CN110814627B - 一种用于机器人焊接的平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于机器人焊接的平台，包括支架、运动架、驱动运动架在支架上进行竖向移动的竖向驱动机构以及设置在运动架上的装夹台；所述运动架的底部设有用于驱动装夹台转动的转动驱动机构；其中，还包括用于驱动运动架进行前后俯仰运动的摆动驱动机构，所述运动架转动连接在支架上。本发明能够带动工件进行转动、俯仰运动以及竖向运动，从而对工件的位置进行改变，确保机器人能够精准地对工件的各个位置进行焊接加工，从而提高对工件的加工精度以及加工效率。

Description

一种用于机器人焊接的平台

技术领域

本发明涉及一种焊接平台，具体涉及一种用于机器人焊接的平台。

背景技术

在对工件进行焊接加工时，需要将工件装夹在焊接平台上，再通过机器人对工件进行相应的焊接处理。在焊接加工过程中，虽然机器人能够多角度地对工件进行加工，但如果工件固定不动地装夹在焊接平台上，机器人对工件的加工难免会出现加工盲区，导致无法高质量地完成焊接加工。授权公告号为CN205496838U的实用新型文件“一种旋转焊接平台”，具体公开了一种可旋转，且可进行俯仰运动的焊接平台，在工件进行焊接加工时，可根据实际加工情况，控制工件进行多角度的移动，从而便于机器人对工件进行焊接加工，但仍存在以下不足：焊接平台只能进行转动和俯仰运动，无法进行竖向方向的移动；当工件装夹在焊接平台后的其高度较高或较低时，机器人会出现无法对工件的底端和顶端进行加工的情况，即使机器人能够对工件的端部进行焊接加工，但在工件的体积较大时，导致在加工过程中机器人的移动范围增大，这无疑降低了对工件的焊接加工精度。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于机器人焊接的平台，该平台能够带动工件进行转动、俯仰运动以及竖向运动，从而对工件的位置进行改变，确保机器人能够精准地对工件的各个位置进行焊接加工。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于机器人焊接的平台，其特征在于，包括支架、运动架、驱动运动架在支架上进行竖向移动的竖向驱动机构以及设置在运动架上的装夹台；所述运动架的底部设有用于驱动装夹台转动的转动驱动机构；其中，还包括用于驱动运动架进行前后俯仰运动的摆动驱动机构，所述运动架转动连接在支架上。

上述用于机器人焊接的平台的工作原理是：

首先，将待加工的工件装夹在装夹台上；随后根据工件的体积大小以及待加工的位置与机器人的位置关系，通过竖向驱动机构、转动驱动机构以及摆动驱动机构分别或同时驱动运动架（装夹台）进行上下移动、转动以及前后俯仰运动，对工件的位置进行调整，从而使得机器人能够更好更方便地对工件进行焊接加工，确保工件上的每个加工位置的焊接质量一致，提高工件的加工精度。

本发明的一个优选方案，其中，所述运动架的一侧设有竖向移动架，所述竖向驱动机构的动力输出件与竖向移动架连接；所述运动架靠近竖向移动架的一侧通过转动结构连接在竖向移动架上，所述摆动驱动机构设置在竖向移动架上，且摆动驱动机构的动力输出轴与运动架连接。竖向驱动机构通过驱动竖向移动架上下移动，从而带动运动架上下移动；由于摆动驱动机构设置在竖向移动架上，因此摆动驱动机构能够随时驱动运动架摆动，以对工件的位置进行调整。

