三维焊接机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种三维焊接机器人，包括：焊接单元、运动单元和控制单元，所述运动单元包括：基座；第一X轴滑轨组件和第一X轴滑块，所述第一X轴滑轨组件设置在所述基座上；第一Z轴滑轨组件和第一Z轴滑块；第一Y轴滑轨组件和第一Y轴滑块；第二X轴滑轨组件和第二X轴滑块，所述第二X轴滑轨组件通过连接板固定在所述第一Y轴滑块的底部；第二Z轴滑轨组件和第二Z轴滑块；第二Y轴滑轨组件和第二Y轴滑块；动力构件；蜗轮和蜗杆。本发明专利技术具有焊接范围大、焊接精度高的有益效果。

Three dimensional welding robot

The invention discloses a three-dimensional welding robot comprising a welding unit, a moving unit and a control unit, the moving unit comprising a base, a first X-axis sliding rail assembly and a first X-axis sliding block on which the first X-axis sliding rail assembly is arranged, a first Z-axis sliding rail assembly and a first Z-axis sliding block, a first Y-axis sliding rail. Assembly and first Y-axis slider; second X-axis slider assembly and second X-axis slider, the second X-axis slider assembly fixed at the bottom of the first Y-axis slider through a connecting plate; second Z-axis slider assembly and second Z-axis slider; second Y-axis slider assembly and second Y-axis slider; power component; worm wheel and worm. The invention has the advantages of large welding range and high welding accuracy.

【技术实现步骤摘要】
三维焊接机器人
本专利技术涉及一种机器人。更具体地说，本专利技术涉及一种三维焊接机器人，属于机器人

技术介绍
焊接是机械制造领域最常用的技术，汽车、船舶等产品的制造都离不开焊接，然而，采用焊接技术生产产品也存在诸多缺点，例如：成型精度不高、不易形成自动化、人工或半自动作业效率低、焊接产生大量烟雾，对工人身体和环境造成损害、对于高精度和高焊接质量的产品，手工焊接难以保证质量，因此，焊接技术必须朝着过程自动化、智能化方向发展，通过自动化、智能化技术提高焊接质量和效率，改善恶劣工作条件等一系列问题。焊接机器人是一种能够完成焊接操作的自动化装置。焊接机器人由多个关节组成操作手臂或其他形式运动机构，机构末端夹持焊枪等焊接辅助装置，在焊接操作空间内完成工件焊接所要求的焊缝轨迹运动。目前，焊接机器人一般采用通用六关节式机械手臂，或针对特定焊缝轨迹的专用焊接操作机。对于前者，其焊接精度高，但焊接范围相对有限，适用于短距离复杂焊缝的焊接；对于后者，其焊接范围较大，但焊接精度相对不高，适用于简单形状焊缝的焊接。