[發明專利]焊接機器人用機械手

無效

• 申請號: 201210508643.8
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103100810A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 章功國;謝勇
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市恒毅機械制造有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B25J9/08;B25J13/00;B25J13/08
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

????本發明涉及機械手焊接領域，具體屬于焊接機器人用機械手。?

背景技術

????采用機械手焊接是焊接自動化的革命性進步，它突破了傳統的焊接剛性自動化方式，開拓了一種柔性自動化新方式，使小批量產品的自動化焊接生產成為可能。就目前的示教再現型焊接機械手而言，焊接機械手完成一項焊接任務，只需人給它做一次示教，它即可精確地再現示教的每一步操作，如要機械手去做另一項工作，無須改變任何硬件，只要對它再做一次示教即可。因此，在一條焊接機械手生產線上，可同時自動生產若干種焊件。?

????焊接機械手的主要優點如下：?

????1)?易于實現焊接產品質量的穩定和提高，保證其均一性；

????2)?提高生產率，一天可?24h?連續生產；

????3)?改善工人勞動條件，可在有害環境下長期工作：

????4)?降低對工人操作技術難度的要求；

????5)?縮短產品改型換代的準備周期，減少相應的設備投資；

????6)?可實現小批量產品焊接自動化；

????7)?為焊接柔性生產線提供技術基礎。?

現在廣泛應用的焊接機械手都屬于第一代六軸工業機械手，它的基本工作原理是示教再現。示教也稱導引，即由用戶導引機械手，一步步按實際任務操作一遍，機械手在導引過程中自動記憶示教的每個動作的位置、姿態、運動參數、工藝參數等，并自動生成一個連續執行全部操作的程序。完成示教后，只需給機械手一個啟動命令，機械手將精確地按示教動作，一步步完成全部操作。這就是示教與再現。?

????實現上述功能的主要工作原理，簡述如下：?

????(1)?機械手的系統結構?一臺通用的工業機械手，按其功能劃分，一般由?3?個相互關連的部分組成：機械手總成、控制器、示教系統。

????機械手總成是機械手的執行機構，它由驅動器、傳動機構、機械手臂、關節、末端操作器、以及內部傳感器等組成。它的任務是精確地保證末端操作器所要求的位置，姿態和實現其運動。?

????控制器是機械手的神經中樞。它由計算機硬件、軟件和一些專用電路構成，其軟件包括控制器系統軟件、機械手專用語言、機械手運動學、動力學軟件、機械手控制軟件、機械手自診斷、白保護功能軟件等，它處理機械手工作過程中的全部信息和控制其全部動作。?

????示教系統是機械手與人的交互接口，在示教過程中它將控制機械手的全部動作，并將其全部信息送入控制器的存儲器中，它實質上是一個專用的智能終端。?

????(2)?機械手手臂運動學?機械手的機械臂是由數個剛性桿體由旋轉或移動的關節串連而成，是一個開環關節鏈，開鏈的一端固接在基座上，另一端是自由的，安裝著末端操作器?(?如焊槍?)?，在機械手操作時，機械手手臂前端的末端操作器必須與被加工工件處于相適應的位置和姿態，而這些位置和姿態是由若干個臂關節的運動所合成的。?

但是這種模式的焊接機械手缺點也很明顯。目前市場上的焊接機械手基本上都是以六軸的通用機械手為主；這六個軸中，底下三個軸空間定位，上面三個軸進行姿態調整。運動的正解和反解都使用李氏矩陣，每點運動的計算量都非常大。因此，機械手的控制對計算機硬件和軟件的質量要求非常高。存在的主要問題是價格高，維護困難，容易損壞。而且不是每種焊接都適合選用這個機型。比如平面焊接和弧面焊接他都非常不合適。?

發明內容

本發明的目的是提供一種焊接機器人用機械手，在不含凹曲面的工件上焊接，使用SCARA?型機械手，軸數減少兩個，成本降低，控制算法簡單，運算快，機械手移動迅速，工作效率高。?

本發明的技術方案如下：?

焊接機器人用機械手，包括有底座，底座底端安裝有移動滾輪，底座上固定連接有豎軸，豎軸頂端轉動設置于大搖臂上，大搖臂的外端部鉸接有小搖臂，小搖臂的外端部轉動設置有立軸，立軸外套裝有外套軸，立軸的下端鉸接有焊槍架，焊槍架上固定安裝有焊槍頭，立軸外設置有發條彈簧平衡機構，發條彈簧平衡機構內引出的鋼絲另一端固定于立軸的下端。

所述的底座拐角處安裝有調平支座。?

本發明平面關節式機械手的機構特點是上下運動由直線運動構成，其他運動均由旋轉運動構成。這種結構在垂直方向剛度大，水平方向又十分靈活，較適合平面焊接和凸曲面焊接作業，又稱為?SCARA?型機械手，我們選擇這個形式就是基于上述的優點。?