門式機(jī)器人焊接的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種門式機(jī)器人焊接機(jī)，包括間隔設(shè)置在地面的導(dǎo)軌總成，導(dǎo)軌總成上端安裝驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)上端固定倒“V”型立柱，立柱上方安裝焊臂十字移動機(jī)構(gòu)，焊臂十字移動機(jī)構(gòu)后端固定載物平臺，焊臂十字移動機(jī)構(gòu)的底部安裝有機(jī)器人系統(tǒng)，利用導(dǎo)軌總成、縱向?qū)к?、橫向?qū)к壍倪\(yùn)動能夠快速準(zhǔn)確地完成在三維空間內(nèi)對外形不規(guī)則或者數(shù)量龐大工件的焊接工作；降低工人勞動強(qiáng)度，自動化程度高，焊接精度高。
【專利說明】門式機(jī)器人焊接機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種門式機(jī)器人焊接機(jī)，具體是用于大型非標(biāo)工件的自動化焊接設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]在目前的焊接生產(chǎn)中，往往會遇到結(jié)構(gòu)大、外形很不規(guī)則的工件，這時一般的焊接專機(jī)達(dá)不到要求無法進(jìn)行焊接，移動角度存在局限性；而使用人工焊接，生產(chǎn)效率低，滿足不了生產(chǎn)需要。因此需要一種自動化程度高、調(diào)節(jié)快速精確、垂直升降行程及水平移動范圍都很大的裝置來滿足焊接要求，提高效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本 申請人:針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理的門式機(jī)器人焊接機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對大型非標(biāo)焊接件進(jìn)行自動化焊接，精確定位，適用于大尺寸的不同形狀的工件焊接，提高生產(chǎn)效率。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種門式機(jī)器人焊接機(jī)，包括間隔設(shè)置在地面的導(dǎo)軌總成，所述導(dǎo)軌總成上端安裝驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)上端固定倒“V”型立柱，所述立柱上方安裝焊臂十字移動機(jī)構(gòu)，所述焊臂十字移動機(jī)構(gòu)一端固定載物平臺，所述焊臂十字移動機(jī)構(gòu)的底部安裝有機(jī)器人系統(tǒng)。
[0005]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述導(dǎo)軌總成的結(jié)構(gòu)為:包括間隔設(shè)置于地面的兩個沉梁，所述沉梁上端安裝墊板，所述墊板上端通過壓塊及緊固件固定導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌側(cè)部固定有第一齒條，所述第一齒條上方安裝齒條護(hù)板。
[0006]所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為:包括地橫梁，所述地橫梁中部安裝第一電機(jī)安裝板，所述第一電機(jī)安裝板上固定第一伺服電機(jī)，所述第一伺服電機(jī)下端安裝第一減速器，所述第一減速器輸出端通過第一密封圈連接第一齒輪，所述第一齒輪與第一齒條配合使用；所述地橫梁左右兩端分別通過第一安裝座固定防撞塊，所述第一安裝座下端固接“L”型導(dǎo)向輪座，所述導(dǎo)向輪座底部固接導(dǎo)向軸，所述導(dǎo)向軸上通過第一隔套和第一深溝球軸承安裝導(dǎo)向輪；還包括位于地橫梁兩端分別安裝第一軸承座，所述第一軸承座內(nèi)部通過滾輪軸固接滾輪，所述滾輪與導(dǎo)軌相配。