随着焊接制造业朝着规模化、大型化和精密化方向发展，目前迫切需要设计一套能实现大焊接范围、高焊接精度的实用自动化焊接机器人。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种三维焊接机器人，其能实现大范围的焊接操作，而且焊接精度高。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种三维焊接机器人，包括：焊接单元、运动单元和控制单元，所述运动单元包括：基座；第一X轴滑轨组件和第一X轴滑块，所述第一X轴滑轨组件设置在所述基座上，所述第一X轴滑轨组件包括：水平设置的第一X轴滑槽、可转动设置在所述第一X轴滑槽上的闭合X轴同步带，一对X轴同步带轮分布在所述第一X轴滑槽的两端部、且与所述X轴同步带啮合，X轴同步带轮的轴线水平设置，所述第一X轴滑块固定在所述X轴同步带上；第一Z轴滑轨组件和第一Z轴滑块，所述第一Z轴滑轨组件包括：竖直设置的第一Z轴滑槽、可转动设置在所述第一Z轴滑槽上的闭合Z轴同步带，所述第一Z轴滑槽的底端固定在所述第一X轴滑块上，一对Z轴同步带轮分布在所述第一Z轴滑槽的两端部、且与所述Z轴同步带啮合，Z轴同步带轮的轴线水平设置、且与X轴同步带轮的轴线垂直，所述第一Z轴滑块固定在所述Z轴同步带上；第一Y轴滑轨组件和第一Y轴滑块，所述第一Y轴滑轨组件包括：水平设置的第一Y轴滑槽、可转动设置在所述第一Y轴滑槽上的闭合Y轴同步带，所述第一Y轴滑槽与所述第一X轴滑槽和所述第一Z轴滑槽均垂直，所述第一Y轴滑槽的一端固定在所述第一Z轴滑块上，一对Y轴同步带轮分布在所述第一Y轴滑槽的两端部、且与Y轴同步带啮合，Y轴同步带轮的轴线水平设置、且与Z轴同步带轮的轴线平行，所述第一Y轴滑块固定在所述Y轴同步带上；第二X轴滑轨组件和第二X轴滑块，所述第二X轴滑轨组件通过连接板固定在所述第一Y轴滑块的底部，所述第二X轴滑轨组件包括：水平设置的第二X轴滑槽、可旋转设置在所述第二X轴滑槽上的X轴丝杆，所述第二X轴滑槽与所述第一X轴滑槽平行，所述第二X轴滑块套设在所述X轴丝杆上；第二Z轴滑轨组件和第二Z轴滑块，所述第二Z轴滑轨组件包括：竖直设置的第二Z轴滑槽、可旋转设置在所述第二Z轴滑槽上的Z轴丝杆，所述第二Z轴滑槽的顶端固定在所述第二X轴滑块上，所述第二Z轴滑块套设在所述Z轴丝杆上；第二Y轴滑轨组件和第二Y轴滑块，所述第二Y轴滑轨组件包括：水平设置的第二Y轴滑槽、可旋转设置在所述第二Y轴滑槽上的Y轴丝杆，所述第二Y轴滑槽与所述第二X轴滑槽和所述第二Z轴滑槽均垂直，所述第二Y轴滑槽的一端固定在所述第二Z轴滑块上，所述第二Y轴滑块套设在所述Y轴丝杆上；动力构件，其包括：输出轴固定在一个X轴同步带轮上的第一伺服电机、输出轴固定在一个Z轴同步带轮上的第二伺服电机、输出轴固定在一个Y轴同步带轮上的第三伺服电机、输出轴与所述X轴丝杆连接的第四伺服电机、输出轴与所述Z轴丝杆连接的第五伺服电机、输出轴与所述Y轴丝杆连接的第六伺服电机以及固定在所述第二Y轴滑块顶部上的第七伺服电机；蜗轮和蜗杆，所述蜗杆穿过所述第二Y轴滑槽的底部与所述第七伺服电机的输出轴连接，所述第二Y轴滑槽的底部开有条状孔，以使所述蜗杆随所述第二Y轴滑块回来运动，所述蜗轮与所述蜗杆啮合。优选的是，所述焊接单元包括：焊枪、送丝机构和焊接电源，所述焊枪通过连接杆与所述蜗轮的转轴连接，所述送丝机构和所述焊接电源均固定在所述基座上。优选的是，所述控制单元包括：控制器，其控制所述动力构件、所述送丝机构和所述焊接电源的运行。优选的是，所述控制单元还包括：焊缝信息获取模块，其用于获取焊缝位置、尺寸及形状信息；焊枪位置获取模块，其用于获取焊枪的空间位置信息；焊接任务规划模块，其根据焊缝位置、尺寸及形状信息制定焊接工艺；焊接路径规划模块，其根据焊接工艺和焊枪的空间位置信息制定焊接路径；焊接参数设置模块，其根据焊接路径设定焊接参数；生成焊接加工文件模块，其将设定好的焊接参数转换成控制器能够识别的语言，生成焊接加工文件，并输送到控制器中。