專利名稱：直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接機(jī)器人領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可編程的自動(dòng)控制操作裝置，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。焊接機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人中的一種，它主要用于代替人工進(jìn)行焊接工作。目前使用的焊接機(jī)器人主要是關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人，關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人上設(shè)置有焊接組件，焊接組件包括:焊絲機(jī)，焊絲機(jī)上連接有用于穿設(shè)焊絲的焊槍軟管，焊槍軟管的頭部安裝有焊槍頭，焊槍頭安裝在關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人的關(guān)節(jié)臂上。通過控制器對(duì)關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人的關(guān)節(jié)臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，從而達(dá)到操縱焊槍頭進(jìn)行焊接工作的目的。關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人的缺點(diǎn)如下:一、關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、承載能力低；二、關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人的造價(jià)高；三、工作半徑有限，最大只能是三米，從而導(dǎo)致焊接工作長(zhǎng)度受限；四、關(guān)節(jié)式機(jī)器人的重復(fù)定位精度低；五、安全性差維護(hù)不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:提供一種造價(jià)低、穩(wěn)定性好、承載能力高、焊接工作長(zhǎng)度能延長(zhǎng)、且能提高定位精度的具有四個(gè)自由度的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，包括:焊接機(jī)器人本體，焊接機(jī)器人本體上安裝有焊接組件，所述的焊接組件包括:焊絲機(jī)，焊絲機(jī)上連接有用于穿設(shè)焊槍軟管，焊槍軟管的端部設(shè)置有焊槍頭，焊接機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)包括:龍門安裝架，龍門安裝架由兩根支撐立柱、和支承在兩根支撐立柱頂部的頂部支撐橫梁構(gòu)成，龍門安裝架上設(shè)置有兩兩相互垂直的X、Y、Z方向滑軌，X、Y、Z方向滑軌上分別設(shè)置有帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置，X方向滑軌水平設(shè)置在水平支撐橫梁上，水平支撐橫梁的兩端分別固定安裝在龍門安裝架的兩根支撐立柱上，Y方向滑軌的一端支承在X方向滑軌上、并與設(shè)置在X方向滑軌上的滑塊相連接，Y方向滑軌的另一端向外伸出，使Y方向滑軌形成懸臂式滑軌，在X方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，Y滑軌能在X滑軌上來(lái)回滑動(dòng)，Z方向滑軌沿豎直方向設(shè)置，Z方向滑軌支承在Y方向滑軌上、并與設(shè)置在Y方向滑軌上的滑塊相連接，在Y方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，Z方向滑軌能在Y方向滑軌上來(lái)回滑動(dòng)；焊接組件與焊接機(jī)器人本體之間的具體安裝結(jié)構(gòu)包括:焊絲機(jī)固定安裝在Y方向滑軌上，焊槍頭上部的焊槍軟管上固定套裝有安裝套管，安裝套管通過連接組件與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸固定連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)座上，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，安裝套管能帶動(dòng)焊槍頭隨著旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)座與設(shè)置在Z方向滑軌上的滑塊相連接，在Z方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)座能帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在Z方向滑軌上上下滑動(dòng)。進(jìn)一步地，前述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其中，所述的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)包括:所述的滑軌為支撐線滑軌，在滑軌的一端設(shè)置有滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)，滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與設(shè)置在滑軌上的絲杠的尾部相連接，絲杠上螺紋配合設(shè)置有滑塊，滑塊上設(shè)置有滑槽，滑槽與滑軌中的軌道相配合，在滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下滑塊沿著軌道來(lái)回滑動(dòng)。