优选地，所述摆动驱动机构由电机以及齿轮传动机构构成；所述齿轮传动机构包括异形驱动杆、主动齿轮以及从动齿轮，所述电机的动力输出轴与驱动杆连接，驱动杆竖直设置且穿插在竖向移动架上，所述主动齿轮设置在驱动杆上且位于竖向移动架的顶面，所述从动齿轮设置在转动结构上且与主动齿轮匹配。当竖向驱动机构驱动竖向移动架向上移动时，所述主动齿轮在竖向移动架的推导下也会向上移动，同时带动运动架以及从动齿轮向上移动；当需要驱动运动架进行前后俯仰运动时，所述摆动驱动机构的电机驱动异形驱动杆转动，带动异形驱动杆上的主动齿轮转动，从而带动从动齿轮转动，实现运动架的摆动；当竖向驱动机构驱动竖向移动架向下移动时，所述运动架上的从动齿轮随运动架向下移动的同时将主动齿轮向下推，始终确保主动齿轮与从动齿轮处于啮合状态，随时驱动运动架摆动。通过异形驱动杆的设置，既能够带动主动齿轮转动使得运动架进行前后俯仰运动，又能使得竖向移动架在进行竖向移动时作为导向，设计巧妙；同时，这样能够将电机固定设置在异形驱动杆的上端或下端，无需随竖向移动架一起移动，使得结构更加简单，尤其是与电机连接的电线布置，更加方便。

优选地，所述转动结构包括固定连接杆以及分别设置在运动架和竖向移动架上的轴承组件；所述固定连接杆的一端固定连接在运动架上，另一端依次穿过运动架和竖向移动架上的轴承组件后延伸至竖向移动架上，且与从动齿轮固定连接。通过固定连接杆的设置便于带动运动架的前后俯仰运动，结构简单；轴承组件的设置有利于固定连接杆的转动。

本发明的一个优选方案，其中，所述竖向移动架包括横向板以及设置在横向板两侧的竖向板，所述异形驱动杆设置在横向板上，所述主动齿轮位于横向板的顶面上，所述轴承组件设置在靠近运动架的一侧的竖向板上。

优选地，所述竖向驱动机构由竖向驱动电机以及丝杆传动机构构成，其中，所述丝杆传动机构的丝杆与竖向驱动电机的主轴连接，丝杆传动机构的螺母与远离运动架一侧的竖向板固定连接。设置这样的竖向移动架，便于与运动架以及竖向驱动机构的连接，并且结构简单。

本发明的一个优选方案，在竖向移动架对应处设有保护箱，所述竖向移动架、摆动驱动机构以及竖向驱动机构均设置在保护箱内，所述保护箱与固定连接杆的对应处设有竖向滑行槽，所述电机以及竖向驱动电机均设置在保护箱的顶部。通过保护箱的设置，使得竖向移动架、摆动驱动机构以及竖向驱动机构与运动架隔开，从而能够在对工件进行焊接加工时对其零部件进行保护，焊接加工时经常出现火星等易燃物质，保护箱能够将这些危险物质隔开，对工作人员以及装置都具有很好的保护效果。

本发明的一个优选方案，所述运动架与支架之间设有竖向导向机构，该竖向导向机构设置在与竖向移动架相对的一侧；其中，所述竖向导向机构包括设置在支架上的导轨、与导轨匹配的滑块以及滑行板，所述滑行板固定设置在滑块上；所述运动架转动连接在滑行板上。通过竖向导向机构的设置，使得运动架在竖向方向的移动更加稳定和精准，同时，通过滑行板的设置，便于运动架的连接。

本发明的一个优选方案，其中，所述运动架包括支承板以及设置在支承板两侧的连接板；其中一侧的连接板通过转动结构与竖向移动架连接，另一侧的连接板与滑行板转动连接，所述装夹台设置在支承板上。设置这样的运动架便于与支架以及竖向移动架连接，并且结构简单。

本发明的一个优选方案，所述转动驱动机构包括转动驱动电机以及同步带传动机构，其中，所述支承板的底部设有固定架，所述转动驱动电机安装在固定架上，所述同步带传送机构包括主动轮、从动轮以及环绕在主动轮和从动轮之间的同步带，所述主动轮与转动驱动电机的动力输出轴连接，所述从动轮设置在装夹台的下方对应处且通过传动轴与装夹台连接。通过设置这样的转动驱动机构，便于带动装夹台转动，从而使得工件转动，通过设置同步带传动机构，能够避免转动驱动机构直接驱动装夹台转动，减少了转动驱动机构的动力输出轴的扭矩，从而有利于延长转动驱动机构的使用寿命。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明能够带动工件进行转动、俯仰运动以及竖向运动，从而对工件的位置进行改变，确保机器人能够精准地对工件的各个位置进行焊接加工，从而提高对工件的加工精度。

