水平式五軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水平式五軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，需要對一些金屬物件進(jìn)行固定連接，比如采用焊接工藝，焊接工藝除了采用手工人工焊接之外，還可以采用焊接機(jī)械手進(jìn)行。手工人工焊接取決于焊工技術(shù)人員的技術(shù)水平和熟練程度，同時(shí)焊接時(shí)會(huì)對技術(shù)人員造成相應(yīng)的損傷。焊接機(jī)械手能夠避免手工人工焊接的缺陷，其焊接質(zhì)量穩(wěn)定，不會(huì)對人體產(chǎn)生損害，但是要確保焊接機(jī)械手的精準(zhǔn)度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題旨在提供一種能夠提高焊接精準(zhǔn)度的精確定位型焊接機(jī)械手。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:水平式五軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，包括有底座、一號臂、二號臂、三號臂、四號臂和工具安裝座，一號臂設(shè)置在底座上由電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，二號臂設(shè)置在一號臂的外端部并且由電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于:所述三號臂包括立軸和外套軸，立軸和外套軸的相對軸向位置保持不變并且立軸由電機(jī)帶動(dòng)相對于外套軸轉(zhuǎn)動(dòng)，立軸和外套軸由一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)在二號臂上聯(lián)合升降，所述四號臂鉸接在立軸的下端部并且由電機(jī)帶動(dòng)在立軸上擺動(dòng)，工具安裝座設(shè)置在四號臂上，一號臂、二號臂、立軸的各自轉(zhuǎn)動(dòng)由控制裝置采集或測量他們各自的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并控制各電機(jī)帶動(dòng)他們各自轉(zhuǎn)動(dòng)，四號臂的擺動(dòng)由控制裝置采集或測量其擺動(dòng)角度并控制電機(jī)帶動(dòng)其擺動(dòng)，立軸和外套軸的軸向聯(lián)合升降移動(dòng)由控制裝置采集或測量其升降位移并控制電機(jī)通過帶自鎖功能的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)其聯(lián)合升降。
[0005]所述立軸套設(shè)在中空的外套軸內(nèi)，外套軸的外側(cè)設(shè)有齒條齒，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)設(shè)置在二號臂上，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)包括蝸輪、蝸桿、以及消隙齒輪，消隙齒輪與蝸輪設(shè)置在同一根軸上傳動(dòng)，所述蝸桿由電機(jī)傳動(dòng)，蝸桿與蝸輪配合傳動(dòng)，消隙齒輪的活動(dòng)齒輪和固定齒輪分別與外套軸的齒條齒配合。
[0006]所述控制裝置包括設(shè)置在一號臂、二號臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸處配對的光耦以及定位半月板。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果為，能夠精確定位的機(jī)械手的工具安裝座的位置，工具安裝座上面可以安裝焊槍或噴槍或鉆頭等工具，并且完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，采用消隙齒輪使定位更加精準(zhǔn)，因此本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步。
【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式及實(shí)施例的有關(guān)細(xì)節(jié)及工作原理。
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為蝸輪蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為圖3的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參見附圖，本實(shí)施方式中水平式五軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，包括有底座1、一號臂18、二號臂32、三號臂50、四號臂60和工具安裝座70，工具安裝座70供焊槍或噴槍或鉆頭等工具安裝。