進(jìn)一步地，前述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其中，Y方向滑軌與龍門安裝架之間還設(shè)置有支撐機(jī)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)為:斜向支撐板的底部固定連接在Y方向滑軌的懸臂部分上，豎向支撐板的上端固定連接在斜向支撐板上，豎向支撐板的底部支承在支撐座上，所述的支撐座固定支承在X方向滑軌上帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置中的滑塊上，斜向支撐板的上端連接有輔助滑塊，所述的輔助滑塊與輔助滑軌相配合、并能在其上來(lái)回滑動(dòng)，所述的輔助滑軌水平設(shè)置在龍門安裝架的頂部支撐橫梁上，輔助滑軌與X方向滑軌相互平行。進(jìn)一步地，前述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其中，所述的連接組件的結(jié)構(gòu)為:帶支撐腿的套管連接板與安裝套管固定連接，帶支撐腿的套管連接板的支撐腿上固定連接有旋轉(zhuǎn)連接板，旋轉(zhuǎn)連接板上固定設(shè)置有免鍵軸襯，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與免鍵軸襯脹緊連接。進(jìn)一步地，前述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其中，在Z方向滑軌的下方設(shè)置有焊接工裝臺(tái)，其具體結(jié)構(gòu)包括:支承在支撐基架上的工裝臺(tái)面板，工裝臺(tái)面板上設(shè)置有第一工作區(qū)域和第二工作區(qū)域，在支撐基架與工裝臺(tái)面板之間設(shè)置有電動(dòng)換位裝置，其具體結(jié)構(gòu)包括:工裝臺(tái)面板的底部?jī)蓚?cè)分別固定設(shè)置有工裝臺(tái)滑軌，支撐基架的頂部?jī)蓚?cè)分別固定設(shè)置有工裝臺(tái)滑塊，工裝臺(tái)滑軌分別對(duì)應(yīng)支承在支撐基架頂部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑塊中，在支撐基架上安裝有帶手剎的工裝臺(tái)伺服電機(jī)，工裝臺(tái)伺服電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有齒輪，與齒輪相嚙合的齒條固定安裝在工裝臺(tái)面板的底部，在工裝臺(tái)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，工裝臺(tái)面板底部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑軌能分別在支撐基架兩側(cè)的工裝臺(tái)滑塊中來(lái)回滑動(dòng)、并能使第一工作區(qū)域、第二工作區(qū)域交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)；在支撐基架與工裝臺(tái)面板之間還設(shè)置有手動(dòng)換位裝置，其具體結(jié)構(gòu)包括:在支撐基架一側(cè)分別安裝有第一開關(guān)式磁力座和第二開關(guān)式磁力座，能分別被第一、第二開關(guān)式磁力座吸附的吸鐵固定設(shè)置在兩開關(guān)式磁力座之間的工裝臺(tái)面板的側(cè)邊上，當(dāng)吸鐵從第一開關(guān)式磁力座移動(dòng)至另一個(gè)開關(guān)式磁力座時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一工作區(qū)域、第二工作區(qū)域交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的轉(zhuǎn)換操作。更進(jìn)一步地，前述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其中，在第一工作區(qū)域和第二工作區(qū)域的底部均分別設(shè)置有緩沖彈簧和光電感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)工裝臺(tái)面板上的兩個(gè)工作區(qū)域?qū)崿F(xiàn)交替換位時(shí)，所述的緩沖彈簧能分別抵觸在對(duì)應(yīng)一端的支撐基架上，所述的光電感應(yīng)開關(guān)能分別檢測(cè)到對(duì)應(yīng)工作區(qū)域交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的狀態(tài)、并發(fā)出檢測(cè)信號(hào)。再進(jìn)一步地，前述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其中，所述的工裝臺(tái)伺服電機(jī)上帶有蝸輪蝸桿減速器。本發(fā)明的有益效果:一方面，X、Y、Z方向滑軌的長(zhǎng)度可分別根據(jù)實(shí)際焊接工作的需要分別進(jìn)行延長(zhǎng)設(shè)置，這樣X、Y、Z方向上的焊接工作長(zhǎng)度就會(huì)隨著X、Y、Z方向滑軌的延長(zhǎng)而延長(zhǎng)；另一方面，由于設(shè)置了旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)可驅(qū)動(dòng)焊槍頭隨著旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得焊接機(jī)器人本體具有繞Z方向滑軌轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度；此外，焊接機(jī)器人本體采用龍門安裝架上的直角坐標(biāo)系滑軌的形式，其穩(wěn)定性好、承載能力高、且造價(jià)低。


