一種可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及焊接機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，焊接技術(shù)在生活中顯得越來(lái)越重要，已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法，由于焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對(duì)于交通運(yùn)輸工具來(lái)說(shuō)可以減輕自重，節(jié)約能量同時(shí)焊接的密封性好，適于制造各類(lèi)容器，同時(shí)采用焊接工藝能有效利用材料，焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發(fā)揮各種材料的特長(zhǎng)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。無(wú)論在何處，焊接都可能給操作者帶來(lái)危險(xiǎn)，焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過(guò)度等，使用焊接機(jī)器人可以有效的避免這些問(wèn)題。
[0003]如果工件在整個(gè)焊接過(guò)程中無(wú)需變位，就可以用夾具把工件定位在工作臺(tái)面上，這種系統(tǒng)既是最簡(jiǎn)單不過(guò)的了，但在實(shí)際生產(chǎn)中，更多的工件在焊接時(shí)需要變位，使焊縫處在較好的位置下焊接，這就需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)精度高、工作空間大、柔性好、能焊縫自適應(yīng)、能焊弧跟蹤、能自動(dòng)上下料，滿(mǎn)足各種焊接工作要求的工業(yè)機(jī)器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)精度高、工作空間大、柔性好、能焊縫自適應(yīng)、能焊弧跟蹤、能自動(dòng)上下料，滿(mǎn)足各種焊接工作要求的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為:一種可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，包括一固定底座，焊槍以及夾持物料的夾持端，所述固定底座上設(shè)有機(jī)箱，在機(jī)箱內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)焊槍及夾持端縱向移動(dòng)的第一升降機(jī)構(gòu)，所述第一升降機(jī)構(gòu)與夾持端之間依次連接有驅(qū)動(dòng)夾持端水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的第四轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，第四轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與夾持端相連，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有用于檢測(cè)和識(shí)別物料放置并驅(qū)動(dòng)第一、二、三、四轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的上下料自適應(yīng)控制機(jī)構(gòu)，所述第一升降機(jī)構(gòu)上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)焊槍縱向移動(dòng)的第二升降機(jī)構(gòu)，所述第二升降機(jī)構(gòu)與焊槍之間依次連接有驅(qū)動(dòng)焊槍水平旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)裝置、第二旋轉(zhuǎn)裝置、第三旋轉(zhuǎn)裝置以及垂直旋轉(zhuǎn)的第四旋轉(zhuǎn)裝置，與第四旋轉(zhuǎn)裝置活動(dòng)連接有一用于安裝焊槍的焊槍夾持端，所述第二旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)有控制第一、二、三、四旋轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作用于檢測(cè)焊接過(guò)程中起弧狀態(tài)、檢測(cè)和控制焊槍與物料的接觸狀態(tài)、控制和調(diào)整焊接工藝參數(shù)的焊縫自適應(yīng)控制機(jī)構(gòu)，還包括一控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括用于驅(qū)動(dòng)夾持端的第一升降機(jī)構(gòu)、第一、二、三、四轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)焊槍的第二升降機(jī)構(gòu)、第一、二、三、四旋轉(zhuǎn)裝置的電控系統(tǒng)以及控制第一升降機(jī)構(gòu)、第一、二、三、四轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二升降機(jī)構(gòu)、第一、二、三、四旋轉(zhuǎn)裝置啟閉的控制器，所述電控系統(tǒng)與控制器電連接。
[0006]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述電控系統(tǒng)包括:中央處理器、故障報(bào)警模塊、上下料檢測(cè)識(shí)別模塊、上下料控制模塊、上下料電機(jī)控制模塊、上下料軌跡生成模塊、上下料插補(bǔ)算法模塊、物料夾持控制模塊、焊縫檢測(cè)識(shí)別模塊、焊縫控制模塊、焊接運(yùn)動(dòng)控制模塊、焊縫軌跡生成模塊、焊接插補(bǔ)算法控制模塊、焊弧跟蹤模塊、焊槍防撞檢測(cè)控制模塊、焊接工藝控制模塊、電源模塊以及編碼器。所述故障報(bào)警模塊、上下料檢測(cè)識(shí)別模塊、上下料控制模塊、上下料電機(jī)控制模塊、上下料軌跡生成模塊、上下料插補(bǔ)算法模塊、物料夾持控制模塊、焊縫檢測(cè)識(shí)別模塊、焊縫控制模塊、焊接運(yùn)動(dòng)控制模塊、焊縫軌跡生成模塊、焊接插補(bǔ)算法控制模塊、焊弧跟蹤模塊、焊槍防撞檢測(cè)控制模塊、焊接工藝控制模塊、電源模塊以及編碼器均與中央處理器電聯(lián)接。
[0007]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述第一升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)于機(jī)箱內(nèi)的第一升降電機(jī)，與第一升降電機(jī)相連的第一絲杠，與第一絲杠螺紋連接的當(dāng)?shù)谝唤z杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向上移動(dòng)的第一移動(dòng)塊，與第一升降電機(jī)及中央處理器分別相連的用于米集縱向移動(dòng)位移信號(hào)的第一編碼器組成;第二升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)于第一移動(dòng)塊上的第二升降電機(jī)，與第二升降電機(jī)相連的第二絲杠，與第二絲杠螺紋連接的當(dāng)?shù)诙z杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向上移動(dòng)的第二移動(dòng)塊，與第二升降電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集縱向移動(dòng)位移信號(hào)的第二編碼器組成。