一號臂18設(shè)置在底座I上由電機(jī)2帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖，將一號臂通過轉(zhuǎn)軸(對應(yīng)I軸)設(shè)置在底座上，轉(zhuǎn)軸上設(shè)齒輪，通過電機(jī)來帶動(dòng)齒輪使一號臂轉(zhuǎn)動(dòng)，一號臂的轉(zhuǎn)動(dòng)將由控制裝置控制，具體可以通過控制裝置采集或測量一號臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，然后通過控制裝置來使電機(jī)相應(yīng)的工作(如正反轉(zhuǎn))來帶動(dòng)一號臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]二號臂32設(shè)置在一號臂18的外端部并且由電機(jī)3帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖，將二號臂通過轉(zhuǎn)軸(對應(yīng)II軸)設(shè)置在一號臂上，轉(zhuǎn)軸上也設(shè)置齒輪，通過電機(jī)來帶動(dòng)齒輪使二號臂轉(zhuǎn)動(dòng)，二號臂的轉(zhuǎn)動(dòng)將由控制裝置控制，具體可以通過控制裝置采集或測量二號臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，然后通過控制裝置來使電機(jī)相應(yīng)的工作來帶動(dòng)二號臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]三號臂50包括立軸51和外套軸52，立軸51和外套軸52的相對軸向位置保持不變并且立軸由電機(jī)5帶動(dòng)相對于外套軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖通過將立軸套設(shè)在中空的外套軸內(nèi)來保持軸向位置的不變，即立軸和外套軸將在聯(lián)合在一起進(jìn)行軸向位置的升降變化(對應(yīng)IV軸)。立軸將由電機(jī)5帶動(dòng)相對于外套軸及進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，立軸的轉(zhuǎn)動(dòng)將由控制裝置控制，具體可以通過控制裝置采集或測量立軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，然后通過控制裝置來使電機(jī)相應(yīng)的工作來帶動(dòng)立軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]立軸51和外套軸52的軸向聯(lián)合升降移動(dòng)由控制裝置采集或測量其升降位移并控制電機(jī)通過帶自鎖功能的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)其聯(lián)合升降。所述立軸和外套軸將由一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)在二號臂上聯(lián)合升降，具體的可以為，立軸51套設(shè)在中空的外套軸內(nèi)，外套軸52的外側(cè)設(shè)有齒條齒，二蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)設(shè)置在二號臂上，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)包括蝸輪90、蝸桿91、以及消隙齒輪92，消隙齒輪包括固定齒輪和活動(dòng)齒輪，固定齒輪、活動(dòng)齒輪與蝸輪設(shè)置在同一根軸(對應(yīng)III軸)上傳動(dòng)，所述蝸桿由電機(jī)傳動(dòng)，蝸桿與蝸輪配合傳動(dòng)，消隙齒輪92的活動(dòng)齒輪94和固定齒輪95分別與外套軸的齒條齒93配合。蝸輪與消隙齒輪同軸，蝸桿正反向運(yùn)動(dòng)，帶輪蝸輪，從而帶動(dòng)消隙齒輪旋轉(zhuǎn)，消隙齒輪帶動(dòng)外套軸作升降運(yùn)動(dòng)，立軸與外套軸保持聯(lián)合升降。消隙齒輪一般具有固定齒輪和活動(dòng)齒輪，固定齒輪與齒條齒的一個(gè)側(cè)面相嚙合，活動(dòng)齒輪通過壓簧可在固定齒輪上旋轉(zhuǎn)，并壓向齒條齒的另一個(gè)側(cè)面，從而消除齒輪齒條傳動(dòng)的間隙。蝸桿采用小導(dǎo)程，充分發(fā)控自鎖的特性，從而可精確控制升降的位置。
[0017]四號臂60鉸接在立軸的下端部并且由電機(jī)帶動(dòng)在立軸上擺動(dòng)(對應(yīng)V軸)，四號臂的擺動(dòng)由控制裝置采集或測量其擺動(dòng)角度并控制電機(jī)帶動(dòng)其擺動(dòng)。
[0018]所述控制裝置包括編碼器和控制器，通過編碼器來采集或測量信號(如轉(zhuǎn)動(dòng)角度或升降位移)，通過控制器來使各個(gè)電機(jī)工作完成傳動(dòng)各部件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度或升降位移或擺動(dòng)角度。當(dāng)然除了編碼器還可以采用在一號臂、二號臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸處設(shè)置配對的光耦以及定位半月板來采集或測量轉(zhuǎn)動(dòng)角度的信號。