圖1是本發(fā)明所述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是配置了焊接工裝臺(tái)的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中焊接工裝臺(tái)仰視方向的底部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2中X方向滑軌的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖2中A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和最優(yōu)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，所述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，包括:焊接機(jī)器人本體，焊接機(jī)器人本體上安裝有焊接組件，所述的焊接組件包括:焊絲機(jī)7，焊絲機(jī)7上連接有用于穿設(shè)焊絲的焊槍軟管9，焊槍軟管9的另一端設(shè)置有焊槍頭8，焊接機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)包括:龍門安裝架36，龍門安裝架36由兩根支撐立柱1、和支承在兩根支撐立柱I頂部的頂部支撐橫梁2構(gòu)成，龍門安裝架36上設(shè)置有兩兩相互垂直的X、Y、Z方向滑軌，X、Y、Z方向滑軌上分別設(shè)置有帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置，X、Y、Z方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)相同，本實(shí)施例僅以X方向滑軌3上的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置為例展開說明，其具體的結(jié)構(gòu)包括:X方向滑軌3為支撐線滑軌，在X方向滑軌3的一端設(shè)置有X方向滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)17，X方向滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的輸出軸與設(shè)置在X方向滑軌3上的X方向絲杠18的尾部相連接，X方向絲杠18上螺紋配合設(shè)置有X方向滑塊19，X方向滑塊19上設(shè)置有X方向滑槽20，X方向滑槽20與X方向滑軌3中的X方向軌道21相配合，在X方向滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的驅(qū)動(dòng)下X方向滑塊19沿著X方向軌道21來(lái)回滑動(dòng)，為了起到防塵作用，X方向滑軌3上蓋裝有防塵蓋22。X方向滑軌3水平設(shè)置在水平支撐橫梁4上，水平支撐橫梁4的兩端分別固定安裝在龍門安裝架36的兩根支撐立柱I上，Y方向滑軌5的一端支承在X方向滑軌3上、并與X方向滑塊19固定連接，Y方向滑軌5的另一端向外伸出，使Y方向滑軌5形成懸臂式滑軌，參見圖1所示，本實(shí)施例中Y方向滑軌5與X方向滑塊19的具體連接結(jié)構(gòu)為:Y方向滑軌5固定連接在支撐座14的一側(cè)，支撐座14的底部固定設(shè)置有第一連接板23，所述的第一連接板23與X方向滑塊19固定連接。本實(shí)施例中Y方向滑軌5與龍門安裝架36之間還設(shè)置有支撐機(jī)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)包括:斜向支撐板12，斜向支撐板12的底部固定連接在Y方向滑軌5的懸臂部分上，豎向支撐板13的上端固定連接斜向支撐板12上，豎向支撐板13的底部支承在支撐座14上，斜向支撐板12的上端連接有輔助滑塊15，所述的輔助滑塊15與輔助滑軌16相配合、并能在其上來(lái)回滑動(dòng)，所述的輔助滑軌16水平設(shè)置在龍門安裝架36的頂部支撐橫梁2上，輔助滑軌16與X方向滑軌3相互平行，在X方向滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的驅(qū)動(dòng)下，Y方向滑軌5能在X方向滑軌3上來(lái)回滑動(dòng)，從而帶動(dòng)輔助滑塊15在輔助滑軌16上來(lái)回滑動(dòng)。本實(shí)施例中Y方向滑軌5采用懸臂式滑軌結(jié)構(gòu)，這樣的優(yōu)點(diǎn)是:Z方向滑軌6下方的工作空間不會(huì)受到支撐Y方向滑軌5的支撐機(jī)構(gòu)的影響。