双轴五坐标焊接机器人定位行走装置的制作方法

本发明涉及焊机设备技术领域，特别涉及一种双轴五坐标焊接机器人定位行走装置。

背景技术：
：

在工业加工领域，采用流水线生产过程中涉及焊接加工的工序上，需要使用工业机器人提高品控和生产效率。

目前在使用焊接机器人对工件台上夹持的工件进行加工时，多采用机械臂式机器人，由于机械臂的自由度较高，定位后可以获得较大范围的加工区域。但该方案下，机械臂在高自由度、定位加工精度与成本之间存在天然矛盾，高自由度下定位加工精度的提升相对困难，在要求同时保证高自由度和高精度的情况下，成本难以控制，因此限制了自动化生产流水线的推广。

技术实现要素：
：

鉴于此，有必要设计一种同时具备高自由度、低成本且易于提高定位加工精度的焊接机器人行走装置。

双轴五坐标焊接机器人定位行走装置，包括：环形轨道，环动滑车，液压立柱、悬柱和探杆。

其中，环形轨道有相互同心的两根，水平铺设在地面上，其圆心与工件台重合，环动滑车底部安装有行走轮，并通过行走轮与环形轨道可移动接触；环动滑车上表面设置有滑槽，该滑槽在环动滑车运动至任意位置时均指向环形轨道圆心，液压立柱通过滑槽安装在环动滑车上，并可沿滑槽运动。

液压立柱下端为液压缸，其芯杆向上；芯杆内镂空呈筒状，上端开口，芯杆中段朝向、背向环形轨道圆心的筒壁设置有对称的芯杆开口；液压立柱芯杆上端开口处安装有下环形磁铁，悬柱上端外缘设置有上环形磁铁，上环形磁铁与下环形磁铁间相斥，悬柱通过该磁接触悬浮于芯杆筒内；悬柱底端安装有下端磁铁，下端磁铁下方芯杆镂空区底端固定安装有放射状均匀布置的下端导线组。

悬柱中段设置有悬柱开口，探杆由芯杆开口伸入悬柱开口，并铰接在该悬柱开口内，探杆设置有配重尾端，探杆重心与铰轴重合；探杆于悬柱开口内安装有多个探杆转动磁铁，探杆转动磁铁绕铰轴均布；芯杆开口内对应探杆转动磁铁的位置固定安装有多个探杆转动导线。

工作时，焊接设备安装在探杆朝向工件台的一端；环动滑车沿环形轨道滑动，实现焊接设备绕工件圆周转动，调整切入角度，此为第一坐标；液压立柱在环动滑车上表面的滑槽内滑动，由于该滑槽在任意位置均指向环形轨道圆心既工件台，从而使该滑动动作实现焊接设备距离工件远近的调整，此为第二坐标；液压立柱实际为液压缸，通过液压缸的升降可以调整焊接设备的切入高度，此为第三坐标；悬柱通过上、下环形磁铁的相斥作用实现悬浮，当悬柱震动时，下端导线组与下端磁铁发生相互位移，下端导线组内产生的感应电流会形成对下端磁铁的阻尼，从而实现减震作用，当同时为下端导线组通电时，可对下端磁铁施加转动的驱动力，从而实现对探杆水平指向角度的调整，此为第四坐标；探杆由反向延长的配重尾端平衡配重，探杆转动磁铁自行平衡配重，在对探杆转动导线通电时，其与探杆转动磁铁的相互作用力可实现对探杆俯仰角度的调整，此为第五坐标。

由于焊接机器人多要求加工点的精度，相对的，对于抵达加工点的路径精度要求较低，仅用于避让障碍，因此，本设计中第一坐标的机械精度可由第四坐标电磁精确控制弥补，第二或第三坐标的机械精度亦可由第五坐标电磁精确控制弥补，本设计的实现过程中采用反馈控制，对第一坐标、第二或第三坐标中两个机械精度的要求可以大幅度降低，从而有效降低整体设备成本；由于悬柱处于悬浮状态、探杆处于配重平衡状态，其驱动阻力小且稳定，可以通过调整脉冲电信号精度的方式大幅提高工作精度。

优选的，探杆转动磁铁仅布置于探杆下方，探杆上方对应位置安装有配重球，进一步降低设备成本。

优选的，下环形磁铁有两个，同心布置，上环形磁铁的水平投影位于两个下环形磁铁之间，该设计可减小上环形磁铁在下环形磁铁磁场内的可运动范围，增加对悬柱的约束，降低对零件加工精度的要求，从而降低设备成本。

