一种工业机械手臂用的焊接变位机的制作方法

本实用新型属于先进工业机器人及自动化生产线技术领域，具体地，涉及一种工业机械手臂用的焊接变位机。

背景技术：

机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影，机械手臂根据结构形式的不同分为多关节机械手臂，直角坐标系机械手臂，球坐标系机械手臂，极坐标机械手臂，柱坐标机械手臂等，随着机械化时代的发展，机械手臂也被更多的进行使用，随着科学技术的不断发展，目前的机械手臂已经可以发展到六轴机械臂，机械臂一般通过铸造焊接成型，目前对于现在的机械手臂的焊接要求越来越高，机械手臂焊接过程中，变位机是焊接的重要部件。

变位机是一种通用、高效的以实现环缝焊接为主的焊接设备。可配用氩弧焊机(填丝或不填丝)、熔化极气体保护焊机(c02/mag/mig焊机)、等离子焊机等焊机电源并可与其它机组成自动焊接系统。该产品主要由旋转机头、变位机构以及控制器组成。旋转机头转速可调，具有独立调速电路，拨码开关直接预置焊缝长度。倾斜角度可根据需要调节。但是目前现有的变位机工作范围有限，无论采用人工焊接还是机械手臂自动焊接，由于变位机移动面范围有限，造成焊接过程中可能需要人工调节位置，影响正常的生产过程。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种工业机械手臂用的焊接变位机，解决了焊接过程中变位机调节范围有限，影响焊接正常进行的问题。

技术方案：本实用新型提供了一种工业机械手臂用的焊接变位机，包括底座、z轴升降组件、xy轴平面移动组件、第一支撑平台、旋转驱动组件、第一支撑板、第二支撑板、第一夹爪气缸和第二夹爪气缸，所述z轴升降组件设置在底座上，所述xy轴平面移动组件设置在z轴升降组件上，并且z轴升降组件可驱动xy轴平面移动组件升降，所述第一支撑平台设置在xy轴平面移动组件上，所述第一支撑板和第二支撑板对称设置在第一支撑平台的上端面上，所述旋转驱动组件设置在第一支撑板上，并且旋转驱动组件与第一夹爪气缸和第二夹爪气缸连接，所述第一夹爪气缸设置在第一支撑板上，所述第二夹爪气缸设置在第二支撑板上，所述第一夹爪气缸和第二夹爪气缸对称设置。本实用新型的工业机械手臂用的焊接变位机，通过z轴升降组件和xy轴平面移动组件配合，使得第一夹爪气缸和第二夹爪气缸能够在x、y、z空间坐标系内自由移动，并且第一夹爪气缸和第二夹爪气缸可转动，能够灵活调节待焊接件的角度，通过旋转可空间范围的自由移动，使得焊接过程能够方便调节待焊接件的位置，使用方便。

进一步的，上述的工业机械手臂用的焊接变位机，所述z轴升降组件包括第一气缸、一组导向座和一组导向柱，所述第一气缸固定设置在底座的上端面上，并且第一气缸的伸出端与xy轴平面移动组件的下端面固定连接，所述一组导向座设置在底座的四个角部上，所述导向柱设置在导向座内，并且导向柱可在导向座内上下移动，所述一组导向柱的上端面与xy轴平面移动组件的下端面固定连接。

进一步的，上述的工业机械手臂用的焊接变位机，所述xy轴平面移动组件包括第二支撑平台、x轴线性模组、x轴导轨、一组x轴滑块、y轴线性模组、y轴导轨、一组y轴滑块和第三支撑平台，所述第二支撑平台位于底座上方，并且第二支撑平台与第一气缸连接，所述x轴线性模组和x轴导轨平行设置在第二支撑平台，并且x轴线性模组和x轴导轨分别位于第二支撑平台的两侧边，所述一组x轴滑块设置在x轴导轨上，所述第三支撑平台设置在一组x轴滑块和x轴线性模组上，并且第三支撑平台位于第二支撑平台上方，所述y轴线性模组和y轴导轨平行设置在第三支撑平台上，并且y轴线性模组和y轴导轨分别位于第三支撑平台的两侧边，所述x轴线性模组和y轴线性模组互相垂直设置，所述一组y轴滑块设置在y轴导轨上，所述第一支撑平台设置在y轴线性模组和一组y轴滑块上。设置的xy轴平面移动组件使得第一夹爪气缸和第二夹爪气缸能够在平面范围内任意移动，配合升降的z轴升降组件，使得第一夹爪气缸和第二夹爪气缸夹持待焊接件焊接时，能够在三维空间范围内自由移动。

