专利名称：一种简易点焊机器人机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业焊接机器人领域，特别是一种简易点焊机器人机构。
背景技术：
焊接机器人是从事焊接，包括切割与喷涂的工业机器人。根据国际标准化组织 (ISO)工业机器人术语标准的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操 作机(Manipulator)，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。点焊对所用的机 器人的要求不是很高。因为点焊只需点位控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严 格要求，世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节式机器人，绝大部分有6个轴。其 中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊 接机器人本体的机械结构主要有两种形式一种为平行四边形结构，一种为侧置式或摆式 结构，侧置式或摆式结构的主要优点是上、下臂的活动范围大，使机器人的工作空间几乎能 达一个球体。但是这种侧置式机器人为悬臂结构，降低了机器人的刚度，一般适用于负载较 小的机器人。传统关节式焊接机器人都需将电机安装在关节处，这样使得机器人结构存在 转动惯量大、误差累计大等不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简易点焊机器人机构，它能够避免传统关节式焊接机 器人的转动惯量大、误差累计大、刚度性能差等不足。并且能有效降低所述机构工作杆件的 重量，实现准确定位，提高工作效率。本发明通过以下技术方案达到上述目的一种简易点焊机器人机构，包括第一焊 枪架位置调节机构和姿态调节机构、第二焊枪架位置调节机构和架姿态调节机构、焊枪架 和机架。所述机架安装在回转平台上，实现整个机器人空间五自由度运动。所述第一焊枪架位置调节机构由第一伺服电机、第一主动杆、第一连杆、第二连 杆、滑块、摆动架和机架连接而成，第一主动杆一端通过第一转动副与第一伺服电机连接， 第一伺服电机安装在机架上，第一主动杆另一端通过第二转动副与第一连杆连接，第一连 杆另一端通过第三转动副与第二连杆连接，第二连杆中部通过第四转动副与滑块连接，滑 块通过滑动副与机架连接，第二连杆另一端通过第十五转动副与摆动架连接。所述第一焊枪架姿态调节机构由第三伺服电机、第三主动杆、第四连杆和摆动架 组成，第三主动杆一端通过第八转动副与第三伺服电机连接，第三伺服电机安装在机架上， 第三主动杆另一端通过第九转动副与第四连杆连接，第四连杆另一端通过第十转动副与摆 动架连接。所述第二焊枪架位置调节机构由第二伺服电机、第二主动杆、第三连杆、滑块和机 架组成，第二主动杆一端通过第五转动副与第二伺服电机连接，第二伺服电机安装在机架 上，第二主动杆另一端通过第六转动副与第三连杆连接，第三连杆另一端通过第七转动副 与滑块连接，滑块通过滑动副与机架连接。
所述第二焊枪架姿态调节机构由第四伺服电机、第四主动杆、第五连杆、三角架、 滑块、第六连杆、转动架、摆动架组成，第四主动杆一端通过第十一转动副与第四伺服电机 连接，第四伺服电机安装在机架上，第四主动杆另一端通过第十二转动副与第五连杆连接， 第五连杆另一端通过第十三转动副与三角架一端连接，三角架第二端通过第七转动副与滑 块连接，滑块通过滑动副与机架连接，三角架第三端通过第一球面副与第六连杆连接，第六 连杆另一端通过第二球面副与转动架连接，转动架通过第十四转动副与摆动架连接。所述焊枪架由摆动架和转动架组成，摆动架通过第十四转动副与转动架连接，第 十四转动副的轴线与其它转动副的轴线垂直。本发明的突出优点在于1、采用外转动副驱动，电机安装在机架上，能有效降低工作杆件的重量，使工作杆 件转动惯量小，有效提高工作速度和效率。2、与关节式的焊接机器人相比，本发明的工作累积误差小，能实现更精确的定位。3、采用闭环式结构的多自由度可控式机构，其机构刚度性能好。4、结构简单紧凑，加工装配要求低，制造成本低。
图1为本发明所述一种简易点焊机器人机构的结构示意图。图2为本发明所述一种简易点焊机器人机构的第一焊枪架位置调节机构示意图。图3为本发明所述一种简易点焊机器人机构的第一焊枪架姿态调节机构示意图。图4为本发明所述一种简易点焊机器人机构的第二焊枪架位置调节机构示意图。图5为本发明所述一种简易点焊机器人机构的第二焊枪架姿态调节机构示意图。图6为本发明所述一种简易点焊机器人机构安装在回转平台上的第一工作状态 示意图。图7为本发明所述一种简易点焊机器人机构安装在回转平台上的第二工作状态 示意图。图8为本发明所述一种简易点焊机器人机构安装在回转平台上的第三工作状态 示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。对照图1、2、3、4和5，一种简易点焊机器人机构，包括第一焊枪架位置调节机构、 第二焊枪架位置调节机构、第一焊枪架姿态调节机构、第二焊枪架姿态调节机构、焊枪架和 机架2。所述机架2可安装在回转平台1上，实现整个机器人空间五自由度运动。对照图1、2，所述第一焊枪架位置调节机构由第一伺服电机3、第一主动杆5、第一 连杆36、第二连杆7、滑块35、摆动架10和机架2连接而成，第一主动杆5 —端通过第一转 动副4与第一伺服电机3连接，第一伺服电机3安装在机架2上，第一主动杆5另一端通过 第二转动副6与第一连杆36连接，第一连杆36另一端通过第三转动副37与第二连杆7连 接，第二连杆7中部通过第四转动副8与滑块35连接，滑块35通过滑动副38与机架2连 接，第二连杆7另一端通过第十五转动副9与摆动架10连接。