2、本发明的转动驱动机构、摆动驱动机构以及竖向驱动机构能够单独或两两组合或同时进行步调配合，使得在机器人对工件进行焊接加工时更加快捷方便，有利于提高加工效率和加工质量。

3、通过竖向驱动机构驱动运动架进行上下移动，从而改变运动架进行前后俯仰运动时的摆动中心，当工件高度较高时能够有效降低工件的摆动幅度，有利于缩短机器人的移动行程，从而提高工件的加工效率以及加工精度。

附图说明

图1-图3为本发明的用于机器人焊接的平台的其中一个实施方式的结构示意图，其中，图1为立体图，图2为主视图（保护箱未显示），图3为保护箱未显示的立体图。

图4-图5为运动架以及转动驱动机构的结构示意图，其中，图4为侧视图，图5为立体图。

图6-图7为运动架的结构示意图，其中，图6为侧视图，图7为立体图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-图7，本实施例的用于机器人焊接的平台，包括支架7、运动架2、驱动运动架2在支架7上进行竖向移动的竖向驱动机构以及设置在运动架2上的装夹台1台；所述运动架2的底部设有用于驱动装夹台1台转动的转动驱动机构；其中，还包括用于驱动运动架2进行前后俯仰运动的摆动驱动机构，所述运动架2转动连接在支架7上。

参见图2-图3，所述运动架2的一侧设有竖向移动架13，所述竖向驱动机构的动力输出件与竖向移动架13连接；所述运动架2靠近竖向移动架13的一侧通过转动结构连接在竖向移动架13上，所述摆动驱动机构设置在竖向移动架13上，且摆动驱动机构的动力输出轴与运动架2连接。竖向驱动机构通过驱动竖向移动架13上下移动，从而带动运动架2上下移动；由于摆动驱动机构设置在竖向移动架13上，因此摆动驱动机构能够随时驱动运动架2摆动，以对工件的位置进行调整。

参见图2-图3，所述摆动驱动机构由电机4以及齿轮传动机构构成；所述齿轮传动机构包括异形驱动杆14、主动齿轮12以及从动齿轮15，所述电机4的动力输出轴与驱动杆连接，驱动杆竖直设置且穿插在竖向移动架13上，所述主动齿轮12设置在驱动杆上且位于竖向移动架13的顶面，所述从动齿轮15设置在转动结构上且与主动齿轮12匹配。当竖向驱动机构驱动竖向移动架13向上移动时，所述主动齿轮12在竖向移动架13的推导下也会向上移动，同时带动运动架2以及从动齿轮15向上移动；当需要驱动运动架2进行前后俯仰运动时，所述摆动驱动机构的电机驱动异形驱动杆14转动，带动异形驱动杆14上的主动齿轮12转动，从而带动从动齿轮15转动，实现运动架2的摆动；当竖向驱动机构驱动竖向移动架13向下移动时，所述运动架2上的从动齿轮15随运动架2向下移动的同时将主动齿轮12向下推，始终确保主动齿轮12与从动齿轮15处于啮合状态，随时驱动运动架2摆动。通过异形驱动杆14的设置，既能够带动主动齿轮12转动使得运动架2进行前后俯仰运动，又能使得竖向移动架13在进行竖向移动时作为导向，设计巧妙；同时，这样能够将电机4固定设置在异形驱动杆14的上端或下端，无需随竖向移动架13一起移动，使得结构更加简单，尤其是与电机4连接的电线布置，更加方便。

参见图2-图3，所述转动结构包括固定连接杆以及分别设置在运动架2和竖向移动架13上的轴承组件16；所述固定连接杆的一端固定连接在运动架2上，另一端依次穿过运动架2和竖向移动架13上的轴承组件16后延伸至竖向移动架13上，且与从动齿轮15固定连接。通过固定连接杆的设置便于带动运动架2的前后俯仰运动，结构简单；轴承组件16的设置有利于固定连接杆的转动。