进一步的，上述的工业机械手臂用的焊接变位机，所述第一支撑平台、第三支撑平台和第二支撑平台按照由上至下的顺序依次设置。

进一步的，上述的工业机械手臂用的焊接变位机，所述旋转驱动组件包括驱动电机、第一转轴、联轴器、第一传动组件和第二传动组件，所述驱动电机设置在第一支撑板上，所述第一转轴通过联轴器与驱动电机连接，并且第一转轴通过轴承架设在第一支撑板和第二支撑板上，所述第一传动组件设置在第一支撑板上，并且第一传动组件与第一夹爪气缸连接，所述第二传动组件设置在第二支撑板上，并且第二传动组件与第二夹爪气缸连接，所述第一传动组件和第二传动组件均与第一转轴连接。

进一步的，上述的工业机械手臂用的焊接变位机，所述第一传动组件和第二传动组件包括主动轮、齿轮带、从动轮和第二转轴，所述主动轮与第一转轴通过花键连接，所述第一支撑板和第二支撑板上均设有第二转轴，所述第二转轴的一端与第一夹爪气缸和第二夹爪气缸连接，并且第二转轴的另一端设有从动轮，所述从动轮通过齿轮带与主动轮连接。通过一根转轴带动两个主动轮同时转动，并且通过齿轮带带动从动轮转动，从而保证了第一夹爪气缸和第二夹爪气缸能够同步转动。

进一步的，上述的工业机械手臂用的焊接变位机，所述旋转驱动组件上设有张紧机构，所述张紧机构包括第二气缸、支撑架和张紧轮，所述第二气缸设置在第一支撑板或第二支撑板上，所述支撑架与第二气缸的伸出端连接，所述张紧轮通过转轴设置在支撑架上，所述齿轮带套设在张紧轮上。设置的张紧机构能够根据齿轮带的松紧程度灵活调整齿轮带的张紧。

进一步的，上述的工业机械手臂用的焊接变位机，所述第一支撑板和第二支撑板上均设有加强筋。设置的加强筋提高了第一支撑板和第二支撑板强度。

进一步的，上述的工业机械手臂用的焊接变位机，所述第一夹爪气缸和第二夹爪气缸的夹爪上设有一组垫块。设置的垫块能够与待焊接件直接接触，避免第一夹爪气缸和第二夹爪气缸的夹爪在较大夹持力作用下，损伤待焊接件。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的工业机械手臂用的焊接变位机，结构设计合理，使用方便，通过x、y、z三个坐标轴方向驱动装置的设置，从而能够驱动夹持待焊接件的第一夹爪气缸和第二夹爪气缸在三维空间范围内自由移动，与第一夹爪气缸和第二夹爪气缸连接的设有旋转驱动结构，能够驱动第一夹爪气缸和第二夹爪气缸在360°范围内转动，因此本结构既具有空间移动同时伴有旋转，能够灵活的调整待焊接件的位置，方便焊接，提高了工作效率，具有很高的推广价值。

附图说明

图1为本实用新型所述工业机械手臂用的焊接变位机的结构示意图；

图2为本实用新型所述第一传动组件和第二传动组件的结构示意图；

图3为本实用新型所述xy轴平面移动组件的结构示意图。

图中：底座1、z轴升降组件2、第一气缸21、导向座22、导向柱23、xy轴平面移动组件3、第二支撑平台31、x轴线性模组32、x轴导轨33、x轴滑块34、y轴线性模组35、y轴导轨36、y轴滑块37、第三支撑平台38、第一支撑平台4、旋转驱动组件5、驱动电机51、第一转轴52、联轴器53、第一传动组件54、第二传动组件55、主动轮551、齿轮带552、从动轮553、第二转轴554、第一支撑板6、加强筋61、第二支撑板7、第一夹爪气缸8、垫块81、第二夹爪气缸9、张紧机构10、第二气缸101、支撑架102、张紧轮103。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1所示的工业机械手臂用的焊接变位机，包括底座1、z轴升降组件2、xy轴平面移动组件3、第一支撑平台4、旋转驱动组件5、第一支撑板6、第二支撑板7、第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9，所述z轴升降组件2设置在底座1上，所述xy轴平面移动组件3设置在z轴升降组件2上，并且z轴升降组件2可驱动xy轴平面移动组件3升降，所述第一支撑平台4设置在xy轴平面移动组件3上，所述第一支撑板6和第二支撑板7对称设置在第一支撑平台4的上端面上，所述旋转驱动组件5设置在第一支撑板6上，并且旋转驱动组件5与第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9连接，所述第一夹爪气缸8设置在第一支撑板6上，所述第二夹爪气缸9设置在第二支撑板7上，所述第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9对称设置。其中，z轴升降组件2包括第一气缸21、一组导向座22和一组导向柱23，所述第一气缸21固定设置在底座1的上端面上，并且第一气缸21的伸出端与xy轴平面移动组件3的下端面固定连接，所述一组导向座22设置在底座1的四个角部上，所述导向柱23设置在导向座22内，并且导向柱23可在导向座22内上下移动，所述一组导向柱23的上端面与xy轴平面移动组件3的下端面固定连接。通过第一气缸21能够推动整体焊接平台上下移动，从而调节第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9上夹持的待焊接件的高度，并且第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9的夹爪上设有一组垫块81。通过设置的垫块81能够防止待焊接件在较大夹持力作用下，造成待焊接件表面压伤，影响产品质量。

