CN201371332Y - 焊接机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于机械手或自动焊接技术领域，涉及焊接机械手，在底座上设置有竖轴，在竖轴上设置有可绕其转动的大摇臂，在大摇臂的外端部铰接一小摇臂，在小摇臂的外端部设置有一立轴及外套轴，在立轴的下端部铰接有焊枪头，大摇臂、小摇臂和立轴的转动及立轴和外套轴的升降均通过电机带动、并由编码器采集或测量其转动角度及位移信号，焊枪头的摆动由电机带动、并由编码器采集或测量其摆动角度信号，编码器采集或测量的位移和角度信号通过控制器控制各电机的转动以带动大摇臂、小摇臂、立轴、外套轴和焊枪头的动作，本实用新型自动化程度高、焊接质量可靠，广泛应用于造船、汽车、机械、化工、冶金、建筑等行业作自动焊接设备。
Description
技术领域
本实用新型属于机械手或自动焊接技术领域，特指一种焊接机械手。
背景技术
目前，在企业组织产品生产中，需要将一些金属件或金属板的连接部分进行固定连接，即焊接，这种焊接又大都采用手工焊接，其不足之处在于：一是手工焊接的质量取决于焊工的技术水平和操作时的发挥状态，焊接质量不稳定，工人劳动强度大，容易疲劳，直接影响产品的制造质量；二是焊接时产生的烟雾对人们的呼吸***产生损害，焊接时若不小心，人们用眼睛直接观察焊接时发出的亮光，会对人们的眼角膜产生损害，再就是焊接时产生的高温会灼伤人们的脸面及皮肤；三是手工焊接的生产效率低。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种焊接质量稳定、不会对人体产生损害、生产效率高的焊接机械手。
本实用新型的目的是这样实现的：焊接机械手，包括有底座和电机，其特征在于：在所述的底座上设置有竖轴，在竖轴上设置有可绕其转动的大摇臂，在大摇臂的外端部铰接一小摇臂，在小摇臂的外端部设置有一立轴，在立轴外设置有外套轴，在立轴的下端部铰接有焊枪头，大摇臂、小摇臂和立轴的转动及立轴和外套轴的升降均通过各自独立设置的电机带动、并由各自独立的编码器采集或测量其转动角度及升降位移信号，焊枪头的摆动由电机带动、并由编码器采集或测量其摆动角度信号，编码器采集或测量的位移和角度信号通过控制器控制各电机的转动以带动大摇臂、小摇臂、立轴、外套轴和焊枪头的动作。
在上述的小摇臂的外端部设置有发条弹簧平衡机构，发条的一端固定在小摇臂上，另一端与立轴的下端连接。
上述的立轴可以垂直设置，也可以倾斜设置。
上述的带动立轴的转动的电机和编码器设置在立轴的外套轴的顶部，立轴及外套轴上的连接电器的电线通过电线导链引出至小摇臂，并与控制器连接，在外套轴上设置有导向装置。
上述的电机是步进电机。
在上述的大摇臂和小摇臂之间还可以设置一个或一个以上的中间摇臂，中间摇臂与大摇臂之间、中间摇臂与小摇臂之间、或中间摇臂与中间摇臂之间也采用电机带动其旋转，采用编码器采集或测量其转动角度信号，并通过控制器控制电机旋转以带动各摇臂的转动。
上述的小摇臂或大摇臂也可以设置成可整体升降及转动，在小摇臂上不设置立轴及其带动其转动的电机和对应的编码器，而将焊枪头直接定位在小摇臂的外端部。
本实用新型相比现有技术突出的优点是：
1、焊接质量稳定：本实用新型根据预先设定或采集的焊接路线通过控制器进行自动焊接，使焊接质量稳定，成品率高，焊接效率高。
2、不会对人体产生损害：本实用新型在工作时，焊接机械手按设定的程序实施焊接，人们可远离生产现场，不会造成操作人员的皮肤、眼睛、呼吸道的伤害；
3、本实用新型的体积小、重量轻、成本低、效率高、易操作、质量优、焊接半径大、可对复杂的焊缝实施自动焊接，广泛应用于造船、汽车、机械、化工、冶金、建筑等行业作自动焊接设备。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理示意图；
图2是本实用新型的立体示意图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1-2：
焊接机械手，包括有底座10和电机，在所述的底座10上设置有竖轴102，在竖轴102上设置有可绕其转动的大摇臂20，在大摇臂20的一端部铰接一小摇臂30，在小摇臂30的外端部设置有一立轴40，在立轴40外设置有外套轴46，在立轴40的下端部铰接有焊枪头60，大摇臂20、小摇臂30和立轴40的转动及立轴40的升降均通过各自独立设置的电机21、31、41、47带动、并由各自独立的编码器22、32、42、48采集或测量其转动角度及升降位移信号，焊枪头60的摆动由电机51带动、并由编码器52采集或测量其摆动角度信号，编码器22、32、42、48、52采集或测量的位移和角度信号通过控制器70控制各电机21、31、41、47、51的转动以带动大摇臂20、小摇臂30和立轴40的转动和/或移动和/或焊枪头60的摆动。
