一種基于Stewart 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手，包括六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)和焊接執(zhí)行裝置；所述的焊接執(zhí)行裝置位于六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)正下方，且焊接執(zhí)行裝置與六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)固連。本發(fā)明可進(jìn)行靈活焊接作業(yè)，且焊接時(shí)整體位置可調(diào)節(jié)，局部位置運(yùn)動(dòng)靈活，穩(wěn)定性高，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)一邊焊接一邊給送焊絲的功能，焊接效率高，焊接質(zhì)量好，且其焊接執(zhí)行裝置通過送絲驅(qū)動(dòng)輪的嚙合旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了焊絲從儲絲機(jī)構(gòu)上垂直由上往下的輸送，且通過伺服電機(jī)可帶動(dòng)焊槍的局部轉(zhuǎn)動(dòng)，便于焊接的靈活性，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)一邊焊接一邊給送焊絲的功能。
【專利說明】
一種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手。【背景技術(shù)】
[0002]焊接也稱作熔接或者镕接，焊接是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù);現(xiàn)代焊接的能量來源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等，除了在工廠中使用外，焊接還可以在多種環(huán)境下進(jìn)行， 如野外、水下和太空，無論在何處，焊接都可能給操作者帶來危險(xiǎn)，所以在進(jìn)行焊接時(shí)必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過度等。對于目前的焊接多采用人工焊接，這樣不僅占用了大量的人工成本，焊接效率低，焊接質(zhì)量差，而且由于人工焊接，在焊接過程中常伴有危險(xiǎn)事故產(chǎn)生，給焊接工人帶來了一定的人身危險(xiǎn)。鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手。
[0004]本發(fā)明所要解決其技術(shù)問題所采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。[00〇5]—種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手，包括六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)和焊接執(zhí)行裝置;所述的焊接執(zhí)行裝置位于六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)正下方，且焊接執(zhí)行裝置與六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)固連。
[0006]進(jìn)一步，所述的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括定平臺、動(dòng)平臺、連接座、上球鉸鏈、電動(dòng)推桿、擋盤座、下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數(shù)量為三，上球鉸鏈、電動(dòng)推桿、擋盤座和下球鉸鏈的數(shù)量均為六，所述的定平臺和動(dòng)平臺均呈圓形狀結(jié)構(gòu)，連接座安裝在定平臺的下端面上，且連接座在定平臺上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動(dòng)平臺上端面上，且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯(cuò)，且三角座呈正三角形柱體結(jié)構(gòu)，三角座沿其垂直中心線分別對稱設(shè)置有傾斜面，傾斜面上開設(shè)有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動(dòng)推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動(dòng)推桿頂端與擋盤座上端相連接，擋盤座下端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電動(dòng)推桿上，且限位彈簧一端與電動(dòng)推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接;六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用6-SPS的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比剛度大，六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)靈活性高、承載能力強(qiáng)且微動(dòng)精度高，六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)空間小、運(yùn)動(dòng)速度快和運(yùn)動(dòng)靈活性好，在本發(fā)明中，通過六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)焊接執(zhí)行裝置在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，便于焊接執(zhí)行裝置在焊接時(shí)局部精準(zhǔn)微小尺寸小方位的調(diào)節(jié)。
