一種五軸自動焊接機械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了自動化領(lǐng)域的一種五軸自動焊接機械手，包括機座，還包括橫向設(shè)置在機座上端面的X軸機械臂，還包括可活動地設(shè)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(shè)置在Y軸機械臂一端、并且豎直設(shè)置的Z軸機械臂，還包括可活動地設(shè)置Z軸機械臂下端的末端執(zhí)行器，還包括設(shè)置在末端執(zhí)行器上的焊接裝置；X軸機械臂包括設(shè)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(cè)、便于第一布線拖鏈傳動的第一布線拖鏈固定架，還包括設(shè)置在第一安裝座上表面的X軸傳動行走導(dǎo)軌，還包括驅(qū)動Y軸機械臂在X軸傳動行走導(dǎo)軌上運動的X軸同步帶裝置。本發(fā)明多自由度，靈活性好，設(shè)備使用率高。
【專利說明】
一種五軸自動焊接機械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及自動化領(lǐng)域，特別涉及一種五軸自動焊接機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀60年代初人類創(chuàng)造了第一臺工業(yè)機器人以后，機器人就顯示出它極大的生命力，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們出于提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善工人勞動條件，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的考慮，發(fā)明了機械手，并把它大量應(yīng)用于生產(chǎn)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(yīng)用。由于焊接不僅工作環(huán)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(xiàn)表面凸起，后期工作量大，效率也低，于是便出現(xiàn)了焊接機械手，現(xiàn)有技術(shù)中，普通的焊接機械手只能實現(xiàn)簡單的運動軌跡，無法實現(xiàn)多自由度焊接，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靈活性不夠強，設(shè)備使用率低，從而無法滿足標準越來越高的機械制造業(yè)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供多自由度，靈活性好，設(shè)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(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種五軸自動焊接機械手，包括機座，還包括橫向設(shè)置在機座上端面的X軸機械臂，還包括可活動地設(shè)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(shè)置在Y軸機械臂一端、并且豎直設(shè)置的Z軸機械臂，還包括可活動地設(shè)置Z軸機械臂下端的末端執(zhí)行器，還包括設(shè)置在末端執(zhí)行器上的焊接裝置；
所述X軸機械臂包括設(shè)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(cè)、便于第一布線拖鏈傳動的第一布線拖鏈固定架，還包括設(shè)置在第一安裝座上表面的X軸傳動行走導(dǎo)軌，還包括驅(qū)動Y軸機械臂在X軸傳動行走導(dǎo)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(shè)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(cè)的第二布線拖鏈固定架，還包括設(shè)置在第二安裝座底部的Y軸傳動行走導(dǎo)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(shè)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(qū)動升降體在第三安裝座上運動的Z軸驅(qū)動裝置;所述第三安裝座上設(shè)有便于固定板裝配的Z軸滑動槽；
所述末端執(zhí)行器包括設(shè)置在升降體內(nèi)部的第一電機，還包括設(shè)置在升降體底部、并且與第一電機輸出軸連動的U型旋轉(zhuǎn)座；
所述旋轉(zhuǎn)座下端設(shè)有相對設(shè)置并相互隔開的兩個安裝部，所述焊接裝置包括設(shè)置在兩個安裝部之間的轉(zhuǎn)動件，還包括驅(qū)動轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動的末端驅(qū)動裝置，還包括固定在轉(zhuǎn)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(qū)動裝置包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)座一側(cè)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(shè)置在旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動軸；所述轉(zhuǎn)動軸與轉(zhuǎn)動件固定。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:由于X軸機械臂的設(shè)置，Y軸機械臂實現(xiàn)X軸方向的左右移動，由于Y軸機械臂的設(shè)置，Y軸機械臂實現(xiàn)了Y軸方向的前后移動，由于Z軸機械臂的設(shè)置，Z軸機械臂實現(xiàn)了 Z軸方向的上下移動，由于末端執(zhí)行器的設(shè)置，實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)座的360度旋轉(zhuǎn)；由于焊接裝置的設(shè)置，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)動件可轉(zhuǎn)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(shè)置在帶動模組上實現(xiàn)驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便；由于X軸傳動行走導(dǎo)軌、Y軸傳動行走導(dǎo)軌的設(shè)置，往復(fù)運動，靈活性好。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述X軸同步帶裝置包括帶動模組，還包括設(shè)置在帶動模組上、并且驅(qū)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(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述帶動模組的底部設(shè)有X軸滑動部，所述X軸傳動行走導(dǎo)軌上設(shè)有與X軸滑動部相配合的X軸滑動槽。