优选的是，所述第一伺服电机、所述第二伺服电机、所述第三伺服电机、所述第四伺服电机、所述第五伺服电机、所述第六伺服电机以及所述第七伺服电机均为直流伺服电机。优选的是，所述蜗杆为圆柱蜗杆。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)本专利技术提供的三维焊接机器人中，第一X轴滑轨组件和第一X轴滑块、第一Z轴滑轨组件和第一Z轴滑块以及第一Y轴滑轨组件和第一Y轴滑块配合使用，可以使焊枪在三维空间的大范围内进行直线运动，从而实现大范围的焊接操作。(2)本专利技术提供的三维焊接机器人中，第二X轴滑轨组件和第二X轴滑块、第二Z轴滑轨组件和第二Z轴滑块以及第二Y轴滑轨组件和第二Y轴滑块配合使用，可以对焊枪的空间位置进行微调，同时使用蜗轮和蜗杆，可以使焊枪进行偏转和俯仰运动，以保证焊枪能精确到达焊缝处进行焊接操作，从而提高焊接精度。(3)本专利技术提供的三维焊接机器人能实现大范围的焊接操作，而且焊接精度高，是一种自动化程度高的实用性焊接机器人。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术其中一种技术方案所述三维焊接机器人的结构示意图；图2为本专利技术其中一种技术方案所述控制单元的原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1、2所示，本专利技术提供了一种三维焊接机器人，包括：焊接单元、运动单元和控制单元，其特征在于，所述运动单元包括：基座；第一X轴滑轨组件和第一X轴滑块1，所述第一X轴滑轨组件设置在所述基座上，所述第一X轴滑轨组件包括：水平设置的第一X轴滑槽2、可转动设置在所述第一X轴滑槽2上的闭合X轴同步带，一对X轴同步带轮分布在所述第一X轴滑槽2的两端部、且与所述X轴同步带啮合，以使一对X轴同步带轮运动时带动X轴同步带运动，X轴同步带轮的轴线水平设置，所述第一X轴滑块1固定在所述X轴同步带上，以使第一X轴滑块1在X轴同步带的驱动下在X轴方向做来回运动；第一Z轴滑轨组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三维焊接机器人，包括：焊接单元、运动单元和控制单元，其特征在于，所述运动单元包括：基座；第一X轴滑轨组件和第一X轴滑块，所述第一X轴滑轨组件设置在所述基座上，所述第一X轴滑轨组件包括：水平设置的第一X轴滑槽、可转动设置在所述第一X轴滑槽上的闭合X轴同步带，一对X轴同步带轮分布在所述第一X轴滑槽的两端部、且与所述X轴同步带啮合，X轴同步带轮的轴线水平设置，所述第一X轴滑块固定在所述X轴同步带上；第一Z轴滑轨组件和第一Z轴滑块，所述第一Z轴滑轨组件包括：竖直设置的第一Z轴滑槽、可转动设置在所述第一Z轴滑槽上的闭合Z轴同步带，所述第一Z轴滑槽的底端固定在所述第一X轴滑块上，一对Z轴同步带轮分布在所述第一Z轴滑槽的两端部、且与所述Z轴同步带啮合，Z轴同步带轮的轴线水平设置、且与X轴同步带轮的轴线垂直，所述第一Z轴滑块固定在所述Z轴同步带上；第一Y轴滑轨组件和第一Y轴滑块，所述第一Y轴滑轨组件包括：水平设置的第一Y轴滑槽、可转动设置在所述第一Y轴滑槽上的闭合Y轴同步带，所述第一Y轴滑槽与所述第一X轴滑槽和所述第一Z轴滑槽均垂直，所述第一Y轴滑槽的一端固定在所述第一Z轴滑块上，一对Y轴同步带轮分布在所述第一Y轴滑槽的两端部、且与Y轴同步带啮合，Y轴同步带轮的轴线水平设置、且与Z轴同步带轮的轴线平行，所述第一Y轴滑块固定在所述Y轴同步带上；第二X轴滑轨组件和