一種五軸自動焊接機械手的制作方法
【專利摘要】本發明公開了自動化領域的一種五軸自動焊接機械手，包括機座，還包括橫向設置在機座上端面的X軸機械臂，還包括可活動地設置在X軸機械臂上、并且垂直于X軸機械臂的Y軸機械臂，還包括可活動地設置在Y軸機械臂一端、并且豎直設置的Z軸機械臂，還包括可活動地設置Z軸機械臂下端的末端執行器，還包括設置在末端執行器上的焊接裝置；X軸機械臂包括設置在機座上的第一安裝座，還包括第一布線拖鏈，還包括固定在第一安裝座一側、便于第一布線拖鏈傳動的第一布線拖鏈固定架，還包括設置在第一安裝座上表面的X軸傳動行走導軌，還包括驅動Y軸機械臂在X軸傳動行走導軌上運動的X軸同步帶裝置。本發明多自由度，靈活性好，設備使用率高。
【專利說明】
一種五軸自動焊接機械手
技術領域
[0001 ]本發明涉及自動化領域，特別涉及一種五軸自動焊接機械手。
【背景技術】
[0002]自20世紀60年代初人類創造了第一臺工業機器人以后，機器人就顯示出它極大的生命力，隨著現代工業的發展，人們出于提高生產效率，穩定和提高產品質量，改善工人勞動條件，加快實現工業生產機械化和自動化的考慮，發明了機械手，并把它大量應用于生產過程中，尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，機械手更是得到了廣泛的應用。由于焊接不僅工作環境惡劣、對人體傷害較大，而且，對操作者技能要求較高，焊縫部位常出現表面凸起，后期工作量大，效率也低，于是便出現了焊接機械手，現有技術中，普通的焊接機械手只能實現簡單的運動軌跡，無法實現多自由度焊接，并且結構復雜，靈活性不夠強，設備使用率低，從而無法滿足標準越來越高的機械制造業發展。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供多自由度，靈活性好，設備使用率高，降低人工成本的一種五軸自動焊接機械手。
[0004]本發明的目的是這樣實現的:一種五軸自動焊接機械手，包括機座，還包括橫向設置在機座上端面的X軸機械臂，還包括可活動地設置在X軸機械臂上、并且垂直于X軸機械臂的Y軸機械臂，還包括可活動地設置在Y軸機械臂一端、并且豎直設置的Z軸機械臂，還包括可活動地設置Z軸機械臂下端的末端執行器，還包括設置在末端執行器上的焊接裝置；
所述X軸機械臂包括設置在機座上的第一安裝座，還包括第一布線拖鏈，還包括固定在第一安裝座一側、便于第一布線拖鏈傳動的第一布線拖鏈固定架，還包括設置在第一安裝座上表面的X軸傳動行走導軌，還包括驅動Y軸機械臂在X軸傳動行走導軌上運動的X軸同步帶裝置；
所述Y軸機械臂包括垂直地設置在X軸機械臂上的第二安裝座，還包括第二布線拖鏈，還包括固定在第二安裝座一側的第二布線拖鏈固定架，還包括設置在第二安裝座底部的Y軸傳動行走導軌，還包括Y軸同步帶裝置；
所述Z軸機械臂包括固定在Y軸機械臂一端的固定板，還包括可上下活動地安裝在固定板上、帶有空腔的第三安裝座，還包括設置在第三安裝座外表面、并且與第三安裝座固定的升降體，還包括固定在第三安裝座上端的第三布線拖鏈固定架，還包括安裝在第三布線拖鏈固定架上的第三布線拖鏈，還包括驅動升降體在第三安裝座上運動的Z軸驅動裝置;所述第三安裝座上設有便于固定板裝配的Z軸滑動槽；
所述末端執行器包括設置在升降體內部的第一電機，還包括設置在升降體底部、并且與第一電機輸出軸連動的U型旋轉座；
所述旋轉座下端設有相對設置并相互隔開的兩個安裝部，所述焊接裝置包括設置在兩個安裝部之間的轉動件，還包括驅動轉動件轉動的末端驅動裝置，還包括固定在轉動件底部的夾持部，還包括可拆卸地裝配在夾持部上的焊接頭；
所述末端驅動裝置包括設置在旋轉座一側上端的第二電機，還包括與第二電機輸出軸連動的上同步帶輪，還包括設置在旋轉座下端、與上同步帶輪相對的下同步帶輪，還包括盤繞在上同步帶輪、下同步帶輪周身傳動的同步帶，還包括固定在下同步帶輪中心的轉動軸；所述轉動軸與轉動件固定。
