[发明专利]一种六轴焊接机器人

说明书

本发明涉及一种六轴焊接机器人，包括有底座部件、机器人控制器、竖臂部件、滑座部件、水平臂第一部件、水平臂第二部件、竖直臂部件、下横臂部件、腕轴组件以及末端工具；本方案中的上述六轴焊接机器人，其机器人臂杆与传统六关节机器人相比工作范围更大，能够在较小的占地面建造较大的工作空间，机器人腕部关节形态，有利于长直焊缝及封闭环形焊缝的生产应用，用途广泛，具有很高的社会经济效益。

技术领域

本发明涉及机器人设备技术领域，尤其是一种六轴焊接机器人。

背景技术

工业机器人能够替代人力完成各种复杂工况条件和高危有害环境下的长时间、高强度重复劳动，高度自动化工作，实现智能化、多功能化、柔性自动化生产。机器人焊接应用有着广泛的市场，焊接制造作为机械制造中的第三大加工方法，钢铁产量的45％要用焊接方法制造成产品。焊接制品种类繁多，一般工业产品中的焊接制品尺寸较大，多为长直焊缝及封闭环形焊缝，因此，焊接工业机器人需要有更好的位置可达性和姿态可达性。此外，焊接构件在尺寸位置精度、坡口组对质量方面，也难以实现很好的重复一致性。

传统六轴关节工业焊接机器人包括若干臂杆和六轴关节的组合，其中，自下而上设置的一轴关节为腰关节，二、三轴关节是相互平行的两个俯仰关节，四、五、六轴关节的轴线交于一点，形成腕关节。这种六轴关节工业焊接机器人能够通过腕关节夹持焊枪工具以实现焊接生产的工艺需要，但其操作空间相对有限。在某些特定位置姿态运动过程中，六轴关节工业焊接机器人的自由度下降，在空间连续轨迹的焊接应用有一定限制。更多情况下，六轴关节工业机器人焊接系统是需要增加外部坐标行走轴来扩展机器人焊接应用范围。

如何实现工业机器人在焊接应用中既有灵活的焊接操作，又有较大的空间可达性，适用于多种焊接工艺需要，同时适用于较低的尺寸位置精度、坡口组对质量，降低机器人焊接系统的集成应用成本，是研究人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种六轴焊接机器人，该六轴焊接机器人其机器人臂杆工作范围大，能够在较小的占地面建造较大的工作空间，对长直焊缝及封闭环形焊缝有应用优势，同时适用于较低的尺寸位置精度、坡口组对质量；应用特征上，末端关节轴姿态角直观性强，方便操作，能够实现人机交互操作，对焊接构件的应用特征有较强的适用性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种六轴焊接机器人，包括有底座部件、机器人控制器、竖臂部件、滑座部件、水平臂第一部件、水平臂第二部件、竖直臂部件、下横臂部件、腕轴组件以及末端工具，所述机器人控制器和竖臂部件固定安装在所述底座部件上，所述滑座部件竖直安装在所述竖臂部件侧面上并与其构成竖直方向的滑动连接，形成竖直方向移动副；所述水平臂第一部件水平安装在所述滑座部件上并与其构成水平方向的转动连接，形成第一级水平回转副；所述水平臂第二部件水平安装在所述水平臂第一部件上并与其构成水平方向的转动连接，形成第二级水平回转副；所述竖直臂部件竖直安装在所述水平臂第二部件一端上并与其构成水平方向的转动连接，形成第三级水平回转副；所述下横臂部件水平安装在所述竖直臂部件底端上并与其构成竖直方向的转动连接，形成铅垂回转轴副；所述腕轴组件安装在所述下横臂部件前端上，所述末端工具安装在所述腕轴组件上，其中所述第三级水平回转副与所述铅垂回转轴副垂直正交且轴线汇交于一点，所述末端工具的工具轴线与腕轴组件垂直安装。

进一步，所述竖臂部件包括有伺服电机、轴承座组件、滚珠丝杠以及两组直线导轨，所述伺服电机、轴承组组件以及滚珠丝杠安装在所述竖臂部件内腔中，其中所述滚珠丝杠的上端与所述伺服电机固定相连，所述轴承座组件安装在所述滚珠丝杠上端与伺服电机的连接面上，所述滚珠丝杠其下端通过设置有的轴承托座安装在竖臂部件底端面上，两组所述直线导轨通过设置有的滑块以及所述滚珠丝杠通过设置有的升降螺母座和螺母形成所述竖臂部件与滑座部件之间的竖直移动副。