一种激光视觉导航柔性自主焊接机器人的制作方法

本发明涉及焊接机器人技术领域，特别涉及一种激光视觉导航柔性自主焊接机器人。

背景技术：

焊接过程会产生大量的热量、辐射、有毒气体等，对工人的身体造成较大的伤害，为了解决焊接对身体的危害，通过焊接机器人完成焊接工作，常见的焊接机器人多为机械手臂式，它的出现不仅降低了工人劳动强度，而且提高了生产效率和质量，因此应用越来越广泛。但是，工业现场存在众多大型钢结构构件，如大型球罐、大型钢结构建筑物等等，这些大型钢结构构件目前绝大多数仍在采用人工方式作业，普通的焊接机器人功能比较单一，并且体积过大，不能实现在大型钢结构表面进行攀爬工作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种激光视觉导航柔性自主焊接机器人，体积小、灵活性强，可爬壁、吸附性好。

本发明的目的是这样实现的：一种激光视觉导航柔性自主焊接机器人，包括机器人本体，还包括便于机器人本体攀爬的爬行机构，还包括设置在机器人本体上、便于焊接的焊枪，还包括设置在机器人本体一侧、并且为焊枪提供焊丝的送丝机，还包括用于激光扫描的激光器；所述机器人本体包括x轴传动机构、y轴传动机构、z轴传动机构、r轴传动机构；

所述爬行机构包括长条形的柔性导轨，还包括设置在柔性导轨底部、便于攀爬的多个真空吸盘；

所述x轴传动机构包括第一外壳，还包括设置在第一外壳内的x轴伺服电机，还包括与x轴伺服电机驱动轴连动的主动齿轮，还包括靠近主动齿轮设置、并且与主动齿轮啮合的从动齿轮，还包括设置在柔性导轨上、并且与从动齿轮相啮合的长条形通孔，还包括设置在第一外壳一侧的滑动件，还包括通过滑动件可滑动地安装在柔性导轨上的x轴滑块；

所述y轴传动机构包括设置在x轴滑块上的第二壳体，还包括设置在第二壳体上的y轴伺服电机，还包括与y轴伺服电机连动的水平丝杆，还包括套装在水平丝杆上的y轴滑块，还包括导向y轴滑块直线运动的y轴导向组件；

所述z轴传动机构包括设置在y轴滑块上的支座，还包括设置在支座上的第三壳体，还包括设置在第三壳体内、竖直设置的z轴伺服电机，还包括与z轴伺服电机连动的主动同步带轮，还包括紧靠z轴伺服电机、并且竖直安装在第三壳体内的垂直丝杆，还包括设置在垂直丝杆底部的从动同步带轮，还包括盘装在主动同步带轮、从动同步带轮周身的z轴同步带，还包括套装在垂直丝杆上、可上下移动的垂直丝杆滑块；

所述r轴传动机构包括固定在垂直丝杆滑块上、并且底部固定有焊枪的花键轴，还包括竖直设置的r轴伺服电机，还包括与r轴伺服电机连动的r轴同步带轮，还包括套装在花键轴上的滚珠花键，还包括设置在r轴同步带轮、滚珠花键周身的r轴同步带。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：由于爬行机构的设置，通过真空吸盘抽真空吸附在物体上，同时结合柔性导轨的设置，实现爬壁的功能；并且在x轴传动机构、y轴传动机构、z轴传动机构、r轴传动机构的协同作用下，实现多自由度焊接，灵活性好。

作为本发明的进一步改进，所述滑动件为可拆卸地安装在x轴滑块四个角位置、并且与柔性导轨边沿接触的v形轮。通过v形轮的设置，使得x轴滑块在柔性导轨上滑动。

作为本发明的进一步改进，所述y轴导向组件包括设置在第二壳体内的直线导轨，还包括设置在y轴滑块底部、并且与直线导轨相配合滑动的滑动部。

作为本发明的进一步改进，所述长条形通孔沿着柔性导轨的长度方向均匀设有多个。

作为本发明的进一步改进，所述柔性导轨由柔性材料制成的锰钢材质制成。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的俯视图。