如图3所示的xy轴平面移动组件3包括第二支撑平台31、x轴线性模组32、x轴导轨33、一组x轴滑块34、y轴线性模组35、y轴导轨36、一组y轴滑块37和第三支撑平台38，所述第二支撑平台31位于底座1上方，并且第二支撑平台31与第一气缸21连接，所述x轴线性模组32和x轴导轨33平行设置在第二支撑平台31，并且x轴线性模组32和x轴导轨33分别位于第二支撑平台31的两侧边，所述一组x轴滑块34设置在x轴导轨33上，所述第三支撑平台38设置在一组x轴滑块34和x轴线性模组32上，并且第三支撑平台38位于第二支撑平台31上方，所述y轴线性模组35和y轴导轨36平行设置在第三支撑平台38上，并且y轴线性模组35和y轴导轨36分别位于第三支撑平台38的两侧边，所述x轴线性模组32和y轴线性模组35互相垂直设置，所述一组y轴滑块37设置在y轴导轨36上，所述第一支撑平台4设置在y轴线性模组35和一组y轴滑块37上。具体的第一支撑平台4、第三支撑平台38和第二支撑平台31按照由上至下的顺序依次设置。通过设置的第一支撑平台4、第三支撑平台38和第二支撑平台31，并且分别配置有x、y、z三个方向驱动的部件，使得第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9能够在三维坐标空间范围内自由移动。

其中，具体的旋转驱动组件5包括驱动电机51、第一转轴52、联轴器53、第一传动组件54和第二传动组件55，所述驱动电机51设置在第一支撑板6上，所述第一转轴52通过联轴器53与驱动电机51连接，并且第一转轴52通过轴承架设在第一支撑板6和第二支撑板7上，所述第一传动组件54设置在第一支撑板6上，并且第一传动组件54与第一夹爪气缸8连接，所述第二传动组件55设置在第二支撑板7上，并且第二传动组件55与第二夹爪气缸9连接，所述第一传动组件54和第二传动组件55均与第一转轴52连接。并且，第一支撑板6和第二支撑板7上均设有加强筋61。驱动电机51驱动第一转轴52转动，由于第一传动组件54和第二传动组件55均与第一转轴52连接，因此能够保证第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9同步转动，带动待焊接件转动调整角度。

如图2所示的第一传动组件54和第二传动组件55包括主动轮551、齿轮带552、从动轮553和第二转轴554，所述主动轮551与第一转轴52通过花键连接，所述第一支撑板6和第二支撑板7上均设有第二转轴554，所述第二转轴554的一端与第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9连接，并且第二转轴554的另一端设有从动轮553，所述从动轮553通过齿轮带552与主动轮551连接。第一传动组件54和第二传动组件55对称设置在第一支撑板6和第二支撑板7两侧，能够保持同步传动，从而使得第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9同步转动，工作稳定可靠。

