)座與B軸電機(jī)座通過(guò)穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸支撐板上的軸孔 I及B軸電機(jī)座上的軸孔II的B軸旋轉(zhuǎn)軸相互連接，B軸旋轉(zhuǎn)軸在與A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸同一側(cè)上連接有B軸皮帶輪，A軸皮帶輪與B軸皮帶輪上連有同步皮帶，所述B軸電機(jī)座內(nèi)設(shè)有B軸伺服電機(jī)，B軸伺服電機(jī)設(shè)有突出B軸電機(jī)座外的以連接焊槍的B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸。其中所述A軸電機(jī)座通過(guò)與Z軸滑塊連接的Z軸安裝板連接于Z軸滑塊上，所述旋轉(zhuǎn)軸支撐板連接于A軸電機(jī)座遠(yuǎn)離Z軸安裝板一端的兩側(cè)，旋轉(zhuǎn)軸支撐板靠近A軸電機(jī)座一端設(shè)有至少一個(gè)將旋轉(zhuǎn)軸支撐板固定于A軸電機(jī)座上的固定孔I，A軸電機(jī)座對(duì)應(yīng)位置設(shè)有與固定孔I對(duì)應(yīng)的固定孔II，通過(guò)穿過(guò)固定孔I與固定孔II的固定件將旋轉(zhuǎn)軸支撐板與A軸電機(jī)座連接。其中由B軸電機(jī)座上表面或下表面或上下表面向內(nèi)凹設(shè)有軸線與軸孔II的軸線垂直并連通軸孔II的固定孔III，所述焊接機(jī)械手還包括穿過(guò)固定孔III以固定B軸旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸固定螺栓。其中所述B軸電機(jī)座靠近A軸電機(jī)座一端的兩側(cè)分別設(shè)有所述的軸孔II，所述B
4軸旋轉(zhuǎn)軸包括分別設(shè)置于B軸電機(jī)座兩側(cè)軸孔II中的B軸左旋轉(zhuǎn)軸與B軸右旋轉(zhuǎn)軸，所述 B軸皮帶輪連接于B軸左旋轉(zhuǎn)軸上。其中在所述A軸電機(jī)座兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸支撐板的軸孔I內(nèi)分別設(shè)有支撐B軸左旋轉(zhuǎn)軸與B軸右旋轉(zhuǎn)軸的軸承，在兩旋轉(zhuǎn)軸支撐板外側(cè)分別設(shè)有固定軸承的軸承固定板，軸承固定板中部設(shè)有與軸孔I對(duì)應(yīng)的通孔。其中所述X軸滑臺(tái)一端連接有驅(qū)動(dòng)X軸滑塊運(yùn)動(dòng)的X軸伺服電機(jī)，X軸滑臺(tái)兩側(cè)設(shè)有供X軸滑塊在其上滑動(dòng)的X軸線性導(dǎo)軌，X軸滑塊的兩端分別連接于X軸線性導(dǎo)軌，X 軸滑臺(tái)上設(shè)有位于X軸滑塊底部的X軸絲桿，X軸絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與X軸伺服電機(jī)的輸出軸連接，X軸絲桿通過(guò)與X軸滑塊底部連接驅(qū)動(dòng)X軸滑塊在X軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)。其中所述Y軸滑臺(tái)一端連接有驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊運(yùn)動(dòng)的Y軸伺服電機(jī)，Y軸滑臺(tái)兩側(cè)設(shè)有供Y軸滑塊在其上滑動(dòng)的Y軸線性導(dǎo)軌，Y軸滑塊的兩端分別連接于Y軸線性導(dǎo)軌，Y 軸滑臺(tái)上設(shè)有位于Y軸滑塊底部的Y軸絲桿，Y軸絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與Y軸伺服電機(jī)的輸出軸連接，Y軸絲桿通過(guò)與Y軸滑塊底部連接驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊在Y軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)。其中所述Z軸滑臺(tái)一端連接有驅(qū)動(dòng)Z軸滑塊運(yùn)動(dòng)的Z軸伺服電機(jī)，Z軸滑臺(tái)兩側(cè)設(shè)有供Z軸滑塊在其上滑動(dòng)的Z軸線性導(dǎo)軌，Z軸滑塊的兩端分別連接于Z軸線性導(dǎo)軌，Z 軸滑臺(tái)上設(shè)有位于Z軸滑塊底部的Z軸絲桿，Z軸絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與Z軸伺服電機(jī)的輸出軸連接，Z軸絲桿通過(guò)與Z軸滑塊底部連接驅(qū)動(dòng)Z軸滑塊在Z軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)。由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型之直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手具有以下有益效果1、焊接區(qū)域更廣、靈活性更大且能焊接普通焊接機(jī)械手不易焊接到的零件死角位