[0008]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述Y軸同步帶裝置包括帶動模組，還包括設(shè)置在帶動模組上、并且驅(qū)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(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述帶動模組的頂部設(shè)有Y軸滑動部，所述Y軸傳動行走導(dǎo)軌上設(shè)有與Y軸滑動部相配合的Y軸滑動槽。
[0010]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述Z軸驅(qū)動裝置包括設(shè)置在第三安裝座頂部的第三伺服電機，還包括設(shè)置在第三安裝座空腔內(nèi)、并且與第三伺服電機連動的絲桿;所述固定板的一側(cè)設(shè)有固定絲桿的固定部。
[0011]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述機座底座兩側(cè)設(shè)有傾斜設(shè)置、便于加強機座結(jié)構(gòu)強度的加強板。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的立體圖。
[0013]圖2為本發(fā)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(guān)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(dǎo)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(dǎo)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(zhí)行器，41第一電機，42旋轉(zhuǎn)座，43安裝部，
5焊接裝置，51轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)置在機座7上端面的X軸機械臂1，還包括可活動地設(shè)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(shè)置在Y軸機械臂2—端、并且豎直設(shè)置的Z軸機械臂3，還包括可活動地設(shè)置Z軸機械臂3下端的末端執(zhí)行器4，還包括設(shè)置在末端執(zhí)行器4上的焊接裝置5;
X軸機械臂I包括設(shè)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(cè)、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(shè)置在第一安裝座11上表面的X軸傳動行走導(dǎo)軌14，還包括驅(qū)動Y軸機械臂2在X軸傳動行走導(dǎo)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(shè)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(cè)的第二布線拖鏈固定架23，還包括設(shè)置在第二安裝座21底部的Y軸傳動行走導(dǎo)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(shè)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(qū)動升降體33在第三安裝座32上運動的Z軸驅(qū)動裝置;第三安裝座32上設(shè)有便于固定板31裝配的Z軸滑動槽36;
末端執(zhí)行器4包括設(shè)置在升降體33內(nèi)部的第一電機41，還包括設(shè)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(zhuǎn)座42;
旋轉(zhuǎn)座42下端設(shè)有相對設(shè)置并相互隔開的兩個安裝部43，焊接裝置5包括設(shè)置在兩個安裝部43之間的轉(zhuǎn)動件51，還包括驅(qū)動轉(zhuǎn)動件51轉(zhuǎn)動的末端驅(qū)動裝置，還包括固定在轉(zhuǎn)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(qū)動裝置包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)座42—側(cè)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(shè)置在旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動軸58;所述轉(zhuǎn)動軸58與轉(zhuǎn)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(shè)置在帶動模組6上、并且驅(qū)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(shè)有X軸滑動部18，X軸傳動行走導(dǎo)軌14上設(shè)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(shè)置在帶動模組6上、并且驅(qū)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(shè)有Y軸滑動部28，Y軸傳動行走導(dǎo)軌24上設(shè)有與Y軸滑動部28相配合的Y軸滑動槽29。
[0025]上述Z軸驅(qū)動裝置包括設(shè)置在第三安裝32座頂部的第三伺服電機37，還包括設(shè)置在第三安裝座32空腔內(nèi)、并且與第三伺服電機37連動的絲桿38;固定板31的一側(cè)設(shè)有固定絲桿37的固定部39。
[0026]上述機座7底座兩側(cè)設(shè)有傾斜設(shè)置、便于加強機座7結(jié)構(gòu)強度的加強板8。
