[發明專利]全位置焊接機器人定心姿態調整部件

有效

• 申請號: 201010159736.5
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101844284A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 劉廷順;趙京;馬佳弘
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種焊接設備的部件，具體說涉及一種自動化焊接機器人定心姿態調整部件。在狹小的工作空間情況下，本系統可應用于完成管道對接、大型容器封頭焊接和容器的插管焊等空間相貫線的封閉焊接。

背景技術

焊接是工業機器人應用最重要的領域之一，焊接機器人是焊接自動化領域的前沿性課題。焊接機器人發展至今，手臂結構有了很大的改進。當前工業機器人的焊槍姿態調整主要靠關節型手臂和手腕的調節，而這種調節存在著很大的耦合性、算法較繁瑣和結構較復雜的缺點。研究全位置焊接機器人定心姿態調整部件，可以有效的克服這些缺點，有著很大的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服了現有焊接機器人姿態調整裝置的上述缺陷，提供了一種全位置焊接機器人定心姿態調整部件。該部件實現了全位置管道焊接時焊槍姿態的調節更加簡單和操作器結構的更加緊湊。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。本定心部件包括包括第一角度調節機構和第二角度調節機構；其中：

所述第一角度調節機構包括安裝在焊接機器人手臂上的基座、安裝在基座上的端蓋、安裝在端蓋上的第一電機、安裝在基座上的第一軸承、與第一電機輸出軸同軸連接的傳動軸、以及與傳動軸固定連接的搖桿，傳動軸與第一軸承配合安裝，搖桿在第一電機的帶動下擺動。

所述第二角度調節機構包括固定在搖桿上的殼體、安裝在殼體上的第二電機、安裝在電機輸出軸上的齒輪、安裝在殼體上用于對齒輪進行軸向定位的擋圈、安裝在殼體上的第二軸承、安裝在齒輪和第二軸承之間的不完全齒圈、以及固定安裝在不完全齒圈上的焊槍，所述不完全齒圈是從完整的外齒圈上截斷下來的一段齒圈，不完全齒圈的外圈與齒輪相嚙合，不完全齒圈的內圈與第二軸承的外圈圓柱面相切，齒輪和第二軸承對不完全齒圈進行徑向定位，殼體對不完全齒圈進行軸向定位，不完全齒圈和焊槍在齒輪的帶動下擺動。所述焊槍的焊點位于所述搖桿的轉動軸線和不完全齒圈的轉動軸線的交點。

搖桿的擺動平面為水平平面，不完全齒圈和焊槍的擺動平面為豎直平面，兩平面互相垂直。

本發明具有以下優點：

1)本發明采用第一角度調節機構和第二角度調節機構實現兩個自由度的聯動，使得焊槍姿態的調整更加簡單、靈活，所述的第一角度調節機構的水平擺動和第二角度調節機構的豎直擺動采用分離的形式；

2)在焊接過程中，由于焊槍的焊點位于搖桿的轉動軸線和不完全齒圈的轉動軸線的交點上，所以焊槍姿態的調整不會使焊點的位置發生變化，還消除了焊接機器人各部分之間的耦合，簡化了控制的算法；

3)本發明的主要結構采用定心式模塊化設計，在實現可以靈活變換焊槍姿態的同時，還簡化了整體結構和尺寸。同時還實現了模塊化設計，便于裝卸和改裝，能靈活應用于不同焊接尺寸的工作任務要求。

附圖說明

圖1整體外觀示意圖

圖2水平方向角度調節機構裝配示意圖

圖3豎直方向角度調節機構裝配示意圖(a)

圖4豎直方向角度調節機構裝配示意圖(b)

圖中：1、水平方向角度調節機構，2、豎直方向角度調節機構，11、第一電機，12、端蓋，13、基座，14、第一軸承，15、傳動軸，16、搖桿，21、第二電機，22、殼體，23、齒輪，24、擋圈，25、不完全齒圈，26、第二軸承，27、焊槍。

具體實施方式

下面結合附圖1～圖4對本發明的一個優選實施例進行詳細說明。

如圖1所示，本實施例中的全位置焊接機器人定心姿態調整部件由水平方向角度調節機構1和豎直方向角度調節機構2構成，主要應用于焊槍27姿態的調整。

水平方向角度調節機構1能夠實現水平方向角度調節，其具體結構如圖2所示，包括第一電機11、端蓋12、基座13、第一軸承14，傳動軸15和搖桿16。其中：基座13和焊接機器人手臂連接，端蓋12通過螺柱固定在基座13上，第一電機11通過螺釘固定在端蓋12上。第一電機11輸出軸穿過基座13向搖桿16伸出，傳動軸15通過鍵連接套在第一電機11的輸出軸上，并由第一軸承14和搖桿16軸向定位，第一軸承14安裝在基座13上，搖桿16通過鍵連接裝在傳動軸15上。控制第一電機11的轉速可以調節搖桿16的角度，通過搖桿16的定心擺動實現水平方向角度調節。