置本實(shí)用新型之直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手由于在X、Y、Z三軸的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即由A軸伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后由A軸皮帶輪帶動(dòng)同步皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，同步皮再帶帶動(dòng)B軸皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，B軸皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)B軸電機(jī)座在豎直方向上上下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)B 軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸在B軸電機(jī)座內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因此連接在B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸上的焊槍即可隨 B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸一起實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)功能，具備了平行和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)功能，采用其進(jìn)行焊接時(shí)焊接區(qū)域更廣、靈活性更大且能焊接普通焊接機(jī)械手不易焊接到的零件死角位置。2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、制造周期短本實(shí)用新型之直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手由于在直角坐標(biāo)X軸、Y軸、Z軸三軸的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸即可實(shí)現(xiàn)平行和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)功能，本焊接機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、制造周期短。3、定位精度高、有利于提高生產(chǎn)效率本實(shí)用新型之直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手由于X軸、Y軸、Z軸、A軸、B軸各自分別設(shè)有控制其運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)，可通過(guò)與伺服電機(jī)連接的控制器(或計(jì)算機(jī))控制各伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得五軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)都控制得非常準(zhǔn)確，因此在焊接時(shí)定位精度高、有利于提高生產(chǎn)效率，特別適合于汽車(chē)行業(yè)多品種、變批量的柔性生產(chǎn)模式，對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)方式和促進(jìn)產(chǎn)品快速更新?lián)Q代具有重要意義。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手的立體示意圖。圖2是圖1的另一方向視圖。圖3是本實(shí)用新型直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手的X軸方向直線運(yùn)動(dòng)原理示意圖。圖4是本實(shí)用新型直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手的A軸總成與B軸總成的組合示意圖。圖5是本實(shí)用新型直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手的A軸總成與B軸總成的分解示意圖。元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明I-X軸滑臺(tái)，2- X軸滑塊，3-Y軸滑臺(tái)，4_B軸伺服電機(jī)，5_B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸， 6-焊槍?zhuān)?