[0027]本發(fā)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(xiàn)X軸方向左右運動時，第一伺服電機15驅(qū)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(xiàn)X軸方向左右運動；當Y軸機械臂2實現(xiàn)Y軸方向前后運動時，第二伺服電機25驅(qū)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(xiàn)Y軸方向前后運動；當Z軸機械臂3實現(xiàn)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(xiàn)Z軸方向上下運動；當末端執(zhí)行器4的旋轉(zhuǎn)座42轉(zhuǎn)動時，設(shè)置在升降體33內(nèi)的第一電機41驅(qū)動旋轉(zhuǎn)座42;當焊接裝置5的轉(zhuǎn)動件51轉(zhuǎn)動時，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)座42上端內(nèi)部的第二電機54驅(qū)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(zhuǎn)動軸58轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)動軸58的另一端與轉(zhuǎn)動件51固定，因此帶動轉(zhuǎn)動件51轉(zhuǎn)動，此時，固定在轉(zhuǎn)動件51下端的夾持部52夾持焊接頭53進行工作。
[0028]本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)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(shè)置在機座(7)上端面的X軸機械臂(I)，還包括可活動地設(shè)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(shè)置在Y軸機械臂(2)—端、并且豎直設(shè)置的Z軸機械臂(3)，還包括可活動地設(shè)置Z軸機械臂(3)下端的末端執(zhí)行器(4)，還包括設(shè)置在末端執(zhí)行器(4)上的焊接裝置(5);所述X軸機械臂(I)包括設(shè)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(cè)、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(shè)置在第一安裝座(11)上表面的X軸傳動行走導(dǎo)軌(14)，還包括驅(qū)動Y軸機械臂(2)在X軸傳動行走導(dǎo)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(shè)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(cè)的第二布線拖鏈固定架(23)，還包括設(shè)置在第二安裝座(21)底部的Y軸傳動行走導(dǎo)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(shè)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(qū)動升降體(33)在第三安裝座(32)上運動的Z軸驅(qū)動裝置;所述第三安裝座(32)上設(shè)有便于固定板(31)裝配的Z軸滑動槽(36); 所述末端執(zhí)行器(4)包括設(shè)置在升降體(33)內(nèi)部的第一電機(41)，還包括設(shè)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(zhuǎn)座(42); 所述旋轉(zhuǎn)座(42)下端設(shè)有相對設(shè)置并相互隔開的兩個安裝部(43)，所述焊接裝置(5)包括設(shè)置在兩個安裝部(43)之間的轉(zhuǎn)動件(51)，還包括驅(qū)動轉(zhuǎn)動件(51)轉(zhuǎn)動的末端驅(qū)動裝置，還包括固定在轉(zhuǎn)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(qū)動裝置包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)座(42)—側(cè)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(shè)置在旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動軸(58);所述轉(zhuǎn)動軸(58)與轉(zhuǎn)動件(51)固定。2.根據(jù)權(quán)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(shè)置在帶動模組(6)上、并且驅(qū)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(jù)權(quán)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(shè)有X軸滑動部(18)，所述X軸傳動行走導(dǎo)軌(14)上設(shè)有與X軸滑動部(18)相配合的X軸滑動槽(19)。4.根據(jù)權(quán)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(shè)置在帶動模組(6)上、并且驅(qū)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(jù)權(quán)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(shè)有Y軸滑動部(28)，所述Y軸傳動行走導(dǎo)軌(24)上設(shè)有與Y軸滑動部(28)相配合的Y軸滑動槽(29)。6.根據(jù)權(quán)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(qū)動裝置包括設(shè)置在第三安裝(32)座頂部的第三伺服電機(37)，還包括設(shè)置在第三安裝座(32)空腔內(nèi)、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(cè)設(shè)有固定絲桿(37)的固定部(39)。7.根據(jù)權(quán)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(cè)設(shè)有傾斜設(shè)置、便于加強機座(7)結(jié)構(gòu)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(fā)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