[实用新型]一种集成四轴全自动智能氩弧焊机

说明书

技术领域

本实用新型属于机床技术领域，特别涉及一种集成四轴全自动智能氩弧焊机。

背景技术

焊接是装备制造业中最为常用的加工方法之一，由于焊接加工产生的烟气与火花使得工作环境比较恶劣，为了尽量减少环境条件对人身造成的伤害，全自动焊机、焊接机械手、机器人得到了越来越广泛的应用。

我国机械手的应用是从20世纪70年代开始的，经过30多年的发展，机械加工、焊接、装配、上下料、搬运及喷漆、医疗等行业均有机械手的应用。2005年，我国工业机器人拥有量达到7000台。近年来新增工业机器人的台数和总量都在快速增长，目前我国已有工业机器人10万台。虽然机器人总量达到一定的规模，但与发达国家相比仍然有不少差距。中国在焊接机器人的应用上仍然是世界上相对比较落后的国家，还存在着很多技术上和应用上的问题需要不断地去研究和完善，主要的有以下几个方面：

(1)柔性化问题。生产不同的产品，需要花费大量时间路径规划和示教。

(2)焊接机器人的校轴过程占用过多时间的问题。

(3)焊接机器人焊接过程的焊缝实时跟踪问题。

目前焊接机器人进行弧焊时，对焊缝进行动态跟踪反馈仍然还没有很好地应用于生产。利用智能技术，动态跟踪焊缝状态，实时反馈，这是保证弧焊质量的可靠性和稳定性发展的一个趋势。

(4)性价比问题。我们还面临着国产焊接机器人产业化的问题，发展虽然机器人的价格有所下降，但对中小企业来说是投资太大，买来的机器人不一定很适用，发展实用廉价的焊接机械手也许是它们的最佳选择。

自有民族品牌的焊接机器人是中国制造业进一步发展的必然需求。随着计算机控制技术的不断进步，使焊接机器人由单一的单机示教再现型向多传感、智能化的柔性加工单元(系统)方向发展，焊接机器人的自动化、柔性化和智能化是未来发展的必然趋势。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有焊接机械手柔性不足、智能化不够的问题，提供一种多轴控制，曲线走向更为顺稳的智能多自由度焊接机械手。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种集成四轴全自动智能氩弧焊机，它包括工作台面、台面上的立架、集成控制器，以及工装夹具，所述立架上设有X轴向位移臂、Y轴向位移臂、Z轴向位移臂和焊接头，集成控制器与X轴向位移臂、Y轴向位移臂、Z轴向位移臂电连接，所述X轴向位移臂、Y轴向位移臂、Z轴向位移臂用于驱动焊接头三个方向的移动，其特征在于，所述的焊接头能绕Z轴360度旋转,并设有驱动焊接头运动的旋转电机，该旋转电机与集成控制器电连接。

所述的X轴向位移臂包括X轴导轨、基准滑块和X轴动力装置，基准滑块在X轴动力装置的推动下沿X轴导轨移动，Y轴向位移臂架设在基准滑块上，并设有Y轴动力装置推动Y轴向位移臂的移动，所述Z轴向位移臂位于Y轴向位移臂的一端并设有Z轴动力装置推动Z轴向位移臂的移动,Y轴向位移臂和Z轴向位移臂均为悬挂臂，所述Z轴向位移臂的下端连接上述的焊接头。

所述X轴动力装置、Y轴动力装置、Z轴动力装置均包括伺服电机和丝杆，伺服电机设于丝杆一端并驱动丝杆旋转，伺服电机与集成控制器电连接，所述X轴动力装置和Y轴动力装置的丝杆分别与基准滑块上下两端螺纹连接，两根丝杆互相垂直，Z轴动力装置的丝杆竖直穿过Y轴向位移臂，丝杆与Y轴向位移臂端部螺纹连接，螺纹连接处设有滚珠使其形成滚珠丝杆结构。

所述旋转电机固定在Z轴向位移臂上，焊接头为圆盘状，焊接头下方设有焊枪，旋转电机的转轴连接在焊接头的中心，旋转电机的转轴为万向节结构，并在Z轴向位移臂上设有微调结构用以驱动焊接头的摆动，所述的旋转电机与集成控制器电连接。

所述微调结构包括一个内桶套，该内桶套与旋转电机同轴心，并定位在Z轴向位移臂上可相对Z轴向位移臂旋转，内桶套的内壁上设有步进电机，以及一根Z轴向的螺杆，步进电机驱动螺杆在Z轴向上下移动，所述的焊接头具有径向的限位滑槽，上述螺杆的下端限位在限位滑槽中滑动，该螺杆的下端设有滚轮，所述步进电机与集成控制器电连接。

所述的焊枪为弓形枪，焊枪的枪头对向旋转电机转轴轴心。

所述焊枪上连有外接的气管，该气管内通入惰性气体。

所述集成控制器包括PLC编程控制板和外接数字显示屏。