[实用新型]八自由度混联式自动焊接机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种具有八自由度的混联式自动焊接机器人。

背景技术

焊接机器人，顾名思义就是指从事包括切割与喷涂在内的焊接作业的工业机器人。随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人从60年代开始用于生产以来，其技术已日益成熟，由于具有较好的稳定性和较高的焊接质量，极大提高了劳动生产率，改善了工人劳动强度，且可在有害环境下作业，降低了对工人操作技术的要求，缩短了产品改型换代的准备周期，减少了相应的设备投资等等，由于具有以上诸多优点，因此在各行各业得到越来越广泛的应用。当前工业机器人主要有串联和并联两种，串联机器人研究得较为成熟，具有结构简单，成本低，控制简单，运动空间大等优点，已成功应用于很多领域，如各种机床，装配车间等，并联机器人的研究与串联机器人相比起步较晚，但由于其具有刚度大，承载能力强，精度高，末端件惯性小等优点，在高速，大承载能力的场合，与串联机器人相比具有明显优势，因此越来越受到青睐。目前在自动焊接技术领域中应用的机器人产品几乎全部为串联机器人，即各个铰链和驱动单元串行连接构成开环机械臂，该种机器人具有承载能力低、精度差、功率消耗大等缺点，不适合于高精度焊接定位。

实用新型内容

本实用新型提供一种八自由度混联式自动焊接机器人，解决了焊接机器人承载能力低、精度差和功率消耗大，而且不能满足高精度焊接作业的问题。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种八自由度混联式自动焊接机器人，由两部分组成：六自由度并联机器人和与其串联安装的二自由度方位调节机构，所述六自由度并联机器人包括基座、动平台和二者之间的六根机械腿，六根机械腿并联，各机械腿两端与基座和动平台铰接，每根机械腿配有一个驱动电机；所述二自由度方位调节机构安装在六自由度并联机器人动平台上的机构静平台上，所述机构静平台与所属六自由度并联机器人的动平台结构一致并连接在六自由度并联机器人的机械腿末端，所述机构静平台上设置有连接板，其上安装一组动平台箱体，动平台箱体上相对安装有两个方位驱动电机，方位驱动电机通过线驱动传动连接到焊接输出机构连接件。

作为一个优选方案，所述六自由度并联机器人共有6条相同的机械腿，其两端通过球铰链分别连接到基座和动平台；所述机械腿采用滚珠丝杠螺母机构驱动，每个机械腿配有一个驱动电机，所述驱动电机与机械腿内的丝杠通过齿轮传动连接。

作为进一步的优选方案，所述机械腿采用双层套筒结构，外套筒贯穿整条机械腿，外套筒上安装有限位开关安装箱，其上安装有限位开关，所述外套筒下端设置有连接件，其一端通过螺丝与所述外套筒下端相连，另一端连接到基座的球铰链；所述外套筒内有内套筒，其上端与外套筒之间套装有线性滑动轴承，下端套装有限制转动套筒，内套筒可在外套筒内前后滑动，内套筒内有丝杠，丝杠上有螺母，所述丝杠上端有丝杠支撑件支撑，下端套装有一对角接触球轴承，所述角接触球轴承安装在外套筒内的轴承箱体内，丝杠最下端的丝杠齿轮与驱动电机的电机输出齿轮传动连接；所述内套筒上端的连接件连接到动平台的球铰链上；所述二自由度方位调节机构的连接板上的机构静平台箱体内安装有两个相对的方位驱动电机和一对锥齿轮，所述锥齿轮安装在箱体上两个相对的齿轮轴上，轴端安装有滑轮，其与方位驱动电机输出轴上的滑轮之间通过钢丝传动连接，机构静平台箱体上端两个相对的锥齿轮之间安装有一个中间锥齿轮，其与两个锥齿轮传动连接，且所述中间锥齿轮上端安装有中心为空的焊接输出机构连接件。

本实用新型通过将一个并联的六自由度机器人和一个二自由度方位调节机构混串联，组成一个具有八个自由度的混联机器人，六自由度机器人就有6条机械腿可同时支撑输出平台，使其具有更高的承载能力，而且各个机械腿之间的误差可以互相抵消，具有了更高的控制精度，适合于高精度要求的焊接生产定位；二自由度方位调节机构采用线驱动方式，通过差速装置能够实现执行机构的前后俯仰摆动以及自转，为焊接用户提供方便适用于不同角度的焊接操作；且该混联机器人的设计由六自由度并联机器人为焊接输出机构提供精确定位，当需要焊接某些特殊位置或特殊角度时，二自由度方位调节机构可以对焊接输出机构进行局部调节，由于全空间运动只需六自由度，该八自由度机器人的设计可以提供更大的机器人灵巧性，从而使得执行相同焊接功能时，机器人可以具有更好的各向同性，且避免了并联机器人活动空间受限，由于具有八个自由度，可以更好的优化工作姿态，相对于传统6自由度焊接机器人更容易完成操作，进而提供更高质量的焊接性能。

附图说明