-A軸電機(jī)座，8-Z軸安裝板，9-Z軸滑塊，IO-Z軸伺服電機(jī)，11_ Z軸滑臺(tái)，12- Y軸滑塊，13-Y軸伺服電機(jī)，14-X軸伺服電機(jī)，15-聯(lián)軸器，16-X軸絲桿，17-A軸皮帶輪，18-同步皮帶，19-鎖緊螺母，20-B軸皮帶輪，21-軸承固定板，22-B軸電機(jī)座22，23-旋轉(zhuǎn)軸支撐板，24-A軸伺服電機(jī)，25-B軸左旋轉(zhuǎn)軸，26-軸承，27-軸孔I，28-旋轉(zhuǎn)軸固定螺栓，29-軸孔II，30-B軸右旋轉(zhuǎn)軸，31-固定孔III，32-固定孔II，33-固定孔I，34-A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸，35-X軸線性導(dǎo)軌。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手(下面簡(jiǎn)稱(chēng)“焊接機(jī)械手”)，該焊接機(jī)械手包括X軸滑臺(tái)1、X軸滑塊2、Y軸滑臺(tái)3、Y軸滑塊12、Z軸滑臺(tái)11及Z 軸滑塊9，X軸滑塊2可沿X軸滑臺(tái)1在X軸方向滑動(dòng)，Y軸滑塊12可沿Y軸滑臺(tái)3在與X 軸方向垂直的Y軸方向滑動(dòng)，Z軸滑塊9可沿Z軸滑臺(tái)11在與X軸方向及Y軸方向分別垂直的Z軸方向滑動(dòng)，Y軸滑臺(tái)3與X軸滑塊2相連接，Z軸滑臺(tái)11與Y軸滑塊12相連接。 X軸方為圖1中X箭頭所指的方向，Y軸方為圖1中Y箭頭所指的方向，Z軸方為圖1中Z 箭頭所指的方向。所述X軸滑臺(tái)1 一端連接有驅(qū)動(dòng)X軸滑塊2運(yùn)動(dòng)的X軸伺服電機(jī)14，X軸滑臺(tái)1 兩側(cè)設(shè)有供χ軸滑塊2在其上滑動(dòng)的X軸線性導(dǎo)軌，X軸滑塊2的兩端分別連接于X軸線性導(dǎo)軌35，X軸滑臺(tái)1上設(shè)有位于X軸滑塊2底部的X軸絲桿16，X軸絲桿16通過(guò)聯(lián)軸器 15與X軸伺服電機(jī)14的輸出軸連接，X軸絲桿16通過(guò)與X軸滑塊2底部連接驅(qū)動(dòng)X軸滑塊2在X軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)原理如圖3所示。所述Y軸滑臺(tái)1 一端連接有驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊12運(yùn)動(dòng)的Y軸伺服電機(jī)13，Y軸滑臺(tái)3 兩側(cè)設(shè)有供Y軸滑塊12在其上滑動(dòng)的Y軸線性導(dǎo)軌，Y軸滑塊12的兩端分別連接于Y軸線性導(dǎo)軌，Y軸滑臺(tái)3上設(shè)有位于Y軸滑塊12底部的Y軸絲桿，Y軸絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與Y軸伺服電機(jī)13的輸出軸連接，Y軸絲桿通過(guò)與Y軸滑塊12底部連接驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊12在Y軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)原理及原理圖與X軸方向相同，圖中未示出Y軸運(yùn)動(dòng)原理圖。所述Z軸滑臺(tái)11 一端連接有驅(qū)動(dòng)Z軸滑塊9運(yùn)動(dòng)的Z軸伺服電機(jī)10，Z軸滑臺(tái) 11兩側(cè)設(shè)有供ζ軸滑塊9在其上滑動(dòng)的Z軸線性導(dǎo)軌，Z軸滑塊9的兩端分別連接于Z軸線性導(dǎo)軌，Z軸滑臺(tái)11上設(shè)有位于Z軸滑塊9底部的Z軸絲桿，Z軸絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與Z軸伺服電機(jī)10的輸出軸連接，Z軸絲桿通過(guò)與Z軸滑塊9底部連接驅(qū)動(dòng)Z軸滑塊9在Z軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)原理及原理圖與X軸方向相同，圖中未示出Z軸運(yùn)動(dòng)原理圖。請(qǐng)同時(shí)參見(jiàn)圖4、圖5該焊接機(jī)械手還包括連接于Z軸滑塊9的A軸電機(jī)座7、與 A軸電機(jī)座7連接且可相對(duì)A軸電機(jī)座7在豎直方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的B軸電機(jī)座22，其中A軸電機(jī)座7通過(guò)與Z軸滑塊9連接的Z軸安裝板8連接于Z軸滑塊9上。A軸電機(jī)座7為一長(zhǎng)形框體結(jié)構(gòu)，其中部設(shè)有收容空間。