一種基于Stewart 并聯機構的焊接機器人焊接機械手的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于Stewart并聯機構的焊接機器人焊接機械手，包括六自由度并聯機構和焊接執行裝置；所述的焊接執行裝置位于六自由度并聯機構正下方，且焊接執行裝置與六自由度并聯機構固連。本發明可進行靈活焊接作業，且焊接時整體位置可調節，局部位置運動靈活，穩定性高，同時可實現一邊焊接一邊給送焊絲的功能，焊接效率高，焊接質量好，且其焊接執行裝置通過送絲驅動輪的嚙合旋轉實現了焊絲從儲絲機構上垂直由上往下的輸送，且通過伺服電機可帶動焊槍的局部轉動，便于焊接的靈活性，同時可實現一邊焊接一邊給送焊絲的功能。
【專利說明】
一種基于Stewart并聯機構的焊接機器人焊接機械手
技術領域
[0001]本發明涉及焊接技術領域，具體的說是一種基于Stewart并聯機構的焊接機器人焊接機械手。【背景技術】
[0002]焊接也稱作熔接或者镕接，焊接是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術;現代焊接的能量來源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等，除了在工廠中使用外，焊接還可以在多種環境下進行， 如野外、水下和太空，無論在何處，焊接都可能給操作者帶來危險，所以在進行焊接時必須采取適當的防護措施，焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過度等。對于目前的焊接多采用人工焊接，這樣不僅占用了大量的人工成本，焊接效率低，焊接質量差，而且由于人工焊接，在焊接過程中常伴有危險事故產生，給焊接工人帶來了一定的人身危險。鑒于此，本發明提供了一種基于Stewart并聯機構的焊接機器人焊接機械手。
【發明內容】
[0003]為了彌補現有技術的不足，本發明提供一種基于Stewart并聯機構的焊接機器人焊接機械手。
[0004]本發明所要解決其技術問題所采用以下技術方案來實現。[00〇5]—種基于Stewart并聯機構的焊接機器人焊接機械手，包括六自由度并聯機構和焊接執行裝置;所述的焊接執行裝置位于六自由度并聯機構正下方，且焊接執行裝置與六自由度并聯機構固連。
[0006]進一步，所述的六自由度并聯機構包括定平臺、動平臺、連接座、上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座、下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數量為三，上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座和下球鉸鏈的數量均為六，所述的定平臺和動平臺均呈圓形狀結構，連接座安裝在定平臺的下端面上，且連接座在定平臺上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動平臺上端面上，且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座呈正三角形柱體結構，三角座沿其垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動推桿頂端與擋盤座上端相連接，擋盤座下端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電動推桿上，且限位彈簧一端與電動推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接;六自由度并聯機構采用6-SPS的六自由度并聯機構，與串聯機構相比剛度大，六自由度并聯機構結構穩定、運動靈活性高、承載能力強且微動精度高，六自由度并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動空間小、運動速度快和運動靈活性好，在本發明中，通過六自由度并聯機構帶動整個焊接執行裝置在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，便于焊接執行裝置在焊接時局部精準微小尺寸小方位的調節。