[0007]進(jìn)一步，所述的焊接執(zhí)行裝置包括伺服電機(jī)、焊槍、儲絲機(jī)構(gòu)和送絲機(jī)構(gòu);所述的伺服電機(jī)與焊槍上端相連接，儲絲機(jī)構(gòu)位于送絲機(jī)構(gòu)正上方；所述的儲絲機(jī)構(gòu)包括U型耳座、儲絲轉(zhuǎn)軸和儲絲輪，儲絲輪通過儲絲轉(zhuǎn)軸安裝在U型耳座上，儲絲機(jī)構(gòu)主要用于焊絲的儲放;所述的送絲機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向管、焊絲、送絲導(dǎo)軌、送絲耳座、送絲驅(qū)動(dòng)輪和送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)，焊絲一端纏繞在儲絲輪上，焊絲另一端穿過導(dǎo)向管，導(dǎo)向管材質(zhì)為PP塑料材料，送絲導(dǎo)軌、送絲耳座、送絲驅(qū)動(dòng)輪和送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量均為二，送絲導(dǎo)軌分別位于焊絲左右兩偵L送絲耳座上端設(shè)置有送絲導(dǎo)塊，送絲導(dǎo)塊安裝在送絲導(dǎo)軌上，送絲耳座下端為倒立的U 型結(jié)構(gòu)，送絲驅(qū)動(dòng)輪前后兩端分別對稱設(shè)置有轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿安裝在送絲耳座上，送絲驅(qū)動(dòng)輪沿其中心軸線呈周向方向分別均勻設(shè)置有驅(qū)動(dòng)柱，且驅(qū)動(dòng)柱呈半圓形柱體結(jié)構(gòu)，送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸與送絲驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)桿相連接;具體焊接時(shí)，通過送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)送絲驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樗徒z驅(qū)動(dòng)輪上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)柱，且兩個(gè)送絲驅(qū)動(dòng)輪對稱嚙合安裝，所以通過送絲驅(qū)動(dòng)輪的嚙合旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了焊絲從儲絲機(jī)構(gòu)上垂直由上往下的輸送，且通過伺服電機(jī)可帶動(dòng)焊槍的局部轉(zhuǎn)動(dòng)，便于焊接的靈活性。
[0008]具體焊接操作時(shí)，通過六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)焊接執(zhí)行裝置在空間內(nèi)三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，起到了對焊接執(zhí)行裝置在執(zhí)行焊接作業(yè)時(shí)的靈活運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)尺寸方位精準(zhǔn)，起到了良好的焊接位置調(diào)節(jié)的效果，提高了焊接的質(zhì)量，在焊接執(zhí)行作業(yè)中，通過焊接執(zhí)行裝置可實(shí)現(xiàn)一邊焊接一邊給送焊絲的功能，焊接效率高，焊接質(zhì)量好。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010](1)本發(fā)明可進(jìn)行靈活焊接作業(yè)，且焊接時(shí)整體位置可調(diào)節(jié)，局部位置運(yùn)動(dòng)靈活， 穩(wěn)定性高，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)一邊焊接一邊給送焊絲的功能，焊接效率高，焊接質(zhì)量好。
[0011](2)本發(fā)明的焊接執(zhí)行裝置通過送絲驅(qū)動(dòng)輪的嚙合旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了焊絲從儲絲機(jī)構(gòu)上垂直由上往下的輸送，且通過伺服電機(jī)可帶動(dòng)焊槍的局部轉(zhuǎn)動(dòng)，便于焊接的靈活性，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)一邊焊接一邊給送焊絲的功能。
[0012](3)本發(fā)明的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用6-SPS的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比剛度大，六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)靈活性高、承載能力強(qiáng)且微動(dòng)精度高，六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)空間小、運(yùn)動(dòng)速度快和運(yùn)動(dòng)靈活性好，通過六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)焊接執(zhí)行裝置在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，便于焊接執(zhí)行裝置在焊接時(shí)局部精準(zhǔn)微小尺寸小方位的調(diào)節(jié)?！靖綀D說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明焊接執(zhí)行裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖(從前往后看)；
