一種集成四軸全自動(dòng)智能氬弧焊機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種集成四軸全自動(dòng)智能氬弧焊機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接是裝備制造業(yè)中最為常用的加工方法之一，由于焊接加工產(chǎn)生的煙氣與火花使得工作環(huán)境比較惡劣，為了盡量減少環(huán)境條件對(duì)人身造成的傷害，全自動(dòng)焊機(jī)、焊接機(jī)械手、機(jī)器人得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0003]我國(guó)機(jī)械手的應(yīng)用是從20世紀(jì)70年代開(kāi)始的，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，機(jī)械加工、焊接、裝配、上下料、搬運(yùn)及噴漆、醫(yī)療等行業(yè)均有機(jī)械手的應(yīng)用。2005年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人擁有量達(dá)到7000臺(tái)。近年來(lái)新增工業(yè)機(jī)器人的臺(tái)數(shù)和總量都在快速增長(zhǎng)，目前我國(guó)已有工業(yè)機(jī)器人10萬(wàn)臺(tái)。雖然機(jī)器人總量達(dá)到一定的規(guī)模，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然有不少差距。中國(guó)在焊接機(jī)器人的應(yīng)用上仍然是世界上相對(duì)比較落后的國(guó)家，還存在著很多技術(shù)上和應(yīng)用上的問(wèn)題需要不斷地去研究和完善，主要的有以下幾個(gè)方面:
[0004](I)柔性化問(wèn)題。生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，需要花費(fèi)大量時(shí)間路徑規(guī)劃和示教。
[0005](2)焊接機(jī)器人的校軸過(guò)程占用過(guò)多時(shí)間的問(wèn)題。
[0006](3)焊接機(jī)器人焊接過(guò)程的焊縫實(shí)時(shí)跟蹤問(wèn)題。
[0007]目前焊接機(jī)器人進(jìn)行弧焊時(shí)，對(duì)焊縫進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤反饋仍然還沒(méi)有很好地應(yīng)用于生產(chǎn)。利用智能技術(shù)，動(dòng)態(tài)跟蹤焊縫狀態(tài)，實(shí)時(shí)反饋，這是保證弧焊質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。
[0008](4)性價(jià)比問(wèn)題。我們還面臨著國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題，發(fā)展雖然機(jī)器人的價(jià)格有所下降，但對(duì)中小企業(yè)來(lái)說(shuō)是投資太大，買來(lái)的機(jī)器人不一定很適用，發(fā)展實(shí)用廉價(jià)的焊接機(jī)械手也許是它們的最佳選擇。
[0009]自有民族品牌的焊接機(jī)器人是中國(guó)制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的必然需求。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，使焊接機(jī)器人由單一的單機(jī)示教再現(xiàn)型向多傳感、智能化的柔性加工單元(系統(tǒng))方向發(fā)展，焊接機(jī)器人的自動(dòng)化、柔性化和智能化是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有焊接機(jī)械手柔性不足、智能化不夠的問(wèn)題，提供一種多軸控制，曲線走向更為順?lè)€(wěn)的智能多自由度焊接機(jī)械手。
[0011]本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種集成四軸全自動(dòng)智能氬弧焊機(jī)，它包括工作臺(tái)面、臺(tái)面上的立架、集成控制器，以及工裝夾具，所述立架上設(shè)有X軸向位移臂、Y軸向位移臂、Z軸向位移臂和焊接頭，集成控制器與X軸向位移臂、Y軸向位移臂、Z軸向位移臂電連接，所述X軸向位移臂、Y軸向位移臂、Z軸向位移臂用于驅(qū)動(dòng)焊接頭三個(gè)方向的移動(dòng)，其特征在于，所述的焊接頭能繞Z軸360度旋轉(zhuǎn)，并設(shè)有驅(qū)動(dòng)焊接頭運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)與集成控制器電連接。
[0012]所述的X軸向位移臂包括X軸導(dǎo)軌、基準(zhǔn)滑塊和X軸動(dòng)力裝置，基準(zhǔn)滑塊在X軸動(dòng)力裝置的推動(dòng)下沿X軸導(dǎo)軌移動(dòng)，Y軸向位移臂架設(shè)在基準(zhǔn)滑塊上，并設(shè)有Y軸動(dòng)力裝置推動(dòng)Y軸向位移臂的移動(dòng)，所述Z軸向位移臂位于Y軸向位移臂的一端并設(shè)有Z軸動(dòng)力裝置推動(dòng)Z軸向位移臂的移動(dòng)，Y軸向位移臂和Z軸向位移臂均為懸掛臂，所述Z軸向位移臂的下端連接上述的焊接頭。
[0013]所述X軸動(dòng)力裝置、Y軸動(dòng)力裝置、Z軸動(dòng)力裝置均包括伺服電機(jī)和絲桿，伺服電機(jī)設(shè)于絲桿一端并驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)與集成控制器電連接，所述X軸動(dòng)力裝置和Y軸動(dòng)力裝置的絲桿分別與基準(zhǔn)滑塊上下兩端螺紋連接，兩根絲桿互相垂直，Z軸動(dòng)力裝置的絲桿豎直穿過(guò)Y軸向位移臂，絲桿與Y軸向位移臂端部螺紋連接，螺紋連接處設(shè)有滾珠使其形成滾珠絲桿結(jié)構(gòu)。
