一种长臂展弧焊工业机器人的制作方法

1.本实用新型属于焊接设备领域，具体涉及一种长臂展弧焊工业机器人。


背景技术：

2.市场对焊接需要逐年递增，人工成本也逐年递增，焊接作业环境恶劣，现在的年轻人生活水平和习惯与作业环境不同，其更愿意选择干净的电子行业，各方面的因素决定了工业化生产必须走全自动化焊接的路线。
3.现在的工业生产中，焊接机器人的使用越来越广泛，但是现在市面上的焊接机器人操作空间小，与工件之间很容易产生位置的交叉障碍，机器人手臂在工件之间来回交错作业时，其运动距离较长，延长了作业时间，不利于提高作业效率，且因为焊接作业环境的影响，机器人容易受到电流干扰。
4.因此，针对上述传统焊接机器人作业空间小，效率低的情况，开发一种长臂的焊接机器人结构，利用流线型的造型设计和空间设计，提高机器人作业的精准性和效率。


技术实现要素：

5.(1)要解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种长臂展弧焊工业机器人，该工业机器人旨在解决现在的焊接机器人结构设计具有局限性，使其作业空间小，焊接作业生产效率低的技术问题。
7.(2)技术方案
8.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种长臂展弧焊工业机器人，该工业机器人包括底座、安装于所述底座上端的肩部关节、设置于所述底座内侧的减速机，所述肩部关节上端竖向安装有大臂关节，所述大臂关节上端水平安装有肘部关节，所述肘部关节右端水平安装有中间臂，所述中间臂右端水平安装有小臂关节，所述小臂关节右端安装有腕部关节，所述底座下端安装有底法兰，所述减速机安装于所述肩部关节下端。
9.使用本技术方案的一种长臂展弧焊工业机器人时，将焊接设备安装在腕部关节上，通过控制系统令肩部关节沿底座表面进行水平旋转，改变肘部关节的平面朝向，然后控制大臂关节与肘部关节之间的电机和轴承系统控制肘部关节进行上下位置的偏转，利用中间臂带动小臂关节伸长或回缩，控制腕部关节将焊接设备移动到工件位置。
10.优选的，所述底座内侧设置有电源线缆和动力编码线缆，所述电源线缆和所述动力编码线缆电控连接于所述减速机外侧，底座外侧固定连接有喇叭腔体，所述喇叭腔体内侧设置有焊接线缆固定件和动力线缆固定件，所述电源线缆和所述动力编码线缆分别固定于所述焊接线缆固定件和所述动力线缆固定件内侧，所述喇叭腔体外侧安装有电器安装板。电源线缆和所述动力编码线缆u型布置在底座空腔内，双u型布局达到了减少电流干扰的问题，实现了线缆合理布置。
11.优选的，所述肩部关节上端设置有吊环，所述肩部关节后端两侧设置有一号线缆
固定钣金和二号线缆固定钣金，所述二号线缆固定钣金外侧安装有外部焊线和绝缘接线柱，所述外部焊线卡接于所述绝缘接线柱外侧。肩部关节通过吊环可以加装外部设备，随肘部关节的旋转同步运动，保持朝向焊接工件。
12.优选的，所述肩部关节上端安装有上半圆弧件，所述上半圆弧件内侧设置有过线孔，所述上半圆弧件内侧设置有底板，所述底板前端固定连接有围边和裙边，所述裙边设置于所述围边内侧，所述裙边内侧安装有一号电机。一号电机通过围边和裙边将连接部位包裹在内，具有防水密封效果。
13.优选的，所述肩部关节上端安装有二号电机，所述上半圆弧件与所述二号电机之间连接有侧连接筋，所述一号电机与所述二号电机之间连接有内连接筋，所述上半圆弧件与所述肩部关节之间连接有前圆弧护筋，所述肩部关节上端设置有线缆过线腔，所述前圆弧护筋上端设置有上连接线腔。一号电机与二号电机之间连接的设计结构，减少了两电机的轴线距离，做到了最优化的尺寸，减少了旋转运动占用的空间，增加了焊接空间。
14.优选的，所述大臂关节前侧设置有内弧形面，所述大臂关节后侧设置有外弧形面，所述大臂关节上端后侧设置有过渡上弯弧形面，所述过渡上弯弧形面顶端设置有上端圆弧面，所述大臂关节下端后侧设置有过渡下弯弧形面，所述过渡下弯弧形面下端设置有下端圆弧面。大臂关节外观为柔和的曲线型结构，均具有内凹和外凸的结构，内凹一侧朝向焊接方向，使机器人相对于工件的距离变长。
