[发明专利]磁吸式轻量化圆柱坐标通用机器人

说明书

一种磁吸式轻量化圆柱坐标通用机器人，该机器人以磁力底座(1)及其底面对外部铁磁材料产生的磁吸力为整个机器人机构提供安装基础和锁固力，依次安装调角器(2)、中空六面柱体(3)、θ轴旋转驱动电机(4)、机器人θ轴旋转行星减速机(5)、回转连接器(6)、X轴立柱(7)、X轴动力滑块(8)、“十”字连接器(9)、R轴横臂(10)、R轴动力滑块(11)、“一”字形辅助构件(12)、“Π”字形辅助构件(13)、机器人手腕(14)、手腕末端夹持器(15)、特殊设计埋弧焊枪(16)、控制系统(19)采用示教法进行现场编程以及调用预设焊枪摆动轨迹子程序，还具有对预设焊枪摆动轨迹的参数进行调整设定的功能；适用于焊接应用。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体的是一套由机器人磁力底座(1)、具有可以手动调节角度和锁紧功能的调角器(2)、中空六面柱体(3)机器人θ轴旋转驱动电机(4)、机器人θ轴旋转行星减速机(5)、θ轴旋转行星减速机(4)的输出轴回转连接器(6)、机器人X轴立柱(7)、X轴立柱(7)上直线运动的动力滑块(8)、动力滑块(8)上通过“十”字联接器(9)安装的机器人R轴横臂(10)、R轴横臂(10)上沿R轴线方向直线运动的动力滑块(11)、以及“一”字形辅助构件(12)、“Π”字形辅助构件(13)、机器人手腕(14)、机器人手腕末端作业工具夹持器(15)、特殊设计埋弧焊枪(16)或其他作业工具、X轴立柱(7)上的动力滑块驱动电机(17)、R轴横臂(10)上的动力滑块驱动电机(18)；机器人由多轴焊接机器人控制驱动系统(19)共同组成的一种磁吸式轻量化圆柱坐标通用机器人。

背景技术

本发明涉及一种磁吸式轻量化圆柱坐标通用机器人，本发明的核心理念是创造一种“易于人工搬运和实用”的机器人，其具体含义是在作业现场由1～2人在不借助起重设备的情况下由人工快速解除机器人的整体安装锁紧力后进行搬运，然后快速地重新安装和锁紧，并且可以立即开始正常的操作使用；与目前市场上现有机器人相比，“易于人工搬运和实用”是本发明最鲜明的技术特性。本发明机器人“易于人工搬运和实用”的理念是与目前市场上所有工业机器人的“固定使用”模式完全不同，也有别于自主行走式的商用物流或家用行走机器人的模式；放眼机器人市场无论是工业应用大户的汽车行业，还是焊接量巨大建筑钢结构、造船行业，或者是各种通用机械的焊接加工；也不论是桁架型还是关节型、亦或是直角坐标型、平面关节型工业机器人，这些机器人都是安装在流水线或工位上的固定位置，除了离线检修外，在正常使用寿命期内是不会被主动搬运的；它们只适合于大批量的工业品零部件流水线生产；另一方面，自主行走式商用物流机器人或家用机器人虽然可以自由行走，但是主要是依靠预设的行走路线，沿固定的线路进行自主运动的，不是按照人的随机想法被动移动；尤其是这种机器人的足底无法与地面或其他固定构件锁定，造成在复杂的工业生产环境下无法快速精确地重复定位以及不能承受较大的倾翻力矩的短板，这极大地限制了它们在工业领域的应用；对于主要依靠人工进行操作的复杂应用领域，例如大中型机械厂、重型焊接构件等单件小批量生产方式的重型机械、造船等应用领域以及野外作业环境，由于焊缝多，焊接空间位置多变，自身结构复杂，目前还是主要以人工焊接操作为主；为了在这些领域使用机器人，让焊枪能够到达所需的狭窄焊接位置，人们就必须增大焊接机器人的有效行程范围、或配合变位机、或增加机器人总的联动轴数来解决问题，其思路的实质就是“机器人要比工件尺寸大”、或“工件和机器人必须同步配合运动”；这样就会增加设备投资和技术难度、变位机大多会按照特定产品专门设计，通用性比较差，总体投资效益不高；本发明转换思路，另辟蹊径，让“工件原地不动，机器人就象手工工具一样灵活而直接的抵近所需工作位置进行灵活操作，实现小机器人围绕大工件，甚至站到工件身上”进行工作，形成机器人应用方式的一个新模式，特别是在野外环境下，只需一块厚重钢板平放在地面上，机器人就可以可靠安装固定投入使用；显而易见，可以被人工搬运、自由放置并快速固定在任何需要的位置然后快速投入使用的新型机器人，会为人们便捷、灵活地在上述场景中使用机器人带来极大的便利性；本发明磁吸式轻量化圆柱坐标通用机器人就是实现这一理念的一个实例。