一种三轴机器人变位机的制作方法

本实用新型涉及一种变位机，尤其涉及一种三轴机器人变位机。

背景技术：

变位机是自动化生产中广泛应用的一种辅助设备，用于辅助焊接机器人的自动焊接作业。现有的变位机一般为单轴变位机，焊接机器在焊接完一个工件后需要等待工件的卸载与安装，因此焊接机器人不能够持续焊接，其工作效率较低。同时，现有的变位机一般通过固连的方式与工装连接，这种安装方式使得工装的更换与维修较为不便，操作人员在更换或检修时需要较长时间进行工装的拆卸与安装，从而降低了焊接的效率。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的三轴机器人变位机，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种工作效率高且工装安装方便的三轴机器人变位机。

本实用新型的三轴机器人变位机，包括左基座组件、右基座组件及设于左基座组件和右基座组件之间的中间杆，所述左基座组件包括左壳体、设于左壳体右侧的左连杆、设于左壳体内并用于驱动左连杆转动的连杆驱动装置，连杆驱动装置的输出轴与所述左连杆连接，左连杆的前后两端均设置有工装驱动装置，所述右基座包括右壳体、设于右壳体左侧的右连杆，所述中间杆的左端与所述左连杆固连，中间杆的右端与所述右连杆固连；

所述工装驱动装置包括左端封闭且右端开口的安装桶，安装桶内设置有安装盒及驱动安装盒转动的安装盒驱动装置，安装盒驱动装置的输出轴与安装盒连接，安装盒内设有与安装盒内腔滑动配合且由铁磁性物质制成的滑块，滑块的右侧设置有与滑块固连的左定位杆，安装盒的右侧壁上设有与左定位杆适配的穿孔，滑块与安装盒之间还设有弹性装置，安装盒内还设置有电磁铁，电磁铁位于所述滑块的左侧；

所述右连杆的前后两端均设置有右定位杆，所述右定位杆的右端可转动地设置于右连杆上。

进一步的，本实用新型的三轴机器人变位机，所述连杆驱动装置包括设于左壳体内的驱动电机、与驱动电机输出轴连接的减速机，减速机的输出轴通过齿轮传动结构与左连杆上的转轴连接。

进一步的，本实用新型的三轴机器人变位机，所述安装盒驱动装置为步进电机。

进一步的，本实用新型的三轴机器人变位机，所述连杆驱动装置的驱动电机为伺服电机。

进一步的，本实用新型的三轴机器人变位机，所述安装盒的内侧面设置有与安装盒同轴的环形槽，环形槽内设置有环形金属片，所述安装盒的外侧面设置有与所述环形金属片接触的连接电极，连接电极与所述电磁铁连接。

进一步的，本实用新型的三轴机器人变位机，所述滑块由铁制成。

进一步的，本实用新型的三轴机器人变位机，所述弹性装置为弹簧。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：本实用新型的三轴机器人变位机，左连杆的前后两端均设置有工装驱动装置，从而使其能够同时安装两套工装，进而使得焊接机器人能够不间断地对工件进行焊接作业，提高焊接的效率。同时，安装盒、滑块、左定位杆、右定位杆等部件的设置，使得操作人员能够方便地对工装进行安装、更换及维修，从而进一步提高了工作的效率。由于采用滑块、弹性装置及左定位杆的结构设置，三轴机器人变位机能够与一定长度范围内的工装连接，从而提高了其通用性，同时免去了工装连接时固定螺丝的安装与卸载，提高了工装安装的便捷性。

综上所述，本实用新型的三轴机器人变位机工作效率高且工装安装方便。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是三轴机器人变位机的俯视图；

图2是左基座组件的前视图；

图3是工装驱动装置的结构示意图；

图4是气动装卡工装的主视图；

图5是对接板的结构示意图；

图6是夹紧板的结构示意图；

图7是气动装卡工装的仰视图；

图8是气动装卡工装的俯视图；

图9是连接板与夹紧板的装配示意图；

图中，1：左基座组件；2：右基座组件；3：中间杆；4：左壳体；5：左连杆；6：连杆驱动装置；7：工装驱动装置；8：右壳体；9：右连杆；10：安装桶；11：安装盒；12：安装盒驱动装置；13：滑块；14：左定位杆；15：穿孔；16：弹性装置；17：电磁铁；18：右定位杆；19：安装座；20：驱动电机；21：减速机；22：齿轮传动结构；23：转轴；24：环形槽；25：环形金属片；26：连接电极。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至图3，本实用新型一较佳实施例的一种三轴机器人变位机，包括左基座组件1、右基座组件2及设于左基座组件和右基座组件之间的中间杆3，左基座组件包括左壳体4、设于左壳体右侧的左连杆5、设于左壳体内并用于驱动左连杆转动的连杆驱动装置6，连杆驱动装置的输出轴与左连杆连接，左连杆的前后两端均设置有工装驱动装置7，右基座包括右壳体8、设于右壳体左侧的右连杆9，中间杆的左端与左连杆固连，中间杆的右端与右连杆固连；

