一种五轴焊接机器人及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种五轴焊接机器人及其控制方法，包括机座、控制系统、五轴机械臂和焊接机，其中五轴机械臂包括第一至第五臂，每一臂均具有一轴并在各轴的近旁设有马达，在这第一至第五臂中，依序后一臂以前一臂为支点并通过轴连接，各轴均为活动轴并通过相应的马达驱动，马达驱动是通过控制系统发送指令信号来控制每一臂执行移动变位，控制系统还控制所述焊接机，焊接机包括焊枪，焊枪设于第五臂的自由端并随第五臂移动，同时也在控制系统的控制下执行和/或停止焊接操作,藉由构造或控制方法，解决了柔性、占用空间小以及无死角焊接机器人的技术问题，达成了便于制成、易于操作以及提升产品良率、降低制造成本的良好效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，包括机座、控制系统、五轴机械臂和焊接机，其中五轴机械臂包括第一至第五臂，每一臂均具有一轴并在各轴的近旁设有马达，在这第一至第五臂中，依序后一臂以前一臂为支点并通过轴连接，各轴均为活动轴并通过相应的马达驱动，马达驱动是通过控制系统发送指令信号来控制每一臂执行移动变位，控制系统还控制所述焊接机，焊接机包括焊枪，焊枪设于第五臂的自由端并随第五臂移动，同时也在控制系统的控制下执行和/或停止焊接操作,藉由构造或控制方法，解决了柔性、占用空间小以及无死角焊接机器人的技术问题，达成了便于制成、易于操作以及提升产品良率、降低制造成本的良好效果。【专利说明】
本专利技术涉及焊接领域，尤其是指用于焊接的。
技术介绍
自动化焊接机器人在现有技术中已经广泛采用，大大提高了焊接效率和准确率的同时，也保证了操作人员的安全。但是现有技术中的焊接机器人大多结构单一，焊接过程中存在死角。目前，业界亟待解决的是需要一种具有柔性且占用空间小、方便制成、易于操作以及通过机械臂旋转使焊接无死角的焊接机器人。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的主要目的在于提供。为达成上述目的，本专利技术应用的技术方案是:一种五轴焊接机器人，包括控制系统以及以机座为基础设置的五轴机械臂和焊接机，其中:所述五轴机械臂包括第一至第五臂，每一臂均具有一轴并在各轴的近旁设有马达，在这第一至第五臂中，依序后一臂以前一臂为支点并通过轴连接，所述各轴均为活动轴并通过相应的马达驱动，所述马达驱动是通过所述控制系统发送指令信号来控制每一臂执行移动变位，所述控制系统还控制所述焊接机，该焊接机包括焊枪，所述焊枪设于所述第五臂的自由端并随所述第五臂移动，同时也在所述控制系统的控制下执行和/或停止焊接操作。在本专利技术之实施例中优选，所述控制系统包括控制器以及与该控制器电性相连的显示/操作单元、马达驱动单元和焊接机控制单元。在本专利技术之实施例中优选，所述马达驱动单元包括第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器和第五驱动器；所述焊接机控制单元与焊接机电性相连。在本专利技术之实施例中优选，所述第一臂为直立臂，设在所述机座上；所述第二臂为横向臂，其与所述第一臂配合可作正、负180°的扫描移位；所述第三臂为向上倾斜的横向臂，其与第二臂配合可作相向和/或逆向的正、负180°扫描移位；所述第四臂为垂直臂并，其与第三臂配合作可作上、下移位，以及所述第五臂为勾形臂，在所述第四臂的支持下可作横向和/或纵向的正、负180°旋转。在本专利技术之实施例中优选，所述马达为步进马达，并包括第一、第二、第三、第四和第五马达，其中:第一马达设于第一臂并驱动第一轴，第二马达设于第二臂并驱动第二轴，第三马达设于第三臂并驱动第三轴，第四马达设于第四臂并驱动第四轴，以及第五马达设于第五臂并驱动第五轴。在本专利技术之实施例中优选，所述第一驱动器与所述第一马达电性相连，所述第二驱动器与所述第二马达电性相连，所述第三驱动器与所述第三马达电性相连，所述第四驱动器与所述第四马达电性相连，以及所述第五驱动器与所述第五马达电性相连。