Z方向滑軌6沿豎直方向設(shè)置，Z方向滑軌6支承在Y方向滑軌5上、并與設(shè)置在Y方向滑軌5上的滑塊固定連接，在Y方向滑軌5上的滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，Z方向滑軌6能在Y方向滑軌5上來(lái)回滑動(dòng)；焊接組件與焊接機(jī)器人本體之間的具體安裝結(jié)構(gòu)包括:焊絲機(jī)7固定安裝在Y方向滑軌5的一端，為了使Y方向滑軌5受力相對(duì)平衡，將焊絲機(jī)7與Z方向滑軌6分別設(shè)置在X方向滑軌3的兩側(cè)的Y方向滑軌5上，焊槍頭8上部的焊槍軟管9上固定套裝有安裝套管10，安裝套管10通過連接組件與旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的輸出軸固定連接，如圖5所示，本實(shí)施例中的連接組件的結(jié)構(gòu)為:帶支撐腿的套管連接板42與安裝套管10固定連接，帶支撐腿的套管連接板42的支撐腿上水平固定連接有旋轉(zhuǎn)連接板41，旋轉(zhuǎn)連接板41上螺栓設(shè)置有免鍵軸襯43，旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的輸出軸與免鍵軸襯43脹緊連接，此連接方式承載能力大、適于頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)電機(jī)11安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)座44上，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的驅(qū)動(dòng)下，安裝套管10能帶動(dòng)焊槍頭8隨著旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)座44上的連接板45與設(shè)置在Z方向滑軌6上的滑塊固定連接，在Z方向滑軌6上的滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，連接板45能帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)座44在Z方向滑軌6上上下滑動(dòng)。在Z方向滑軌6的下方設(shè)置有焊接工裝臺(tái)，其具體結(jié)構(gòu)包括:支承在支撐基架24上的工裝臺(tái)面板25，工裝臺(tái)面板25上設(shè)置有第一工作區(qū)域37和第二工作區(qū)域38，在支撐基架24與工裝臺(tái)面板25之間設(shè)置有電動(dòng)換位裝置，其具體結(jié)構(gòu)包括:工裝臺(tái)面板25的底部?jī)蓚?cè)分別固定設(shè)置有工裝臺(tái)滑軌26，支撐基架24的頂部?jī)蓚?cè)分別固定設(shè)置有工裝臺(tái)滑塊27，工裝臺(tái)滑軌26分別對(duì)應(yīng)支承在支撐基架頂部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑塊27中，在支撐基架上安裝有帶蝸輪蝸桿減速器的、且?guī)謩x的工裝臺(tái)伺服電機(jī)28，工裝臺(tái)伺服電機(jī)28上的手剎可對(duì)斷電后的工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的輸出軸起到制動(dòng)的作用，當(dāng)工裝臺(tái)伺服電機(jī)28處于斷電、即不處于工作狀態(tài)時(shí)，打開手剎后，工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的輸出軸在外力的帶動(dòng)下能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉手剎后，工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的輸出軸處于鎖定狀態(tài)。工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的輸出軸上設(shè)置有齒輪29，與齒輪29相嚙合的齒條30固定安裝在工裝臺(tái)面板25的底部，在工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的驅(qū)動(dòng)下，工裝臺(tái)面板25底部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑軌26能分別在支撐基架兩側(cè)的工裝臺(tái)滑塊27中來(lái)回滑動(dòng)、并能使第一工作區(qū)域37、第二工作區(qū)域38交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)；在支撐基架24與工裝臺(tái)面板25之間還設(shè)置有手動(dòng)換位裝置，其具體結(jié)構(gòu)包括:在支撐基架24 —側(cè)的側(cè)邊上分別安裝有第一開關(guān)式磁力座31和第二開關(guān)式磁力座32，開關(guān)式磁力座是機(jī)械領(lǐng)域中常用的一種機(jī)械元件，其內(nèi)部設(shè)置有線圈，打開其上的電磁開關(guān)使其內(nèi)部的線圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生磁力。能分別被第一、第二開關(guān)式磁力座吸附的吸鐵33固定設(shè)置在兩開關(guān)式磁力座之間的工裝臺(tái)面板25的側(cè)邊上，本實(shí)施例中第一開關(guān)式磁力座31靠近第二工作區(qū)域38設(shè)置，當(dāng)吸鐵33從第一開關(guān)式磁力座31移動(dòng)至第二開關(guān)式磁力座32或從第二開關(guān)式磁力座32移動(dòng)至第一開關(guān)式磁力座31時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一工作區(qū)域37、第二工作區(qū)域38相互交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的轉(zhuǎn)換操作。