15.优选的，所述肘部关节左端设置有侧面半球面，所述侧面半球面连接于所述上端圆弧面右侧，所述肘部关节左端前侧设置有下内弧面，所述中间臂下端设置有下变径筒，所述中间臂右端设置有端面圆弧，所述小臂关节下端设置有下内圆弧面，所述小臂关节上端设置有上内圆弧面。肘部关节可以将中间臂向外伸出或回收，令腕部关节靠近或远离工件。
16.(3)有益效果
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种长臂展弧焊工业机器人采用三段曲线设计构成了机器人肩部关节、大臂关节和肘部关节的流线设计结构，方便全方位的旋转伸展运动，有效减少了治具的干涉区域，增加了运动空间，底座和肩部关节的连接部位通过轴线减小化设计令肩部关节相对于底座的旋转占用空间最小化，减少了干涉区，进一步增加了机器人人作业空间，减速机的设置，肩部关节在旋转运动时起到减速稳定作用，提高焊接工作的稳定性。
附图说明
18.为了更清楚的说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述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实施方式，对于本领域普通技术人员来说，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。
19.图1为本实用新型一种长臂展弧焊工业机器人具体实施方式的组装结构示意图；
20.图2为本实用新型一种长臂展弧焊工业机器人具体实施方式的底座立体结构示意图；
21.图3为本实用新型一种长臂展弧焊工业机器人具体实施方式的底座平面结构示意图；
22.图4为本实用新型一种长臂展弧焊工业机器人具体实施方式的肩部关节立体结构示意图；
23.图5为本实用新型一种长臂展弧焊工业机器人具体实施方式的肩部关节平面结构示意图。
24.附图中的标记为：1、底座；2、肩部关节；3、大臂关节；4、肘部关节；5、中间臂；6、小臂关节；7、腕部关节；8、底法兰；9、减速机；10、电源线缆；11、动力编码线缆；12、喇叭腔体；13、焊接线缆固定件；14、动力线缆固定件；15、电器安装板；16、吊环；17、一号线缆固定钣金；18、二号线缆固定钣金；19、外部焊线；20、绝缘接线柱；21、上半圆弧件；22、过线孔；23、底板；24、围边；25、裙边；26、一号电机；27、二号电机；28、侧连接筋；29、内连接筋；30、前圆弧护筋；31、线缆过线腔；32、上连接线腔；33、内弧形面；34、外弧形面；35、过渡上弯弧形面；36、上端圆弧面；37、过渡下弯弧形面；38、下端圆弧面；39、侧面半球面；40、下内弧面；41、下变径筒；42、端面圆弧；43、下内圆弧面；44、上内圆弧面。
具体实施方式
25.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本实用新型，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的样式。
26.实施例1
27.本具体实施方式是用于一种长臂展弧焊工业机器人，其组装结构示意图如图1所示，底座1立体结构示意图如图2所示，底座1平面结构示意图如图3所示，肩部关节2立体结构示意图如图4所示，肩部关节2平面结构示意图如图4所示，该工业机器人包括底座1、安装于底座1上端的肩部关节2、设置于底座1内侧的减速机9，肩部关节2上端竖向安装有大臂关节3，大臂关节3上端水平安装有肘部关节4，肘部关节4右端水平安装有中间臂5，中间臂5右端水平安装有小臂关节6，小臂关节6右端安装有腕部关节7，底座1下端安装有底法兰8，减速机9安装于肩部关节2下端。
28.针对本具体实施方式，肩部关节2、大臂关节3、肘部关节4和小臂关节6的外观均为柔和的曲线型结构，均具有内凹和外凸的结构，内凹一侧朝向焊接方向，使机器人相对于工件的距离变长，避免运动时与工件之间发生阻碍。
