一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构，属于自动化控制【技术领域】。它解决了现有机器人焊枪头回转半径较大，无法伸入到空间较小且复杂工装的内部；存在45°的焊接死角，对工装的某个角度无法进行焊接等问题。本枪头回转机构的焊枪头安装于芯轴底端，送丝管贯穿芯轴与焊枪头连接，两轴承套于芯轴中部，轴承座固装于Y轴的滑块上，伺服电机通过电机安装板安装于轴承座侧面，伺服电机与芯轴之间设有传动机构。本焊接机器人的枪头回转机构具有焊枪头回转半径小，能自由伸入到工装内部焊接，回转时不与工件、送丝管干涉，焊枪头可实现360°以上的回转，消除焊接死角。
【专利说明】—种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于自动化控制【技术领域】，涉及一种直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构。
【背景技术】
[0002]焊接机器人主要用于代替人工进行焊接工作。目前常见的焊接机器人有关节式机器人和直角坐标系机器人。关节式焊接机器人的焊枪软管沿关节臂悬挂至端部关节，使焊枪软管头部的焊枪头安装在关节臂的端部关节的下方，端部关节在驱动电机的驱动下能绕其上一关节来回转动，从而带动焊枪头一起来回转动。上述回转机构存在缺点如下:为了避免焊枪软管与关节臂相互干涉，焊枪头的回转角度只能小于80°，从而导致焊接死角很大，通常都大于80°。另外，关节式焊接机器人由于结构复杂、造价成本高，很难在量大面广的中小企业中推广。
[0003]目前市场上推出了价廉的直角坐标系焊接机器人，该机器人的回转机构在中国专利文献CN103071956A中得到公开(专利名称为:应用于直角坐标系焊接机器人的焊枪头回转装置)，该回转装置工作原理如下:旋转电机的输出轴带动旋转连接板转动，带动与旋转连接板固定连接的安装套管一起转动，从而使得焊枪头随着旋转电机的输出轴在竖向连接板的两侧来回转动。焊枪头回转的角度范围从安装套管抵触在竖向连接板的一侧至安装套管抵触到竖向连接板的另一侧，回转角度超过80°，其焊接死角可控制到45°。该专利存在以下缺点:1、旋转电机通过连接板与焊枪头连接，回转半径较大，无法伸入到空间较小且复杂工装的内部；2、存在45°的焊接死角，对工装的某个角度无法进行焊接。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种没有焊接死角且回转半径较小的焊接机器人的枪管回转机构。
[0005]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:焊枪头安装于芯轴底端，送丝管贯穿芯轴与焊枪头连接，两轴承套于芯轴中部，轴承座固装于Y轴的滑块上，伺服电机通过电机安装板安装于轴承座侧面，伺服电机与芯轴之间设有传动机构。
[0006]在上述的应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构中，传动机构由两同步带轮和同步带组成，一同步带轮固套于芯轴上段，另一同步带轮装于伺服电机输出轴上，两者通过同步带连接。
[0007]在上述的应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构中，芯轴上部设有三处变径段，中段直径小于下段且大于上段，上述两轴承套于芯轴中段，螺母套于芯轴上中段交界处。
[0008]在上述的应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构中，电机安装板设有长圆孔和圆孔，长圆孔套于螺母外侧，通过螺钉安装于轴承座上端，伺服电机固装于电机安装板圆孔处，伺服电机输出轴穿出电机安装板圆孔与同步带轮连接。[0009]在上述的应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构中，传动机构外侧套有防护罩。
[0010]在上述的应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构中，传动机构由两齿轮啮合构成，一齿轮固套于芯轴上段，另一齿轮装于伺服电机输出轴上。
[0011]与现有技术相比，本焊接机器人的枪管回转机构具有以下的优点:
[0012]1、焊枪头回转半径小，能自由伸入到工装内部焊接。
[0013]2、回转时不与工件、送丝管干涉，焊枪头可实现360°以上的回转，消除焊接死角，使用性能提闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是直角坐标系焊接机器人结构示意图。
[0015]图2是本焊接机器人的枪管回转机构立体结构示意图。
[0016]图3是本焊接机器人的枪管回转机构的剖视图。
[0017]图4是本焊接机器人的枪管回转机构的爆炸图。
[0018]图中，焊枪头1、送丝管2、电机安装板3、伺服电机4、轴承座5、轴承6、芯轴7、防护罩8、同步带9、同步带轮10、同步带轮11、轴承12、螺母13、滑块14、Y轴15、Z轴16、X轴17。