在第一工作區(qū)域37和第二工作區(qū)域38的底部均分別設(shè)置有緩沖彈簧34和光電感應(yīng)開關(guān)35，當(dāng)工裝臺(tái)面板25上的兩個(gè)工作區(qū)域?qū)崿F(xiàn)交替換位時(shí)，所述的緩沖彈簧34能分別抵觸在對(duì)應(yīng)一端的支撐基架24上，所述的光電感應(yīng)開關(guān)35能分別檢測(cè)到對(duì)應(yīng)工作區(qū)域交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的狀態(tài)、并發(fā)出檢測(cè)信號(hào)。本發(fā)明的工作原理如下:如圖1、圖2所示，X、Y、Z三個(gè)方向的滑軌確定了焊槍頭8沿X、Y、Z運(yùn)動(dòng)的三個(gè)方向。焊接工作時(shí)，在X方向滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的驅(qū)動(dòng)下，X方向絲杠18轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)X方向滑塊19沿著X方向軌道21來(lái)回滑動(dòng)，由于Y方向滑軌5與X方向滑塊19之間固定連接，因此Y方向滑軌5會(huì)帶動(dòng)其上的Z方向滑軌6隨著X方向滑塊19一起在X方向滑軌3上來(lái)回滑動(dòng)，從而改變焊槍頭8在X方向上的空間位置；同理在Y方向滑軌5上的滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，Z方向滑軌6在Y方向滑軌5上來(lái)回滑動(dòng)，從而改變焊槍頭8在Y方向上的空間位置；又同理在Z方向滑軌6上的滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)座44在Z方向滑軌6上上下滑動(dòng)，從而改變焊槍頭8在Z方向上的空間位置；另外由于設(shè)置了旋轉(zhuǎn)電機(jī)11，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的驅(qū)動(dòng)下，安裝套管10帶動(dòng)焊槍頭8 一起隨著旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的輸出軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能改變焊槍頭8繞Z方向滑軌轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。焊接時(shí)，通過控制器對(duì)進(jìn)行自動(dòng)控制，在控制器中預(yù)先設(shè)定好焊接路線，控制器可以使焊槍頭8分別在X、Y、Z以及繞Z方向滑軌轉(zhuǎn)動(dòng)的四個(gè)方向上進(jìn)行位置調(diào)整，從而使焊槍頭8始終能按照設(shè)定的路徑進(jìn)行焊接工作。在進(jìn)行焊接工作的同時(shí)，焊絲機(jī)7能將焊絲通過焊槍軟管9輸送至焊槍頭8上，從而確保焊接工作的正常進(jìn)行。本實(shí)施例中，X、Y、Z方向滑軌上帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置中都是采用絲杠型驅(qū)動(dòng)方式，此驅(qū)動(dòng)方式的定位精度高，可達(dá)0.01mm。本實(shí)施例中，焊接機(jī)器人本體采用設(shè)置于龍門安裝架上的直角坐標(biāo)系滑軌的形式，這樣可大大提高焊接機(jī)器人本體的穩(wěn)定性和承載能力，并可根據(jù)焊接工作的實(shí)際需要分別延長(zhǎng)設(shè)置X、Y、Z方向滑軌的長(zhǎng)度，從而使得X、Y、Z方向上的焊接工作的長(zhǎng)度也可相應(yīng)延長(zhǎng)。本實(shí)施例中，為了更好地配合焊接工作，Z方向滑軌6的下方設(shè)置了焊接工裝臺(tái)，工裝臺(tái)面板25安裝在焊槍頭8的下方，并使其中一個(gè)工作區(qū)域位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，可參見圖2。圖2中第一工作區(qū)域37位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，第二工作區(qū)域38位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位外。開始焊接工作時(shí)，先將需要焊接的工件放置在第一工作區(qū)域37上，然后對(duì)工件進(jìn)行焊接工作，與此同時(shí)在第二工作區(qū)域38上進(jìn)行上料操作，即將下一個(gè)需要焊接的工件放置在第二工作區(qū)域38上，當(dāng)?shù)谝还ぷ鲄^(qū)域37上的工件焊接完畢后，啟動(dòng)工裝臺(tái)伺服電機(jī)28，工裝臺(tái)伺服電機(jī)28輸出軸上的齒輪29轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條30向左移動(dòng)，這樣工裝臺(tái)面板25底部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑軌26能分別在支撐基架24兩側(cè)的工裝臺(tái)滑塊27中向左滑動(dòng)，使第二工作區(qū)域38換位至焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，第二工作區(qū)域38底部的緩沖彈簧34抵觸在右端的支撐基架24上起到緩沖和限位的作用，第二工作區(qū)域38底部的光電感應(yīng)開關(guān)35檢測(cè)到第二工作區(qū)域38完全位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的狀態(tài)、并發(fā)出檢測(cè)信號(hào)至控制器中，控制器接收到該信號(hào)后發(fā)出命令至工裝臺(tái)伺服電機(jī)28，使其斷電自鎖，這樣第二工作區(qū