实施例二

如图1所示的工业机械手臂用的焊接变位机，包括底座1、z轴升降组件2、xy轴平面移动组件3、第一支撑平台4、旋转驱动组件5、第一支撑板6、第二支撑板7、第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9，所述z轴升降组件2设置在底座1上，所述xy轴平面移动组件3设置在z轴升降组件2上，并且z轴升降组件2可驱动xy轴平面移动组件3升降，所述第一支撑平台4设置在xy轴平面移动组件3上，所述第一支撑板6和第二支撑板7对称设置在第一支撑平台4的上端面上，所述旋转驱动组件5设置在第一支撑板6上，并且旋转驱动组件5与第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9连接，所述第一夹爪气缸8设置在第一支撑板6上，所述第二夹爪气缸9设置在第二支撑板7上，所述第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9对称设置。其中，z轴升降组件2包括第一气缸21、一组导向座22和一组导向柱23，所述第一气缸21固定设置在底座1的上端面上，并且第一气缸21的伸出端与xy轴平面移动组件3的下端面固定连接，所述一组导向座22设置在底座1的四个角部上，所述导向柱23设置在导向座22内，并且导向柱23可在导向座22内上下移动，所述一组导向柱23的上端面与xy轴平面移动组件3的下端面固定连接。通过第一气缸21能够推动整体焊接平台上下移动，从而调节第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9上夹持的待焊接件的高度，并且第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9的夹爪上设有一组垫块81。通过设置的垫块81能够防止待焊接件在较大夹持力作用下，造成待焊接件表面压伤，影响产品质量。

如图3所示的xy轴平面移动组件3包括第二支撑平台31、x轴线性模组32、x轴导轨33、一组x轴滑块34、y轴线性模组35、y轴导轨36、一组y轴滑块37和第三支撑平台38，所述第二支撑平台31位于底座1上方，并且第二支撑平台31与第一气缸21连接，所述x轴线性模组32和x轴导轨33平行设置在第二支撑平台31，并且x轴线性模组32和x轴导轨33分别位于第二支撑平台31的两侧边，所述一组x轴滑块34设置在x轴导轨33上，所述第三支撑平台38设置在一组x轴滑块34和x轴线性模组32上，并且第三支撑平台38位于第二支撑平台31上方，所述y轴线性模组35和y轴导轨36平行设置在第三支撑平台38上，并且y轴线性模组35和y轴导轨36分别位于第三支撑平台38的两侧边，所述x轴线性模组32和y轴线性模组35互相垂直设置，所述一组y轴滑块37设置在y轴导轨36上，所述第一支撑平台4设置在y轴线性模组35和一组y轴滑块37上。具体的第一支撑平台4、第三支撑平台38和第二支撑平台31按照由上至下的顺序依次设置。通过设置的第一支撑平台4、第三支撑平台38和第二支撑平台31，并且分别配置有x、y、z三个方向驱动的部件，使得第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9能够在三维坐标空间范围内自由移动。

其中，具体的旋转驱动组件5包括驱动电机51、第一转轴52、联轴器53、第一传动组件54和第二传动组件55，所述驱动电机51设置在第一支撑板6上，所述第一转轴52通过联轴器53与驱动电机51连接，并且第一转轴52通过轴承架设在第一支撑板6和第二支撑板7上，所述第一传动组件54设置在第一支撑板6上，并且第一传动组件54与第一夹爪气缸8连接，所述第二传动组件55设置在第二支撑板7上，并且第二传动组件55与第二夹爪气缸9连接，所述第一传动组件54和第二传动组件55均与第一转轴52连接。并且，第一支撑板6和第二支撑板7上均设有加强筋61。驱动电机51驱动第一转轴52转动，由于第一传动组件54和第二传动组件55均与第一转轴52连接，因此能够保证第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9同步转动，带动待焊接件转动调整角度。

如图2所示的第一传动组件54和第二传动组件55包括主动轮551、齿轮带552、从动轮553和第二转轴554，所述主动轮551与第一转轴52通过花键连接，所述第一支撑板6和第二支撑板7上均设有第二转轴554，所述第二转轴554的一端与第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9连接，并且第二转轴554的另一端设有从动轮553，所述从动轮553通过齿轮带552与主动轮551连接。第一传动组件54和第二传动组件55对称设置在第一支撑板6和第二支撑板7两侧，能够保持同步传动，从而使得第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸9同步转动，工作稳定可靠。

另外，旋转驱动组件5上设有张紧机构10，所述张紧机构10包括第二气缸101、支撑架102和张紧轮103，所述第二气缸101设置在第一支撑板6或第二支撑板7上，所述支撑架102与第二气缸101的伸出端连接，所述张紧轮103通过转轴设置在支撑架102上，所述齿轮带552套设在张紧轮103上。在第一支撑板6或第二支撑板7上分别设置张紧机构10，通过第二气缸101的拉紧手缩，能够通过张紧轮103将齿轮带552拉紧，从而防止齿轮带552在长期使用过程中保持张紧，避免齿轮带552松动，从而保证第一传动组件54和第二传动组件55稳定的转动。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。