参见图2-图3，所述竖向移动架13包括横向板17以及设置在横向板17两侧的竖向板18，所述异形驱动杆14设置在横向板17上，所述主动齿轮12位于横向板17的顶面上，所述轴承组件16设置在靠近运动架2的一侧的竖向板18上。

参见图2-图3，所述竖向驱动机构由竖向驱动电机5以及丝杆传动机构构成，其中，所述丝杆传动机构的丝杆与竖向驱动电机5的主轴连接，丝杆传动机构的螺母与远离运动架2一侧的竖向板18固定连接。设置这样的竖向移动架13，便于与运动架2以及竖向驱动机构的连接，并且结构简单。

参见图1，在竖向移动架13对应处设有保护箱6，所述竖向移动架13、摆动驱动机构以及竖向驱动机构均设置在保护箱6内，所述保护箱6与固定连接杆的对应处设有竖向滑行槽3，所述电机4以及竖向驱动电机5均设置在保护箱6的顶部。通过保护箱6的设置，使得竖向移动架13、摆动驱动机构以及竖向驱动机构与运动架2隔开，从而能够在对工件进行焊接加工时对其零部件进行保护，焊接加工时经常出现火星等易燃物质，保护箱6能够将这些危险物质隔开，对工作人员以及装置都具有较大的保护效果。

参见图1-图3，所述运动架2与支架7之间设有竖向导向机构，该竖向导向机构设置在与竖向移动架13相对的一侧；其中，所述竖向导向机构包括设置在支架7上的导轨9、与导轨9匹配的滑块8以及滑行板10，所述滑行板10固定设置在滑块8上；所述运动架2转动连接在滑行板10上。通过竖向导向机构的设置，使得运动架2在竖向方向的移动更加稳定和精准，同时，通过滑行板10的设置，便于运动架2的连接。

参见图4-图7，所述运动架2包括支承板26以及设置在支承板26两侧的连接板19；其中一侧的连接板19通过转动结构与竖向移动架13连接，另一侧的连接板19与滑行板10转动连接，所述装夹台1台设置在支承板26上。设置这样的运动架2便于与支架7以及竖向移动架13连接，并且结构简单。

参见图4-图5，所述转动驱动机构包括转动驱动电机11以及同步带传动机构，其中，所述支承板26的底部设有固定架25，所述转动驱动电机11安装在固定架25上，所述同步带传送机构包括主动轮24、从动轮20以及环绕在主动轮24和从动轮20之间的同步带27，所述主动轮24与转动驱动电机11的动力输出轴连接，所述从动轮20设置在装夹台1台的下方对应处且通过传动轴与装夹台1台连接。通过设置这样的转动驱动机构，便于带动装夹台1台转动，从而使得工件转动，通过设置同步带传动机构，能够避免转动驱动机构直接驱动装夹台1台转动，减少了转动驱动机构的动力输出轴的扭矩，从而有利于延长转动驱动机构的使用寿命。

参见图4-图7，所述支承板26的底部还设有辅助固定架22，该辅助固定架22上设有过渡传动件；所述过渡传动件包括与主动轮24匹配的过渡主动轮21、与从动轮20匹配的过渡从动轮23以及过渡转动轴，所述过渡主动轮21和过渡从动轮23均设置在过渡转动轴上，所述过渡转动轴转动连接在辅助固定架22上；所述同步带27环绕在主动轮24和过渡主动轮21之间，所述从动轮20和过渡从动轮23之间环绕有过渡同步带28。经过过渡转动件进行动力的进一步传递，更加有利于转动驱动电机11的动力传递到装夹台1中，尤其是当工件的重量较大时，通过多级的动力传递能够有效减轻转动驱动电机11的负担。

参见图6-图7，所述固定架25包括与支承板26底部连接的顶板31、底板30以及设置在顶板31和底板30之间的支撑板29，所述底板30上设有避让孔，所述转动驱动电机11固定设置在底板30的底部，且转动驱动电机11的动力输出轴穿过避让孔向上延伸。通过设置这样的固定架25便于转动驱动电机11的固定，也便于主动轮与转动驱动电机11的动力输出轴连接。