图3为x轴传动机构结构图。

图4为图3的俯视图。

图5为y轴传动机构结构图。

图6为图5的俯视图。

图7为导向组件结构图。

图8为z轴传动机构、r轴传动机构安装结构图。

图9为图8中a-a剖面图。

其中，1第一壳体，2x轴伺服电机，3主动齿轮，4从动齿轮，5x轴滑块，6第二壳体，7y轴伺服电机，8y轴滑块，9滑动部，10直线导轨，11水平丝杆，12支座，13第三壳体，14z轴伺服电机，15垂直丝杆，16主动同步带轮，17传动同步带轮，18z轴同步带，19垂直丝杆滑块，20r轴伺服电机，21r轴同步带轮，22滚珠花键，23r轴同步带，24花键轴，25柔性导轨，26真空吸盘，27通孔，28送丝机，29激光器，30焊枪，31v形轮。

具体实施方式

如图1-9所示，一种激光视觉导航柔性自主焊接机器人，包括机器人本体，还包括便于机器人本体攀爬的爬行机构，还包括设置在机器人本体上、便于焊接的焊枪30，还包括设置在机器人本体一侧、并且为焊枪30提供焊丝的送丝机28，还包括用于激光扫描的激光器29；所述机器人本体包括x轴传动机构、y轴传动机构、z轴传动机构、r轴传动机构；

所述爬行机构包括长条形的柔性导轨25，还包括设置在柔性导轨25底部、便于攀爬的多个真空吸盘26；

所述x轴传动机构包括第一外壳1，还包括设置在第一外壳1内的x轴伺服电机2，还包括与x轴伺服电机2驱动轴连动的主动齿轮3，还包括靠近主动齿轮3设置、并且与主动齿轮3啮合的从动齿轮4，还包括设置在柔性导轨25上、并且与从动齿轮4相啮合的长条形通孔27，还包括设置在第一外壳1一侧的滑动件，还包括通过滑动件可滑动地安装在柔性导轨25上的x轴滑块5；

所述y轴传动机构包括设置在x轴滑块5上的第二壳体6，还包括设置在第二壳体6上的y轴伺服电机7，还包括与y轴伺服电机7连动的水平丝杆11，还包括套装在水平丝杆11上的y轴滑块8，还包括导向y轴滑块8直线运动的y轴导向组件；

所述z轴传动机构包括设置在y轴滑块8上的支座12，还包括设置在支座12上的第三壳体13，还包括设置在第三壳体13内、竖直设置的z轴伺服电机14，还包括与z轴伺服电机14连动的主动同步带轮16，还包括紧靠z轴伺服电机14、并且竖直安装在第三壳体13内的垂直丝杆15，还包括设置在垂直丝杆15底部的从动同步带轮17，还包括盘装在主动同步带轮16、从动同步带轮17周身的z轴同步带18，还包括套装在垂直丝杆15上、可上下移动的垂直丝杆滑块19；

所述r轴传动机构包括固定在垂直丝杆滑块19上、并且底部固定有焊枪30的花键轴24，还包括竖直设置的r轴伺服电机20，还包括与r轴伺服电机10连动的r轴同步带轮21，还包括套装在花键轴24上的滚珠花键22，还包括设置在r轴同步带轮21、滚珠花键22周身的r轴同步带23。

上述滑动件为可拆卸地安装在x轴滑块5四个角位置、并且与柔性导轨25边沿接触的v形轮31。

上述y轴导向组件包括设置在第二壳体5内的直线导轨10，还包括设置在y轴滑块8底部、并且与直线导轨10相配合滑动的滑动部9。

上述长条形通孔27沿着柔性导轨25的长度方向均匀设有多个。

上述柔性导轨25由柔性材料制成的锰钢材质制成。

本发明的工作原理阐述如下，首先，通过真空吸盘26吸附在墙壁上，使得机器人本体进行爬壁运动；然后，x轴伺服电机2驱动主动齿轮3转动并带动从动齿轮4转动，此时，从动齿轮4与柔性导轨25上的长条形通孔27啮合，使得x轴滑块5在柔性导轨25上移动，完成x轴方向的往复运动；其次，y轴伺服电机7带动水平丝杆11转动，使得y轴滑块8在水平丝杆11上来回运动，实现y轴方向的往复运动；其次，z轴伺服电机14驱动主动同步带轮16转动，在z轴同步带18的作用下带动从动同步带轮17转动，从而使得垂直丝杆15转动，带动垂直丝杆滑块19上下运动，完成z轴方向的往复运动；然后，r轴伺服电机20带动r轴同步带轮21转动，在r轴同步带23的作用下带动滚珠花键22转动，从而带动花键轴24转动，使得固定在花键轴24底部的焊枪30转动，完成r轴方向的旋转运动。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。