[0014]所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在Z軸向位移臂上，焊接頭為圓盤狀，焊接頭下方設(shè)有焊槍，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接在焊接頭的中心，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸為萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)，并在Z軸向位移臂上設(shè)有微調(diào)結(jié)構(gòu)用以驅(qū)動(dòng)焊接頭的擺動(dòng)，所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)與集成控制器電連接。
[0015]所述微調(diào)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)內(nèi)桶套，該內(nèi)桶套與旋轉(zhuǎn)電機(jī)同軸心，并定位在Z軸向位移臂上可相對(duì)Z軸向位移臂旋轉(zhuǎn)，內(nèi)桶套的內(nèi)壁上設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，以及一根Z軸向的螺桿，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿在Z軸向上下移動(dòng)，所述的焊接頭具有徑向的限位滑槽，上述螺桿的下端限位在限位滑槽中滑動(dòng)，該螺桿的下端設(shè)有滾輪，所述步進(jìn)電機(jī)與集成控制器電連接。
[0016]所述的焊槍為弓形槍，焊槍的槍頭對(duì)向旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸軸心。
[0017]所述焊槍上連有外接的氣管，該氣管內(nèi)通入惰性氣體。
[0018]所述集成控制器包括PLC編程控制板和外接數(shù)字顯示屏。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該裝置先用CAD軟件對(duì)焊接工件進(jìn)行建模，產(chǎn)生焊縫樣條曲線，然后用G代碼生成軟件將焊縫樣條曲線，采用數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法，串列后生成的各直線段端點(diǎn)坐標(biāo)存入數(shù)據(jù)文件保存，經(jīng)由C++軟件編制的數(shù)據(jù)融合處理程序?qū)⒏鞫它c(diǎn)三維坐標(biāo)與焊槍相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)的角度進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，傳到焊接機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制系統(tǒng)，控制軟件生成焊縫軌跡。該機(jī)械手可多軸同步運(yùn)行，使機(jī)械手運(yùn)行時(shí)，所取得的曲線更為平滑，柔性更好。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的主視圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型的微調(diào)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型的軸側(cè)圖。
[0023]圖中，1、立架；2、X軸向位移臂；3、Z軸向位移臂；31、Z軸動(dòng)力裝置；4、焊接頭；41、旋轉(zhuǎn)電機(jī)；42、萬(wàn)向節(jié)；43、內(nèi)桶套；44、步進(jìn)電機(jī)；45、螺桿；46、限位滑槽；47、滾輪；5、焊槍；6、工裝夾具；7、基準(zhǔn)滑塊；8、Y軸向位移臂；81、Y軸動(dòng)力裝置；9、絲桿；10、臺(tái)面；11、X軸動(dòng)力裝置；12、X軸導(dǎo)軌。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0025]如圖1至3所示，本集成四軸全自動(dòng)智能氬弧焊機(jī)包括工作臺(tái)面10、臺(tái)面10上的立架1、臺(tái)面10上的工裝夾具6，立架I上設(shè)有X軸向位移臂2、Y軸向位移臂8、Z軸向位移臂3。X軸向位移臂2包括X軸導(dǎo)軌12、基準(zhǔn)滑塊7和X軸動(dòng)力裝置11，基準(zhǔn)滑塊7在X軸動(dòng)力裝置11的推動(dòng)下沿X軸導(dǎo)軌12移動(dòng)，Y軸向位移臂8架設(shè)在基準(zhǔn)滑塊7上，并設(shè)有Y軸動(dòng)力裝置81推動(dòng)Y軸向位移臂8的移動(dòng)，所述Z軸向位移臂3位于Y軸向位移臂8的一端并設(shè)有Z軸動(dòng)力裝置31推動(dòng)Z軸向位移臂3的移動(dòng)，Y軸向位移臂8和Z軸向位移臂3均為懸掛臂。X軸動(dòng)力裝置11、Y軸動(dòng)力裝置81、Z軸動(dòng)力裝置31均包括伺服電機(jī)和絲桿9，伺服電機(jī)設(shè)于絲桿9 一端并驅(qū)動(dòng)絲桿9旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)與一個(gè)集成控制器電連接，X軸動(dòng)力裝置11和Y軸動(dòng)力裝置81的絲桿9分別與基準(zhǔn)滑塊7上下兩端螺紋連接，兩根絲桿9互