CN104816296A - 一种后置电机机械臂及构成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后置电机机械臂及构成方法，包括在一底座中设置大臂伺服电机、小臂伺服电机以及取料伺服电机；一组大臂传动皮带、一组小臂传动皮带、一组取料传动皮带，将各个伺服电机的转动传递出去，最终控制夹头的动作；所述夹头上设置取料切换气缸；所述取料切换气缸控制成品取料夹手气缸和半成品取料夹手气缸的切换。本发明的伺服电机、谐波减速机以及同步传动皮带，保证了机械臂的控制精度；使得驱动精度达到±0.02mm。本发明的大臂和小臂的重量较现有技术同等装置的重量减少40%；体积减少30%；运行惯量减少30%；本发明能够在狭小空间内运行；本发明的夹头上同时设置半成品和成品的夹手，转换方便，提高了生产效率。

Description

一种后置电机机械臂及构成方法

技术领域

本发明涉及机电一体化技术，尤其涉及机械手臂，特别是一种后置电机机械臂的构成方法。

背景技术

现有技术中，机械手臂的关节处，一般都设置驱动电机，就近驱动下一节机械臂。

由此，带来一个问题，即：驱动电机一般都比较重，他的上一级机械臂在驱动它的时候，要花费不少气力去带动他，因此要考虑上一级机械臂驱动电机的功率。

还有，机械手臂在实际运用时，有时候要在比较狭窄的空间里运行，将驱动电机设置在机械手臂的关节处，无疑会增大机械手臂的体积。

再有，一些需要精密控制取料精度的场合，质量重的机械手臂往往控制精度不稳定，只有质量轻的机械手臂才能保证足够的精度。

以上种种弊端是人们想解决而又没有十分满意解决的问题，时至今日，虽有各种各样的机械手臂在应用，但大多数机械手臂都是驱动功率大大的大于实际应用功率，一是造成一定的浪费，二是为了保证精度，而使机械手臂的制造成本增加。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种后置电机机械臂及构成方法。本发明的设计成本低，控制精度高。

本发明通过采用以下技术方案来实现。

实施一种后置电机机械臂的构成方法，包括如下步骤：

S1、首先设置一底座，然后在底座中设置至少三个电机：大臂伺服电机、小臂伺服电机以及取料伺服电机；

S2、然后设置大臂传动皮带，将大臂伺服电机的转动传递到大臂谐波减速机，所述大臂谐波减速机带动大臂运动；

S3、然后设置小臂第一传动皮带，将小臂伺服电机的转动传递到小臂第二传动皮带，所述小臂第二传动皮带将转动传递到小臂第三传动皮带，所述小臂第三传动皮带将转动传递到小臂谐波减速机，所述小臂谐波减速机带动小臂运动；

S4、然后设置取料传动轴，将取料伺服电机的转动传递到取料第一传动皮带，所述取料第一传动皮带将转动传递到取料第二传动皮带，所述取料第二传动皮带将转动传递到取料第三传动皮带，所述取料第三传动皮带将转动传递到取料谐波减速机，所述取料谐波减速机带动夹头运动。

在步骤S4之后，在所述夹头上设置取料切换气缸；所述取料切换气缸控制成品取料夹手气缸和半成品取料夹手气缸的切换。

所述底座连结底座固定板，所述底座固定板连结大臂谐波减速机。

所述大臂谐波减速机连接第一关节；所述大臂连接第二关节和第三关节；所述小臂连接第四关节。

根据上述方法设计制造的后置电机机械臂，所述机械臂包括：

一底座，所述底座中设置至少三个电机：大臂伺服电机、小臂伺服电机以及取料伺服电机；

一大臂传动皮带将大臂伺服电机的转动传递到大臂谐波减速机，所述大臂谐波减速机带动大臂运动；

一小臂第一传动皮带将小臂伺服电机的转动传递到小臂第二传动皮带，所述小臂第二传动皮带将转动传递到小臂第三传动皮带，所述小臂第三传动皮带将转动传递到小臂谐波减速机，所述小臂谐波减速机带动小臂运动；

一取料传动轴，将取料伺服电机的转动传递到取料第一传动皮带，所述取料第一传动皮带将转动传递到取料第二传动皮带，所述取料第二传动皮带将转动传递到取料第三传动皮带，所述取料第三传动皮带将转动传递到取料谐波减速机，所述取料谐波减速机带动夹头运动。

