一種五軸聯動數控機械手焊接機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接設備技術，尤其是一種五軸聯動數控機械手焊接機。
【背景技術】
[0002]五金零件加工過程常需對其進行焊接加工，由于五金零件的多樣性、不規(guī)則性，傳統(tǒng)的焊接工藝大多由人工完成。手工操作雖然簡單，但對操作者技能要求較高，且焊縫部位常出現表面凸起，后期工作量大，效率也低?，F有技術中設計的多軸數控系列焊接裝置，主要應用于對圓柱表面、平面、點位的焊接，對復雜批量工件、多曲面形狀的焊接加工尚少。如專利公開號為CN102091851A，設計的一種三軸聯動數控焊接機，機架設有三軸驅動機構，三軸驅動機構上安裝焊槍，并根據接收到的控制指令驅動焊槍至指定位置，沿X軸、Y軸、Z軸獨立運動的驅動機構，使焊槍實現三維方向上的移動。又如專利專利公開號為CN103962761A，提供的一種快裝式數控雙頭三維曲線焊接機，包括一個用來連接管類或者棒類零件的三爪或四爪卡盤，至少一個焊接支架，焊接支架的下端連接有焊接頭，三爪卡盤的上端連接有回轉裝置，回轉裝置與所述焊接支架之間通過橫向運動梁連接，回轉裝置上方連接有提升裝置；焊接支架與所述橫向運動梁之間為滾動配合，橫向運動梁上設置有控制所述焊接支架運動的橫向運動驅動裝置；提升裝置的輸出端設置有控制焊接絲方向的角度調整機構；該裝置主要是安裝在管類零件上，針對兩個管類或者棒類零件連接所形成的相貫線焊接。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決形狀各異、焊面復雜的五金零件焊接問題，提供一種結構設計合理，一次性裝夾多個工件，一次焊接完成的五軸數控機械手焊接機。
[0004]本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征是包括水平設置的X軸，底端位于X軸上且與X軸垂直的Z軸，在Z軸上設有能沿Z軸上下移動的Y軸模組，Y軸模組包括水平橫架，水平橫架中設有沿Y軸方向移動的伸縮架，伸縮架端部連接與Y軸垂直的C軸；以C軸為基礎在C軸下端設有與C軸垂直的A軸，A軸上設有旋轉式機械手和接焊槍；對應于焊槍工作部位設有工件旋轉臺。
[0005]本技術方案配合工作臺(即固定式機架)通過X軸、Y軸、Z軸的直線驅動模組，以及C軸旋轉機構、A軸旋轉機構和工件夾具旋轉臺共同實現工作任務。其中，Y軸所在模組建立在Z軸所在模組的基礎上，Z軸模組建立在X軸所在模組的基礎上，X軸設置在機架上，C軸旋轉機構設置在Y軸所在模組的基礎上，A軸旋轉機構設置在C軸旋轉機構的基礎上。焊槍安裝在A軸上設置的夾緊器下方，以A軸為中心旋轉，對焊接部位進行作業(yè)。
[0006]作為優(yōu)選，Z軸置于直立架中，直立架的下端設有X軸滑塊，X軸置于Y軸模組中，Y軸模組上設有與滑塊配合的X軸導軌。
[0007]作為優(yōu)選，所述的Y軸模組中設有驅動絲桿，直立架中底端設有與驅動絲桿配合的驅動螺母。
[0008]作為優(yōu)選，所述的直立架頂端設有伺服電機，所述伺服電機通過同步帶驅動設置在直立架中的驅動絲桿。
[0009]作為優(yōu)選，所述的水平橫架為空心管結構，水平橫架內設有Y軸模組內導軌，伸縮架上設有與所述Y軸模組內導軌配合的Y軸模組內滑塊。
[0010]作為優(yōu)選，所述的Y軸模組中的水平橫架一端下方設有伺服電機，該伺服電機與伸縮架尾端的驅動絲桿配合。
[0011]作為優(yōu)選，所述的Y軸模組水平橫架下方還設有Y軸伺服電機，Z軸伺服電機通過Z軸同步帶與直立架中的絲桿驅動Z軸移動。Y軸模組成水平建立在Z軸的基礎上。
[0012]作為優(yōu)選，所述的A軸垂直于C軸，與X軸平行，A軸旋轉式機械手提供了焊槍以A軸為旋轉中心的旋轉動作。
[0013]本發(fā)明的有效效果是:通過在焊槍活動范圍內一次性裝夾多個工件，一次性完成多個工件的焊接工作；由五軸數控機械手的聯動結構，能對復雜曲面進行焊接，靈活性高，并能確保焊接質量；能相對于曲面作任意旋轉的焊接運動，使焊嘴保持相對于曲面的前傾角度，獲得良好的焊接效果；可實現自動化作業(yè)，降低操作人員勞動強度，且適用范圍廣、安全性好。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的一種立體結構示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的一種主視結構示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明圖2的俯視結構示意圖。
[0017]圖中:1.X軸同步帶，2.X軸伺服電機，3.滑塊，4.導軌，5.直立架，6.Z軸伺服電機，7.Z軸同步帶，8.Y軸模組，9.Y軸伺服電機，10.C軸伺服電機，11.A軸同步帶，12.焊槍，13.工件，14.工件旋轉臺，15.工件機架，16.焊槍機架，17.Z軸滑塊，18.Z軸導軌，19.Y軸同步帶，20.Y軸伺服電機，21.Y軸模組內導軌，22.Y軸模組內滑塊，23.伸縮架，24.旋轉式機械手。
【具體實施方式】
[0018]下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。
[0019]本實施例一種五軸聯動數控機械手焊接機，參見圖1至圖3，設有兩個機架，一是焊槍機架16，二是工件機架15，X、Y、Z、A、C五軸均通過各自的模組驅動機構來完成。