[0007]所述焊臂十字移動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為:包括橫向放置在兩根立柱上端的橫臂，所述橫臂左右兩端分別設(shè)置擋塊，所述橫臂上、下端分別設(shè)置有平行的橫向?qū)к?，所述橫向?qū)к壣习惭b第一滑塊，兩個第一滑塊之間設(shè)置有第二齒條，所述第一滑塊前端安裝移動座，所述移動座通過螺栓緊固件固定第二電機(jī)安裝板，所第二電機(jī)安裝板上安裝第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)連接有第二減速器，所述第二減速器輸出端通過第三密封圈安裝第二齒輪，所述第二齒輪與第二齒條配合；與橫臂垂直方向安裝升降柱，所述升降柱上開設(shè)縱向?qū)к墸隹v向?qū)к壣习惭b第二滑塊，所述升降柱下端通過第二軸承座，第二深溝球軸承、第二隔套以及推力球軸承安裝滾珠絲桿，所述升降柱上端通過第三軸承座、第二調(diào)心球軸承和第二隔套安裝滾珠絲桿，所述滾珠絲桿的絲母固定在移動座內(nèi)，所述升降柱頂端安裝第二安裝座，第二安裝座上安裝第三伺服電機(jī)，所述第三伺服電機(jī)輸出端連接第三減速器，所述第三減速器通過聯(lián)軸器與滾珠絲桿相連。
[0008]所述載物平臺的結(jié)構(gòu)為:包括水平臺，所述水平臺底部間隔安裝多個托架，所述托架側(cè)端面固定在焊臂十字移動機(jī)構(gòu)上，所述水平臺左側(cè)設(shè)置第一護(hù)欄，所述水平臺前后兩側(cè)設(shè)置第二護(hù)欄，所述水平臺右側(cè)設(shè)置爬梯，所述爬梯呈階梯狀延伸至近地面處。
[0009]所述第一伺服電機(jī)外端罩有第一電機(jī)護(hù)罩；所述第二伺服電機(jī)外端罩有第二電機(jī)護(hù)罩；所述橫向?qū)к壨獠空钟袑?dǎo)軌護(hù)罩；所述升降柱外側(cè)罩有第一護(hù)罩。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊合理，利用導(dǎo)軌總成、縱向?qū)к?、橫向?qū)к壍倪\(yùn)動能夠快速準(zhǔn)確地完成在三維空間內(nèi)對不同尺寸規(guī)格的桿件或者箱型梁的焊接工作；載物平臺可以放置電源、冷卻水箱、控制柜、工具箱等配件系統(tǒng)，節(jié)約空間，方便連接，同時也利于工人日常的檢修清理；機(jī)器人系統(tǒng)6可以根據(jù)工件的形狀及加工要求進(jìn)行數(shù)控編程，輸入數(shù)控編程的指令后對待加工的工件進(jìn)行自動化焊接，大大降低工人勞動強(qiáng)度，自動化程度高，焊接精度高；成本低，使用方便靈活。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的主視圖。
[0012]圖2為圖1的左視圖(機(jī)器人系統(tǒng)省略)。
[0013]圖3為本發(fā)明導(dǎo)軌總成的主視圖。
[0014]圖4為本發(fā)明驅(qū)動機(jī)構(gòu)的主視圖。
[0015]圖5為圖4中B部分的局部放大圖。
[0016]圖6為圖4中C部分的局部放大圖。
[0017]圖7為圖4的俯視圖。
[0018]圖8為圖7中沿A-A截面的全剖視圖。
[0019]圖9為本發(fā)明焊臂十字移動機(jī)構(gòu)的主視圖。
[0020]圖10為圖9中D部分的局部放大圖。
[0021]圖11為圖9的俯視圖。
[0022]圖12為圖11中E部分的局部放大圖。
[0023]圖13為圖9的側(cè)視圖。
[0024]圖14為本發(fā)明載物平臺的主視圖。
[0025]圖15為圖14的俯視圖。
[0026]其中:1、導(dǎo)軌總成；101、沉梁；102、墊板；103、導(dǎo)軌；104、壓塊；105、第一齒條；106、齒條護(hù)板；2、驅(qū)動機(jī)構(gòu)；201、地橫梁；202、第一電機(jī)安裝板；203、第一伺服電機(jī)；204、第一減速器；205、第一密封圈；206、第一齒輪；207、第一安裝座；208、導(dǎo)向輪座；209、導(dǎo)向軸；2010、第一隔套；2011、第一深溝球軸承；2012、防撞塊；2013、第一電機(jī)護(hù)罩；2014、第一軸承座；2015、滾輪軸；2016、第一調(diào)心球軸承；2017、滾輪；2018、導(dǎo)向輪；3、立柱；4、焊臂十字移動機(jī)構(gòu)；401、橫臂；402、第二齒條；403、導(dǎo)軌護(hù)罩；404、橫向?qū)к墸?05、第二電機(jī)護(hù)罩；406、移動座；407、第二電機(jī)安裝板；408、第二伺服電機(jī)；409、升降柱；4010、第二軸承座；4011、第二深溝球軸承；4012、第二隔套；4013、推力球軸承；4014、滾珠絲桿；4015、縱向?qū)к墸?016、第二調(diào)心球