A軸電機(jī)座7內(nèi)設(shè)有設(shè)置于收容空間中的A軸伺服電機(jī)24，A軸伺服電機(jī)M的一端連接有A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸34，A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向如圖1及圖4中箭頭A所示的方向(即A軸的旋轉(zhuǎn)方向)，A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸34上連接有A軸皮帶輪17，A軸電機(jī)座7遠(yuǎn)離Z軸安裝板8 一端的兩側(cè)連接有旋轉(zhuǎn)軸支撐板23， 旋轉(zhuǎn)軸支撐板23靠近A軸電機(jī)座7 —端設(shè)有至少一個(gè)將旋轉(zhuǎn)軸支撐板23固定于A軸電機(jī)座7上的固定孔I 33，A軸電機(jī)座7對(duì)應(yīng)位置設(shè)有與固定孔I 33對(duì)應(yīng)的固定孔II 32，在本實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)軸支撐板23設(shè)有五個(gè)固定孔I，A軸電機(jī)座7對(duì)應(yīng)位置也設(shè)有五個(gè)對(duì)應(yīng)的固定孔II 32。當(dāng)然固定孔I與固定孔II的數(shù)量也不限于一個(gè)或五個(gè)，可根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整，如可為兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)等。組裝時(shí)，通過(guò)穿過(guò)固定孔I 33與固定孔II 32的固定件(如固定螺栓或固定銷(xiāo)等，圖中未示出)將旋轉(zhuǎn)軸支撐板23與A軸電機(jī)座7連接為一體。旋轉(zhuǎn)軸支撐板23遠(yuǎn)離Z軸安裝板8 一端上設(shè)有軸孔I 27，B軸電機(jī)座22靠近A軸電機(jī)座7 —端設(shè)有與軸孔I 27的軸線平行的軸孔II 29，A軸電機(jī)座7與B軸電機(jī)座22通過(guò)穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸支撐板23上的軸孔I 27及B軸電機(jī)座22上的軸孔II 29的B軸旋轉(zhuǎn)軸相互連接，B軸旋轉(zhuǎn)軸在與A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸34同一側(cè)上連接有B軸皮帶輪20，A軸皮帶輪17與B軸皮帶輪20上連有同步皮帶18。在本實(shí)施例中，B軸電機(jī)座22靠近A軸電機(jī)座7 —端的兩側(cè)分別設(shè)有軸孔II 29 (當(dāng)然軸孔II也可為一個(gè)貫穿B軸電機(jī)座兩個(gè)在豎直方向的側(cè)面的通孔)， B軸旋轉(zhuǎn)軸包括分別設(shè)置于B軸電機(jī)座22兩側(cè)軸孔II四中的B軸左旋轉(zhuǎn)軸25與B軸右旋轉(zhuǎn)軸30，B軸皮帶輪20連接于B軸左旋轉(zhuǎn)軸25上。所述B軸電機(jī)座22外輪廓為一端端部設(shè)有倒角的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其靠近A軸電機(jī)座 7 —端端部設(shè)有倒角。B軸電機(jī)座22遠(yuǎn)離A軸電機(jī)座7 —端的端面向內(nèi)凹陷形成軸線與軸孔II 29的軸線垂直的收容孔(圖中未示出)，B軸電機(jī)座22內(nèi)設(shè)有部分收容于收容孔中B 軸伺服電機(jī)4，B軸伺服電機(jī)4設(shè)有突出B軸電機(jī)座22外的以連接焊槍6的B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸5，B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸5的旋轉(zhuǎn)方向如圖4中箭頭B所示的方向(即B軸的旋轉(zhuǎn)方向)。在本實(shí)施例中與B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸5連接的焊槍6為CO2焊槍?zhuān)?X)2焊槍是以CO2氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)。在B軸電機(jī)座22與軸孔II四對(duì)應(yīng)位置的上表面或下表面或上下表面向內(nèi)凹設(shè)有軸線與軸孔II 29的軸線垂直并連通軸孔II 29的固定孔III 31，焊接機(jī)械手還包括穿過(guò)固定孔III 31以固定B軸旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸固定螺栓觀。在本實(shí)施例中B軸電機(jī)座22上下表面與軸孔II四對(duì)應(yīng)位置上分別設(shè)有軸線與軸孔II 29的軸線垂直并分別連通兩軸孔II 29的固定孔III 31，每一固定孔III 31內(nèi)均設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸固定螺栓28，以防止B軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在A軸電機(jī)座7兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸支撐板23的軸孔I 27內(nèi)分別設(shè)有支撐B軸左旋轉(zhuǎn)軸25與B軸右旋轉(zhuǎn)軸30的軸承沈，在兩旋轉(zhuǎn)軸支撐板23外側(cè)分別設(shè)有固定軸承沈的軸承固定板21，軸承固定板21中部設(shè)有與軸孔I 27對(duì)應(yīng)的通孔。