CN206733014U - 数控多轴焊接机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种焊接装置，尤其是数控多轴焊接机械手，包括横向移动装置、纵向直线模组、竖直升降装置和焊枪固定装置，所述横向移动装置安装在底座上，所述竖直升降装置安装在横向移动装置上，所述纵向直线模组安装在竖直升降装置上，所述焊枪固定装置安装在纵向直线模组的一端，焊枪固定装置上装有焊枪。本实用新型提供的数控多轴焊接机械手结构简单可靠、运行平稳、维护成本低、使用方便、焊接效率高、自动化程度高、速度快、加工精度高，模块化结构便于批量生产，降低生产成本。

Description

数控多轴焊接机械手

技术领域

本实用新型涉及一种焊接装置，尤其是数控多轴焊接机械手。

背景技术

近年来，焊接自动化、智能化技术的快速发展，加快促进了各行各业在焊接自动化、智能化焊接装备的应用，国内工程机械、汽车零部件、轨道交通、钢结构、金属制品等行业均采用国外进口关节焊接机械手实现焊件的智能化焊接，如ABB、KUKA、FANUC、安川等。但由于智能焊接机械手依赖于从国外进口，同时国外厂商在该领域的焊接工艺、***集成等方面积累了十分丰富的工程经验，因此制造业领域应用的焊接自动化装备基本被国外厂商所垄断。

国外进口机械手缺点：1、采购成本高；2、操作繁琐需要专业编程人员；3、维护/维修周期长。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种成本低、使用简单、维修周期短的数控多轴焊接机械手，具体技术方案为：

数控多轴焊接机械手，包括横向移动装置、纵向直线模组、竖直升降装置和焊枪固定装置，所述横向移动装置安装在底座上，所述竖直升降装置安装在横向移动装置上，所述纵向直线模组安装在竖直升降装置上，所述焊枪固定装置安装在纵向直线模组的一端，焊枪固定装置上装有焊枪。

优选的，所述横向移动装置包括横向滑台、同步带和横向驱动装置，所述横向滑台安装横向滑块上，横向滑块安装在横向直线导轨上，所述横向直线导轨安装在底座上，所述横向驱动装置安装在横向滑台上，所述同步带的两端固定在底座的两端，同步带与横向驱动装置连接；所述横向驱动装置包括伺服电机、同步带轮和过桥轮，所述伺服电机与行星减速机连接，行星减速机与同步带轮连接，所述过桥轮设有两个，过桥轮对称安装在同步带轮的两侧，所述同步带轮的中心线与两个过桥轮的中心线不在同一个平面，即同步带轮的中心线与两个过桥轮的中心线成等腰三角形，所述同步带穿过过桥轮压在同步带轮上。

优选的，所述同步带压在同步带固定板和压板之间，所述同步带固定板上设有齿槽，所述同步带的齿卡在齿槽内。

优选的，所述竖直升降装置包括竖直滑台、滚珠丝杆和竖向直线导轨，所述滚珠丝杆固定在竖板上，所述竖向直线导轨固定在滚珠丝杆的两侧，所述竖直滑台通过竖向滑块安装在竖向直线导轨上，并且与丝杆螺母连接，所述滚珠丝杆通过联轴器与行星减速机连接，所述行星减速机与伺服电机连接，所述竖板固定在竖向连接座上，所述竖向连接座固定在横向移动装置上，所述竖直滑台上装有纵向直线模组。

优选的，所述竖直滑台上装有极限感应板，所述竖板上装有极限接近开关，所述极限接近开关检测极限感应板。

优选的，所述焊枪固定装置包括焊枪连接座、减速机连接座和焊枪夹持装置，所述焊枪连接座固定在纵向直线模组的一端，焊枪连接座上装有伺服电机，所述伺服电机与行星减速机连接，所述减速机连接座安装在行星减速机的输出轴上，所述焊枪夹持装置安装在减速机连接座上，所述焊枪夹持装置上装有焊枪。

