[发明专利]一种五轴专用焊接机器人

说明书

本发明涉及一种五轴专用焊接机器人，包括底座部件、立柱部件、滑座部件、第一臂杆部件、第二臂杆部件、第一关节传动部件、第二关节传动部件、无限回转焊接机头部件以及焊枪部件，滑座部件和立柱部件组成竖直方向移动轴副；第一臂杆部件和滑座部件组成第一级水平回转轴副；第二臂杆部件安装在第一臂杆部件上，第二臂杆部件和第一臂杆部件组成第二级水平回转轴副；第一关节传动部件驱动无限回转焊接机头部件水平回转，组成第三级水平回转轴副；第二关节传动部件驱动无限回转焊接机头部件的摆角装置垂直回转，形成铅垂回转轴副。该机器人位置精度高、系统刚度好，工作范围更大，能够实现各种接管形式和尺寸大小的空间连续封闭轨迹的焊接应用。

技术领域

本发明涉及大中型特种工业机器人设备技术领域，尤其是一种五轴专用焊接机器人。

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。焊接制造作为机械制造中的第三大加工方法，钢铁产量的％要用焊接方法制造成产品。在电站锅炉、压力容器、核电设施、化工设备制造、海洋工程等行业，各种封闭环缝的接头焊接、用于接管与筒体或椭圆形封头间的马鞍形焊缝的焊接，专用焊接机器人有着广泛的市场。

以马鞍形接管焊接为例，对于承压部件焊接，大多采用埋弧焊接工艺，工件规格多，批量小，焊接量大，焊接装置需要无限回转，且能够规划运动轨迹和调整焊枪姿态。传统六轴关节工业机器人，在空间连续封闭轨迹的应用有一定限制。更多情况下，六轴关节工业机器人系统是需要增加外部坐标行走轴来扩展机器人应用范围。对于马鞍形接管埋弧工艺连续回转焊接，几乎没有应用的可能性。

因此，如何实现工业机器人在应用中既可以实现空间连续封闭轨迹的应用，又有较大的空间可达性，适用于多种工艺需要。同时又能结合焊接专机的特点，实现无限回转埋弧焊接等应用下的路径规划和焊枪姿态规划，多层多道焊接，具有较高的系统柔性和通用性，降低机器人系统的集成应用成本，是研究人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种五轴专用焊接机器人。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种五轴专用焊接机器人，包括底座部件、立柱部件、滑座部件、第一臂杆部件、第二臂杆部件、第一关节传动部件、第二关节传动部件、无限回转焊接机头部件以及焊枪部件，所述立柱部件固定在底座部件上，滑座部件安装在立柱部件上，滑座部件和立柱部件组成竖直方向移动轴副；

所述第一臂杆部件安装在滑座部件上，第一臂杆部件和滑座部件组成第一级水平回转轴副；

所述第二臂杆部件安装在第一臂杆部件上，第二臂杆部件和第一臂杆部件组成第二级水平回转轴副；

第一关节传动部件、第二关节传动部件安装在第二臂杆部件上，无限回转焊接机头部件与第二臂杆部件回转支承联接，焊枪部件安装在无限回转焊接机头部件的摆角装置上，第一关节传动部件驱动无限回转焊接机头部件水平回转，组成第三级水平回转轴副；

第二关节传动部件驱动无限回转焊接机头部件的摆角装置垂直回转，形成铅垂回转轴副。

进一步，所述立柱部件和滑座部件之间设有竖直移动控制机构，竖直移动控制机构包括下轴承座、滚珠丝杠、升降螺母座、螺母、两组直线导轨、滑块、轴承座组件、减速器以及伺服电机；

其中，伺服电机、减速器、轴承座组件、滚珠丝杠整体安装在立柱部件上，滚珠丝杠下部安装在下轴承座上；

两组直线导轨及滑块安装在立柱部件导轨联接面；升降螺母座、螺母与滚珠丝杠配合并与滑块一起安装在滑座部件对应的联接面上，形成沿直线导轨移动的竖直方向移动轴副。

进一步，所述立柱部件下部安装有铰支座组件，铰支座组件与底座部件固定联接，机器人臂杆折叠时，立柱部件适于放平联接。