)域38就被鎖定在焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，就可對(duì)第二工作區(qū)域38上的工件進(jìn)行焊接操作，同時(shí)在被向左推出焊接工位的第一工作區(qū)域37上進(jìn)行下料和再上料的操作，即將第一工作區(qū)域37上的已焊接完成的工件移走、并將另一個(gè)需要焊接的工件放置在其上；當(dāng)?shù)诙ぷ鲄^(qū)域38上的工件焊接完成后，再啟動(dòng)工裝臺(tái)伺服電機(jī)28，工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的輸出軸反向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪29轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒條30向右移動(dòng)，使第一工作區(qū)域37再次換位至焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，第一工作區(qū)域37底部的緩沖彈簧抵觸在左端的支撐基架24上起到緩沖和限位的作用，第一工作區(qū)域37底部的光電感應(yīng)開關(guān)檢測(cè)到第一工作區(qū)域37位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的狀態(tài)、并發(fā)出該檢測(cè)信號(hào)至控制器中，控制器接收到該信號(hào)后發(fā)出命令至工裝臺(tái)伺服電機(jī)28，使其斷電自鎖，這樣第一工作區(qū)域37就被鎖定在焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，然后就可再次對(duì)第一工作區(qū)域37上的工件進(jìn)行焊接操作，同時(shí)在被向右推出焊接工位的第二工作區(qū)域38上進(jìn)行下料和上料地操作。以上操作不斷重復(fù)，即可配合焊接機(jī)器人本體進(jìn)行幾乎不間斷地焊接操作，大大提高了焊接的工作效率，并且設(shè)置了光電感應(yīng)開關(guān)后，可便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在本實(shí)施例中，焊接工裝臺(tái)上還設(shè)置了手動(dòng)換位裝置，當(dāng)電動(dòng)換位裝置出故障或基于其他原因，可進(jìn)行手動(dòng)換位操作。手動(dòng)換位操作時(shí)，工裝臺(tái)伺服電機(jī)28處于斷電狀態(tài)，打開工裝臺(tái)伺服電機(jī)28上的手剎，使工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的輸出軸在有外力帶動(dòng)的情況下能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2所示，此時(shí)第一工作區(qū)域37位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，吸鐵33被吸附在第一開關(guān)式磁力座31的內(nèi)側(cè)。當(dāng)需要換位時(shí)，關(guān)閉第一開關(guān)式磁力座31上的電磁開關(guān)，向左推動(dòng)工裝臺(tái)面板25，此時(shí)工裝臺(tái)面板25底部的齒條30帶動(dòng)工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的輸出軸上的齒輪29轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工裝臺(tái)面板25底部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑軌26分別在支撐基架2兩側(cè)的工裝臺(tái)滑塊27中向左滑動(dòng)，這樣第一工作區(qū)域37逐漸被向左推出焊接機(jī)器人本體的焊接工位，第二工作區(qū)域38被逐漸推進(jìn)焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，當(dāng)吸鐵33從第一開關(guān)式磁力座31移動(dòng)至第二開關(guān)式磁力座32時(shí)，第二工作區(qū)域38完全位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，第二工作區(qū)域38底部的緩沖彈簧34抵觸在右端的支撐基架24上起到緩沖和限位的作用，打開第二開關(guān)式磁力座31上的電磁開關(guān)，使第二開關(guān)式磁力座32產(chǎn)生磁力、并將吸鐵33牢牢吸附在其內(nèi)側(cè)，然后關(guān)閉工裝臺(tái)伺服電機(jī)28上的手剎，這樣第二工作區(qū)域38就被鎖定在焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)；當(dāng)需要將第一工作區(qū)域37再次換位至焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)時(shí)，關(guān)閉第二開關(guān)式磁力座32上的磁力開關(guān)，打開工裝臺(tái)伺服電機(jī)28上的手剎，向右推動(dòng)工裝臺(tái)面板25，此時(shí)工裝臺(tái)面板25底部的齒條30反向帶動(dòng)工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的輸出軸上的齒輪29轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工裝臺(tái)面