其中，所述行星减速机上装有零位接近开关，所述减速机连接座上装有零位感应板，所述零位接近开关检测零位感应板。

优选的，所述焊枪夹持装置包括夹持板、阻尼板和焊枪固定座，所述夹持板的两端设有通孔，所述阻尼板安装在夹持板的两端，且在夹持板的同一侧，所述夹持板另一侧的两端分别与减速机连接座和焊枪固定座连接，所述阻尼板通过螺钉分别与减速机连接座和焊枪固定座连接，所述焊枪固定座上装有焊枪。

进一步，还包括焊枪管支架和送丝机，所述焊枪管支架固定在纵向直线模组的一端，所述送丝机固定在纵向直线模组的另一端。

横向移动装置采用同步带传动，同步带传动的精度高，平稳，与滚珠丝杆比较价格便宜，实现高精度、高速运行、低噪音。

通过过桥轮提高同步带与同步带轮之间的接触面，从而提高传动的精度，并防止同步带与同步带轮打滑。

同步带固定板上设有齿槽，能将同步带稳定的固定，防止时间长了同步带位置发生变化导致横向移动装置的移动精度降低。

竖直升降装置采用滚珠丝杆和直线导轨配合的模式，滚珠丝杆能够提升重物，并且精度高，有效提高重复定位精度和使用寿命，并能降低机器噪音。

极限接近开关和极限感应板防止竖直滑台超出行程造成损坏，同时也能对竖直方向进行零位的校准。

减速机连接座能进行360度旋转，提高焊枪的使用范围，实现四轴功能。

焊枪夹持装置能够调整焊枪的角度，使焊枪处于最佳的焊接角度，提高焊接质量。焊枪为气保焊枪。

数控多轴焊接机械手是一台数字化，类似于四轴关节机器人，同时联动并高效实现各类平面2D及空间3D圆弧焊接的专用数控焊接设备。配合PLC可以实现复杂顺序的动作要求，实现焊件的焊接智能化，提高生产效率。

采用示教型编程方式，只要用手动按焊接轨迹走一次并采入各移动点，***自动记录焊接轨迹，大大节省编程时间，学习简单。

数控多轴焊接机械手包括以下优点：

1、该数控多轴焊接机械手的成本是国外进口关节机械手的50%，大大降低了设备采购成本；

2、焊接效率、产品焊接质量与进口关节机械手等同，并且操作简单、稳定性高，只需普通工人就能够操作，无需专业焊工及专业编程人员；

3、安装方式采用落地式安装，部件集成化、提高了机器的灵活性、维护/维修周期短。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的数控多轴焊接机械手结构简单可靠、运行平稳、维护成本低、使用方便、焊接效率高、自动化程度高、速度快、加工精度高，模块化结构便于批量生产，降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是横向移动装置的结构示意图；

图3是横向驱动装置的放大结构示意图；

图4是竖直升降装置的放大结构示意图；

图5是焊枪固定装置的放大结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1至图5所示，数控多轴焊接机械手，包括横向移动装置、纵向直线模组3、竖直升降装置和焊枪固定装置。

所述横向移动装置包括横向滑台13、同步带16和横向驱动装置，所述横向滑台13安装横向滑块上，横向滑块安装在横向直线导轨12上，所述横向直线导轨12安装在底座11上，所述横向驱动装置安装在横向滑台13上，所述同步带16的两端固定在底座11的两端，同步带16与横向驱动装置连接。横向直线导轨12设有两根，对称安装在同步带16的两侧。横向直线导轨12上装有风琴防尘罩17。

所述横向驱动装置包括伺服电机、同步带轮41和过桥轮42，所述伺服电机与行星减速机连接，行星减速机固定在驱动箱43上，行星减速机的输出轴与同步带轮41连接，同步带轮41和过桥轮42均安装在驱动箱43上，驱动箱43采用铝铸件加工而成，驱动箱43安装在横向滑台13上。所述过桥轮42设有两个，过桥轮42对称安装在同步带轮41的两侧，所述同步带轮41的中心线与两个过桥轮42的中心线不在同一个平面，即同步带轮41的中心线与两个过桥轮42的中心线成等腰三角形，所述同步带16穿过过桥轮42压在同步带轮41上。