[0017]圖4是本發(fā)明焊接執(zhí)行裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖(從左往右看)。【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019]如圖1至圖4所示，一種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手，包括六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4和焊接執(zhí)行裝置5;所述的焊接執(zhí)行裝置5位于六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4正下方， 且焊接執(zhí)行裝置5與六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4固連。
[0020]如圖1和圖2所示，所述的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4包括定平臺41、動(dòng)平臺42、連接座43、 上球鉸鏈44、電動(dòng)推桿45、擋盤座46、下球鉸鏈47、三角座48和限位彈簧49;所述的連接座43 和三角座48數(shù)量為三，上球鉸鏈44、電動(dòng)推桿45、擋盤座46和下球鉸鏈47的數(shù)量均為六，所述的定平臺41和動(dòng)平臺42均呈圓形狀結(jié)構(gòu)，連接座43安裝在定平臺41的下端面上，且連接座43在定平臺41上呈正三角形位置布置，三角座48安裝在動(dòng)平臺42上端面上，且連接座43 和三角座48之間的安裝位置兩兩交錯(cuò)，且三角座48呈正三角形柱體結(jié)構(gòu)，三角座48沿其垂直中心線分別對稱設(shè)置有傾斜面，傾斜面上開設(shè)有與下球鉸鏈47下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動(dòng)推桿45底端通過上球鉸鏈44與連接座43相連接，電動(dòng)推桿45頂端與擋盤座46 上端相連接，擋盤座46下端與下球鉸鏈47—端相連接，下球鉸鏈47另一端安裝在三角座48 上，限位彈簧49繞套在電動(dòng)推桿45上，且限位彈簧49 一端與電動(dòng)推桿45相連接，限位彈簧49 另一端與擋盤座46相連接;六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4采用6-SPS的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比剛度大，六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)靈活性高、承載能力強(qiáng)且微動(dòng)精度高，六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)空間小、 運(yùn)動(dòng)速度快和運(yùn)動(dòng)靈活性好，在本發(fā)明中，通過六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)整個(gè)焊接執(zhí)行裝置 5在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，便于焊接執(zhí)行裝置5在焊接時(shí)局部精準(zhǔn)微小尺寸小方位的調(diào)節(jié)。
[0021]如圖3和圖4所示，所述的焊接執(zhí)行裝置5包括伺服電機(jī)51、焊槍52、儲絲機(jī)構(gòu)53和送絲機(jī)構(gòu)54;所述的伺服電機(jī)51與焊槍52上端相連接，儲絲機(jī)構(gòu)53位于送絲機(jī)構(gòu)54正上方； 所述的儲絲機(jī)構(gòu)53包括U型耳座531、儲絲轉(zhuǎn)軸532和儲絲輪533,儲絲輪533通過儲絲轉(zhuǎn)軸 532安裝在U型耳座531上，儲絲機(jī)構(gòu)53主要用于焊絲的儲放;所述的送絲機(jī)構(gòu)54包括導(dǎo)向管 541、焊絲542、送絲導(dǎo)軌543、送絲耳座544、送絲驅(qū)動(dòng)輪545和送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)546,焊絲542— 端纏繞在儲絲輪533上，焊絲542另一端穿過導(dǎo)向管541，導(dǎo)向管541材質(zhì)為PP塑料材料，送絲導(dǎo)軌543、送絲耳座544、送絲驅(qū)動(dòng)輪545和送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)546的數(shù)量均為二，送絲導(dǎo)軌543分別位于焊絲542左右兩側(cè)，送絲耳座544上端設(shè)置有送絲導(dǎo)塊，送絲導(dǎo)塊安裝在送絲導(dǎo)軌543 上，送絲耳座544下端為倒立的U型結(jié)構(gòu)，送絲驅(qū)動(dòng)輪545前后兩端分別對稱設(shè)置有轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿安裝在送絲耳座544上，送絲驅(qū)動(dòng)輪545沿其中心軸線呈周向方向分別均勻設(shè)置有驅(qū)動(dòng)柱，且驅(qū)動(dòng)柱呈半圓形柱體結(jié)構(gòu)，送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)546主軸與送絲驅(qū)動(dòng)輪545的轉(zhuǎn)桿相連接;具體焊接時(shí)，通過送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)546的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)送絲驅(qū)動(dòng)輪545的旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樗徒z驅(qū)動(dòng)輪545上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)柱，且兩個(gè)送絲驅(qū)動(dòng)輪545對稱嚙合安裝，所以通過送絲驅(qū)動(dòng)輪545的嚙合旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了焊絲542從儲絲機(jī)構(gòu)53上垂直由上往下的輸送，且通過伺服電機(jī)51可帶動(dòng)焊槍52的局部轉(zhuǎn)動(dòng)，便于焊接的靈活性。