組裝時(shí)，B軸左旋轉(zhuǎn)軸25 裝在B軸電機(jī)座22左側(cè)的軸孔II 29中，后依次將左側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸支撐板23、軸承沈、軸承固定板21及B軸皮帶輪20裝在B軸左旋轉(zhuǎn)軸25上，再將一鎖緊螺母19鎖在B軸左旋轉(zhuǎn)軸 25末端；B軸右旋轉(zhuǎn)軸30裝在B軸電機(jī)座22右側(cè)的軸孔II 29中，后依次將右側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸支撐板23、軸承沈、軸承固定板21裝在B軸右旋轉(zhuǎn)軸30上，后用一鎖緊螺母19鎖在B軸右旋轉(zhuǎn)軸30末端。B軸左旋轉(zhuǎn)軸25與B軸右旋轉(zhuǎn)軸30上的相關(guān)零件裝好后在A軸電機(jī)座 7兩側(cè)分別蓋上一外蓋。本實(shí)用新型焊接機(jī)械手旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)原理為A軸伺服電機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)由A軸皮帶輪17帶動(dòng)同步皮帶18轉(zhuǎn)動(dòng)，同步皮帶18再帶動(dòng)B軸皮帶輪20轉(zhuǎn)動(dòng)，B軸皮帶輪20轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)B軸電機(jī)座22在豎直方向上上下轉(zhuǎn)動(dòng)，B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸5的在B軸電機(jī)座22內(nèi)旋轉(zhuǎn)。連接在B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸5上的焊槍即可隨B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸5 —起實(shí)現(xiàn)五軸(X軸、Y 軸、Z軸、A軸、B軸)聯(lián)動(dòng)功能，同時(shí)具備了平行和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)功能。上述的X軸伺服電機(jī)、Y軸伺服電機(jī)、Z軸伺服電機(jī)、A軸伺服電機(jī)、B軸伺服電機(jī)均為交流伺服電機(jī)。在使用時(shí)，焊接機(jī)械手與控制其運(yùn)動(dòng)的控制器(圖中未示出)連接，控制器分別與五軸的伺服電機(jī)(X軸伺服電機(jī)、Y軸伺服電機(jī)、Z軸伺服電機(jī)、A軸伺服電機(jī)、B軸伺服電機(jī)) 連接，并由控制器控制全部信息處理和焊接機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。焊接機(jī)械手在示教狀態(tài)時(shí)，接受示教系統(tǒng)送來(lái)的各示教點(diǎn)位置和姿態(tài)信息、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和工藝參數(shù)，并通過(guò)計(jì)算把各點(diǎn)的示教(關(guān)節(jié))坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)值，存入內(nèi)存。焊接機(jī)械手在再現(xiàn)狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)存中逐點(diǎn)取出其位置和姿態(tài)坐標(biāo)值，按一定的時(shí)間節(jié)拍(又稱(chēng)采樣周期)對(duì)它進(jìn)行圓弧或直線插補(bǔ)運(yùn)算，算出各插補(bǔ)點(diǎn)的位置和姿態(tài)坐標(biāo)值，這就是路徑規(guī)劃生成。然后逐點(diǎn)的把把各插補(bǔ)點(diǎn)的位置和姿態(tài)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換成關(guān)節(jié)坐標(biāo)值，分送至各個(gè)關(guān)節(jié)，即可進(jìn)行焊接。