[0005]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:由于X軸機械臂的設置，Y軸機械臂實現X軸方向的左右移動，由于Y軸機械臂的設置，Y軸機械臂實現了Y軸方向的前后移動，由于Z軸機械臂的設置，Z軸機械臂實現了 Z軸方向的上下移動，由于末端執行器的設置，實現了旋轉座的360度旋轉；由于焊接裝置的設置，實現了轉動件可轉動的焊接，五軸連動，多自由度，靈活性好；由于第一伺服電機、第二伺服電機分別設置在帶動模組上實現驅動，結構簡單、安裝方便；由于X軸傳動行走導軌、Y軸傳動行走導軌的設置，往復運動，靈活性好。
[0006]作為本發明的優選方案，所述X軸同步帶裝置包括帶動模組，還包括設置在帶動模組上、并且驅動帶動模組的第一伺服電機，還包括與帶動模組連動的第一同步帶輪，還包括與第一同步帶輪相嚙合的第一同步帶，所述第一同步帶與帶動模組固定。
[0007]作為本發明的進一步優選方案，所述帶動模組的底部設有X軸滑動部，所述X軸傳動行走導軌上設有與X軸滑動部相配合的X軸滑動槽。
[0008]作為本發明的進一步優選方案，所述Y軸同步帶裝置包括帶動模組，還包括設置在帶動模組上、并且驅動帶動模組的第二伺服電機，還包括與帶動模組連動的第二同步帶輪，還包括與第二同步帶輪相嚙合的第二同步帶，所述第二同步帶與帶動模組固定。
[0009]作為本發明的進一步優選方案，所述帶動模組的頂部設有Y軸滑動部，所述Y軸傳動行走導軌上設有與Y軸滑動部相配合的Y軸滑動槽。
[0010]作為本發明的進一步優選方案，所述Z軸驅動裝置包括設置在第三安裝座頂部的第三伺服電機，還包括設置在第三安裝座空腔內、并且與第三伺服電機連動的絲桿;所述固定板的一側設有固定絲桿的固定部。
[0011]作為本發明的進一步優選方案，所述機座底座兩側設有傾斜設置、便于加強機座結構強度的加強板。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的立體圖。
[0013]圖2為本發明的主視圖。
[0014]圖3為X軸同步帶裝置、Y軸同步帶裝置安裝關系圖。
[0015]圖4為圖1中A部放大圖。
[0016]圖5為圖1中B部放大圖。
[0017]圖6為圖1中C部放大圖。
[0018]圖7為圖2中D部放大圖。
[0019]其中，IX軸機械臂，11第一安裝座，12第一布線拖鏈，13第一布線拖鏈固定架，14X軸傳動行走導軌，15第一伺服電機，16第一同步帶輪，17第一同步帶，18X軸滑動部，19 X軸滑動槽，
2Y軸機械臂，21第二安裝座，22第二布線拖鏈，23第二布線拖鏈固定架，24Y軸傳動行走導軌，25第二伺服電機，26第二同步帶輪，27第二同步帶，28 Y軸滑動部，29 Y軸滑動槽，
3Z軸機械臂，31固定板，32第三安裝座，33升降體，34第三布線拖鏈固定架，35第三布線拖鏈，36Z軸滑動槽，37第三伺服電機，38絲桿，39固定部，
4末端執行器，41第一電機，42旋轉座，43安裝部，
5焊接裝置，51轉動件，52夾持部，53焊接頭，54第二電機，55上同步帶輪，56下同步帶輪，57同步帶，58轉動軸，
6帶動模組，7機座，8加強板。
【具體實施方式】
[0020]如圖1-7所示，一種五軸自動焊接機械手，包括機座7，還包括橫向設置在機座7上端面的X軸機械臂1，還包括可活動地設置在X軸機械臂I上、并且垂直于X軸機械臂I的Y軸機械臂2，還包括可活動地設置在Y軸機械臂2—端、并且豎直設置的Z軸機械臂3，還包括可活動地設置Z軸機械臂3下端的末端執行器4，還包括設置在末端執行器4上的焊接裝置5;
X軸機械臂I包括設置在機座7上的第一安裝座11，還包括第一布線拖鏈12，還包括固定在第一安裝座11 一側、便于第一布線拖鏈12傳動的第一布線拖鏈固定架13，還包括設置在第一安裝座11上表面的X軸傳動行走導軌14，還包括驅動Y軸機械臂2在X軸傳動行走導軌14上運動的X軸同步帶裝置；
Y軸機械臂2包括垂直地設置在X軸機械臂I上的第二安裝座21，還包括第二布線拖鏈22，還包括固定在第二安裝座21—側的第二布線拖鏈固定架23，還包括設置在第二安裝座21底部的Y軸傳動行走導軌24，還包括Y軸同步帶裝置；
Z軸機械臂3包括固定在Y軸機械臂2—端的固定板31，還包括可上下活動地安裝在固定板31上、帶有空腔的第三安裝座32，還包括設置在第三安裝座32外表面、并且與第三安裝座32固定的升降體33，還包括固定在第三安裝座32上端的第三布線拖鏈固定架34，還包括安裝在第三布線拖鏈固定架34上的第三布線拖鏈35，還包括驅動升降體33在第三安裝座32上運動的Z軸驅動裝置;第三安裝座32上設有便于固定板31裝配的Z軸滑動槽36;