板25底部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑軌26分別在支撐基架24兩側(cè)的工裝臺(tái)滑塊27中向右滑動(dòng)，這樣第二工作區(qū)域38被逐漸向右推出焊接機(jī)器人本體的焊接工位，第一工作區(qū)域37逐漸被推進(jìn)焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，當(dāng)吸鐵33從第二開關(guān)式磁力座32移動(dòng)至第一開關(guān)式磁力座31時(shí)，第一工作區(qū)域37完全位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)，第一工作區(qū)域37底部的緩沖彈簧34抵觸到左端的支撐基架2上起到緩沖和限位的作用，此時(shí)再打開第一開關(guān)式磁力座31上的磁力開關(guān)，使其產(chǎn)生磁力將吸鐵33牢牢吸附在其內(nèi)側(cè)，并關(guān)工裝臺(tái)閉工裝臺(tái)伺服電機(jī)28的手剎，這樣第一工作區(qū)域37又被鎖定在焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)；手動(dòng)換位操作過程中的焊接、上料、下料的過程與電動(dòng)控制部分相同，不再贅述。以上操作不斷重復(fù)即可實(shí)現(xiàn)第一工作區(qū)域37和第二工作區(qū)域38不斷交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的轉(zhuǎn)換操作，從而配合焊接機(jī)器人本體進(jìn)行不間斷地焊接操作，焊接工作效率大大提高；此外，由于上料和下料都在焊接工位外，這樣工人工作時(shí)的安全性大大提高。
權(quán)利要求
1.直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，包括:焊接機(jī)器人本體，焊接機(jī)器人本體上安裝有焊接組件，所述的焊接組件包括:焊絲機(jī)，焊絲機(jī)上連接有用于穿設(shè)焊絲的焊槍軟管，焊槍軟管的端部設(shè)置有焊槍頭，其特征在于:焊接機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)包括:龍門安裝架，龍門安裝架由兩根支撐立柱、和支承在兩根支撐立柱頂部的頂部支撐橫梁構(gòu)成，龍門安裝架上設(shè)置有兩兩相互垂直的X、Y、Z方向滑軌，X、Y、Z方向滑軌上分別設(shè)置有帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置，X方向滑軌水平設(shè)置在水平支撐橫梁上，水平支撐橫梁的兩端分別固定安裝在龍門安裝架的兩根支撐立柱上，Y方向滑軌的一端支承在X方向滑軌上、并與設(shè)置在X方向滑軌上的滑塊相連接，Y方向滑軌的另一端向外伸出，使Y方向滑軌形成懸臂式滑軌，在X方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，Y滑軌能在X滑軌上來(lái)回滑動(dòng)，Z方向滑軌沿豎直方向設(shè)置，Z方向滑軌支承在Y方向滑軌上、并與設(shè)置在Y方向滑軌上的滑塊相連接，在Y方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，Z方向滑軌能在Y方向滑軌上來(lái)回滑動(dòng)；焊接組件與焊接機(jī)器人本 體之間的具體安裝結(jié)構(gòu)包括:焊絲機(jī)固定安裝在Y方向滑軌上，焊槍頭上部的焊槍軟管上固定套裝有安裝套管，安裝套管通過連接組件與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸固定連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)座上，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，安裝套管能帶動(dòng)焊槍頭隨著旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)座與設(shè)置在Z方向滑軌上的滑塊相連接，在Z方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)座能帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在Z方向滑軌上上下滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其特征在于:所述的帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)包括:所述的滑軌為支撐線滑軌，在滑軌的一端設(shè)置有滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)，滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與設(shè)置在滑軌上的絲杠的尾部相連接，絲杠上螺紋配合設(shè)置有滑塊，滑塊上設(shè)置有滑槽，滑槽與滑軌中的軌道相配合，在滑移驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下滑塊沿著軌道來(lái)回滑動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其特征在于:Y方向滑軌與龍門安裝架之間還設(shè)置有支撐機(jī)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)為:斜向支撐板的底部固定連接在Y方向滑軌的懸臂部分上，豎向支撐板的上端固定連接在斜向支撐板上，豎向