第二X轴滑块，所述第二X轴滑轨组件通过连接板固定在所述第一Y轴滑块的底部，所述第二X轴滑轨组件包括：水平设置的第二X轴滑槽、可旋转设置在所述第二X轴滑槽上的X轴丝杆，所述第二X轴滑槽与所述第一X轴滑槽平行，所述第二X轴滑块套设在所述X轴丝杆上；第二Z轴滑轨组件和第二Z轴滑块，所述第二Z轴滑轨组件包括：竖直设置的第二Z轴滑槽、可旋转设置在所述第二Z轴滑槽上的Z轴丝杆，所述第二Z轴滑槽的顶端固定在所述第二X轴滑块上，所述第二Z轴滑块套设在所述Z轴丝杆上；第二Y轴滑轨组件和第二Y轴滑块，所述第二Y轴滑轨组件包括：水平设置的第二Y轴滑槽、可旋转设置在所述第二Y轴滑槽上的Y轴丝杆，所述第二Y轴滑槽与所述第二X轴滑槽和所述第二Z轴滑槽均垂直，所述第二Y轴滑槽的一端固定在所述第二Z轴滑块上，所述第二Y轴滑块套设在所述Y轴丝杆上；动力构件，其包括：输出轴固定在一个X轴同步带轮上的第一伺服电机、输出轴固定在一个Z轴同步带轮上的第二伺服电机、输出轴固定在一个Y轴同步带轮上的第三伺服电机、输出轴与所述X轴丝杆连接的第四伺服电机、输出轴与所述Z轴丝杆连接的第五伺服电机、输出轴与所述Y轴丝杆连接的第六伺服电机以及固定在所述第二Y轴滑块顶部上的第七伺服电机；蜗轮和蜗杆，所述蜗杆穿过所述第二Y轴滑槽的底部与所述第七伺服电机的输出轴连接，所述第二Y轴滑槽的底部开有条状孔，以使所述蜗杆随所述第二Y轴滑块回来运动，所述蜗轮与所述蜗杆啮合。...

【技术特征摘要】
1.三维焊接机器人，包括：焊接单元、运动单元和控制单元，其特征在于，所述运动单元包括：基座；第一X轴滑轨组件和第一X轴滑块，所述第一X轴滑轨组件设置在所述基座上，所述第一X轴滑轨组件包括：水平设置的第一X轴滑槽、可转动设置在所述第一X轴滑槽上的闭合X轴同步带，一对X轴同步带轮分布在所述第一X轴滑槽的两端部、且与所述X轴同步带啮合，X轴同步带轮的轴线水平设置，所述第一X轴滑块固定在所述X轴同步带上；第一Z轴滑轨组件和第一Z轴滑块，所述第一Z轴滑轨组件包括：竖直设置的第一Z轴滑槽、可转动设置在所述第一Z轴滑槽上的闭合Z轴同步带，所述第一Z轴滑槽的底端固定在所述第一X轴滑块上，一对Z轴同步带轮分布在所述第一Z轴滑槽的两端部、且与所述Z轴同步带啮合，Z轴同步带轮的轴线水平设置、且与X轴同步带轮的轴线垂直，所述第一Z轴滑块固定在所述Z轴同步带上；第一Y轴滑轨组件和第一Y轴滑块，所述第一Y轴滑轨组件包括：水平设置的第一Y轴滑槽、可转动设置在所述第一Y轴滑槽上的闭合Y轴同步带，所述第一Y轴滑槽与所述第一X轴滑槽和所述第一Z轴滑槽均垂直，所述第一Y轴滑槽的一端固定在所述第一Z轴滑块上，一对Y轴同步带轮分布在所述第一Y轴滑槽的两端部、且与Y轴同步带啮合，Y轴同步带轮的轴线水平设置、且与Z轴同步带轮的轴线平行，所述第一Y轴滑块固定在所述Y轴同步带上；第二X轴滑轨组件和第二X轴滑块，所述第二X轴滑轨组件通过连接板固定在所述第一Y轴滑块的底部，所述第二X轴滑轨组件包括：水平设置的第二X轴滑槽、可旋转设置在所述第二X轴滑槽上的X轴丝杆，所述第二X轴滑槽与所述第一X轴滑槽平行，所述第二X轴滑块套设在所述X轴丝杆上；第二Z轴滑轨组件和第二Z轴滑块，所述第二Z轴滑轨组件包括：竖直设置的第二Z轴滑槽、可旋转设置在所述第二Z轴滑槽上的Z轴丝杆，所述第二Z轴滑槽的顶端固定在所述第二X轴滑块上，所述第二Z轴滑块套设在所述Z轴丝杆上；第二Y轴滑轨组件和第二Y轴滑块，所述第二Y轴滑轨组件包括：水平设置的第二Y轴滑槽、可旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：于相武，
申请(专利权)人：众宏上海自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31