末端執行器4包括設置在升降體33內部的第一電機41，還包括設置在升降體33底部、并且與第一電機41輸出軸連動的U型旋轉座42;
旋轉座42下端設有相對設置并相互隔開的兩個安裝部43，焊接裝置5包括設置在兩個安裝部43之間的轉動件51，還包括驅動轉動件51轉動的末端驅動裝置，還包括固定在轉動件51底部的夾持部52，還包括可拆卸地裝配在夾持部52上的焊接頭53;
末端驅動裝置包括設置在旋轉座42—側上端的第二電機54，還包括與第二電機54輸出軸連動的上同步帶輪55，還包括設置在旋轉座42下端、與上同步帶輪55相對的下同步帶輪56，還包括盤繞在上同步帶輪55、下同步帶輪56周身傳動的同步帶57，還包括固定在下同步帶輪56中心的轉動軸58;所述轉動軸58與轉動件51固定。
[0021]上述X軸同步帶裝置包括帶動模組6，還包括設置在帶動模組6上、并且驅動帶動模組6的第一伺服電機15，還包括與帶動模組6連動的第一同步帶輪16，還包括與第一同步帶輪16相嚙合的第一同步帶17，第一同步帶17與帶動模組6固定。
[0022]上述帶動模組6的底部設有X軸滑動部18，X軸傳動行走導軌14上設有與X軸滑動部18相配合的X軸滑動槽19。
[0023]上述Y軸同步帶裝置包括帶動模組6，還包括設置在帶動模組6上、并且驅動帶動模組6的第二伺服電機25，還包括與帶動模組6連動的第二同步帶輪26，還包括與第二同步帶輪26相嚙合的第二同步帶27，第二同步帶27與帶動模組6固定。
[0024]上述帶動模組6的頂部設有Y軸滑動部28，Y軸傳動行走導軌24上設有與Y軸滑動部28相配合的Y軸滑動槽29。
[0025]上述Z軸驅動裝置包括設置在第三安裝32座頂部的第三伺服電機37，還包括設置在第三安裝座32空腔內、并且與第三伺服電機37連動的絲桿38;固定板31的一側設有固定絲桿37的固定部39。
[0026]上述機座7底座兩側設有傾斜設置、便于加強機座7結構強度的加強板8。
[0027]本發明工作原理闡述如下，當Y軸機械臂2在第一安裝座11上實現X軸方向左右運動時，第一伺服電機15驅動帶動模組6、并且將動力傳遞給第一同步帶輪16，第一同步帶輪16將動力傳遞給第一同步帶17，第一同步帶17與帶動模組6固定，因此帶動帶動模組6運動，從而與帶動模組6裝配的Y軸機械臂2實現X軸方向左右運動；當Y軸機械臂2實現Y軸方向前后運動時，第二伺服電機25驅動帶動模組6、并且將動力傳遞給第二同步帶輪26，第二同步帶輪26將動力傳遞給第二同步帶27，第二同步帶27與帶動模組6固定，此時，帶動模組6固定在X軸機械臂I上，因此，帶動模組6將動力相對作用給第二安裝座21，實現Y軸方向前后運動；當Z軸機械臂3實現Z軸方向上下運動時，第三伺服電機37將動力作用給絲桿38，絲桿38帶動第三安裝座32實現Z軸方向上下運動；當末端執行器4的旋轉座42轉動時，設置在升降體33內的第一電機41驅動旋轉座42;當焊接裝置5的轉動件51轉動時，設置在旋轉座42上端內部的第二電機54驅動上同步帶輪55，上同步帶輪55將動力作用給同步帶57，同步帶57再將動力作用給下同步帶輪56，下同步帶輪56帶動固定在下同步帶輪56的轉動軸58轉動，由于轉動軸58的另一端與轉動件51固定，因此帶動轉動件51轉動，此時，固定在轉動件51下端的夾持部52夾持焊接頭53進行工作。
[0028]本發明并不局限于上述實施例，在本發明公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的技術內容，不需要創造性的勞動就可以對其中的一些技術特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種五軸自動焊接機械手，其特征在于:包括機座(7)，還包括橫向設置在機座(7)上端面的X軸機械臂(I)，還包括可活動地設置在X軸機械臂(I)上、并且垂直于X軸機械臂(I)的Y軸機械臂(2)，還包括可活動地設置在Y軸機械臂(2)—端、并且豎直設置的Z軸機械臂(3)，還包括可活動地設置Z軸機械臂(3)下端的末端執行器(4)，還包括設置在末端執行器(4)上的焊接裝置(5);所述X軸機械臂(I)包括設置在機座(7)上的第一安裝座(11)，還包括第一布線拖鏈(12)，還包括固定在第一安裝座(11) 