在所述夹头上设置取料切换气缸；所述取料切换气缸控制成品取料夹手气缸和半成品取料夹手气缸的切换。

所述底座连结底座固定板，所述底座固定板连结大臂谐波减速机。

大臂谐波减速机连接第一关节；所述大臂连接第二关节和第三关节；所述小臂连接第四关节。

所述第一关节包含大臂传动皮带、小臂第一传动皮带、取料第一传动皮带和小臂第二传动皮带的皮带轮；

所述第二关节包含小臂第二传动皮带、取料第一传动皮带、取料第二传动皮带和小臂第三传动皮带的皮带轮；

所述第三关节包含小臂第三传动皮带、取料第二传动皮带和取料第三传动皮带的皮带轮；

所述第四关节包含取料第三传动皮带的皮带轮。

与现有技术相比较，本发明的驱动电机全部采用伺服电机，保证了机械臂的控制精度；传动系统中的传动皮带采用同步带，保证了传动精度；减速机采用了谐波减速机，保证了驱动精度，最终反映在成品取料夹手气缸和半成品取料夹手气缸之处的驱动精度达到±0.02mm。

本发明的大臂和小臂的重量较现有技术同等装置的重量减少40%；体积减少30%；运行惯量减少30%；本发明能够在狭小空间内运行；本发明的夹头上同时设置半成品和成品的夹手，转换方便，提高了生产效率。

附图说明

下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明后置电机机械臂及构成方法的系统构成原理示意图，图中各个传动皮带的设置都已经显示；

图2 为本发明后置电机机械臂及构成方法中各个关节的示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。

如图1～图2所示，实施一种后置电机机械臂的构成方法，包括如下步骤：

S1、首先设置一底座1，然后在底座1中设置至少三个电机：大臂伺服电机2、小臂伺服电机3以及取料伺服电机4；

S2、然后设置大臂传动皮带21，将大臂伺服电机2的转动传递到大臂谐波减速机24，所述大臂谐波减速机24带动大臂20运动；

S3、然后设置小臂第一传动皮带31，将小臂伺服电机3的转动传递到小臂第二传动皮带32，所述小臂第二传动皮带32将转动传递到小臂第三传动皮带33，所述小臂第三传动皮带33将转动传递到小臂谐波减速机34，所述小臂谐波减速机34带动小臂30运动；

S4、然后设置取料传动轴48，将取料伺服电机4的转动传递到取料第一传动皮带41，所述取料第一传动皮带41将转动传递到取料第二传动皮带42，所述取料第二传动皮带42将转动传递到取料第三传动皮带43，所述取料第三传动皮带43将转动传递到取料谐波减速机44，所述取料谐波减速机44带动夹头40运动。

在步骤S4之后，在所述夹头40上设置取料切换气缸45；所述取料切换气缸45控制成品取料夹手气缸47和半成品取料夹手气缸46的切换。

所述底座1连结底座固定板11，所述底座固定板11连结大臂谐波减速机24。

所述大臂谐波减速机24连接第一关节101；所述大臂20连接第二关节102和第三关节103；所述小臂30连接第四关节104。

制造一种后置电机机械臂，包括：

一底座1，所述底座1中设置至少三个电机：大臂伺服电机2、小臂伺服电机3以及取料伺服电机4；

一大臂传动皮带21将大臂伺服电机2的转动传递到大臂谐波减速机24，所述大臂谐波减速机24带动大臂20运动；

一小臂第一传动皮带31将小臂伺服电机3的转动传递到小臂第二传动皮带32，所述小臂第二传动皮带32将转动传递到小臂第三传动皮带33，所述小臂第三传动皮带33将转动传递到小臂谐波减速机34，所述小臂谐波减速机34带动小臂30运动；

一取料传动轴48，将取料伺服电机4的转动传递到取料第一传动皮带41，所述取料第一传动皮带41将转动传递到取料第二传动皮带42，所述取料第二传动皮带42将转动传递到取料第三传动皮带43，所述取料第三传动皮带43将转动传递到取料谐波减速机44，所述取料谐波减速机44带动夹头40运动。

在所述夹头40上设置取料切换气缸45；所述取料切换气缸45控制成品取料夹手气缸47和半成品取料夹手气缸46的切换。

所述底座1连结底座固定板11，所述底座固定板11连结大臂谐波减速机24。

大臂谐波减速机24连接第一关节101；所述大臂20连接第二关节102和第三关节103；所述小臂30连接第四关节104。

所述第一关节101包含大臂传动皮带21、小臂第一传动皮带31、取料第一传动皮带41和小臂第二传动皮带32的皮带轮；

所述第二关节102包含小臂第二传动皮带32、取料第一传动皮带41、取料第二传动皮带42和小臂第三传动皮带33的皮带轮；

所述第三关节103包含小臂第三传动皮带33、取料第二传动皮带42和取料第三传动皮带43的皮带轮；

所述第四关节104包含取料第三传动皮带43的皮带轮。

本发明的工作过程及原理如下：

在本发明所述的机械手臂的附近，有一条半成品输送带和一条成品输送带，机械手臂的任务是将半成品输送带上的工件取走，送到车床的工件夹持头上夹持，然后由车刀切削。

切削完毕的成品工件，由机械手臂取出，放置到成品输送带上。

在取料时，机械手臂由控制系统驱动，驱动大臂、小臂和取料电机，使半成品取料夹手在完成取料后，运行到车床的工件夹持头前，此时，取料切换气缸动作，使夹头转换一个角度，使成品取料夹手先取出已经加工完毕的成品，然后取料切换气缸再次动作，使夹头转回一个角度，半成品取料夹手对准车床的工件夹持头，将半成品送入并被车床的工件夹持头夹紧，然后机械手臂的成品取料夹手被驱动运行到成品输送带处，放下成品。

