[发明专利]高精密多轴联动三维微焊接机器人及其工作方法

摘要

高精密多轴联动三维微焊接机器人，它涉及机器人技术领域。整机采用标准台式机器人结构，支架上设置有高精密机器视觉定位系统、高性能石墨材料超导焊接系统、高精密超微点胶系统，工作台面上安装有三维立体旋转台，高精密直驱传动系统、中央控制系统相互连接并设置在机器人内部，连接至操作面板。它集成了高性能石墨材料超导焊接系统技术、高精密超微点胶系统技术、三维立体旋转台技术、高精密机器视觉定位系统技术、高精密直驱传动系统技术等多种前沿科技，可以全面取代显微镜下的人工焊接工艺，具有焊接质量高、焊接速度快、焊接精度高、焊接效率高的特点。

主权项

1.高精密多轴联动三维微焊接机器人，整机采用标准台式机器人结构，其特征在于，支架上设置有机器视觉定位系统、石墨材料超导焊接系统、超微点胶系统，工作台面上安装有三维立体旋转台，直驱传动系统、中央控制系统相互连接并设置在机器人内部，连接至操作面板；所述的三维立体旋转平台包含工作台面、W轴伺服电机、三维旋转台、Y轴伺服电机、U轴伺服电机，工作台面固定在三维旋转台的上端，且三维旋转台的U轴方向安装有U轴伺服电机；三维旋转台的Y轴方向安装有Y轴伺服电机；三维旋转台的W轴方向安装有W轴伺服电机；所述的U轴伺服电机、Y轴伺服电机、W轴伺服电机分别通过伺服控制器与焊锡机器人的中央控制系统连接；所述的U轴伺服电机的初始旋转角度为45°；所述的机器视觉定位系统包含监视系统、图像处理系统、工业相机、工业镜头、LED光源，工业镜头连接在工业相机的下端，且工业镜头的端部设置有LED光源；工业相机与图像处理系统连接，图像处理系统与监视系统连接；所述的工业镜头和工业相机通过锁定旋钮连接在一起；所述的石墨材料超导焊接系统包含温控系统、石墨材料超导焊接头、精密焊齿，石墨材料超导焊接头连接直驱传动系统，且石墨材料超导焊接头连接温控系统，所述的石墨材料超导焊接头采用超导石墨材料制成，根据待焊接元器件PIN脚的结构，加工成与之相对应的精密焊齿；所述的超微点胶系统包含气动机构、点锡膏针头，点锡膏针头与气动机构连接，气动机构与直驱传动系统连接，所述的点锡膏针头为高强度不锈钢合金材料制作成单PIN脚或多PIN脚集成型点胶头；点锡膏针头将焊锡膏精准地输送到待焊接工件上，单针针头对元器件PIN脚进行逐个点锡膏；多针针头对元器件所有PIN脚进行一次性点锡膏；所述的气动机构的主要部件为气缸；所述的直驱传动系统采用伺服直驱传动结构，由伺服控制器和伺服电机组成，对超微点胶系统、石墨材料超导焊接系统、机器视觉定位系统、三维旋转平台进行完全独立的精密伺服直接驱动，通过中央控制系统控制伺服控制器，伺服控制器控制伺服电机，伺服电机带动X、Y、Z、U、W五轴的运行，使石墨材料超导焊接系统、超微点胶系统、机器视觉定位系统、三维立体旋转台设备协调运行，协作完成工件焊接的整个过程；所述的机器视觉定位系统用于对工件的精准定位与追踪，整个系统可以通过独立的直驱传动系统，进行水平X轴左右方向的运动和垂直Z轴上下方向的运动，通过高清摄像头对工件进行光学照相，经过系统软件的运算与对位，对工件进行精准定位，并自动进行持续的追踪与调准，确保在连续加工的过程中，工件与石墨材料超导焊接系统、超微点胶系统始终处于最佳的接触平面，确保点锡膏与焊接的精度始终保持在最佳状态。