[0008]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于第一移動(dòng)塊上的第一轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)上連接有第一轉(zhuǎn)軸，與第一轉(zhuǎn)軸連接有當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)繞第一轉(zhuǎn)軸軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)臂，與第一轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的第三編碼器組成。
[0009]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于第一轉(zhuǎn)動(dòng)臂上的第二轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)上連接有第二轉(zhuǎn)軸，與第二轉(zhuǎn)軸連接有當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)繞第二轉(zhuǎn)軸軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)臂，與第二轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的第四編碼器組成。
[0010]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)臂上的第三轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)上連接有第三轉(zhuǎn)軸，與第三轉(zhuǎn)軸連接有當(dāng)?shù)谌D(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)繞第三轉(zhuǎn)軸軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第三轉(zhuǎn)動(dòng)臂，與第三轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的第五編碼器組成;所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于第三轉(zhuǎn)動(dòng)臂上的第四轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)上連接有第四轉(zhuǎn)軸，與第四轉(zhuǎn)軸連接有當(dāng)?shù)谒霓D(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)繞第四轉(zhuǎn)軸軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第四轉(zhuǎn)動(dòng)臂，與第四轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的第六編碼器組成。
[0011 ]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述第一旋轉(zhuǎn)裝置包括設(shè)于第二移動(dòng)塊上的第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)上連接有第一旋轉(zhuǎn)軸，與第一旋轉(zhuǎn)軸連接有當(dāng)?shù)谝恍D(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)繞第一旋轉(zhuǎn)軸軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第一旋轉(zhuǎn)臂，與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的第七編碼器組成。
[0012]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述第二旋轉(zhuǎn)裝置包括設(shè)于第一旋轉(zhuǎn)臂上的第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)上連接有第二旋轉(zhuǎn)軸，與第二旋轉(zhuǎn)軸連接有當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)繞第二旋轉(zhuǎn)軸軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第二旋轉(zhuǎn)臂，與第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的第八編碼器組成。
[0013]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述第三旋轉(zhuǎn)裝置包括設(shè)于第二旋轉(zhuǎn)臂上的第三旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述第三旋轉(zhuǎn)電機(jī)上連接有第三旋轉(zhuǎn)軸，與第三旋轉(zhuǎn)軸連接有當(dāng)?shù)谌D(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)繞第三旋轉(zhuǎn)軸軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第三旋轉(zhuǎn)臂，與第三旋轉(zhuǎn)電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的第九編碼器組成。
[0014]上述的可自動(dòng)上下料的焊縫自適應(yīng)焊接用工業(yè)機(jī)器人，所述第四旋轉(zhuǎn)裝置包括設(shè)于第三旋轉(zhuǎn)臂上的第四旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述第四旋轉(zhuǎn)電機(jī)上連接有第四旋轉(zhuǎn)軸，與第四旋轉(zhuǎn)軸連接有當(dāng)?shù)谒男D(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)繞第四旋轉(zhuǎn)軸軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)的第四旋轉(zhuǎn)臂，與第四旋轉(zhuǎn)電機(jī)及中央處理器分別相連的用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的第十編碼器組成。
[0015]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所帶來(lái)的有益效果在于:采用第一升降機(jī)構(gòu)、第一、二、三、四轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二升降機(jī)構(gòu)、第一、二、三、四旋轉(zhuǎn)裝置對(duì)物料進(jìn)行夾持放置并對(duì)其進(jìn)行焊接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、柔性好、且能自動(dòng)上下料，滿(mǎn)足各種焊接工作要求;第一升降機(jī)構(gòu)及第二升降機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠實(shí)現(xiàn)第一移動(dòng)塊及第二移動(dòng)塊的移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)精度高、工作空間大；第一、二、三、四轉(zhuǎn)動(dòng)