[0019]本實(shí)施方式中各個(gè)電機(jī)可以采用步進(jìn)電機(jī)。本實(shí)施方式中水平式五軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人工作時(shí)，以工具安裝座上面安裝焊槍為例，先人工握住焊槍使焊頭沿需要焊接的焊縫順序移動(dòng)至焊縫終點(diǎn)，或者依次在各個(gè)焊接點(diǎn)移動(dòng)，在上述過程中控制裝置采集信號；然后進(jìn)行自動(dòng)焊接，根據(jù)采集的信號控制裝置控制各部件動(dòng)作完成焊接，焊接后焊槍頭復(fù)位，等待新的工件到位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.水平式五軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，包括有底座(1)、一號臂(18)、二號臂(32)、三號臂(50)、四號臂(60)和工具安裝座(70)，一號臂(18)設(shè)置在底座(I)上由電機(jī)(2)帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，二號臂(32)設(shè)置在一號臂(18)的外端部并且由電機(jī)(3)帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于:所述三號臂(50 )包括立軸(51)和外套軸(52 )，立軸(51)和外套軸(52 )的相對軸向位置保持不變并且立軸(51)由電機(jī)(5)帶動(dòng)相對于外套軸轉(zhuǎn)動(dòng)，立軸和外套軸由一個(gè)電機(jī)(4)帶動(dòng)在二號臂上聯(lián)合升降，所述四號臂(60)鉸接在立軸的下端部并且由電機(jī)帶動(dòng)在立軸上擺動(dòng)，工具安裝座(70)設(shè)置在四號臂上，一號臂、二號臂、立軸的各自轉(zhuǎn)動(dòng)由控制裝置采集或測量他們各自的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并控制各電機(jī)帶動(dòng)他們各自轉(zhuǎn)動(dòng)，四號臂的擺動(dòng)由控制裝置采集或測量其擺動(dòng)角度并控制電機(jī)帶動(dòng)其擺動(dòng)，立軸和外套軸的軸向聯(lián)合升降移動(dòng)由控制裝置采集或測量其升降位移并控制電機(jī)通過帶自鎖功能的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)其聯(lián)合升降，所述立軸套設(shè)在中空的外套軸內(nèi)，外套軸的外側(cè)設(shè)有齒條齒，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)設(shè)置在二號臂上，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)包括蝸輪(90)、蝸桿(91)、以及消隙齒輪(92)，消隙齒輪與蝸輪設(shè)置在同一根軸上傳動(dòng)，所述蝸桿由電機(jī)傳動(dòng)，蝸桿與蝸輪配合傳動(dòng)，消隙齒輪的活動(dòng)齒輪(94)和固定齒輪(95)分別與外套軸的齒條齒(93)配合，所述控制裝置包括設(shè)置在一號臂、二號臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸處配對的光耦以及定位半月板。
【專利摘要】水平式五軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，一號臂在底座轉(zhuǎn)動(dòng)，二號臂在一號臂上轉(zhuǎn)動(dòng)，三號臂包括立軸和外套軸，立軸由電機(jī)傳動(dòng)相對于外套軸轉(zhuǎn)動(dòng)，立軸和外套軸在二號臂上聯(lián)合升降，四號臂鉸接在立軸下端擺動(dòng)，工具安裝座設(shè)置在四號臂上，立軸和外套軸的軸向聯(lián)合升降移動(dòng)通過帶自鎖功能的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)其聯(lián)合升降，立軸套設(shè)在中空的外套軸內(nèi)，外套軸的外側(cè)設(shè)有齒條齒，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)包括蝸輪、蝸桿、以及消隙齒輪，消隙齒輪與蝸輪設(shè)置在同一根軸上傳動(dòng)，消隙齒輪的活動(dòng)齒輪和固定齒輪分別與外套軸的齒條齒配合，能夠精確定位機(jī)械手上工具安裝座的位置，工具安裝座上可以安裝焊槍或噴槍或鉆頭等工具，并且完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，采用消隙齒輪使定位更加精準(zhǔn)。
【IPC分類】B25J9-12
【公開號】CN204604328
【申請?zhí)枴緾N201520082747
【發(fā)明人】王圣國, 余歷
【申請人】上海宜功焊接科技有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年2月6日