[實用新型]一種并聯型四自由度相貫線焊接機器人

無效

• 申請號: 201020650164.6
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN202062175U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 陳樹君;劉翼;于洋;涂志偉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: 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: 吳蔭芳

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，涉及用于管道插接的相貫線焊接的機器人。?

背景技術

在現代焊接生產中，插管焊接是化工和鍋爐等行業中非常普遍的一種連接形式。一般工廠仍由手工焊接完成，制造周期長，勞動強度大，生產效率低焊接質量難以保持穩定。在大型壓力容器和管道工程應用中，相貫線焊縫是十分常用的典型焊縫形式。這種空間曲線焊縫焊接勞動強度大、焊接質量不易保證，因此越來越多地采用機器人進行焊接。在焊接過程中焊槍的位姿是影響焊接質量的重要因素，因而也是機器人控制的一個重要部分。?

在焊接生產中采用機器人技術，可以提高生產率、改善勞動條件、穩定和保證焊接質量、實現相貫線焊縫的自動化焊接。?

根據相貫線的形狀可知，要完成相貫線焊縫的焊接，焊槍的運動需要四個運動的合成：以支管軸線為中心的圓周運動，沿支管軸線的升降運動，以及焊槍的俯仰與偏轉。因此機構需要四個自由度，目前，現有的焊接機器人大多采用關節式機器人。這類焊接機器人要完成焊接任務，必須所有關節聯動，采用的是串聯機構。而各個部件的聯動，對于焊接機器人在焊接過程的控制來說，既不直觀，也不方便。?

發明內容

本實用新型的目的在于針對管道插接相貫線焊縫的上述工況，提供了一種能夠實現焊槍的位置和姿態調整，同時位置和姿態獨立控制的新型的、開放式的四自由度圓柱坐標并聯型焊接機器人。?

為實現上述目的，本實用新型采用了如下方案：?

設計一種并聯型四自由度相貫線焊接機器人，由可固定在工件上的機架、安裝在機架內的位置調整機構，安裝在位置調整機構上的姿態調整機構組成，其中：?

所述位置調整機構包括旋轉機構和升降機構，所述旋轉機構包括以機架的中心軸為中心旋轉的旋轉筒、設在旋轉筒內部內齒輪、與內齒輪嚙合并安裝在機架上的電機I，所述升降機構包括平行于機架的中心軸的絲杠、帶動該絲杠轉動并安裝在機架上的電機II、與該絲杠配合的絲杠螺母、安裝在該絲杠螺母上的可在所述旋轉筒內上下移動的升降盤、固定在該升降盤上的同步帶軸架；?

所述姿態調整機構包括兩根平行于機架的中心軸的絲杠、帶動該兩根絲杠轉動的并安裝在機架上的電機III和電機IV、與該兩根絲杠配合的兩個絲杠螺母、安裝在該兩個絲杠螺母上的可在所述旋轉筒內上下移動的兩個升降盤、該兩個升降盤分別帶動的兩根同步帶、該兩根同步帶帶動的一個能夠實現俯仰與偏轉的差動裝置；?

所述兩根同步帶安裝在所述同步帶軸架上。?

所述三個升降盤外分別裝有雙向推力軸承，且軸承的上下圈連接到所述旋轉筒上可隨著旋轉筒同時旋轉。?

所述的機架包括絲盤軸、絲盤安裝板、絲盤安裝墊、電機安裝盤、連接桿、上固定盤、光桿、下固定盤、機座，其中電機安裝盤、上固定盤、下固定盤為三個同軸的圓盤，電機安裝盤上有四個以安裝盤的圓心為中心均布的電機安裝孔，各電機安裝孔旁邊各有一個從動帶輪軸安裝孔，其中三個從動帶輪軸安裝孔在上、下固定盤相同的位置上各有對應的三個絲杠安裝孔；電機安裝盤與上固定盤同軸且通過四根均布的連接桿連接；上固定盤與下固定盤同軸且通過四根均布的光桿連接；下固定盤與機座通過螺栓連接，機座與工件錨固；電機安裝盤上安裝有兩個絲盤安裝墊，絲盤安裝墊上架裝絲盤安裝板，絲盤軸安裝在絲盤安裝板上。?

所述旋轉機構包括電機I、從動同步帶輪軸I、同步帶I、小齒輪、內齒輪、可套住上固定盤的旋轉筒上部、蓋在旋轉筒上部上面的頂部軸承蓋、頂部推力軸承、旋轉筒支撐板、旋轉筒下部，其中電機I和從動同步帶輪軸I分別安裝在電機安裝盤的一個電機安裝孔和其旁邊的從動帶輪軸安裝孔內，同步帶I裝在電機I和從動同步帶輪軸I上，位于電機安裝盤上側，從動同步帶輪軸I的另一端安裝有小齒輪，小齒輪位于上固定盤下側，與內齒輪嚙合，內齒輪安裝在旋轉筒上部的頂端，旋轉筒上部的上方與頂部軸承蓋連接，通過頂部推力軸承安裝在上固定盤上；旋轉筒上部的外壁通過四個旋轉筒支撐板與旋轉筒下部連接，旋轉筒下部用軸承安裝在機座上。?