本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是一种焊接机器人，具体涉及一种新型的三维微焊接机器人。
背景技术：
焊接机器人就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。早期的焊接机器人缺乏“柔性”，焊接路径和焊接参数须根据实际作业条件预先设置，工作时存在明显的缺点。随着计算机控制技术、人工智能技术以及网络控制技术的发展，焊接机器人也由单一的单机示教再现型向以智能化为核心的多传感、智能化的柔性加工单元（系统）方向发展。
焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点，广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业。据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有一半用于各种形式的焊接加工领域。一方面，随着技术的发展，焊接机器人的价格不断下降，性能不断提升；另一方面，劳动力成本不断上升，我国经济的发展，由制造大国向制造强国迈进，需要提升加工手段，提高产品质量和增加企业竞争力，这一切预示着机器人应用及发展前景空间巨大。
目前，我国现有的焊锡机器人还存在以下不足：焊接质量有待提高；点胶、焊接的速度和精度都不够；不能适应不同规格的元器件PIN脚的焊接以及不同角度的复杂焊接环境，适应性不强；不能够完全实现自动化操作，需要人工作业，生产效率有待提高；焊接合格率不高。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种可以全面取代显微镜下的人工焊接工艺，适合于各种不同角度的高精密电子元件引脚与焊盘的焊接，包括高精密OIS手机镜头的焊接，具有焊接质量高、焊接速度快、焊接精度高、焊接效率高的特点的新型的三维微焊接机器人。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：一种新型的三维微焊接机器人，它包含带龙门机架的主机，龙门机架上设置有悬臂系统，悬臂系统下端连接有高性能石墨材料超导焊接系统、高精密超微点胶系统和高精密机器视觉定位系统；主机的工作区域设置有三维立体旋转台，悬臂系统、三维立体旋转台均与高精密直驱传动系统连接，主机前侧设置有HMI、按钮及指示灯，主机内部设置有相互连接的中央控制系统，且高性能石墨材料超导焊接系统、高精密超微点胶系统、高精密机器视觉定位系统、高精密直驱传动系统、HMI、按钮及指示灯均与中央控制系统连接。
作为本实用新型的进一步改进；所述的高性能石墨材料超导焊接系统采用高性能石墨材料制作成的多PIN脚集成型超导焊接头。
作为本实用新型的进一步改进；所述的高精密超微点胶系统采用高强度不锈钢合金材料制作成的单PIN脚及多PIN脚集成型点胶头。
作为本实用新型的进一步改进；所述的中央控制系统采用PLC为主控元件。
作为本实用新型的进一步改进；所述的高精密直驱传动系统由相互连接的五轴伺服驱动和各轴伺服电机组成，伺服电机包含X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、U轴伺服电机和W轴伺服电机，X轴伺服电机、Y轴伺服电机连接悬臂系统，Z轴伺服电机、U轴伺服电机和W轴伺服电机分别设置在三维立体旋转台的Z轴方向、U轴方向和W轴方向。
本实用新型的原理为：高性能石墨材料超导焊接系统用于元器件PIN脚与PCB板或软基板焊盘的焊接；高精密超微点胶系统用于点锡膏，将焊锡膏点在元器件PIN脚和PCB板或软基板的焊盘上；高精密机器视觉定位系统用于对工件（元器件PIN脚与PCB板或软基板的焊盘）的精准定位与追踪。
中央控制系统采用PLC控制，独立设计人性化的作业界面，对整机及各个分系统进行统一的协调和管理，通过对X轴、Y轴、Z轴、U轴、W轴的联动控制和其他系统整合控制，实现全自动智能化控制目的。通过中央控制系统控制五轴伺服驱动，五轴伺服驱动控制伺服电机，伺服电机带动X、Y、Z、U、W五轴的运行，使高性能石墨材料超导焊接系统、高精密超微点胶系统、高精密机器视觉定位系统、三维立体旋转台等设备协调运行，协作完成工件焊接的整个过程。高精密直驱传动系统能精确地跟随或复现某个过程的反馈控制，使被控制物件的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化，使驱动装置输出速度和位置控制非常灵活方便。
三维立体旋转台用于安装加工工件，整个平台可以通过独立的伺服直驱传动机构，进行水平Y轴前后方向的运动。为了能适应不同角度的元器件PIN脚与PCB板或软基板焊盘之间的精密焊接，整个平台还可以通过独立的伺服直驱传动机构，进行水平W轴方向的360度旋转运动和垂直U轴方向的360度旋转运动，使得元器件PIN脚与PCB板或软基板焊盘（焊接点）与点胶系统、焊接系统始终处于最佳的接触平面，及大地提高了点胶、焊接的速度与精度。