[0007]進一步，所述的焊接執行裝置包括伺服電機、焊槍、儲絲機構和送絲機構;所述的伺服電機與焊槍上端相連接，儲絲機構位于送絲機構正上方；所述的儲絲機構包括U型耳座、儲絲轉軸和儲絲輪，儲絲輪通過儲絲轉軸安裝在U型耳座上，儲絲機構主要用于焊絲的儲放;所述的送絲機構包括導向管、焊絲、送絲導軌、送絲耳座、送絲驅動輪和送絲驅動電機，焊絲一端纏繞在儲絲輪上，焊絲另一端穿過導向管，導向管材質為PP塑料材料，送絲導軌、送絲耳座、送絲驅動輪和送絲驅動電機的數量均為二，送絲導軌分別位于焊絲左右兩偵L送絲耳座上端設置有送絲導塊，送絲導塊安裝在送絲導軌上，送絲耳座下端為倒立的U 型結構，送絲驅動輪前后兩端分別對稱設置有轉桿，轉桿安裝在送絲耳座上，送絲驅動輪沿其中心軸線呈周向方向分別均勻設置有驅動柱，且驅動柱呈半圓形柱體結構，送絲驅動電機主軸與送絲驅動輪的轉桿相連接;具體焊接時，通過送絲驅動電機的轉動帶動送絲驅動輪的旋轉，因為送絲驅動輪上設置有驅動柱，且兩個送絲驅動輪對稱嚙合安裝，所以通過送絲驅動輪的嚙合旋轉實現了焊絲從儲絲機構上垂直由上往下的輸送，且通過伺服電機可帶動焊槍的局部轉動，便于焊接的靈活性。
[0008]具體焊接操作時，通過六自由度并聯機構可帶動焊接執行裝置在空間內三平移三轉動共六個自由度方向的運動，起到了對焊接執行裝置在執行焊接作業時的靈活運動，且運動尺寸方位精準，起到了良好的焊接位置調節的效果，提高了焊接的質量，在焊接執行作業中，通過焊接執行裝置可實現一邊焊接一邊給送焊絲的功能，焊接效率高，焊接質量好。
[0009]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0010](1)本發明可進行靈活焊接作業，且焊接時整體位置可調節，局部位置運動靈活， 穩定性高，同時可實現一邊焊接一邊給送焊絲的功能，焊接效率高，焊接質量好。
[0011](2)本發明的焊接執行裝置通過送絲驅動輪的嚙合旋轉實現了焊絲從儲絲機構上垂直由上往下的輸送，且通過伺服電機可帶動焊槍的局部轉動，便于焊接的靈活性，同時可實現一邊焊接一邊給送焊絲的功能。
[0012](3)本發明的六自由度并聯機構采用6-SPS的六自由度并聯機構，與串聯機構相比剛度大，六自由度并聯機構結構穩定、運動靈活性高、承載能力強且微動精度高，六自由度并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動空間小、運動速度快和運動靈活性好，通過六自由度并聯機構帶動整個焊接執行裝置在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，便于焊接執行裝置在焊接時局部精準微小尺寸小方位的調節。【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0014]圖1是本發明的立體結構示意圖；
[0015]圖2是本發明六自由度并聯機構的立體結構示意圖；
[0016]圖3是本發明焊接執行裝置的立體結構示意圖(從前往后看)；
[0017]圖4是本發明焊接執行裝置的立體結構示意圖(從左往右看)。【具體實施方式】
[0018]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0019]如圖1至圖4所示，一種基于Stewart并聯機構的焊接機器人焊接機械手，包括六自由度并聯機構4和焊接執行裝置5;所述的焊接執行裝置5位于六自由度并聯機構4正下方， 且焊接執行裝置5與六自由度并聯機構4固連。
[0020]如圖1和圖2所示，所述的六自由度并聯機構4包括定平臺41、動平臺42、連接座43、 上球鉸鏈44、電動推桿45、擋盤座46、下球鉸鏈47、三角座48和限位彈簧49;所述的連接座43 和三角座48數量為三，上球鉸鏈44、電動推桿45、擋盤座46和下球鉸鏈47的數量均為六，所述的定平臺41和動平臺42均呈圓形狀結構，連接座43安裝在定平臺41的下端面上，且連接座43在定平臺41上呈正三角形位置布置，三角座48安裝在動平臺42上端面上，且連接座43 和三角座48之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座48呈正三角形柱體結構，三角座48沿其垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈47下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動推桿45底端通過上球鉸鏈44與連接座43相連接，電動推桿45頂端與擋盤座46 上端相連接，擋盤座46下端與下球鉸鏈47—端相連接，下球鉸鏈47另一端安裝在三角座48 上，限位彈簧49繞套在電動推桿45上，且限位彈簧49 一端與電動推桿45相連接，限位彈簧49 另一端與擋盤座46相連接;六自由度并聯機構4采用6-SPS的六自由度并聯機構，與串聯機構相比剛度大，六自由度并聯機構4結構穩定、運動靈活性高、承載能力強且微動精度高，六自由度并聯機構4在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動空間小、 運動速度快和運動靈活性好，在本發明中，通過六自由度并聯機構4帶動整個焊接執行裝置 5在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，便于焊接執行裝置5在焊接時局部精準微小尺寸小方位的調節。
