基于直角坐標系的焊接機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于直角坐標系的焊接機器人，X軸:機座、導軌、X軸滑臺、電機、行星齒輪減速器、齒輪、齒條、電機帶動行星減速器轉(zhuǎn)動，齒輪轉(zhuǎn)動，進而帶動滑臺在導軌上運動；Y軸：Y軸懸臂、電機、行星齒輪減速器、Y軸滑臺、導軌、齒輪、齒條、送絲機、電機帶動行星齒輪減速器轉(zhuǎn)動，進而齒輪與齒條配合傳動，帶動Y軸懸臂在滑臺上運動；Z軸：Z軸懸臂、電機、行星齒輪減速器、Z軸滑臺、導軌、齒輪、齒條、電機帶動行星齒輪減速器轉(zhuǎn)動，進而齒輪與齒條配合傳動，帶動Z軸懸臂在滑臺上運動；U軸：U軸電機安裝板、電機、行星齒輪減速器、U軸法蘭、電機轉(zhuǎn)動，進而帶動法蘭轉(zhuǎn)動；W軸：U軸電機安裝板、電機、夾具、焊槍、電機轉(zhuǎn)動，進而帶動焊槍轉(zhuǎn)動；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，降低成本。
【專利說明】基于直角坐標系的焊接機器人
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明屬于自動控制【技術領域】，涉及一種機器人，尤其與一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低的基于直角坐標系的焊接機器人有關。
【背景技術】:
[0002]機器人技術從研究到成熟應用已經(jīng)過去幾十年的時間了，但是高昂的造價使得機器人只在汽車制造、半導體、電力等的少數(shù)行業(yè)得到應用，所以傳統(tǒng)意義上的機器人，造價高、使用麻煩、應用場合窄等，限制了機器人的推廣和應用。傳統(tǒng)意義上的機器人從結(jié)構(gòu)上分為關節(jié)型和梁型，關節(jié)型模仿人的造型和動作，梁型基本上已擺脫與人相似的特征。組成結(jié)構(gòu)包括:結(jié)構(gòu)件(臂)，傳動件(關節(jié))，驅(qū)動電機，控制器，人機界面，識別單元(圖像視覺，位置傳感器等)?，F(xiàn)有機器人的缺點在于:
[0003]1、昂貴，專用，限制了應用的范圍。
[0004]2、結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高。
[0005]3、專用的控制器，通用性差。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本發(fā)明目的在于克服上述缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，普及的機器人，以巧妙的結(jié)構(gòu)設計和獨創(chuàng)的控制系統(tǒng)架構(gòu)，徹底降低建造成本，使機器人能廣泛應用于更多的行業(yè)和場合。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0008]基于直角坐標系的焊接機器人，所述的機器人包括:
[0009]X軸機座機構(gòu)1:
[0010]機座11 ;兩根第一導軌12:安裝在機座11上；X軸滑臺13:安裝在導軌12上；第一電機14:安裝在X軸滑臺13上，第一電機14是由控制系統(tǒng)控制；第一行星齒輪減速器15:與第一電機14配合安裝在X軸滑臺13上，其輸出轉(zhuǎn)軸向下伸出X軸滑臺13外；第一齒輪16:設置在X軸滑臺13下方與第一行星齒輪減速器15固接；第一齒條17:安裝在機座11上，與第一齒輪16哨合由其帶動動作；其中，第一電機14帶動第一行星減速器15轉(zhuǎn)動，第一齒輪16轉(zhuǎn)動，進而帶動X軸滑臺13在第一導軌12上運動；
[0011]Y軸懸臂機構(gòu)2:
[0012]Y軸懸臂21 ;第二電機22:安裝在X軸滑臺13上，第二電機22是由控制系統(tǒng)控制；行星齒輪減速器23:安裝在X軸滑臺13上，與第二電機22配合由其帶動，其輸出轉(zhuǎn)軸側(cè)向伸出滑臺13上的豎直安裝板；Y軸滑臺24:安裝在X軸滑臺13上；兩根第二導軌25:安裝在Y軸懸臂21底部，與Y軸滑臺24配合；第二齒輪26:設置在懸臂側(cè)面與行星齒輪減速器23固接；第二齒條27:安裝在Y軸懸臂21側(cè)面靠近第二行星減速器23 —側(cè)，與第二齒輪26嚙合；送絲機28:安裝在Y軸懸臂21端部；