在上述的小摇臂的外端部设置有发条弹簧平衡机构90，发条的一端固定在小摇臂上，另一端通过钢索91与立轴40的下端连接，利用发条的回弹力，可平衡断电情况下电机41的重力，使操作人员示教时移动焊接头60时，轻快、方便。
上述的立轴40可以垂直设置，也可以倾斜设置。
上述的带动立轴40的转动的电机41和编码器42设置在立轴40外的外套轴46的顶部，立轴40及外套轴46上的连接电器的电线通过电线导链45引出至小摇臂30，并与控制器70连接，在外套轴46上设置有导向装置。
上述的电机21、31、41、47、51是步进电机。
在上述的底座10的外侧设置有底座10的支撑高度调整装置101，支撑高度调整装置101采用液压式，也可以采用机械式；大摇臂20的转动通过齿轮23、24传动，齿轮23定位在电机21上，齿轮24定位在底座10的竖轴102上；小摇臂30的转动通过齿轮33、34传动，齿轮33定位在电机31上，齿轮34定位在小摇臂30的竖轴302上；立轴40的转动通过齿轮43、44传动，齿轮43定位在电机41上，齿轮44定位在立轴40上；立轴40的升降通过锥形齿轮或涡轮蜗杆传动，焊枪头60绕固定在立轴40下端部的转轴601转动；
在上述的大摇臂20和小摇臂30之间还可以设置一个或一个以上的中间摇臂，中间摇臂与大摇臂20之间、中间摇臂与小摇臂30之间、或中间摇臂与中间摇臂之间也采用电机带动其旋转，采用编码器采集或测量其转动角度信号，并通过控制器70控制电机旋转以带动各摇臂的转动，也就是说，单个转动或升降或摆动部分都是用独立的电机带动，并用单独的编码器采集或测量其动作信号，提供给控制器70作控制信号。
上述的小摇臂30或大摇臂20也可以设置成整体升降及转动，在小摇臂30上不设置立轴40及其带动其转动的电机41和对应的编码器42，而将焊枪头60直接定位在小摇臂30的外端部。
本实用新型的使用：
1、全程示教方式：接通电源，按下控制器70上的信号采集方式1按钮，操作人员手握焊枪头60的手柄603，将焊枪头60的焊头602的端部沿需要焊接的焊缝顺序移动至焊缝终点，关闭控制器70上的信号采集按钮；
2、点示教方式：接通电源，按下控制器70上的信号采集方式2按钮，操作人员手握焊枪头60的手柄603，将焊枪头602的前端部移动到焊接的起点，按下控制器70上的确认按钮，再将焊枪头60的焊头602的端部移动到焊接的下一个特征点，按下控制器70上的确认按钮，如此循环示教输入多个特征点，直到最后输入一个焊接终点，关闭控制器70上的信号采集按钮；
3、焊接：按下控制器70上的焊接按钮，焊接机械手则自动按上述的信号采集路线行走并实施焊接，焊接至焊缝终点，控制器70将控制自动关闭焊枪，停止焊接，并使焊枪返回至起始位置，新的焊接件运送到位后，再按动控制器70上的焊接按钮，重复上述动作。
本实用新型的体积小、重量轻、成本低、效率高、易操作、质量优、焊接半径大、可对复杂的焊缝实施自动焊接，广泛应用于造船、汽车、机械、化工、冶金、建筑等行业作自动焊接设备。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例之一，并非以此限制本实用新型的实施范围，故：凡依本实用新型的形状、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1、焊接机械手，包括有底座和电机，其特征在于：在所述的底座上设置有竖轴，在竖轴上设置有可绕其转动的大摇臂，在大摇臂的外端部铰接一小摇臂，在小摇臂的外端部设置有一立轴，在立轴外设置有外套轴，在立轴的下端部铰接有焊枪头，大摇臂、小摇臂和立轴的转动及立轴和外套轴的升降均通过各自独立设置的电机带动、并由各自独立的编码器采集或测量其转动角度及升降位移信号，焊枪头的摆动由电机带动、并由编码器采集或测量其摆动角度信号，编码器采集或测量的位移和角度信号通过控制器控制各电机的转动以带动大摇臂、小摇臂、立轴、外套轴和焊枪头的动作。
2、根据权利要求1所述的焊接机械手，其特征在于：在所述的小摇臂的外端部设置有发条弹簧平衡机构，发条的一端固定在小摇臂上，另一端与立轴的下端连接。
3、根据权利要求1所述的焊接机械手，其特征在于：所述的立轴可以垂直设置，也可以倾斜设置。
4、根据权利要求1所述的焊接机械手，其特征在于：所述的带动立轴的转动的电机和编码器设置在立轴的外套轴的顶部，立轴及外套轴上的连接电器的电线通过电线导链引出至小摇臂，并与控制器连接，在外套轴上设置有导向装置。
5、根据权利要求1所述的焊接机械手，其特征在于：所述的电机是步进电机。
6、根据权利要求1所述的焊接机械手，其特征在于：在所述的大摇臂和小摇臂之间还可以设置一个或一个以上的中间摇臂，中间摇臂与大摇臂之间、中间摇臂与小摇臂之间、或中间摇臂与中间摇臂之间也采用电机带动其旋转，采用编码器采集或测量其转动角度信号，并通过控制器控制电机旋转以带动各摇臂的转动。
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