一側、便于第一布線拖鏈(12)傳動的第一布線拖鏈固定架(13)，還包括設置在第一安裝座(11)上表面的X軸傳動行走導軌(14)，還包括驅動Y軸機械臂(2)在X軸傳動行走導軌(14)上運動的X軸同步帶裝置； 所述Y軸機械臂(2)包括垂直地設置在X軸機械臂(I)上的第二安裝座(21)，還包括第二布線拖鏈(22)，還包括固定在第二安裝座(21)—側的第二布線拖鏈固定架(23)，還包括設置在第二安裝座(21)底部的Y軸傳動行走導軌(24)，還包括Y軸同步帶裝置； 所述Z軸機械臂(3)包括固定在Y軸機械臂(2) —端的固定板(31)，還包括可上下活動地安裝在固定板(31)上、帶有空腔的第三安裝座(32)，還包括設置在第三安裝座(32)外表面、并且與第三安裝座(32)固定的升降體(33)，還包括固定在第三安裝座(32)上端的第三布線拖鏈固定架(34)，還包括安裝在第三布線拖鏈固定架(34)上的第三布線拖鏈(35)，還包括驅動升降體(33)在第三安裝座(32)上運動的Z軸驅動裝置;所述第三安裝座(32)上設有便于固定板(31)裝配的Z軸滑動槽(36); 所述末端執行器(4)包括設置在升降體(33)內部的第一電機(41)，還包括設置在升降體(33)底部、并且與第一電機(41)輸出軸連動的U型旋轉座(42); 所述旋轉座(42)下端設有相對設置并相互隔開的兩個安裝部(43)，所述焊接裝置(5)包括設置在兩個安裝部(43)之間的轉動件(51)，還包括驅動轉動件(51)轉動的末端驅動裝置，還包括固定在轉動件(51)底部的夾持部(52)，還包括可拆卸地裝配在夾持部(52)上的焊接頭(53); 所述末端驅動裝置包括設置在旋轉座(42)—側上端的第二電機(54)，還包括與第二電機(54)輸出軸連動的上同步帶輪(55)，還包括設置在旋轉座(42)下端、與上同步帶輪(55)相對的下同步帶輪(56)，還包括盤繞在上同步帶輪(55)、下同步帶輪(56)周身傳動的同步帶(57)，還包括固定在下同步帶輪(56)中心的轉動軸(58);所述轉動軸(58)與轉動件(51)固定。2.根據權利要求1所述的一種五軸自動焊接機械手，其特征在于:所述X軸同步帶裝置包括帶動模組(6)，還包括設置在帶動模組(6)上、并且驅動帶動模組(6)的第一伺服電機(15)，還包括與帶動模組(6)連動的第一同步帶輪(16)，還包括與第一同步帶輪(16)相嚙合的第一同步帶(17)，所述第一同步帶(17)與帶動模組(6)固定。3.根據權利要求2所述的一種五軸自動焊接機械手，其特征在于:所述帶動模組(6)的底部設有X軸滑動部(18)，所述X軸傳動行走導軌(14)上設有與X軸滑動部(18)相配合的X軸滑動槽(19)。4.根據權利要求1所述的一種五軸自動焊接機械手，其特征在于:所述Y軸同步帶裝置包括帶動模組(6)，還包括設置在帶動模組(6)上、并且驅動帶動模組(6)的第二伺服電機(25)，還包括與帶動模組(6)連動的第二同步帶輪(26)，還包括與第二同步帶輪(26)相嚙合的第二同步帶(27)，所述第二同步帶(27)與帶動模組(6)固定。5.根據權利要求4所述的一種五軸自動焊接機械手，其特征在于:所述帶動模組(6)的頂部設有Y軸滑動部(28)，所述Y軸傳動行走導軌(24)上設有與Y軸滑動部(28)相配合的Y軸滑動槽(29)。6.根據權利要求1所述的一種五軸自動焊接機械手，其特征在于:所述Z軸驅動裝置包括設置在第三安裝(32)座頂部的第三伺服電機(37)，還包括設置在第三安裝座(32)空腔內、并且與第三伺服電機(37)連動的絲桿(38);所述固定板(31)的一側設有固定絲桿(37)的固定部(39)。7.根據權利要求1所述的一種五軸自動焊接機械手，其特征在于:所述機座(7)底座兩側設有傾斜設置、便于加強機座(7)結構強度的加強板(8)。
【文檔編號】B23K37/02GK106002026SQ201610558479
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月16日
【發明人】李龍, 王志祥, 劉志友
【申請人】江蘇瑞伯特智能科技股份有限公司