軸承；4017、聯(lián)軸器；4018、第三減速器；4019、第二安裝座；4020、第三伺服電機(jī)；4021、第三軸承座；4022、擋塊；4023、第二減速器；4024、第三密封圈；4025、第二齒輪；4026、第一護(hù)罩；4027、第二滑塊；4028、第一滑塊；5、載物平臺；501、水平臺；502、第一護(hù)欄；503、第二護(hù)欄；504、托架；505、爬梯；6、機(jī)器人系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0028]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例的門式機(jī)器人焊接機(jī)，包括間隔設(shè)置在地面的導(dǎo)軌總成I，導(dǎo)軌總成I上端安裝驅(qū)動機(jī)構(gòu)2，驅(qū)動機(jī)構(gòu)2上端固定倒“V”型立柱3，立柱3上方安裝焊臂十字移動機(jī)構(gòu)4，焊臂十字移動機(jī)構(gòu)4 一端固定載物平臺5，焊臂十字移動機(jī)構(gòu)4的底部安裝有機(jī)器人系統(tǒng)6，機(jī)器人系統(tǒng)6可以根據(jù)工件的形狀及加工要求進(jìn)行數(shù)控編程，輸入數(shù)控編程的指令后對待加工的工件進(jìn)行自動化焊接，自動化程度高，成本低，操作簡便。
[0029]如圖3所示，包括間隔設(shè)置于地面的兩個沉梁101，沉梁101上端安裝墊板102，墊板102上端通過壓塊104及緊固件固定導(dǎo)軌103，導(dǎo)軌103側(cè)部固定有第一齒條105，第一齒條105上方安裝齒條護(hù)板106。
[0030]如如圖4、圖5、圖6所示，驅(qū)動機(jī)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)為:包括地橫梁201，地橫梁201中部安裝第一電機(jī)安裝板202,第一電機(jī)安裝板202上固定第一伺服電機(jī)203,第一伺服電機(jī)203下端安裝第一減速器204,第一減速器204輸出端通過第一密封圈205連接第一齒輪206，第一齒輪206與第一齒條105配合使用；地橫梁201左右兩端分別通過第一安裝座207固定防撞塊2012，第一安裝座207下端固接“L”型導(dǎo)向輪座208，導(dǎo)向輪座208底部固接導(dǎo)向軸209，導(dǎo)向軸209上通過第一隔套2010和第一深溝球軸承2011安裝導(dǎo)向輪2018 ;如圖7、圖8所示，還包括位于地橫梁201兩端分別安裝第一軸承座2014，第一軸承座2014內(nèi)部通過滾輪軸2015固接滾輪2017，滾輪2017與導(dǎo)軌103相配；第一軸承座2014與滾輪2017之間通過第一隔套2010安裝第一調(diào)心球軸承2016 ;第一深溝球軸承2011使得導(dǎo)向輪2018圍繞導(dǎo)向軸209轉(zhuǎn)動，第一調(diào)心球軸承2016使得滾輪2017圍繞滾輪軸2015轉(zhuǎn)動。
[0031]如圖9、圖10、圖11、圖12、圖13所示，焊臂十字移動機(jī)構(gòu)4的結(jié)構(gòu)為:包括橫向放置在兩根立柱3上端的橫臂401，橫臂401左右兩端分別設(shè)置擋塊4022，橫臂401上、下端分別設(shè)置有平行的橫向?qū)к?04，橫向?qū)к?04上安裝第一滑塊4028，兩個第一滑塊4028之間設(shè)置有第二齒條402，第一滑塊4028前端安裝移動座406，移動座406通過螺栓緊固件固定第二電機(jī)安裝板407，所第二電機(jī)安裝板407上安裝第二伺服電機(jī)408，第二伺服電機(jī)408連接有第二減速器4023，第二減速器4023輸出端通過第三密封圈4024安裝第二齒輪4025，第二齒輪4025與第二齒條402配合；與橫臂401垂直方向安裝升降柱409，升降柱409上開設(shè)縱向?qū)к?015，縱向?qū)к?015上安裝第二滑塊4027，升降柱409下端通過第二軸承座4010，推力球軸承4013、第二隔套4012以及第二深溝球軸承4011安裝滾珠絲桿4014，升降柱409上端通過第三軸承座4021、第二調(diào)心球軸承4016和第二隔套4012安裝滾珠絲桿4014,滾珠絲桿4014的絲母固定在移動座406內(nèi)，升降柱409頂端安裝第二安裝座4019，第二安裝座4019上安裝第三伺服電機(jī)4020，第三伺服電機(jī)4020輸出端連接第三減速器4018，第三減速器4018通過聯(lián)軸器4017與滾珠絲桿4014相連；采用伺服電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，能夠準(zhǔn)確快速的運(yùn)作，且有相應(yīng)的安全保護(hù)裝置，利用滾珠絲桿4014、滑塊與導(dǎo)軌的配合，傳動效率高，左右、上下行程范圍大；部件中使用推力球軸承4013起到支撐滾珠絲桿4014的作用，第二深溝球軸承4011使得滾珠絲桿4014圍繞其軸線轉(zhuǎn)動，第二調(diào)心球軸承4016使得滾珠絲桿4014圍繞其軸線轉(zhuǎn)動。