作為本實(shí)用新型的變換A軸電機(jī)座可直接連接于Z軸滑塊上，而不一定要通過(guò)與 Z軸滑塊連接的Z軸安裝板連接于Z軸滑塊上；由B軸電機(jī)座上表面或下表面或上下表面也可不設(shè)置固定孔III及與固定孔III配合的旋轉(zhuǎn)軸固定螺栓，軸孔II連接有鍵槽，可在B軸左右旋轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置鍵槽，通過(guò)在B軸左右旋轉(zhuǎn)軸與軸孔II的鍵槽間設(shè)置鍵，而防止B軸左右旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)B軸電機(jī)座轉(zhuǎn)動(dòng)；B軸旋轉(zhuǎn)軸也不限于包括B軸左旋轉(zhuǎn)軸與B軸右旋轉(zhuǎn)軸， B軸旋轉(zhuǎn)軸也可為一個(gè)整體，這時(shí)，軸孔II就為一個(gè)貫穿B軸電機(jī)座兩個(gè)在豎直方向的側(cè)面的通孔；凡依據(jù)本實(shí)用新型的形狀、結(jié)構(gòu)、原理所做的等效變換，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，該焊接機(jī)械手包括X軸滑臺(tái)(l)、x軸滑塊(2)、 Y軸滑臺(tái)(3 )、Y軸滑塊(12 )、Z軸滑臺(tái)(11)及Z軸滑塊(9 )，所述X軸滑塊(2 )可沿X軸滑臺(tái)(1)在X軸方向滑動(dòng)，所述Y軸滑塊(12)可沿Y軸滑臺(tái)(3)在與X軸方向垂直的Y軸方向滑動(dòng)，所述Z軸滑塊(9)可沿Z軸滑臺(tái)(11)在與X軸方向及Y軸方向分別垂直的Z軸方向滑動(dòng)，所述Y軸滑臺(tái)(3 )與X軸滑塊(2 )相連接，所述Z軸滑臺(tái)(11)與Y軸滑塊(12 )相連接，其特征在于，該焊接機(jī)械手還包括連接于Z軸滑塊(9)的A軸電機(jī)座(7)、與A軸電機(jī)座(7 )連接且可相對(duì)A軸電機(jī)座(7 )在豎直方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的B軸電機(jī)座(22 )，A軸電機(jī)座 (7)內(nèi)設(shè)有A軸伺服電機(jī)(24)，A軸伺服電機(jī)(24)的一端連接有A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸(34)， A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸(34 )上連接有A軸皮帶輪(17 )，A軸電機(jī)座(7 )遠(yuǎn)離Z軸滑塊(9 ) 一端的兩側(cè)連接有旋轉(zhuǎn)軸支撐板(23)，旋轉(zhuǎn)軸支撐板(23)上設(shè)有軸孔I (27)，B軸電機(jī)座(22) 靠近A軸電機(jī)座(7) —端設(shè)有與軸孔I (27)的軸線平行的軸孔II (29), A軸電機(jī)座(7)與 B軸電機(jī)座(22)通過(guò)穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸支撐板(23)上的軸孔I (27)及B軸電機(jī)座(22)上的軸孔 II (29)的B軸旋轉(zhuǎn)軸相互連接，B軸旋轉(zhuǎn)軸在與A軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸(34)同一側(cè)上連接有 B軸皮帶輪(20)，A軸皮帶輪(17)與B軸皮帶輪(20)上連有同步皮帶(18)，所述B軸電機(jī)座(22)內(nèi)設(shè)有B軸伺服電機(jī)(4)，B軸伺服電機(jī)(4)設(shè)有突出B軸電機(jī)座(22)外的以連接焊槍(6)的B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，其特征在于所述A軸電機(jī)座 (7)通過(guò)與Z軸滑塊(9)連接的Z軸安裝板(8)連接于Z軸滑塊(9)上，所述旋轉(zhuǎn)軸支撐板 (23)連接于A軸電機(jī)座(7)遠(yuǎn)離Z軸安裝板(8)—端的兩側(cè)，旋轉(zhuǎn)軸支撐板(23)靠近A軸電機(jī)座(7)—端設(shè)有至少一個(gè)將旋轉(zhuǎn)軸支撐板(23)固定于A軸電機(jī)座(7)上的固定孔I (33 )，A軸電機(jī)座(7 )對(duì)應(yīng)位置設(shè)有與固定孔I (33 )對(duì)應(yīng)的固定孔II (32 )，通過(guò)穿過(guò)固定孔 I (33 )與固定孔II (32 )的固定件將旋轉(zhuǎn)軸支撐板(23 )與A軸電機(jī)座(7 )連接。
3.如權(quán)利要求2所述的直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，其特征在于由B軸電機(jī)座 (22)上表面或下表面或上下表面向內(nèi)凹設(shè)有軸線與軸孔II (29)的軸線垂直并連通軸孔II (29)的固定孔111(31)，所述焊接機(jī)械手還包括穿過(guò)固定孔111(31)以固定B軸旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸固定螺栓(28)。
4.如權(quán)利要求3所述的直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，其特征在于所述B軸電機(jī)座 (22)靠近A軸電機(jī)座(7)—端的兩側(cè)分別設(shè)有所述的軸孔11( )，所述B軸旋轉(zhuǎn)軸包括分別設(shè)置于B軸電機(jī)座(22)兩側(cè)軸孔II (29)中的B軸左旋轉(zhuǎn)軸(25)與B軸右旋轉(zhuǎn)軸(30)， 所述B軸皮帶輪(20)連接于B軸左旋轉(zhuǎn)軸(25)上。