[0013]其中，第二電機22帶動第二行星齒輪減速器23轉(zhuǎn)動，進而第二齒輪26與第二齒條27配合傳動，帶動Y軸懸臂21在第二滑臺24上運動。
[0014]Z軸懸臂機構(gòu)3:
[0015]Z軸懸臂31 ;第三電機32:安裝在Y軸懸臂31端部，由控制系統(tǒng)控制；
[0016]第三行星齒輪減速器33:安裝在Y軸懸臂21端部，第三電機32配合，其輸出轉(zhuǎn)軸軸線與Y軸懸臂21軸線平行；Z軸滑臺34:安裝在Y軸懸臂21端部；
[0017]第三導軌35:設置在Z軸懸臂31上，與Z軸滑臺34配合；第三齒輪36:與第三行星齒輪減速器33固接；第三齒條37:安裝在Z軸懸臂31上，與第三齒輪36嚙合；其中，第三電機32帶動第三行星齒輪減速器33轉(zhuǎn)動，進而第三齒輪36與第三齒條37配合傳動，帶動Z軸懸臂31在Z軸滑臺34上運動；
[0018]U軸結(jié)構(gòu)4:
[0019]U軸電機安裝板41:設置在Z軸懸臂31下端；第四電機42:安裝在U軸電機安裝板41上，由控制系統(tǒng)控制；第四行星齒輪減速器43:安裝在U軸電機安裝板41上，與第四電機42配合，其輸出軸伸出U軸電機安裝板朝下;U軸法蘭44:其套設在第四電機42輸出軸上，由其帶動轉(zhuǎn)動；其中，第四電機42轉(zhuǎn)動，進而帶動U軸法蘭43轉(zhuǎn)動；
[0020]W軸結(jié)構(gòu)5:
[0021]W軸電機安裝板51:設置在U軸法蘭43上，由其帶動轉(zhuǎn)動；第五電機52:設置在W軸電機安裝板51側(cè)面,其輸出軸伸出W軸電機安裝板；夾具53:套設在第五電機52輸出軸上，由其帶動轉(zhuǎn)動；焊槍54:其由夾具53固定在第五電機52的輸出軸上；其中，第五電機52轉(zhuǎn)動，進而帶動焊槍54轉(zhuǎn)動。
[0022]進一步，第一電機、第二電機、第三電機、第四電機及第五電機可為伺服電機。
[0023]所述的控制系統(tǒng)包括:中控系統(tǒng)，其內(nèi)裝設有控制軟件，中控系統(tǒng)連接人機界面，其內(nèi)裝設有界面軟件。
[0024]采用上述技術方案，本發(fā)明巧妙的結(jié)構(gòu)設計，完全顛覆現(xiàn)有焊接機器人的設計理念。獨創(chuàng)的控制系統(tǒng)架構(gòu)，通用性好，可靠，易用，便宜。軟件易擴展，易維護，易升級。簡化制造工藝，徹底的降低建造成本，使機器人普及成為可能。其具有如下技術優(yōu)勢:
[0025]1、直角坐標系結(jié)構(gòu)，使得整個機器人結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)，便于安放、移動。
[0026]2、采用齒輪齒條，其傳遞動力大、效率高，壽命長、工作平穩(wěn)、可靠性高。
[0027]3、伺服電機驅(qū)動，精度高，可實現(xiàn)精確定位；運行平穩(wěn)。
[0028]4、所有電纜通過線槽布置，簡化了電纜布置，延長了電纜彎曲伸縮的壽命，并且布局美觀。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0029]以下用附圖對本發(fā)明詳細說明:
[0030]圖1為本發(fā)明焊接機器人的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明焊接機器人的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明焊接機器人的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明焊接機器人的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】:[0034]以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明詳述:
[0035]如圖1-圖4所示的本發(fā)明的實施方式，基于直角坐標系的焊接機器人，所述的機器人包括:X軸機座機構(gòu)I包括:機座11 ;兩根第一導軌12:安裝在機座11上；X軸滑臺13:安裝在第一導軌12上；第一電機14:安裝在X軸滑臺13上，第一電機是由控制系統(tǒng)控制；第一行星齒輪減速器15:與第一電機14配合安裝在X軸滑臺上，其輸出轉(zhuǎn)軸向下伸出X軸滑臺外；第一齒輪16:設置在X軸滑臺下方與第一行星齒輪減速器15固接；第一齒條17:安裝在機座11上，與第一齒輪16嚙合，由其帶動動作；其中，第一電機14帶動第一行星減速器15轉(zhuǎn)動，第一齒輪16轉(zhuǎn)動，進而帶動X軸滑臺13在第一導軌12上運動。
[0036]Y軸懸臂機構(gòu)2包括:Y軸懸臂21 ;第二電機22:安裝在X軸滑臺13上，第二電機是由控制系統(tǒng)控制；第二行星齒輪減速器23:安裝在X軸滑臺13上，與第二電機21配合由其帶動，其輸出轉(zhuǎn)軸側(cè)向伸出X軸滑臺13上的豎直安裝板；Y軸滑臺24:安裝在X軸滑臺13上；兩根第二導軌25:安裝在Y軸懸臂21底部，與Y軸滑臺24配合；第二齒輪26:設置在懸臂側(cè)面與第二行星齒輪減速器23固接；第二齒條27:安裝在Y軸懸臂21側(cè)面靠近第二行星減速器23 —側(cè)，與第二齒輪26嚙合；送絲機28:安裝在Y軸懸臂21端部；其中，第二電機22帶動第二行星齒輪減速器23轉(zhuǎn)動，進而第二齒輪26與第二齒條27配合傳動，帶動Y軸懸臂21在Y軸滑臺24上運動。
[0037]Z軸懸臂機構(gòu)3包括'rL軸懸臂31 ;第三電機32:安裝在Y軸懸臂端部，由控制系統(tǒng)控制；第三行星齒輪減速器33:安裝在Y軸懸臂21端部，與第三電機32配合，其輸出轉(zhuǎn)軸軸線與Y軸懸臂21軸線平行；Z軸滑臺34:安裝在Y軸懸臂21端部；第三導軌35:設置在Z軸懸臂上，與Z軸滑臺34配合；第三齒輪36:與第三行星齒輪減速器33固接；第三齒條37:安裝在Z軸懸臂31上，與第三齒輪36嚙合；其中，第三電機32帶動第三行星齒輪減速器33轉(zhuǎn)動，進而第三齒輪36與第三齒條37配合傳動，帶動Z軸懸臂31在Z軸滑臺34上運動。
[0038]U軸結(jié)構(gòu)4包括:U軸電機安裝板41:設置在Z軸懸臂31下端；第四電機42:安裝在電機安裝板41上，由控制系統(tǒng)控制；第四行星齒輪減速器43:安裝在電機安裝板41上，與第四電機42配合，其輸出軸伸出電機安裝板朝下；U軸法蘭44:其套設在第四電機42輸出軸上，由其帶動轉(zhuǎn)動；其中，第四電機42轉(zhuǎn)動，進而帶動法蘭43轉(zhuǎn)動。
[0039]W軸結(jié)構(gòu)5包括:U軸電機安裝板51:設置在U軸法蘭43上，由其帶動轉(zhuǎn)動；第五電機52:設置在安裝板51側(cè)面，其輸出軸伸出安裝板；夾具53:套設在電機52輸出軸上，由其帶動轉(zhuǎn)動；焊槍54:其由夾具53固定在電機52的輸出軸上；其中，第五電機52轉(zhuǎn)動，進而帶動焊槍54轉(zhuǎn)動。
[0040]本實用新型基于普及焊接機器人的目的，所以在結(jié)構(gòu)設計和控制系統(tǒng)架構(gòu)上，進行了巧妙的構(gòu)思和設計。通過控制系統(tǒng)使直角坐標機器人與普通焊接機結(jié)合，實現(xiàn)只有結(jié)構(gòu)復雜的專業(yè)關節(jié)焊接機器人才能實現(xiàn)的焊接工作。
[0041]本發(fā)明巧妙的結(jié)構(gòu)設計，完全顛覆現(xiàn)有焊接機器人設計理念。獨創(chuàng)的控制系統(tǒng)架構(gòu)，通用性好，可靠，易用，便宜。軟件易擴展，易維護，易升級。簡化制造工藝，徹底的降低建造成本，使焊接機器人普及成為可能。其龍門式底座結(jié)構(gòu)，使得整個機器人站立很穩(wěn)固平穩(wěn)，便于安放，移動。各軸采用方管材料，保證運行平穩(wěn)，剛性高。所有電纜通過線槽布置，只有在關節(jié)處有微小彎曲動作，簡化了電纜布置，延長了電纜彎曲伸縮的壽命，并且布局美觀。
[0042]本發(fā)明控制系統(tǒng):以“基于PLC的運動控制系統(tǒng)”為控制系統(tǒng)架構(gòu)的核心，通用性好，易使用，而且極為可靠。人性化示教界面。模塊化軟件結(jié)構(gòu)，開放的用戶開發(fā)接口，便于開發(fā)針對于專用應用場合的應用程序?？蛇h程編程、監(jiān)控。多臺機器人可聯(lián)網(wǎng)運行。