[0032]如圖14、圖15所示，載物平臺5的結(jié)構(gòu)為:包括水平臺501，水平臺501底部間隔安裝多個托架504，托架504側(cè)端面固定在焊臂十字移動機(jī)構(gòu)4上，水平臺501左側(cè)設(shè)置第一護(hù)欄502，水平臺501前后兩側(cè)設(shè)置第二護(hù)欄503，水平臺501右側(cè)設(shè)置爬梯505，爬梯505呈階梯狀延伸至近地面處；載物平臺5可以放置電源、冷卻水箱、控制柜、工具箱等配件系統(tǒng)，節(jié)約空間，方便操作，爬梯505的設(shè)置方便工人日常的檢修清理或調(diào)整物品。
[0033]為了保證操作安全同時保護(hù)電機(jī)等機(jī)械的正常運(yùn)作，設(shè)置了以下保護(hù)裝置:第一伺服電機(jī)203外端罩有第一電機(jī)護(hù)罩2013 ;第二伺服電機(jī)408外端罩有第二電機(jī)護(hù)罩405 ；橫向?qū)к?04外部罩有導(dǎo)軌護(hù)罩403 ;升降柱409外側(cè)罩有第一護(hù)罩4026。
[0034]本發(fā)明工作過程如下:首先，將組裝好的工件固定好后，根據(jù)工件的尺寸形狀及焊接要求進(jìn)行數(shù)控編程輸入機(jī)器人系統(tǒng)6的控制端，第一伺服電機(jī)電機(jī)203驅(qū)動第一減速器204帶動滾輪2017沿著軌道103將整機(jī)滑動至工件焊接初始端；然后，調(diào)節(jié)焊臂十字移動機(jī)構(gòu)4，具體地，第二伺服電機(jī)408驅(qū)動第二減速器4023輸出端帶動第二齒輪4025，第二齒輪4025與第二齒條402配合使得焊臂十字移動機(jī)構(gòu)4可以沿水平方向左右移動，第三伺服電機(jī)4020驅(qū)動第三減速器4018通過聯(lián)軸器4017帶動滾珠絲桿4014使得升降柱409可以沿垂直方向上下移動，升降柱409上帶動固定其上的機(jī)器人系統(tǒng)6至合適位置；接著，機(jī)器人系統(tǒng)6根據(jù)焊接要求的數(shù)控編程指令對工件進(jìn)行示教，示教完成后，啟動機(jī)器人系統(tǒng)6焊接程序進(jìn)行自動化焊接。本發(fā)明傳動效率高，三維空間內(nèi)行程范圍大，伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，且有安全保護(hù)裝置；焊接工序自動化，精度高，效率高。
[0035]以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種門式機(jī)器人焊接機(jī)，其特征在于:包括間隔設(shè)置在地面的導(dǎo)軌總成(1),所述導(dǎo)軌總成(1)上端安裝驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2),所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)上端固定倒“V”型立柱(3),所述立柱(3)上方安裝焊臂十字移動機(jī)構(gòu)(4),所述焊臂十字移動機(jī)構(gòu)(4)一端固定載物平臺(5),所述焊臂十字移動機(jī)構(gòu)(4 )的底部安裝有機(jī)器人系統(tǒng)(6 )。
2.如權(quán)利要求1所述的門式機(jī)器人焊接機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)軌總成(1)的結(jié)構(gòu)為:包括間隔設(shè)置于地面的兩個沉梁(101),所述沉梁(101)上端安裝墊板(102),所述墊板(102)上端通過壓塊(104)及緊固件固定導(dǎo)軌(103),所述導(dǎo)軌(103)側(cè)部固定有第一齒條(105),所述第一齒條(105)上方安裝齒條護(hù)板(106)0