对照图1、4，所述第一焊枪架姿态调节机构由第三伺服电机11、第三主动杆13、第 四连杆15和摆动架10组成，第三主动杆13 —端通过第八转动副12与第三伺服电机11连 接，第三伺服电机11安装在机架2上，第三主动杆13另一端通过第九转动副14与第四连 杆15连接，第四连杆15另一端通过第十转动副16与摆动架10连接。对照图1、3，所述第二焊枪架位置调节机构由第二伺服电机20、第二主动杆22、第 三连杆对、滑块35和机架2组成，第二主动杆22 —端通过第五转动副21与第二伺服电机 20连接，第二伺服电机20安装在机架2上，第二主动杆22另一端通过第六转动副23与第 三连杆M连接，第三连杆M另一端通过第七转动副25与滑块35连接，滑块35通过滑动 副38与机架2连接。对照图1、5，所述第二焊枪架姿态调节机构由第四伺服电机四、第四主动杆31、第 五连杆33、三角架沈、滑块35、第六连杆观、转动架18、摆动架10组成，第四主动杆31 —端 通过第十一转动副30与第四伺服电机四连接，第四伺服电机四安装在机架2上，第四主 动杆31另一端通过第十二转动副32与第五连杆33连接，第五连杆33另一端通过第十三 转动副34与三角架沈一端连接，三角架沈第二端通过第七转动副25与滑块35连接，滑 块35通过滑动副38与机架2连接，三角架沈第三端通过第一球面副27与第六连杆28连 接，第六连杆观另一端通过第二球面副19与转动架18连接，转动架18通过第十四转动副 17与摆动架10连接。对照图1、和3，所述焊枪架由摆动架10和转动架18组成，摆动架10通过第十四 转动副17与转动架18连接。对照图6、7和8，所述一种简易点焊机器人机构四台伺服电机联动可实现两平动、 两转动的动作。将机架2安装在回转平台1上可实现空间五自由度的动作，能完成较复杂 的焊接工作。对照图1、6、7和8，所述一种简易点焊机器人机构的第一焊枪架位置调节机构和 第二焊枪架位置调节机构将焊枪架送至所需位置，第一焊枪架姿态调节机构第二焊枪架姿 态调节机构可使焊接架做摆动或转动的动作，调节焊枪至便于工作的角度。重复上述动作 完成送焊枪至不同点的工作。
权利要求
1. 一种简易点焊机器人机构，其特征在于，包括第一焊枪架位置调节机构和姿态调节 机构、第二焊枪架位置调节机构和架姿态调节机构、焊枪架和机架，其结构和连接方式为所述第一焊枪架位置调节机构由第一伺服电机、第一主动杆、第一连杆、第二连杆、滑 块、摆动架和机架连接而成，第一主动杆一端通过第一转动副与第一伺服电机连接，第一伺 服电机安装在机架上，第一主动杆另一端通过第二转动副与第一连杆连接，第一连杆另一 端通过第三转动副与第二连杆连接，第二连杆中部通过第四转动副与滑块连接，滑块通过 滑动副与机架连接，第二连杆另一端通过第十五转动副与摆动架连接，所述第一焊枪架姿态调节机构由第三伺服电机、第三主动杆、第四连杆和摆动架组成， 第三主动杆一端通过第八转动副与第三伺服电机连接，第三伺服电机安装在机架上，第三 主动杆另一端通过第九转动副与第四连杆连接，第四连杆另一端通过第十转动副与摆动架 连接，所述第二焊枪架位置调节机构由第二伺服电机、第二主动杆、第三连杆、滑块和机架组 成，第二主动杆一端通过第五转动副与第二伺服电机连接，第二伺服电机安装在机架上，第 二主动杆另一端通过第六转动副与第三连杆连接，第三连杆另一端通过第七转动副与滑块 连接，滑块通过滑动副与机架连接，所述第二焊枪架姿态调节机构由第四伺服电机、第四主动杆、第五连杆、三角架、滑块、 第六连杆、转动架、摆动架组成，第四主动杆一端通过第十一转动副与第四伺服电机连接， 第四伺服电机安装在机架上，第四主动杆另一端通过第十二转动副与第五连杆连接，第五 连杆另一端通过第十三转动副与三角架一端连接，三角架第二端通过第七转动副与滑块连 接，滑块通过滑动副与机架连接，三角架第三端通过第一球面副与第六连杆连接，第六连杆 另一端通过第二球面副与转动架连接，转动架通过第十四转动副与摆动架连接，所述焊枪架由摆动架和转动架组成，摆动架通过第十四转动副与转动架连接，第十四 转动副的轴线与其它转动副的轴线垂直。
全文摘要
本发明涉及一种简易点焊机器人机构，包括第一焊枪架位置调节机构和姿态调节机构、第二焊枪架位置调节机构和架姿态调节机构、焊枪架和机架。所述焊枪架由摆动架和转动架组成，摆动架通过第十四转动副与转动架连接，摆动架通过第十五转动副与第一焊枪架位置调节机构连接，摆动架通过第十转动副与第一焊枪架姿态调节机构连接，转动架通过第二球面副与第二焊枪架姿态调节机构连接，焊枪装在转动架上。所述一种简易点焊机器人机构为外转动副驱动，所有伺服电机都安装在机架上，能有效降低工作杆件的重量，实现准确定位，提高工作效率。
文档编号B23K37/00GK102091899SQ20101060025
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者张 林, 李岩舟, 温芳, 潘宇晨, 王汝贵, 王红州, 苏文桂, 蔡敢为, 陈渊 申请人:广西大学