[0043]上述說明示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，如前所述，應當理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應在本發(fā)明所附權利要求的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.基于直角坐標系的焊接機器人，其特征在于:所述的機器人包括: X軸機座機構(gòu)(I): 機座(11)； 兩根第一導軌(12):安裝在機座(11)上； X軸滑臺(13):安裝在導軌(12)上； 第一電機(14):安裝在X軸滑臺(13)上，第一電機(14)是由控制系統(tǒng)控制； 第一行星齒輪減速器(15):與第一電機(14)配合安裝在X軸滑臺(13)上，其輸出轉(zhuǎn)軸向下伸出X軸滑臺(13)外； 第一齒輪(16):設置在X軸滑臺(13)下方與第一行星齒輪減速器(15)固接； 第一齒條(17):安裝在機座(11)上，與第一齒輪(16)嚙合由其帶動動作； 其中，第一電機(14)帶動第一行星減速器(15)轉(zhuǎn)動，第一齒輪(16)轉(zhuǎn)動，進而帶動X軸滑臺(13)在第一導軌(12)上運動； Y軸懸臂機構(gòu)(2): Y軸懸臂(21)； 第二電機(22):安裝在X軸滑臺(13)上，第二電機(22)是由控制系統(tǒng)控制； 行星齒輪減速器(23):安裝在X軸滑臺(13)上，與第二電機(22)配合由其帶動，其輸出轉(zhuǎn)軸側(cè)向伸出滑臺(13 )上的豎直安裝板； Y軸滑臺(24):安裝在X軸滑臺(13)上； 兩根第二導軌(25):安裝在Y軸懸臂(21)底部，與Y軸滑臺(24)配合； 第二齒輪(26):設置在懸臂側(cè)面與行星齒輪減速器(23)固接； 第二齒條(27):安裝在Y軸懸臂(21)側(cè)面靠近第二行星減速器(23)—側(cè)，與第二齒輪(26)嚙合； 送絲機(28):安裝在Y軸懸臂(21)端部； 其中，第二電機(22 )帶動第二行星齒輪減速器(23 )轉(zhuǎn)動，進而第二齒輪(26 )與第二齒條(27 )配合傳動，帶動Y軸懸臂(21)在第二滑臺(24 )上運動。 Z軸懸臂機構(gòu)(3): Z軸懸臂(31)； 第三電機(32):安裝在Y軸懸臂(31)端部，由控制系統(tǒng)控制； 第三行星齒輪減速器(33):安裝在Y軸懸臂(21)端部，第三電機(32)配合，其輸出轉(zhuǎn)軸軸線與Y軸懸臂(21)軸線平行； Z軸滑臺(34):安裝在Y軸懸臂(21)端部； 第三導軌(35):設置在Z軸懸臂(31)上，與Z軸滑臺(34)配合； 第三齒輪(36):與第三行星齒輪減速器(33)固接； 第三齒條(37):安裝在Z軸懸臂(31)上，與第三齒輪(36)嚙合； 其中，第三電機(32 )帶動第三行星齒輪減速器(33 )轉(zhuǎn)動，進而第三齒輪(36 )與第三齒條(37 )配合傳動，帶動Z軸懸臂(31)在Z軸滑臺(34 )上運動； U軸結(jié)構(gòu)(4): U軸電機安裝板(41):設置在Z軸懸臂(31)下端； 第四電機(42):安裝在U軸電機安裝板(41)上，由控制系統(tǒng)控制；第四行星齒輪減速器(43):安裝在U軸電機安裝板(41)上，與第四電機(42)配合，其輸出軸伸出U軸電機安裝板朝下； U軸法蘭(44):其套設在第四電機(42)輸出軸上，由其帶動轉(zhuǎn)動； 其中，第四電機(42 )轉(zhuǎn)動，進而帶動U軸法蘭(43 )轉(zhuǎn)動； W軸結(jié)構(gòu)(5): W軸電機安裝板(51):設置在U軸法蘭(43)上，由其帶動轉(zhuǎn)動； 第五電機(52):設置在W軸電機安裝板(51)側(cè)面,其輸出軸伸出W軸電機安裝板； 夾具(53):套設在第五電機(52)輸出軸上，由其帶動轉(zhuǎn)動； 焊槍(54):其由夾具(53)固定在第五電機(52)的輸出軸上； 其中，第五電機(52)轉(zhuǎn)動，進而帶動焊槍(54)轉(zhuǎn)動。
2.如權利要求1所述的基于直角坐標系的焊接機器人，其特征在于:第一電機、第二電機、第三電機、第四電機及第五電 機為伺服電機。
【文檔編號】B23K37/02GK103495824SQ201310469417
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權日:2013年10月10日
【發(fā)明者】李乃剛, 黃欽楊 申請人:廈門至慧機器人有限公司