支撐板的底部支承在支撐座上，所述的支撐座固定支承在X方向滑軌上帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置中的滑塊上，斜向支撐板的上端連接有輔助滑塊，所述的輔助滑塊與輔助滑軌相配合、并能在其上來(lái)回滑動(dòng)，所述的輔助滑軌水平設(shè)置在龍門安裝架的頂部支撐橫梁上，輔助滑軌與X方向滑軌相互平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其特征在于:所述的連接組件的結(jié)構(gòu)為:帶支撐腿的套管連接板與安裝套管固定連接，帶支撐腿的套管連接板的支撐腿上固定連接有旋轉(zhuǎn)連接板，旋轉(zhuǎn)連接板上固定設(shè)置有免鍵軸襯，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與免鍵軸襯脹緊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其特征在于:在Z方向滑軌的下方設(shè)置有焊接工裝臺(tái)，其具體結(jié)構(gòu)包括:支承在支撐基架上的工裝臺(tái)面板，工裝臺(tái)面板上設(shè)置有第一工作區(qū)域和第二工作區(qū)域，在支撐基架與工裝臺(tái)面板之間設(shè)置有電動(dòng)換位裝置，其具體結(jié)構(gòu)包括:工裝臺(tái)面板的底部?jī)蓚?cè)分別固定設(shè)置有工裝臺(tái)滑軌，支撐基架的頂部?jī)蓚?cè)分別固定設(shè)置有工裝臺(tái)滑塊，工裝臺(tái)滑軌分別對(duì)應(yīng)支承在支撐基架頂部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑塊中，在支撐基架上安裝有帶手剎的工裝臺(tái)伺服電機(jī)，工裝臺(tái)伺服電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有齒輪，與齒輪相嚙合的齒條固定安裝在工裝臺(tái)面板的底部，在工裝臺(tái)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，工裝臺(tái)面板底部?jī)蓚?cè)的工裝臺(tái)滑軌能分別在支撐基架兩側(cè)的工裝臺(tái)滑塊中來(lái)回滑動(dòng)、并能使第一工作區(qū)域、第二工作區(qū)域交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)；在支撐基架與工裝臺(tái)面板之間還設(shè)置有手動(dòng)換位裝置，其具體結(jié)構(gòu)包括:在支撐基架一側(cè)分別安裝有第一開關(guān)式磁力座和第二開關(guān)式磁力座，能分別被第一、第二開關(guān)式磁力座吸附的吸鐵固定設(shè)置在兩開關(guān)式磁力座之間的工裝臺(tái)面板的側(cè)邊上，當(dāng)吸鐵從第一開關(guān)式磁力座移動(dòng)至另一個(gè)開關(guān)式磁力座時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一工作區(qū)域、第二工作區(qū)域交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的轉(zhuǎn)換操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其特征在于:在第一工作區(qū)域和第二工作區(qū)域的底部均分別設(shè)置有緩沖彈簧和光電感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)工裝臺(tái)面板上的兩個(gè)工作區(qū)域?qū)崿F(xiàn)交替換位時(shí)，所述的緩沖彈簧能分別抵觸在對(duì)應(yīng)一端的支撐基架上，所述的光電感應(yīng)開關(guān)能分別檢測(cè)到對(duì)應(yīng)工作區(qū)域交替位于焊接機(jī)器人本體的焊接工位內(nèi)的狀態(tài)、并發(fā)出檢測(cè)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其特征在于:所述的工裝臺(tái)伺服電機(jī)上帶有蝸輪蝸 桿減速器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焊接工作長(zhǎng)度能不斷延長(zhǎng)、且穩(wěn)定性好的直角坐標(biāo)系焊接機(jī)器人裝置，其結(jié)構(gòu)包括設(shè)有兩兩相互垂直的X、Y、Z方向滑軌的龍門安裝架，三方向滑軌上均設(shè)置有帶滑塊的滑移驅(qū)動(dòng)裝置，X方向滑軌水平設(shè)置在龍門安裝架上，Y方向滑軌支承在X方向滑軌上、并與X方向滑軌上的滑塊相連接，Y滑軌能在X滑軌上來(lái)回滑動(dòng)，Z方向滑軌支承在Y方向滑軌上、并與Y方向滑軌上滑塊相連接，Z方向滑軌豎直支承在Y方向滑軌上、并與Y方向滑軌上的滑塊相連接，Z方向滑軌能在Y方向滑軌上來(lái)回滑動(dòng)，安裝有焊槍頭的旋轉(zhuǎn)電機(jī)與Z方向滑軌上的滑塊相連接，焊槍頭能在Z方向滑軌上來(lái)回滑動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下焊槍頭能來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B23K37/02GK103111777SQ201310042709
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者張立勛, 夏占, 齊李, 張永發(fā), 韓亮, 周潔 申請(qǐng)人:張家港市永發(fā)機(jī)器人科技有限公司