5.如權(quán)利要求4所述的直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，其特征在于在所述A軸電機(jī)座(7)兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸支撐板(23)的軸孔I (27)內(nèi)分別設(shè)有支撐B軸左旋轉(zhuǎn)軸(25)與B軸右旋轉(zhuǎn)軸(30)的軸承(26)，在兩旋轉(zhuǎn)軸支撐板(23)外側(cè)分別設(shè)有固定軸承(26)的軸承固定板(21)，軸承固定板(21)中部設(shè)有與軸孔I (27)對(duì)應(yīng)的通孔。
6.如權(quán)利要求1至5任一所述的直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，其特征在于所述X 軸滑臺(tái)(1) 一端連接有驅(qū)動(dòng)X軸滑塊(2 )運(yùn)動(dòng)的X軸伺服電機(jī)(14)，X軸滑臺(tái)(1)兩側(cè)設(shè)有供X軸滑塊(2)在其上滑動(dòng)的X軸線性導(dǎo)軌，X軸滑塊(2)的兩端分別連接于X軸線性導(dǎo)軌 (35)，X軸滑臺(tái)(1)上設(shè)有位于X軸滑塊(2)底部的X軸絲桿(16)，X軸絲桿(16)通過(guò)聯(lián)軸器(15)與X軸伺服電機(jī)(14)的輸出軸連接，X軸絲桿(16)通過(guò)與X軸滑塊(2)底部連接驅(qū)動(dòng)X軸滑塊(2)在X軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1至5任一所述的直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，其特征在于所述Y軸滑臺(tái)(1) 一端連接有驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊(12)運(yùn)動(dòng)的Y軸伺服電機(jī)(13)，Y軸滑臺(tái)(3)兩側(cè)設(shè)有供Y軸滑塊(12)在其上滑動(dòng)的Y軸線性導(dǎo)軌，Y軸滑塊(12)的兩端分別連接于Y軸線性導(dǎo)軌，Y軸滑臺(tái)(3)上設(shè)有位于Y軸滑塊(12)底部的Y軸絲桿，Y軸絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與Y軸伺服電機(jī)(13)的輸出軸連接，Y軸絲桿通過(guò)與Y軸滑塊(12)底部連接驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊(12)在 Y軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1至5任一所述的直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，其特征在于所述Z 軸滑臺(tái)(11) 一端連接有驅(qū)動(dòng)Z軸滑塊(9 )運(yùn)動(dòng)的Z軸伺服電機(jī)(10 )，Z軸滑臺(tái)(11)兩側(cè)設(shè)有供Z軸滑塊(9)在其上滑動(dòng)的Z軸線性導(dǎo)軌，Z軸滑塊(9)的兩端分別連接于Z軸線性導(dǎo)軌，Z軸滑臺(tái)(11)上設(shè)有位于Z軸滑塊(9)底部的Z軸絲桿，Z軸絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與Z軸伺服電機(jī)(10)的輸出軸連接，Z軸絲桿通過(guò)與Z軸滑塊(9)底部連接驅(qū)動(dòng)Z軸滑塊(9)在Z 軸線性導(dǎo)軌上滑動(dòng)。
專(zhuān)利摘要一種直角坐標(biāo)五自由度焊接機(jī)械手，涉及一種焊接機(jī)械手，該焊接機(jī)械手包括X軸滑臺(tái)、X軸滑塊、Y軸滑臺(tái)、Y軸滑塊、Z軸滑臺(tái)、Z軸滑塊及連接于Z軸滑塊的A軸電機(jī)座、與A軸電機(jī)座連接且可相對(duì)A軸電機(jī)座在豎直方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的B軸電機(jī)座，A軸電機(jī)座內(nèi)的A軸伺服電機(jī)的輸出旋轉(zhuǎn)軸上連接有A軸皮帶輪，A軸電機(jī)座連接有旋轉(zhuǎn)軸支撐板，A、B軸電機(jī)座通過(guò)穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸支撐板上的軸孔Ⅰ及B軸電機(jī)座的軸孔Ⅱ的B軸旋轉(zhuǎn)軸相互連接，B軸旋轉(zhuǎn)軸上連接有B軸皮帶輪，A、B軸皮帶輪上連有同步皮帶，B軸電機(jī)座內(nèi)的B軸伺服電機(jī)設(shè)有用以連接焊槍的B軸電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)軸。本焊接機(jī)械手具有焊接區(qū)域廣、靈活性大且能焊接普通機(jī)械手不易焊接到的零件死角位置。
文檔編號(hào)B23K37/00GK202062167SQ20102064779
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者黃連勇 申請(qǐng)人:柳州高華機(jī)械有限公司