所述同步带16压在同步带固定板14和压板15之间，所述同步带固定板14上设有齿槽，所述同步带16的齿卡在齿槽内。

所述竖直升降装置包括竖直滑台25、滚珠丝杆23和竖向直线导轨21，所述滚珠丝杆23固定在竖板24上，所述竖向直线导轨21固定在滚珠丝杆23的两侧，所述竖直滑台25通过竖向滑块22安装在竖向直线导轨21上，并且与丝杆螺母连接，所述滚珠丝杆23通过联轴器与行星减速机连接，所述行星减速机与伺服电机连接，所述竖板24固定在竖向连接座28上，所述竖向连接座28固定在横向滑台13上，所述竖直滑台25上装有极限感应板27，所述竖板24上装有极限接近开关26，所述极限接近开关26检测极限感应板27。所述竖直滑台25上装有纵向直线模组3。

纵向直线模组3的一端装有焊枪管支架61，另一端装有送丝机62。

所述焊枪固定装置包括焊枪连接座51、减速机连接座52和焊枪夹持装置，所述焊枪连接座51固定在纵向直线模组3的一端，焊枪连接座51上装有伺服电机，所述伺服电机与行星减速机连接，所述减速机连接座52安装在行星减速机的输出轴上，所述焊枪夹持装置安装在减速机连接座52上，所述行星减速机上装有零位接近开关53，所述减速机连接座52上装有零位感应板54，所述零位接近开关53检测零位感应板54。

所述焊枪夹持装置包括夹持板55、阻尼板58和焊枪固定座56，所述夹持板55的两端设有通孔，所述阻尼板58安装在夹持板55的两端，且在夹持板55的同一侧，所述夹持板55另一侧的两端分别与减速机连接座52和焊枪固定座56连接，所述阻尼板58通过螺钉分别与减速机连接座52和焊枪固定座56连接，所述焊枪固定座56上装有焊枪57。

竖直滑台25、竖板24、竖向连接座28和驱动箱43均采用铝铸件，减轻电机惯量，提高升降的负载重量，保证设备的稳定性，并提高运行速度。

通过过桥轮42提高同步带16与同步带轮41之间的接触面，从而提高传动的精度，并防止同步带16与同步带轮41打滑。

同步带固定板14上设有齿槽，能将同步带16稳定的固定，防止时间长了同步带16位置发生变化导致横向移动装置的移动精度降低。

竖直升降装置采用滚珠丝杆23能够提升重物，并且精度高，有效提高重复定位精度和使用寿命，并能降低机器噪音。

极限接近开关26和极限感应板27防止竖直滑台25超出行程造成损坏，同时也能对竖直方向进行零位的校准。

减速机连接座52能进行360度旋转，提高焊枪57的使用范围，实现四轴功能，减速机连接座52与行星减速机连接保证焊枪57旋转不受电缆阻力，防止打滑或丢步等现象。

焊枪夹持装置能够调整焊枪57的角度，使焊枪57处于最佳的焊接角度，提高焊接质量。调整焊枪57时，松开夹持板55两端的螺钉，调整到位后再拧紧螺钉。阻尼板58能保持焊枪57的位置。

采用伺服电机提高控制精度，采用行星减速机提高输出扭矩，同时保证精度。

Claims (9)

1.数控多轴焊接机械手，其特征在于，包括横向移动装置、纵向直线模组（3）、竖直升降装置和焊枪固定装置，所述横向移动装置安装在底座（11）上，所述竖直升降装置安装在横向移动装置上，所述纵向直线模组（3）安装在竖直升降装置上，所述焊枪固定装置安装在纵向直线模组（3）的一端，焊枪固定装置上装有焊枪（57）。