为达成上述目的，本专利技术应用的技术方案是:一种五轴焊接机器人控制方法，包括: 步骤一:在五轴臂的第一、第二、第三、第四及第五臂上分别安装第一、第二、第三、第四及第五马达，以及还在第五臂上安装有焊枪，第一、第二、第三、第四及第五马达分别驱动五轴臂的第一、第二、第三、第四及第五轴； 步骤二:将第一、第二、第三、第四及第五马达与控制系统的马达驱动单元电性相连，并将具有该焊枪的焊接机与控制系统的焊接机控制单元电性相连，同时马达驱动单元及焊接机控制单元均与控制器电性相连； 步骤三:通过显示/操作单元对控制系统进行操作，该显示/操作单元为触摸显示屏，其显示界面在软件系统的支持下具有读写数据窗口并可呈现读写数据的键盘； 步骤四:通过键盘写入控制参数，进而控制五轴机械臂的第一、第二、第三、第四及第五臂作单独和/或联合运动，使得安装于第五臂上的焊枪能够作点位校准和/或点焊运作，藉此构建五轴机器人的数学模型； 步骤五:经点位示教及程序运算，实现五轴机器人自动控制并完成设定的焊接任务。在本专利技术之实施例中优选，所述控制器包括参数设置模块、点位示教模块、核心运动控制模块、程序设计模块和程序运算模块，以及I/o端口。在本专利技术之实施例中优选，所述参数设置模块依序与点位示教模块、程序设计模块和程序运算模块单向相连，同时所述核心运动控制模块分别与点位示教模块、程序运算模块双向相连，且程序运算模块与I/o端口相连。本专利技术与现有技术相比，其有益的效果是:该五轴焊接机器人，通过第一、第二、第三、第四及第五关节臂的合理配置，使得该五轴焊接机器人的TCP点(焊枪焊接头位置)可以走点自如，其不但拓宽了走点范围，而且还能上下、左右以及俯仰地变换方位，更能直线、弧线以及曲线走点，且走点的运动轨迹匀速。同时该五轴焊接机器人为柔性设计架构，有效节省了其自身占用的空间，从而扩充了焊接空间；在五轴联动时，能使TCP点在三维空间坐标的内任意方向移动，并且同时调整焊枪姿态。从而达成了灵活、机动且方便制成易于操作的良好效果。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例中控制器的立体结构示意图。图2是本专利技术实施例中控制系统的结构示意图。图3是本专利技术实施例中马达驱动及焊接驱动的结构示意图。图4是本专利技术实施例的结构示意图。图5是图1中电路方框结构示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例及附图对本专利技术作进一步详细说明。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术的技术方案，而不应当理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本专利技术的限制。请参阅图1并结合参阅图2、图3、图4及图5所示，本专利技术提供一种五轴焊接机器人，包括控制系统10、五轴机械臂20及焊接机30，该焊接机30包括焊枪31，其中: 所述控制系统10包括控制器11以及分别电性相连该控制器11的显示/操作单元12、马达驱动单元13和焊接机控制单元14，所述马达驱动单元13包括第一驱动器131、第二驱动器132、第三驱动器133、第四驱动器134和第五驱动器135 ;所述焊接机控制单元14与焊接机30电性相连，并藉此指令该焊接机按设计进行焊接作业。所述五轴机械臂20，以焊枪31方便、快捷且无死角地找准焊点为需求，可将其设置为在设定的空间内纵向或横向地自由行走，并针对焊点会在不同角度存在的事实，还将设定控制系统10指令五轴机械臂20及其所携的焊枪31能够进行前、后、左、右或仰势、俯势的灵活变位，以此来应对不同角度的点焊，从而实现焊接机器人能够方便自如且无死角地进行焊接作业的目的。所述五轴机械臂20，以所述机座40为基础，设置第一臂21，再依序后一机械臂以前一机械臂为支点(如第二臂22以第一臂21为支点，第三臂23以第二臂22为支点，第四臂24以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五轴焊接机器人，包括控制系统以及以机座为基础设置的五轴机械臂和焊接机，其特征在于：五轴机械臂包括第一至第五臂，每一臂均具有一轴并在各轴的近旁设有马达，在这第一至第五臂中，依序后一臂以前一臂为支点并通过轴连接，各轴均为活动轴并通过相应的马达驱动，马达驱动是通过控制系统发送指令信号来控制每一臂执行移动变位，控制系统还控制焊接机，焊接机包括焊枪，焊枪设于第五臂的自由端并随第五臂移动，同时也在控制系统的控制下执行和/或停止焊接操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：易卫萍，张炜，
申请(专利权)人：深圳市迈科讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44