优选的，下端磁铁为环形磁铁，减少探杆转动导线內缘精度对探杆转动磁铁的不利影响，进一步提高设备动作精度。

优选的，悬柱上端设置有外沿的上环形磁铁托架，上环形磁铁通过上环形磁铁托架与悬柱固定连接。

本发明提供了一种双轴五坐标焊接机器人，通过两个电磁控制的轴坐标对三个位移坐标中的两个进行弥补的方式，在保证设备精度的同时极大的降低了设备成本，并具备通过提升电子控制信号精度的方式进一步提高设备精度的改进潜能。

附图说明：

附图1是双轴五坐标焊接机器人定位行走装置的具体实施例结构示意图；

附图2是双轴五坐标焊接机器人定位行走装置的具体实施例芯杆、悬柱、探杆铰轴局部结构示意图；

附图3是双轴五坐标焊接机器人定位行走装置的具体实施例探杆转动导线局部结构示意图。

图中：环形轨道1、环动滑车2、滑槽201、液压立柱3、芯杆开口301、下环形磁铁302、下端导线组303、探杆转动导线304、悬柱4、上环形磁铁托架401、上环形磁铁402、悬柱开口403、下端环形磁铁404、探杆5、铰轴501、探杆转动磁铁502、配重球503、工件台6。

具体实施方式：

双轴五坐标焊接机器人定位行走装置，包括：环形轨道1，环动滑车2，液压立柱3、悬柱4和探杆5。

其中，环形轨道1有相互同心的两根，水平铺设在地面上，其圆心与工件台6重合，环动滑车2底部安装有行走轮，并通过行走轮与环形轨道1可移动接触；环动滑车2上表面设置有滑槽201，该滑槽201在环动滑车2运动至任意位置时均指向环形轨道1圆心，液压立柱3通过滑槽201安装在环动滑车2上，并可沿滑槽201运动。

液压立柱3下端为液压缸，其芯杆向上；芯杆内镂空呈筒状，上端开口，芯杆中段朝向、背向环形轨道1圆心的筒壁设置有对称的芯杆开口301；液压立柱3芯杆上端开口处安装有同心的两个下环形磁铁302，悬柱4上端设置有外沿的上环形磁铁托架401，悬柱4通过上环形磁铁托架401安装有上环形磁铁402，上环形磁铁402与下环形磁铁302间相斥，上环形磁铁402的水平投影位于两个下环形磁铁302之间，悬柱4通过该磁接触悬浮于芯杆筒内；悬柱4底端安装有下端环形磁铁404，下端环形磁铁404下方芯杆镂空区底端固定安装有放射状均匀布置的下端导线组303。

悬柱4中段设置有悬柱开口403，探杆5由芯杆开口301伸入悬柱开口403，并铰接在该悬柱开口403内，探杆5设置有配重尾端，探杆5重心与铰轴501重合；探杆于悬柱开口403内安装有多个探杆转动磁铁502，探杆转动磁铁502绕铰轴501于探杆5下方均布，探杆5上方对应位置安装有配重球503；芯杆开口301内对应探杆转动磁铁502的位置固定安装有多个探杆转动导线304。

技术特征：

技术总结
本发明涉及焊机设备技术领域，特别涉及一种双轴五坐标焊接机器人定位行走装置；液压立柱下端为液压缸，其芯杆向上；芯杆内镂空呈筒状，上端开口，芯杆中段朝向、背向环形轨道圆心的筒壁设置有对称的芯杆开口；液压立柱芯杆上端开口处安装有下环形磁铁，悬柱上端外缘设置有上环形磁铁，上环形磁铁与下环形磁铁间相斥，悬柱通过该磁接触悬浮于芯杆筒内；悬柱底端安装有下端磁铁，下端磁铁下方芯杆镂空区底端固定安装有放射状均匀布置的下端导线组；本发明通过两个电磁控制的轴坐标对三个位移坐标中的两个进行弥补的方式，在保证设备精度的同时极大的降低了设备成本，并具备通过提升电子控制信号精度的方式进一步提高设备精度的改进潜能。

技术研发人员：郭风忠;周银;金锋;张军保;周梦醒;李海荣
受保护的技术使用者：宁夏吴忠市好运电焊机有限公司
技术研发日：2018.10.16
技术公布日：2018.11.30