[0022]具體焊接操作時(shí)，通過六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4可帶動(dòng)焊接執(zhí)行裝置5在空間內(nèi)三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，起到了對焊接執(zhí)行裝置5在執(zhí)行焊接作業(yè)時(shí)的靈活運(yùn)動(dòng)， 且運(yùn)動(dòng)尺寸方位精準(zhǔn)，起到了良好的焊接位置調(diào)節(jié)的效果，提高了焊接的質(zhì)量，在焊接執(zhí)行作業(yè)中，通過焊接執(zhí)行裝置5可實(shí)現(xiàn)一邊焊接一邊給送焊絲的功能，焊接效率高，焊接質(zhì)量好。[〇〇23]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中的描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手，其特征在于:包括六自由度并 聯(lián)機(jī)構(gòu)和焊接執(zhí)行裝置;所述的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)位于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置前端下方，且焊接執(zhí) 行裝置與六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)固連;其中:所述的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括定平臺、動(dòng)平臺、連接座、上球鉸鏈、電動(dòng)推桿、擋盤座、 下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數(shù)量為三，上球鉸鏈、電動(dòng)推桿、擋盤 座和下球鉸鏈的數(shù)量均為六，所述的定平臺和動(dòng)平臺均呈圓形狀結(jié)構(gòu)，連接座安裝在定平 臺的下端面上，且連接座在定平臺上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動(dòng)平臺上端面上， 且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯(cuò)，且三角座呈正三角形柱體結(jié)構(gòu)，三角座沿其 垂直中心線分別對稱設(shè)置有傾斜面，傾斜面上開設(shè)有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝 螺紋孔，電動(dòng)推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動(dòng)推桿頂端與擋盤座上端相連接， 擋盤座下端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電 動(dòng)推桿上，且限位彈簧一端與電動(dòng)推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接；所述的焊接執(zhí)行裝置包括伺服電機(jī)、焊槍、儲絲機(jī)構(gòu)和送絲機(jī)構(gòu);所述的伺服電機(jī)與焊 槍上端相連接，儲絲機(jī)構(gòu)位于送絲機(jī)構(gòu)正上方;所述的儲絲機(jī)構(gòu)包括U型耳座、儲絲轉(zhuǎn)軸和 儲絲輪，儲絲輪通過儲絲轉(zhuǎn)軸安裝在U型耳座上;所述的送絲機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向管、焊絲、送絲導(dǎo) 軌、送絲耳座、送絲驅(qū)動(dòng)輪和送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)，焊絲一端纏繞在儲絲輪上，焊絲另一端穿過導(dǎo) 向管，導(dǎo)向管材質(zhì)為PP塑料材料，送絲導(dǎo)軌、送絲耳座、送絲驅(qū)動(dòng)輪和送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量 均為二，送絲導(dǎo)軌分別位于焊絲左右兩側(cè)，送絲耳座上端設(shè)置有送絲導(dǎo)塊，送絲導(dǎo)塊安裝在 送絲導(dǎo)軌上，送絲耳座下端為倒立的U型結(jié)構(gòu)，送絲驅(qū)動(dòng)輪前后兩端分別對稱設(shè)置有轉(zhuǎn)桿， 轉(zhuǎn)桿安裝在送絲耳座上，送絲驅(qū)動(dòng)輪沿其中心軸線呈周向方向分別均勻設(shè)置有驅(qū)動(dòng)柱，且 驅(qū)動(dòng)柱呈半圓形柱體結(jié)構(gòu)，送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸與送絲驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)桿相連接。
【文檔編號】B23K37/02GK105945470SQ201610348208
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】丁士林
【申請人】丁士林