2.根据权利要求1所述的数控多轴焊接机械手，其特征在于，所述横向移动装置包括横向滑台（13）、同步带（16）和横向驱动装置，所述横向滑台（13）安装横向滑块上，横向滑块安装在横向直线导轨（12）上，所述横向直线导轨（12）安装在底座（11）上，所述横向驱动装置安装在横向滑台（13）上，所述同步带（16）的两端固定在底座（11）的两端，同步带（16）与横向驱动装置连接；所述横向驱动装置包括伺服电机、同步带轮（41）和过桥轮（42），所述伺服电机与行星减速机连接，行星减速机与同步带轮（41）连接，所述过桥轮（42）设有两个，过桥轮（42）对称安装在同步带轮（41）的两侧，所述同步带轮（41）的中心线与两个过桥轮（42）的中心线不在同一个平面，即同步带轮（41）的中心线与两个过桥轮（42）的中心线成等腰三角形，所述同步带（16）穿过过桥轮（42）压在同步带轮（41）上。

3.根据权利要求2所述的数控多轴焊接机械手，其特征在于，所述同步带（16）压在同步带固定板（14）和压板（15）之间，所述同步带固定板（14）上设有齿槽，所述同步带（16）的齿卡在齿槽内。

4.根据权利要求1所述的数控多轴焊接机械手，其特征在于，所述竖直升降装置包括竖直滑台（25）、滚珠丝杆（23）和竖向直线导轨（21），所述滚珠丝杆（23）固定在竖板（24）上，所述竖向直线导轨（21）固定在滚珠丝杆（23）的两侧，所述竖直滑台（25）通过竖向滑块（22）安装在竖向直线导轨（21）上，并且与丝杆螺母连接，所述滚珠丝杆（23）通过联轴器与行星减速机连接，所述行星减速机与伺服电机连接，所述竖板（24）固定在竖向连接座（28）上，所述竖向连接座（28）固定在横向移动装置上，所述竖直滑台（25）上装有纵向直线模组（3）。

5.根据权利要求4所述的数控多轴焊接机械手，其特征在于，所述竖直滑台（25）上装有极限感应板（27），所述竖板（24）上装有极限接近开关（26），所述极限接近开关（26）检测极限感应板（27）。

6.根据权利要求1所述的数控多轴焊接机械手，其特征在于，所述焊枪固定装置包括焊枪连接座（51）、减速机连接座（52）和焊枪夹持装置，所述焊枪连接座（51）固定在纵向直线模组（3）的一端，焊枪连接座（51）上装有伺服电机，所述伺服电机与行星减速机连接，所述减速机连接座（52）安装在行星减速机的输出轴上，所述焊枪夹持装置安装在减速机连接座（52）上，所述焊枪夹持装置上装有焊枪（57）。

7.根据权利要求6所述的数控多轴焊接机械手，其特征在于，所述行星减速机上装有零位接近开关（53），所述减速机连接座（52）上装有零位感应板（54），所述零位接近开关（53）检测零位感应板（54）。

8.根据权利要求6所述的数控多轴焊接机械手，其特征在于，所述焊枪夹持装置包括夹持板（55）、阻尼板（58）和焊枪固定座（56），所述夹持板（55）的两端设有通孔，所述阻尼板（58）安装在夹持板（55）的两端，且在夹持板（55）的同一侧，所述夹持板（55）另一侧的两端分别与减速机连接座（52）和焊枪固定座（56）连接，所述阻尼板（58）通过螺钉分别与减速机连接座（52）和焊枪固定座（56）连接，所述焊枪固定座（56）上装有焊枪（57）。

9.根据权利要求1所述的数控多轴焊接机械手，其特征在于，还包括焊枪管支架（61）和送丝机（62），所述焊枪管支架（61）固定在纵向直线模组（3）的一端，所述送丝机（62）固定在纵向直线模组（3）的另一端。