[實(shí)用新型]一種用于機(jī)器人焊接工作站的柔性變位機(jī)

有效

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• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN202877788U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建忠
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶長安凌云汽車零部件有限公司
• 主分類號: B23K37/047
• 分類號: B23K37/047
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種焊接用的變位機(jī)，尤其為一種用于機(jī)器人焊接工作站的柔性變位機(jī)。?

背景技術(shù)

焊接變位機(jī)是一種將焊件回轉(zhuǎn)或傾斜，使接頭處于最有利于焊接位置的裝置，作為焊接機(jī)器人工作站以及機(jī)械化、自動化焊接生產(chǎn)線上中的重要組成部分，作為焊接工藝裝備中具有典型意義的設(shè)備，變位機(jī)通過人為預(yù)定義的回轉(zhuǎn)、傾斜運(yùn)動，使得工件上的焊縫置于水平和船形位置，從而保證焊接質(zhì)量。使用焊接變位機(jī)可縮短焊接輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人勞動強(qiáng)度，改善焊接質(zhì)量，并且可充分發(fā)揮各種焊接方法的效能，它在生產(chǎn)中的作用是其他焊接機(jī)械不可替代的。當(dāng)前焊接變位機(jī)已經(jīng)發(fā)展到了系統(tǒng)或子系統(tǒng)的形式，它融合了在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)方式下焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造過程中裝配、變位、同機(jī)器人或焊接操作機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動等多種作用。?

近幾年來，焊接生產(chǎn)的機(jī)械化、自動化程度有了很大提高，焊接生產(chǎn)輔助機(jī)械滾輪機(jī)、滾輪架、操作機(jī)包括變位機(jī)等得到了一定程度的應(yīng)用，但目前機(jī)器人焊接工作站的變位機(jī)還存在以下問題：變位機(jī)的運(yùn)動速度不平穩(wěn)、變位精度不高、變位對象單一，并且由此導(dǎo)致的機(jī)器人焊接生產(chǎn)效率低，質(zhì)量不高。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于機(jī)器人焊接工作站的柔性變位機(jī)，該變位機(jī)運(yùn)動速度平穩(wěn)、變位精度高、實(shí)現(xiàn)兩個自由度的運(yùn)動，并且能進(jìn)一步提高機(jī)器人焊接生產(chǎn)效率、擴(kuò)展焊接加工對象、保證焊接質(zhì)量。?

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:?

一種用于機(jī)器人焊接工作站的柔性變位機(jī)，包括

一控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)系統(tǒng)、分別與上位機(jī)系統(tǒng)通過串口連接的輸入輸出控制板和交流系統(tǒng)控制板、與輸入輸出控制板的輸出端口相連的繼電輸出板、分別與繼電輸出板和交流系統(tǒng)控制板的輸出端口相連的交流伺服變頻器；

一回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，包括與交流伺服變頻器相連的回轉(zhuǎn)電機(jī)控制板、與回轉(zhuǎn)電機(jī)控制板輸出端口相連回轉(zhuǎn)電機(jī)、以及通過諧波減速器與回轉(zhuǎn)電機(jī)相連的一對內(nèi)嚙合齒輪副，?????回轉(zhuǎn)電機(jī)通過諧波減速器帶動內(nèi)嚙合齒輪副的小齒輪轉(zhuǎn)動，小齒輪配合大齒輪繞著回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，從而帶動與大齒輪相連的工作臺回轉(zhuǎn)；

一翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)，包括與交流伺服變頻器相連的翻轉(zhuǎn)電機(jī)控制板、與翻轉(zhuǎn)電機(jī)控制板輸出端口相連的翻轉(zhuǎn)電機(jī)、以及通過諧波減速器與翻轉(zhuǎn)電機(jī)相連的一對曲柄齒輪副，

翻轉(zhuǎn)電機(jī)與諧波減速器安裝在工作臺底座上，諧波減速器通過聯(lián)軸器和曲柄齒輪副的小齒輪連接，小齒輪通過固定鉸鏈安裝在工作臺底座上，小齒輪與曲柄齒輪副的曲柄齒輪嚙合，曲柄齒輪通過支撐軸承安裝在工作臺上，曲柄齒輪還連有一協(xié)調(diào)桿，協(xié)調(diào)桿通過協(xié)調(diào)底座與工作臺相連，從而帶動工作臺翻轉(zhuǎn)；

一測量系統(tǒng)，包括分別與輸入輸出控制板的輸入端口相連的手控盒和信號轉(zhuǎn)換器、安裝于回轉(zhuǎn)電機(jī)和翻轉(zhuǎn)電機(jī)處的光電軸角編碼器，光電軸角編碼器與信號轉(zhuǎn)換器輸入端口相連；所述工作臺通過與所述內(nèi)嚙合齒輪副和曲柄齒輪副相連在電機(jī)的帶動下實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步，所述工作臺設(shè)有與上位機(jī)系統(tǒng)信號相連的自鎖裝置。

進(jìn)一步，所述上位機(jī)系統(tǒng)包括控制計(jì)算機(jī)、與其串口相連的通訊卡以及與通訊卡串口相連的示教盒。?

本實(shí)用新型工作原理：控制系統(tǒng)使光電軸角編碼器測得的回轉(zhuǎn)電機(jī)和翻轉(zhuǎn)電機(jī)電機(jī)帶動工作臺的回轉(zhuǎn)角度與傾斜角度與給出的目標(biāo)角度相等。當(dāng)二者不等時，將產(chǎn)生的偏差信號在上位機(jī)系統(tǒng)里進(jìn)行處理，放大后輸入到交流伺服控制板控制伺服電機(jī)帶動機(jī)械傳動裝置，經(jīng)減速驅(qū)動工作臺向著減少偏差的方向轉(zhuǎn)動，直到與目標(biāo)角度相等，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，工作臺也因自鎖裝置而停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時即可進(jìn)行焊接作業(yè)。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比本技術(shù)方案具有以下有益效果:?

1、運(yùn)動速度平穩(wěn)、變位精度高：四個系統(tǒng)連接形成混合閉環(huán)閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，即系統(tǒng)同時存在半閉環(huán)和閉環(huán)，閉環(huán)起到控制作用，而半閉環(huán)則用于穩(wěn)態(tài)誤差補(bǔ)償，兩者相結(jié)合可獲得較高的位置控制精度及穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速；

2、在轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中，采用精度較高的一對內(nèi)嚙合齒輪副，以保證具有較高的傳動效率和較大的減速比，同時也獲得了較高的傳動精度。傳動系統(tǒng)選用交流伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，同時采用了大減速比且具有較高精度的諧波減速器進(jìn)行減速，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，減小了傳動誤差，在滿足力矩要求的前提下大大縮短了傳動鏈，保證了傳動精度；在翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，采用一對對稱曲柄齒輪，這樣的結(jié)構(gòu)相對于只用單測曲柄齒輪帶動有更好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保證了較高的傳動精度與傳動效率；