[0020]在焊槍機架16上先設置水平布置的X軸模組驅動機構，X軸模組驅動機構包括水平布置的驅動絲桿，驅動絲桿由X軸伺服電機2經X軸同步帶I實現位移。與X軸垂直的Z軸模組驅動機構，底端設有與X軸上的驅動絲桿配合的螺母，并在配合面上通過X軸滑塊
3、X軸導軌4進行移動導向。
[0021]在Z軸上，Z軸模組驅動機構頂部裝有Z軸伺服電機6，Z軸伺服電機6通過Z軸同步帶7帶動其內的驅動絲桿。Z軸模組驅動機構一側裝有導軌面，導軌面上設有Z軸導軌18，該導軌面上設置能沿Z軸上下移動的Y軸模組8，Y軸模組8中包括水平橫架，水平橫架的端部設有與Z軸導軌18配合的Z軸滑塊17。水平橫架為空心管結構，并在其一端沿Y軸向設置能伸縮的伸縮架。具體地，水平橫架內部設有Y軸模組內導軌21。Y軸模組8設有驅動螺母的Y軸伺服電機20，Y軸伺服電機20與伸縮架尾端連接的驅動絲桿配合。Y軸模組8中的水平橫架下方設有伺服電機9，通過Y軸同步帶19驅動絲桿作旋轉動作。
[0022]伸縮架上設有與Y軸模組內導軌21配合的Y軸模組內滑塊22。伸縮架端部連接一個具有垂直方向C軸，焊接頭頂端設有C軸伺服電機10，C軸伺服電機10提供C軸驅動機構以C軸為中心旋轉，C軸旋轉角度達正負180度。C軸下端設有通過A軸旋轉機構連接的焊槍12，A軸旋轉角度為正負90度。A軸與C軸垂直，A軸旋轉機構設有伺服電機，通過A軸同步帶11帶動A軸旋轉機構內的夾槍軸頭旋轉。
[0023]在對應于焊槍工作部位安裝工件旋轉臺14，根據整體裝置的設計參數設定工件旋轉臺14的大小，用來固定多個工件13。
[0024]本裝置將五軸聯動數控系統(tǒng)的控制器設置在機架16上，并配設顯示屏，操作直觀。應用在氬弧焊接工藝上，焊接過程中，自動加絲，焊接后工件表面平整光華，焊接質量可靠，焊后清渣處理量小。
[0025]上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明的簡單變換后的結構、方法均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征是包括水平設置的X軸，底端位于X軸上且與X軸垂直的Z軸，在Z軸上設有能沿Z軸上下移動的Y軸模組(8)，Y軸模組包括水平橫架，水平橫架中設有沿Y軸方向移動的伸縮架(23)，伸縮架端部連接與Y軸垂直的C軸；以C軸為基礎在C軸下端設有與C軸垂直的A軸，A軸上設有旋轉式機械手(24)和接焊槍(12);對應于焊槍工作部位設有工件旋轉臺(14)。
2.根據權利要求1所述的一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征在于所述的Z軸置于直立架(5)中，直立架的下端設有X軸滑塊(3)，X軸置于Y軸模組(8)中，Y軸模組上設有與滑塊配合的X軸導軌(4 )。
3.根據權利要求2所述的一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征在于所述的Y軸模組(8)中設有驅動絲桿，直立架(5)中底端設有與驅動絲桿配合的驅動螺母。
4.根據權利要求3所述的一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征在于所述的直立架(5)頂端設有伺服電機，所述伺服電機通過同步帶驅動設置在直立架中的驅動絲桿。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征在于所述的水平橫架為空心管結構，水平橫架內設有Y軸模組內導軌(21)，伸縮架上設有與所述Y軸模組內導軌配合的Y軸模組內滑塊(22 )。
6.根據權利要求5所述的一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征在于所述的Y軸模組(8)中的水平橫架一端下方設有伺服電機，該伺服電機與伸縮架尾端的驅動絲桿配合。
7.根據權利要求5所述的一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征在于所述的Y軸模組(8)水平橫架下方還設有Y軸伺服電機(9)，Z軸伺服電機(6)通過Z軸同步帶(7)與直立架(5 )中的絲桿驅動Z軸移動。
8.根據權利要求1或2或3或4所述的一種五軸聯動數控機械手焊接機，其特征在于所述的A軸垂直于C軸，與X軸平行，A軸旋轉式機械手(24)提供了焊槍(12)以A軸為旋轉中心的旋轉動作。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種五軸聯動數控機械手焊接機，為了解決形狀各異、焊面復雜的五金零件焊接問題，其特征是包括水平設置的X軸，底端位于X軸上且與X軸垂直的Z軸，在Z軸上設有能沿Z軸上下移動的Y軸模組，Y軸模組包括水平橫架，水平橫架中設有沿Y軸方向移動的伸縮架，伸縮架端部連接與Y軸垂直的C軸；以C軸為基礎在C軸下端設有與C軸垂直的A軸，A軸上設有旋轉式機械手和接焊槍；對應于焊槍工作部位設有工件旋轉臺。能一次性完成多個工件的焊接工作，對復雜曲面進行焊接，具有良好的焊接效果。
【IPC分類】B23K37-02
【公開號】CN104816112
【申請?zhí)枴緾N201510136430
【發(fā)明人】於正華
【申請人】於正華
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月27日