3.如權(quán)利要求1或2所述的門式機(jī)器人焊接機(jī)，其特征在于:所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)的結(jié)構(gòu)為中部安裝第一電機(jī)安裝板(202),所述第一電機(jī)安裝板(202)上固定第一伺服電機(jī)(203),所述第一伺服電機(jī)(203)下端安裝第一減速器(204),所述第一減速器(204)輸出端通過第一密封圈(205)連接第一齒輪(206 ),所述第一齒輪(206)與第一齒條(105 )配合使用；所述地橫梁(201)左右兩端分別通過第一安裝座(207)固定防撞塊(2012),所述第一安裝座(207)下端固接“I”型導(dǎo)向輪座(208),所述導(dǎo)向輪座(208)底部固接導(dǎo)向軸(209),所述導(dǎo)向軸(209)上通過第一隔套(2010)和第一深溝球軸承(2011)安裝導(dǎo)向輪(2018)；還包括位于地橫梁(201)兩端分別安裝第一軸承座(2014),所述第一軸承座(2014)內(nèi)部通過滾輪軸(2015)固接滾輪(2017),所述滾輪(2017)與導(dǎo)軌(103)相配。
4.如權(quán)利要求1所述的門式機(jī)器人焊接機(jī)，其特征在于:所述焊臂十字移動機(jī)構(gòu)(4)的結(jié)構(gòu)為:包括橫向放置在兩根立柱(3)上端的橫臂(401),所述橫臂(401)左右兩端分別設(shè)置擋塊(4022),所述橫臂(401)上、下端分別設(shè)置有平行的橫向?qū)к?404),所述橫向?qū)к?404)上安裝第一滑塊(4028),兩個第一滑塊(4028)之間設(shè)置有第二齒條(402),所述第一滑塊(4028)前端安裝移動座(406),所述移動座(406)通過螺栓緊固件固定第二電機(jī)安裝板(407 )，所第二電機(jī)安裝板(407 )上安裝第二伺服電機(jī)(408 )，所述第二伺服電機(jī)(408 )連接有第二減速器(4023),所述第二減速器(4023)輸出端通過第三密封圈(4024)安裝第二齒輪(4025),所述第二齒輪(4025)與第二齒條(402)配合；與橫臂(401)垂直方向安裝升降柱(409),所述升降柱(409)上開設(shè)縱向?qū)к?4015),所述縱向?qū)к?4015)上安裝第二滑塊(4027)，所述升降柱(409)下端通過第二軸承座(4010)，第二深溝球軸承(4011)、第二隔套(4012 )以及推力球軸承(4013 )安裝滾珠絲桿(4014 )，所述升降柱(409 )上端通過第三軸承座(4021)、第二調(diào)心球軸承(4016 )和第二隔套(4012 )安裝滾珠絲桿(4014 )，所述滾珠絲桿(4014)的絲母固定在移動座(406)內(nèi)，所述升降柱(409)頂端安裝第二安裝座(4019),第二安裝座(4019)上安裝第三伺服電機(jī)(4020),所述第三伺服電機(jī)(4020)輸出端連接第三減速器(4018),所述第三減速器(4018)通過聯(lián)軸器(4017)與滾珠絲桿(4014)相連。
5.如權(quán)利要求1所述的門式機(jī)器人焊接機(jī)，其特征在于:所述載物平臺(5)的結(jié)構(gòu)為:包括水平臺(501),所述水平臺(501)底部間隔安裝多個托架(504),所述托架(504)側(cè)端面固定在焊臂十字移動機(jī)構(gòu)(4)上，所述水平臺(501)左側(cè)設(shè)置第一護(hù)欄(502),所述水平臺(501)前后兩側(cè)設(shè)置第二護(hù)欄(503),所述水平臺(501)右側(cè)設(shè)置爬梯(505),所述爬梯(505)呈階梯狀延伸至近地面處。
6.如權(quán)利要求1-4任一所述的門式機(jī)器人焊接機(jī)，其特征在于:所述第一伺服電機(jī)(203)外端罩有第一電機(jī)護(hù)罩(2013)；所述第二伺服電機(jī)(408)外端罩有第二電機(jī)護(hù)罩(405):所述橫向?qū)к?404)外部罩有導(dǎo)軌護(hù)罩(403):所述升降柱(409)外側(cè)罩有第一護(hù)罩(4026)0
【文檔編號】B23K37/00GK104384766SQ201410574002
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】吳云強(qiáng), 陳飛, 方長海, 朱越來, 楊念記 申請人:無錫華聯(lián)科技集團(tuán)有限公司