29.其中，底座1内侧设置有电源线缆10和动力编码线缆11，电源线缆10和动力编码线缆11电控连接于减速机9外侧，底座1外侧固定连接有喇叭腔体12，喇叭腔体12内侧设置有焊接线缆固定件13和动力线缆固定件14，电源线缆10和动力编码线缆11分别固定于焊接线缆固定件13和动力线缆固定件14内侧，喇叭腔体12外侧安装有电器安装板15。电源线缆10和动力编码线缆11u型布置在底座1空腔内，双u型布局达到了减少电流干扰的问题，实现了线缆合理布置。
30.同时，肩部关节2上端设置有吊环16，肩部关节2后端两侧设置有一号线缆固定钣金17和二号线缆固定钣金18，二号线缆固定钣金18外侧安装有外部焊线19和绝缘接线柱20，外部焊线19卡接于绝缘接线柱20外侧，肩部关节2上端安装有上半圆弧件21，上半圆弧件21内侧设置有过线孔22，上半圆弧件21内侧设置有底板23，底板23前端固定连接有围边
24和裙边25，裙边25设置于围边24内侧，裙边25内侧安装有一号电机26。肩部关节2通过吊环16可以加装外部设备，随肩部关节2的旋转同步运动，保持朝向焊接工件，一号电机26通过围边24和裙边25将连接部位包裹在内，具有防水密封效果。
31.另外，肩部关节2上端安装有二号电机27，上半圆弧件21与二号电机27之间连接有侧连接筋28，一号电机26与二号电机27之间连接有内连接筋29，上半圆弧件21与肩部关节2之间连接有前圆弧护筋30，肩部关节2上端设置有线缆过线腔31，前圆弧护筋30上端设置有上连接线腔32。一号电机26与二号电机27之间连接的设计结构，减少了两电机的轴线距离，做到了最优化的尺寸，减少了旋转运动占用的空间，增加了焊接空间。
32.此外，大臂关节3前侧设置有内弧形面33，大臂关节3后侧设置有外弧形面34，大臂关节3上端后侧设置有过渡上弯弧形面35，过渡上弯弧形面35顶端设置有上端圆弧面36，大臂关节3下端后侧设置有过渡下弯弧形面37，过渡下弯弧形面37下端设置有下端圆弧面38，肘部关节4左端设置有侧面半球面39，侧面半球面39连接于上端圆弧面36右侧，肘部关节4左端前侧设置有下内弧面40，中间臂5下端设置有下变径筒41，中间臂5右端设置有端面圆弧42，小臂关节6下端设置有下内圆弧面43，小臂关节6上端设置有上内圆弧面44。大臂关节3外观为柔和的曲线型结构，均具有内凹和外凸的结构，内凹一侧朝向焊接方向，使机器人相对于工件的距离变长，肘部关节4可以将中间臂5向外伸出或回收，令腕部关节7靠近或远离工件。
33.使用本技术方案的一种长臂展弧焊工业机器人时，将焊接设备安装在腕部关节7上，通过控制系统与电源线缆10和动力编码线缆11连接操控肩部关节2沿底座1表面进行水平旋转，利用焊接线缆固定件13和动力线缆固定件14进电源线缆10和动力编码线缆11固定在底座1内部，方便整理，实现线缆的合理布置，旋转运动的同时在减速机9的作用下使肩部关节2运行更加平稳，改变肘部关节4的平面朝向，肩部关节2的设计使一号电机26和二号电机27之间的轴线距离缩短，使肩部关节2旋转占用的空间变小，增加焊接空间，通过肘部关节4然后控制大臂关节3与肘部关节4之间的电机和轴承系统控制肘部关节4进行上下位置的偏转，利用中间臂5带动小臂关节6伸长或回缩，控制腕部关节7将焊接设备移动到工件位置。
34.以上描述了本实用新型的主要技术特征和基本原理及相关优点，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具体实施方式的细节，而且在不背离本实用新型的构思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，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，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。
35.此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，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，各实施方式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。