[0021]如圖3和圖4所示，所述的焊接執行裝置5包括伺服電機51、焊槍52、儲絲機構53和送絲機構54;所述的伺服電機51與焊槍52上端相連接，儲絲機構53位于送絲機構54正上方； 所述的儲絲機構53包括U型耳座531、儲絲轉軸532和儲絲輪533,儲絲輪533通過儲絲轉軸 532安裝在U型耳座531上，儲絲機構53主要用于焊絲的儲放;所述的送絲機構54包括導向管 541、焊絲542、送絲導軌543、送絲耳座544、送絲驅動輪545和送絲驅動電機546,焊絲542— 端纏繞在儲絲輪533上，焊絲542另一端穿過導向管541，導向管541材質為PP塑料材料，送絲導軌543、送絲耳座544、送絲驅動輪545和送絲驅動電機546的數量均為二，送絲導軌543分別位于焊絲542左右兩側，送絲耳座544上端設置有送絲導塊，送絲導塊安裝在送絲導軌543 上，送絲耳座544下端為倒立的U型結構，送絲驅動輪545前后兩端分別對稱設置有轉桿，轉桿安裝在送絲耳座544上，送絲驅動輪545沿其中心軸線呈周向方向分別均勻設置有驅動柱，且驅動柱呈半圓形柱體結構，送絲驅動電機546主軸與送絲驅動輪545的轉桿相連接;具體焊接時，通過送絲驅動電機546的轉動帶動送絲驅動輪545的旋轉，因為送絲驅動輪545上設置有驅動柱，且兩個送絲驅動輪545對稱嚙合安裝，所以通過送絲驅動輪545的嚙合旋轉實現了焊絲542從儲絲機構53上垂直由上往下的輸送，且通過伺服電機51可帶動焊槍52的局部轉動，便于焊接的靈活性。
[0022]具體焊接操作時，通過六自由度并聯機構4可帶動焊接執行裝置5在空間內三平移三轉動共六個自由度方向的運動，起到了對焊接執行裝置5在執行焊接作業時的靈活運動， 且運動尺寸方位精準，起到了良好的焊接位置調節的效果，提高了焊接的質量，在焊接執行作業中，通過焊接執行裝置5可實現一邊焊接一邊給送焊絲的功能，焊接效率高，焊接質量好。[〇〇23]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種基于Stewart并聯機構的焊接機器人焊接機械手，其特征在于:包括六自由度并 聯機構和焊接執行裝置;所述的六自由度并聯機構位于回轉驅動裝置前端下方，且焊接執 行裝置與六自由度并聯機構固連;其中:所述的六自由度并聯機構包括定平臺、動平臺、連接座、上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座、 下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數量為三，上球鉸鏈、電動推桿、擋盤 座和下球鉸鏈的數量均為六，所述的定平臺和動平臺均呈圓形狀結構，連接座安裝在定平 臺的下端面上，且連接座在定平臺上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動平臺上端面上， 且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座呈正三角形柱體結構，三角座沿其 垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝 螺紋孔，電動推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動推桿頂端與擋盤座上端相連接， 擋盤座下端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電 動推桿上，且限位彈簧一端與電動推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接；所述的焊接執行裝置包括伺服電機、焊槍、儲絲機構和送絲機構;所述的伺服電機與焊 槍上端相連接，儲絲機構位于送絲機構正上方;所述的儲絲機構包括U型耳座、儲絲轉軸和 儲絲輪，儲絲輪通過儲絲轉軸安裝在U型耳座上;所述的送絲機構包括導向管、焊絲、送絲導 軌、送絲耳座、送絲驅動輪和送絲驅動電機，焊絲一端纏繞在儲絲輪上，焊絲另一端穿過導 向管，導向管材質為PP塑料材料，送絲導軌、送絲耳座、送絲驅動輪和送絲驅動電機的數量 均為二，送絲導軌分別位于焊絲左右兩側，送絲耳座上端設置有送絲導塊，送絲導塊安裝在 送絲導軌上，送絲耳座下端為倒立的U型結構，送絲驅動輪前后兩端分別對稱設置有轉桿， 轉桿安裝在送絲耳座上，送絲驅動輪沿其中心軸線呈周向方向分別均勻設置有驅動柱，且 驅動柱呈半圓形柱體結構，送絲驅動電機主軸與送絲驅動輪的轉桿相連接。
【文檔編號】B23K37/02GK105945470SQ201610348208
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】丁士林
【申請人】丁士林