工装驱动装置包括左端封闭且右端开口的安装桶10，安装桶内设置有安装盒11及驱动安装盒转动的安装盒驱动装置12，安装盒驱动装置的输出轴与安装盒连接，安装盒内设有与安装盒内腔滑动配合且由铁磁性物质制成的滑块13，滑块的右侧设置有与滑块固连的左定位杆14，安装盒的右侧壁上设有与左定位杆适配的穿孔15，滑块与安装盒之间还设有弹性装置16，自然状态下左定位杆在弹性装置的作用下穿过穿孔并凸伸出安装盒的外侧面，安装盒内还设置有电磁铁17，电磁铁位于滑块的左侧，当电磁铁通电时，滑块在电磁铁的电磁力作用下向左滑动，从而带动左定位杆向安装盒内收缩；

右连杆的前后两端均设置有右定位杆18，右定位杆的右端可转动地设置于右连杆上。具体地，右连杆的前后两端均设置有安装座19，安装座内设置有轴承组件，右定位杆的右端通过轴承组件可转动地设置于右连杆上。

本实用新型的三轴机器人变位机，左连杆的前后两端均设置有工装驱动装置，从而使其能够同时安装两套工装，进而使得焊接机器人能够不间断地对工件进行焊接作业，提高焊接的效率。同时，安装盒、滑块、左定位杆、右定位杆等部件的设置，使得操作人员能够方便地对工装进行安装、更换及维修，从而进一步提高了工作的效率。

具体地，在安装工装前，设置于安装盒内的电磁铁处于关闭状态。当需要安装工装时，操作人员接通电磁铁与外部电源的连接，从而使电磁铁产生电磁吸引力，由铁磁性材料制成的滑块在该电磁吸引力的作用下向左侧滑动，从而带动左定位杆向内收缩，直至其滑动至最左端。接着操作人员将工装置于左定位杆和右定位杆之间，当工装两端的定位孔分别与左定位杆和右定位杆对准后，操作人员断开电磁铁与外部电源的连接，滑块便在弹性装置的作用下向右侧滑动，该弹性装置可安装于滑块的左侧或右侧，对应地，弹性装置对滑块施加一推力或拉力。优选地，弹性装置设置于滑块的右侧，对应地，弹性装置对滑块施加的是拉力，滑块在弹性装置的作用下向右侧移动，直至与滑块连接的左定位杆穿过安装盒上的穿孔并进入到工装的定位孔内，从而完成三轴机器人变位机与工装的连接。实际实施时，滑块及左定位杆的横截面为矩形为多边形，对应的，安装盒的内腔及工装上的定位孔为矩形孔或多边形孔，从而使得与工装驱动装置输出轴连接的安装盒能够带动滑块转动，与滑块连接的左定位杆能够带动工装转动。此外，滑块与安装盒之间、左定位杆与定位孔之间均可通过键连接的方式连接，以实现上述目的。由于采用滑块、弹性装置及左定位杆的结构设置，三轴机器人变位机能够与一定长度范围内的工装连接，从而提高了其通用性，同时免去了工装连接时固定螺丝的安装与卸载，提高了工装安装的便捷性。在卸载工装时时，操作人员将电磁铁与外部电源连接接通，左定位杆在电磁铁及滑块的驱动下从定位孔内抽出，从而实现工装与左定位杆及变位机的分离。焊接时，焊接机器人首先对设置于其中一个左定位杆上的工件进行焊接作业，与该左定位杆连接的安装盒驱动装置驱动安装盒及左定位杆、工装、工件转动，从而配合焊接机器人的焊接作业，当焊接完成后，左连杆驱动装置驱动左连杆转动，从而使得焊接机器人能够对另一侧的工件进行焊接作业，进而实现焊接机器人的不间断作业。

作为优选，本实用新型的三轴机器人变位机，连杆驱动装置包括设于左壳体内的驱动电机20、与驱动电机输出轴连接的减速机21，减速机的输出轴通过齿轮传动结构22与左连杆上的转轴23连接。

作为优选，本实用新型的三轴机器人变位机，安装盒驱动装置为步进电机。

作为优选，本实用新型的三轴机器人变位机，连杆驱动装置的驱动电机为伺服电机。

作为优选，本实用新型的三轴机器人变位机，安装盒的内侧面设置有与安装盒同轴的环形槽24，环形槽内设置有环形金属片25，安装盒的外侧面设置有与环形金属片接触的连接电极26，连接电极与电磁铁连接。

该设置实现了电磁铁与外部电源的连接。环形金属片及连接电极的数目均为两个，其中一个连接电极与电磁铁的正极连接，另一个连接电极与电磁铁的负极连接。此外，连杆驱动装置的驱动电机及安装盒驱动装置均与外部控制器连接，以实现与焊接机器人的协同作业。其中，安装盒驱动装置可直接通过导线与外部电源连接。

