[實用新型]一種新型混聯(lián)五軸聯(lián)動智能焊接平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520577544.4
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN204868868U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康清格;張自強;李潤鈿;趙永杰;龔江華
• 申請（專利權(quán)）人: 汕頭大學(xué);汕頭輕工裝備研究院
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B23K37/02;B23K9/127
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及工業(yè)焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有機(jī)器視覺的新型混聯(lián)五軸聯(lián)動智能焊接平臺。

背景技術(shù)

一個國家焊接技術(shù)發(fā)展水平的高低是其工業(yè)和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展水平的一個重要標(biāo)志，焊接在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的作用，幾乎所有的產(chǎn)品，從幾十萬噸級的巨型輪船到不足1克的微型電子元器件，在生產(chǎn)過程中都不同程度地依賴著焊接技術(shù)。

目前，國內(nèi)外焊接設(shè)備主要有關(guān)節(jié)焊接機(jī)器人、直角坐標(biāo)焊接機(jī)器人等。關(guān)節(jié)焊接機(jī)器人，由于工作空間大、軌跡靈活而被廣泛應(yīng)用。如專利號為201420360561.8的《一種五軸焊接機(jī)器人的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)》，該機(jī)械臂機(jī)構(gòu)為關(guān)節(jié)式，由轉(zhuǎn)動機(jī)身，轉(zhuǎn)動大臂，轉(zhuǎn)動小臂與具有3個自由度的腕關(guān)節(jié)及末端執(zhí)行器組成，這種多自由度關(guān)節(jié)焊接機(jī)器人工作空間大，在姿態(tài)調(diào)整上具有高度的靈活性和柔性，但該關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人冗長的懸臂結(jié)構(gòu)，且都將電機(jī)安裝在關(guān)節(jié)處，使得機(jī)械手臂顯得笨重，存在轉(zhuǎn)動慣量大、剛度差以及累積誤差大等不足，機(jī)構(gòu)的負(fù)載能力和動態(tài)性能較差，難以滿足日益高速高精度要求。相對于關(guān)節(jié)焊接機(jī)器人，直角坐標(biāo)焊接機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單，剛度較大，負(fù)載能力較大，重復(fù)定位精度較高，成本較低等優(yōu)點。如專利號為200910310204.4的《自動焊錫機(jī)器人》，其主要包括X、Y、Z三個方向的模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)三自由度的焊接，而工件表面的多樣性及復(fù)雜性使得該焊接機(jī)器人的使用受到一定的限制。多自由度直角坐標(biāo)焊接機(jī)器人，如專利號為201310469417.8的《基于直角坐標(biāo)系的焊接機(jī)器人》，雖然具有X、Y、Z、U、W軸五軸聯(lián)動的功能，但由于串聯(lián)機(jī)構(gòu)的某些本身所固有的缺陷，如誤差積累效應(yīng)、控制精度較低、負(fù)載驅(qū)動能力有限等，從而限制了多自由度串聯(lián)機(jī)構(gòu)焊接平臺的應(yīng)用范圍。

相比于串聯(lián)機(jī)構(gòu)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度高，控制精度高，易實現(xiàn)高速控制，其不足在于工作范圍較小，靈活性和柔性相對較差。而混聯(lián)機(jī)構(gòu)具有負(fù)載能力強、高速高精度、控制解耦、工作空間較大、運動慣量低等優(yōu)點，彌補了串聯(lián)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的缺點，并展示了潛在的廣泛應(yīng)用前景。已有的混聯(lián)焊接機(jī)器人中，如專利號為200910010905.6的《一種雙并聯(lián)疊加多功能機(jī)器人》，其并聯(lián)機(jī)構(gòu)由兩個直線電機(jī)驅(qū)動，各直線電機(jī)的動子不能在另外一直線電機(jī)的定子上運動，使得直線電機(jī)的動子行程變小，從而使得并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間相對較小，以及焊槍安裝在運動平臺的萬向工作頭上，雖然萬向工作頭能夠?qū)崿F(xiàn)三個自由度的運動，但是萬向工作頭的制造比較困難，萬向工作頭本身的結(jié)構(gòu)已經(jīng)很復(fù)雜了，再在其上面安裝其它執(zhí)行元件有一定的難度。并且該機(jī)器人的工作臺為固定工作臺，會導(dǎo)致所有的姿態(tài)都集中在萬向工作頭上，由于誤差累積效應(yīng)，機(jī)器人在工作時，可能會導(dǎo)致初始化、定位不準(zhǔn)確而達(dá)不到預(yù)期的效果。

此外以上傳統(tǒng)的焊接機(jī)器人在焊接時，經(jīng)常由于定位不準(zhǔn)確而達(dá)不到預(yù)期的效果，為了提高焊接機(jī)器人的智能化、自動化水平以及焊接精度，具有視覺功能的焊接機(jī)器人受到許多學(xué)者的關(guān)注。已有的配有視覺功能的焊接機(jī)器人中，如專利號為200710179406.0的《大型工件焊接智能機(jī)器人裝置》，該裝置使用智能視覺控制技術(shù)，提高了焊接質(zhì)量和效率，但是該裝置具有9個串聯(lián)的運動軸，使得制造，控制更加困難，且串聯(lián)機(jī)構(gòu)的具有誤差積累效應(yīng)、控制精度較低、負(fù)載驅(qū)動能力有限等缺陷。所以如何研制出靈活性好、精度高、可靠性高、成本較低、制造安裝簡單的焊接機(jī)器人，成為了許多學(xué)者研究的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種新型混聯(lián)五軸聯(lián)動智能焊接平臺。可解決現(xiàn)有技術(shù)中焊接負(fù)載能力差、精度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝調(diào)試?yán)щy、成本昂貴的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供了一種新型混聯(lián)五軸聯(lián)動智能焊接平臺，包括定平臺、串聯(lián)運動單元、并聯(lián)運動單元、末端運動單元、視覺單元、工作臺；

所述串聯(lián)運動單元包括滑動設(shè)置于所述定平臺上的直線電機(jī)固定板；

所述并聯(lián)運動單元包括安裝于所述直線電機(jī)固定板下方的雙動子直線電機(jī)、第一支鏈、第二支鏈，所述第一支鏈頭端與所述雙動子直線電機(jī)的第一動子轉(zhuǎn)動連接，所述第二支鏈頭端與所述雙動子直線電機(jī)的第二動子轉(zhuǎn)動連接；

所述末端運動單元包括動平臺、伺服電機(jī)、焊槍，所述動平臺與所述第一支鏈、第二支鏈末端轉(zhuǎn)動連接，所述伺服電機(jī)安裝于所述動平臺下方，所述焊槍通過焊槍支架安裝于所述伺服電機(jī)的輸出端上，所述視覺單元安裝于所述焊槍支架上，獲取所述焊槍的焊縫信息；

所述工作臺為旋轉(zhuǎn)工作臺，置于所述動平臺下方。