【具体实施方式】:
[0019]以下是本实用新型的具体实施例，结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0020]如图1焊接机器人的直角坐标由X轴17、Y轴15和Z轴16构成，枪管总成安装于Y轴15的滑块14上。
[0021]如图2、图3和图4所示，枪管总成的送丝管2插入芯轴7与底端的焊枪头I连接。芯轴7上部设有三处变径段，形成上、中、下三段，下段为芯轴7上部，直径没有变化，中段直径小于下段直径但大于上段直径。下段与中段交界处形成阶梯环，中段与上段之间设有与螺母13配合的螺纹，阶梯环与螺母13之间固装有两个轴承6、12，外侧套有轴承座5，轴承座5内侧通过螺钉与Y轴15上的滑块14固连。螺母13的作用是将两个轴承6、12封装于轴承座5内。
[0022]电机安装板3设有一个圆孔和一个长圆孔，其中长圆孔套于螺母13外侧并通过螺钉安装于轴承座5上端，长圆孔与螺母13间隙配合，伺服电机4安装于电机安装板3圆孔处，伺服电机4和轴承座5位于电机安装板3同一侧。伺服电机4的输出端穿过电机安装板3圆孔固套同步带轮10，同步带轮11固套在芯轴7上且位于螺母13上端，同步带轮10和同步带轮11通过同步带9连接,外侧套有防护罩8,上述结构构成传动机构。电机安装板3的长圆孔的作用是调整伺服电机4与芯轴7的中心距。传动机构也可由两个齿轮啮合构成，一个齿轮固套于芯轴7上，另一齿轮与伺服电机4的输出轴连接,该方案未提供意图。
[0023]工作原理:伺服电机4正反转动时，同步带轮10带动同步带轮11转动。由于轴承座5固定在Y轴15上，而电机安装板3与轴承座5固定，在两轴承6、12支承下，同步带轮11带动芯轴7绕芯轴7的中心轴转动，而轴承座5、伺服电机4保持不动。上述送丝管2装于芯轴7内，芯轴7的转动不受送丝管2干扰，芯轴7正反均可达到180°以上，从而焊枪头1可实现360°旋转，不存在焊接死角。另外，芯轴7绕中心轴转动即可实现焊枪头1转动，适当调整焊枪头1的角度可以实现较小的回转半径，适合将焊枪头1伸入到工装内部进行焊接。
[0024]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0025]尽管本文较多地使用了焊枪头1、送丝管2、电机安装板3、伺服电机4、轴承座5、轴承6、芯轴7、防护罩8、同步带9、同步带轮10、同步带轮11、轴承12、螺母13、滑块14、Y轴15、Z轴16、X轴17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1.一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构，焊枪头(I)安装于芯轴(7)底端，其特征在于送丝管(2)贯穿芯轴(7)与焊枪头(I)连接，两轴承(12、6)套于芯轴(7)中部，轴承座(5)固装于Y轴(15)的滑块(14)上，伺服电机(4)通过电机安装板(3)安装于轴承座(5 )侧面，伺服电机(4)与芯轴(7 )之间设有传动机构。
2.根据权利要求1所述一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构，其特征在于传动机构由同步带轮(11)、同步带(9)和同步带轮(10)组成，同步带轮(11)固套于芯轴(7)上部，同步带轮(10)装于伺服电机(4)输出轴上，两者通过同步带(9)连接。
3.根据权利要求1或2所述一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构，其特征在于芯轴(7)上部设有三处变径段，中段直径小于下段且大于上段，上述两轴承(12、6)套于芯轴(7)中段，螺母(13)套于芯轴(7)上中段交界处，同步带轮(11)位于螺母(13)上侧。
4.根据权利要求3所述一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构，其特征在于上述电机安装板(3)设有圆孔和长圆孔，长圆孔套于螺母(13)外侧，通过螺钉安装于轴承座(5)上端，伺服电机(4)固装于电机安装板(3)圆孔处，伺服电机(4)输出轴穿出电机安装板(3)圆孔与同步带轮(10)连接。
5.根据权利要求4所述一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构，其特征在于传动机构外侧套有防护罩(8)。
6.根据权利要求1所述一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构，其特征在于传动机构由两齿轮哨合构成，一齿轮固套于芯轴(7)上段，另一齿轮装于伺服电机(4)输出轴上。
7.根据权利要求6所述一种应用于直角坐标系焊接机器人的枪管回转机构，其特征在于传动机构外侧套有防护罩(8)。
【文档编号】B23K37/02GK203495459SQ201320657224
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】阮吉桃 申请人:台州吉宇工业机器人科技有限公司