作为优选，本实用新型的三轴机器人变位机，滑块由铁制成。

作为优选，本实用新型的三轴机器人变位机，弹性装置为弹簧。

参见图4至9，本实施例中，工装为气动装卡工装，其包括基板27、设于基板两端的对接板28、位于对接板内侧的夹紧装置29，夹紧装置包括连接板30、驱动连接板沿基板长度方向移动的连接板驱动装置31、设于连接板内侧的夹紧板32，其中，连接板驱动装置为具有直线位移驱动功能的机构，如直线电机、气缸、油缸等，此处优选为气缸，基板为矩形板。基板上设有至少两个沿基板厚度方向穿透基板的穿孔33，穿孔优选为圆角矩形孔，其供驱动板穿过并使驱动板能够沿基板的宽度方向移动。穿孔的上方设置有滑板34，滑板的左右两侧分别设置有导轨35，滑板的左右边缘均与导轨滑动配合，导轨固设于基板的表面，滑板的底面设置有驱动板36，驱动板的底端穿过穿孔，滑板的上表面设有与基板长度方向平行的推板37，基板上还设置有两组滑板驱动组件38，每组滑板驱动组件均包括直线位移驱动装置39、与直线位移驱动装置输出轴连接的连接杆40，直线位移位移驱动装置的驱动方向与基板的宽度方向平行，连接杆穿过与其位于同一侧的驱动板36。实际实施时，穿孔的数目为两个，每个穿孔的上方设置有两个滑板，一组滑板驱动组件的连接杆依次穿过位于前侧的驱动板，另一组滑板驱动组件的连接杆依次穿过位于后侧的驱动板，位于前侧的驱动板驱动位于前侧的滑板及推板沿基板的宽度方向移动，位于后侧的驱动板驱动后侧的滑板及推板沿基板宽度方向移动，从而使得前后两组推板能够将工件夹紧于前后推板之间。

连接板驱动装置及夹紧板的设置，使得气动装卡工装能够实现对工件的夹紧作业，具体的，操作人员通过行车吊装或手动的方式将工件(如立柱、槽钢)放置于前后两组滑板的推板之间，然后滑板驱动组件带动滑板及推板沿基板的宽度方向移动，直至将工件夹紧于前后推板之间，然后位于基板端部的连接板驱动装置驱动连接板及与连接板连接的夹紧板移动，直至夹紧板与工件的端部紧密接触，从而最终将工件夹紧于基板上。两组滑板驱动组件的设置，使得气动装卡工装能够在宽度方向夹紧工件，同时能够根据工件的尺寸调整其位于基板宽度方向的位置，使其端面能够与夹紧板对准，从而实现对不同型号工件的夹紧及定位作用，提高了气动装卡工装的通用性及可靠性。

作为优选，本气动装卡工装，连接板的表面设有插槽41，夹紧板包括与插槽适配的插板42、与工件适配的夹板53及连接插板与夹板的中间板43。

插槽及插板的设置，使得操作人员能够方便地更换夹紧板，以便与具有不同端面形状的工件适配。安装时，操作人员只需将插板插入插槽内，卸载时只需将插板从插槽内抽出即可，使用非常方便。

作为优选，本气动装卡工装，基板的前后两侧均设置有与基板固连的安装板44，直线位移驱动装置的机体固设于安装板上，直线位移驱动装置的输出轴穿过安装板并与连接杆连接。

作为优选，本气动装卡工装，每组滑板驱动组件包括两个直线位移驱动装置，直线位移驱动装置为气缸。

作为优选，本气动装卡工装，连接板驱动装置为气缸。

作为优选，本气动装卡工装，对接板的外侧面设置有与变位机适配的定位孔45。

定位孔的设置，方便了操作人员通过对接板将气动装卡工装与三轴机器人变位机对接。

作为优选，本气动装卡工装，定位孔为矩形孔。

矩形定位孔的设置，使得操作人员无需螺钉等连接件即可实现对接板与三轴机器人变位机的连接，并且其强度更高，长时间使用不易断裂。

作为优选，本气动装卡工装，基板的底面设置有容置槽46，容置槽内设有支撑杆47，支撑杆的一端铰接于容置槽内的铰接座48上，另一端与容置槽内的连接座49可拆卸地连接。

支撑杆的设置，方便了操作人员将气动装卡工装与三轴机器人变位机的对接。具体的，基板底面设有四根支撑杆，对接时，操作人员首先将支撑杆放下使其处于垂直位置，待定位孔与三轴机器人变位机的定位杆对准并对接后，操作人员再将支撑杆收回至容置槽内即可，卸载时按相反的程序操作即可。

作为优选，本气动装卡工装，连接座包括相对设置的两块卡板50，支撑杆的端部卡设于两块卡板之间。

卡板的设置，实现了支撑杆与连接座的可拆卸连接。具体的，卡板具有一定的弹性，两块卡板的距离较支撑杆的端部尺寸较小，连接时操作人员只需将支撑杆的端部压入两块卡板之间即可。

作为优选，本气动装卡工装，支撑杆包括与铰接座铰接的顶杆51、与顶杆螺纹连接的支撑脚52。

顶杆与支撑脚的设置，使得操作人员能够通过旋转支撑脚的方式微调支撑杆的长度，从而调节基板的高度即倾斜，进而方便操作人员对气动装卡工装与三轴机器人变位机的对接。

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，本领域技术人员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，本实用新型的保护范围由所附权利要求而不是上述说明限定。

此外，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。同时，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。