采用上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：
1、高性能石墨材料超导焊接系统优异的导热性能，配合温度与时间的精密控制，可以使得一次性焊接合格率高达95%以上，与其他50%的焊接合格率的设备相比，具有明显的优势；
2、高精密超微点胶系统优异的导流性能，配合压力与时间的精密控制，可以使得一次性点锡膏合格率超过98%以上，及大地提高了点锡膏效率与点锡膏质量，与石墨材料集成型超导焊接头配合使用，可以达到理想的焊接效率与焊接效果；
3、三维立体旋转台可以对焊接平台及焊接工件进行三维360度旋转和定位，把待焊接元器件PIN脚的角度与点胶头、焊接头的位置调准到最佳状态，从而获得最佳的点锡膏与焊接效果；
4、高精密机器视觉定位系统可以对工件进行全自动高精度光学定位，并通过中央中央控制系统进行全程自动定位跟踪与精密调准，并在监视器中进行清晰的显示，以方便作业人员监视与检查。整个焊接过程无需人工参与及干涉，极大地提高了焊接效率与焊接效果；
5、高精密伺服直驱传动系统可以让设备运行过程中的定位精度、稳定性、可靠性和及时性都得到大大的提高，使得焊接质量和焊接效率变得更高；
6、中央控制系统采用PLC控制，因此具有可靠性高、抗干扰能力强、体积小、重量轻、能耗低、造价低、维护方便等优点，同时具有兼容性强、易升级、易改造等优点；
7、设备采用全自动化控制，不仅可以取代显微镜下的人工焊接、人工补焊等工艺，而且可长时间连续24小时不间断作业，是取代特殊微焊接领域中人工和普通焊接机器人的最佳选择。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所提供的实施例的结构示意图；
图2为本实用新型所提供的实施例中PLC的结构示意图；
图3为本实用新型所提供的实施例中的控制原理图；
附图标记：
1—Z轴伺服电机；2—悬臂系统；3—龙门机架；4—高精密机器视觉定位系统；5—高性能石墨材料超导焊接系统；6—高精密超微点胶系统；7—U轴伺服电机；8—HMI；9—按钮及指示灯；10—PLC；11—五轴伺服驱动；12—主机；13—Y轴伺服电机；14—W轴伺服电机；15—三维立体旋转台；16—X轴伺服电机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1-图2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种新型的三维微焊接机器人，它包含Z轴伺服电机1、悬臂系统2、龙门机架3、高精密机器视觉定位系统4、高性能石墨材料超导焊接系统5、高精密超微点胶系统6、U轴伺服电机7、HMI 8、按钮及指示灯9、PLC 10、五轴伺服驱动11、主机12、Y轴伺服电机13、W轴伺服电机14、三维立体旋转台15、X轴伺服电机16，主机12的上端安装有龙门机架3，龙门机架3上安装有悬臂系统2，悬臂系统2的上端连接有Z轴伺服电机1，悬臂系统2的下端设置有高精密机器视觉定位系统4、高性能石墨材料超导焊接系统5和高精密超微点胶系统6，龙门机架3上设置有与悬臂系统2连接的X轴伺服电机16；主机12的工作区域设置有三维立体旋转台15，三维立体旋转台15的U轴方向、Y轴方向、W轴方向分别连接有U轴伺服电机7、Y轴伺服电机13、W轴伺服电机14，主机12的内部设置有相互连接的PLC 10和五轴伺服驱动11，五轴伺服驱动11分别与Z轴伺服电机1、X轴伺服电机16 、U轴伺服电机7、Y轴伺服电机13、W轴伺服电机14连接；主机12的前侧设置有与PLC 10连接的HMI 8和按钮及指示灯9。
请参阅图3，采用PLC 10为主控制器，独立设计人性化的作业界面，对整机及各个分系统进行统一的协调和管理，通过对X轴、Y轴、Z轴、U轴、W轴的联动控制和其他系统整合控制，实现全自动智能化控制目的。通过PLC 10控制五轴伺服驱动，五轴伺服驱动控制伺服电机，伺服电机带动X、Y、Z、U、W五轴的运行，使高性能石墨材料超导焊接系统5、高精密超微点胶系统6、高精密机器视觉定位系统7、三维立体旋转台15等设备协调运行，协作完成工件焊接的整个过程。PLC 10的主要作用是对机器人运行动作及过程的智能控制、监视、调试等，对机器人的高性能石墨材料超导焊接系统5、高精密超微点胶系统6、高精密机器视觉定位系统7、三维立体旋转台15、五轴伺服驱动11、五轴伺服电机等完成高智能化的协调控制。
在PLC 10中写入需要执行的程序，机器人按照PLC 10中的程序指令来完成运行动作，HMI 8人机界面采用触摸屏控制，可以清晰地显示、监控机器的各部分参数和运行状态，并根据具体情况来自动调节相应的参数，通过一系列的智能调试与控制，使得机器人在运行过程中始终处于最佳状态，从而满足高精度、高效率、高质量、高可靠性的微焊接环境要求。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。