此时车床的工件夹持头夹持半成品正在进行车削，按照程序控制，机械手臂带动半成品取料夹手运行到半成品输送带之处，夹持一个半成品，准备送往车床的工件夹持头之处。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种后置电机机械臂的构成方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1、首先设置一底座（1），然后在底座（1）中设置至少三个电机：大臂伺服电机（2）、小臂伺服电机（3）以及取料伺服电机（4）；

S2、然后设置大臂传动皮带（21），将大臂伺服电机（2）的转动传递到大臂谐波减速机（24），所述大臂谐波减速机（24）带动大臂（20）运动；

S3、然后设置小臂第一传动皮带（31），将小臂伺服电机（3）的转动传递到小臂第二传动皮带（32），所述小臂第二传动皮带（32）将转动传递到小臂第三传动皮带（33），所述小臂第三传动皮带（33）将转动传递到小臂谐波减速机（34），所述小臂谐波减速机（34）带动小臂（30）运动；

S4、然后设置取料传动轴（48），将取料伺服电机（4）的转动传递到取料第一传动皮带（41），所述取料第一传动皮带（41）将转动传递到取料第二传动皮带（42），所述取料第二传动皮带（42）将转动传递到取料第三传动皮带（43），所述取料第三传动皮带（43）将转动传递到取料谐波减速机（44），所述取料谐波减速机（44）带动夹头（40）运动。

2.根据权利要求1所述的后置电机机械臂的构成方法，其特征在于：

在步骤S4之后，在所述夹头（40）上设置取料切换气缸（45）；所述取料切换气缸（45）控制成品取料夹手气缸（47）和半成品取料夹手气缸（46）的切换。

3.根据权利要求1所述的后置电机机械臂的构成方法，其特征在于：

所述底座（1）连结底座固定板（11），所述底座固定板（11）连结大臂谐波减速机（24）。

4.根据权利要求1所述的后置电机机械臂的构成方法，其特征在于，

所述大臂谐波减速机（24）连接第一关节（101）；所述大臂（20）连接第二关节（102）和第三关节（103）；所述小臂（30）连接第四关节（104）。

5.一种后置电机机械臂，其特征在于，所述机械臂包括：

一底座（1），所述底座（1）中设置至少三个电机：大臂伺服电机（2）、小臂伺服电机（3）以及取料伺服电机（4）；

一大臂传动皮带（21）将大臂伺服电机（2）的转动传递到大臂谐波减速机（24），所述大臂谐波减速机（24）带动大臂（20）运动；

一小臂第一传动皮带（31）将小臂伺服电机（3）的转动传递到小臂第二传动皮带（32），所述小臂第二传动皮带（32）将转动传递到小臂第三传动皮带（33），所述小臂第三传动皮带（33）将转动传递到小臂谐波减速机（34），所述小臂谐波减速机（34）带动小臂（30）运动；

一取料传动轴（48），将取料伺服电机（4）的转动传递到取料第一传动皮带（41），所述取料第一传动皮带（41）将转动传递到取料第二传动皮带（42），所述取料第二传动皮带（42）将转动传递到取料第三传动皮带（43），所述取料第三传动皮带（43）将转动传递到取料谐波减速机（44），所述取料谐波减速机（44）带动夹头（40）运动。

6.根据权利要求5所述的后置电机机械臂，其特征在于，在所述夹头（40）上设置取料切换气缸（45）；所述取料切换气缸（45）控制成品取料夹手气缸（47）和半成品取料夹手气缸（46）的切换。

7.根据权利要求5所述的后置电机机械臂，其特征在于，所述底座（1）连结底座固定板（11），所述底座固定板（11）连结大臂谐波减速机（24）。

8.根据权利要求5所述的后置电机机械臂，其特征在于，大臂谐波减速机（24）连接第一关节（101）；所述大臂（20）连接第二关节（102）和第三关节（103）；所述小臂（30）连接第四关节（104）。

9.根据权利要求8所述的后置电机机械臂，其特征在于，所述第一关节（101）包含大臂传动皮带（21）、小臂第一传动皮带（31）、取料第一传动皮带（41）和小臂第二传动皮带（32）的皮带轮；

所述第二关节（102）包含小臂第二传动皮带（32）、取料第一传动皮带（41）、取料第二传动皮带（42）和小臂第三传动皮带（33）的皮带轮；

所述第三关节（103）包含小臂第三传动皮带（33）、取料第二传动皮带（42）和取料第三传动皮带（43）的皮带轮；

所述第四关节（104）包含取料第三传动皮带（43）的皮带轮。