参见图1-图7，本实施例的用于机器人焊接的平台的工作原理是：

首先，将待加工的工件装夹在装夹台1上；随后根据工件的体积大小以及待加工的位置与机器人的位置关系，通过竖向驱动机构、转动驱动机构以及摆动驱动机构分别或同时驱动运动架2（装夹台1）进行上下移动、转动以及前后俯仰运动，对工件的位置进行调整，从而使得机器人能够更好更方便地对工件进行焊接加工，确保工件上的每个加工位置的焊接质量一致，提高工件的加工精度。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于机器人焊接的平台，其特征在于，包括支架、运动架、驱动运动架在支架上进行竖向移动的竖向驱动机构以及设置在运动架上的装夹台；所述运动架的底部设有用于驱动装夹台转动的转动驱动机构；其中，还包括用于驱动运动架进行前后俯仰运动的摆动驱动机构，所述运动架转动连接在支架上；

所述运动架的一侧设有竖向移动架，所述竖向驱动机构的动力输出件与竖向移动架连接；所述运动架靠近竖向移动架的一侧通过转动结构连接在竖向移动架上，所述摆动驱动机构设置在竖向移动架上，且摆动驱动机构的动力输出轴与运动架连接；

所述摆动驱动机构由电机以及齿轮传动机构构成；所述齿轮传动机构包括异形驱动杆、主动齿轮以及从动齿轮，所述电机的动力输出轴与驱动杆连接，驱动杆竖直设置且穿插在竖向移动架上，所述主动齿轮设置在驱动杆上且位于竖向移动架的顶面，所述从动齿轮设置在转动结构上且与主动齿轮匹配；

所述转动结构包括固定连接杆以及分别设置在运动架和竖向移动架上的轴承组件；所述固定连接杆的一端固定连接在运动架上，另一端依次穿过运动架和竖向移动架上的轴承组件后延伸至竖向移动架上，且与从动齿轮固定连接；

所述竖向移动架包括横向板以及设置在横向板两侧的竖向板，所述异形驱动杆设置在横向板上，所述主动齿轮位于横向板的顶面上，所述轴承组件设置在靠近运动架的一侧的竖向板上。

2.根据权利要求1所述的用于机器人焊接的平台，其特征在于，所述竖向驱动机构由竖向驱动电机以及丝杆传动机构构成，其中，所述丝杆传动机构的丝杆与竖向驱动电机的主轴连接，丝杆传动机构的螺母与远离运动架一侧的竖向板固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于机器人焊接的平台，其特征在于，在竖向移动架对应处设有保护箱，所述竖向移动架、摆动驱动机构以及竖向驱动机构均设置在保护箱内，所述保护箱与固定连接杆的对应处设有竖向滑行槽，所述电机以及竖向驱动电机均设置在保护箱的顶部。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于机器人焊接的平台，其特征在于，所述运动架与支架之间设有竖向导向机构，该竖向导向机构设置在与竖向移动架相对的一侧；其中，所述竖向导向机构包括设置在支架上的导轨、与导轨匹配的滑块以及滑行板，所述滑行板固定设置在滑块上；所述运动架转动连接在滑行板上。

5.根据权利要求4所述的用于机器人焊接的平台，其特征在于，所述运动架包括支承板以及设置在支承板两侧的连接板；其中一侧的连接板通过转动结构与竖向移动架连接，另一侧的连接板与滑行板转动连接，所述装夹台设置在支承板上。

6.根据权利要求5所述的用于机器人焊接的平台，其特征在于，所述转动驱动机构包括转动驱动电机以及同步带传动机构，其中，所述支承板的底部设有固定架，所述转动驱动电机安装在固定架上，所述同步带传送机构包括主动轮、从动轮以及环绕在主动轮和从动轮之间的同步带，所述主动轮与转动驱动电机的动力输出轴连接，所述从动轮设置在装夹台的下方对应处且通过传动轴与装夹台连接。

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