CN110695985A - 全自动机械手校准装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及支承、操纵或更换铸造熔融物容器浇注喷嘴的装置领域，具体为一种全自动机械手校准装置及其使用方法。一种全自动机械手校准装置，包括托圈叉座(11)和托圈(12)，其特征是：还包括大臂(2)、大臂回转机构(21)、小臂(3)、小臂回转机构(31)、小臂摆动机构(32)、小臂扭转机构(33)和支撑基准架(4)。一种全自动机械手校准装置的使用方法，其特征是：①大臂回转；②小臂回转；③小臂摆动；④小臂扭转；⑤调零。本发明操作方便，提高精度。

Description

全自动机械手校准装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及支承、操纵或更换铸造熔融物容器浇注喷嘴的装置领域，具体为一种全自动机械手校准装置及其使用方法。
背景技术
连铸生产中长水口机械手是用来实现长水口的安装，考虑到操作的安全性，可靠性，尽量将生产现场减少到无人，为此可以采用自动机械手自动完成长水口的安装工作。由于机械手的移动容易造成累计误差，为此需要定期对机械手的零点进行校准。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种操作方便、提高精度的，本发明公开了一种全自动机械手校准装置及其使用方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种全自动机械手校准装置，包括托圈叉座和托圈，托圈固定在托圈叉座上，托圈用于抓取长水口，其特征是：还包括大臂、大臂回转机构、小臂、小臂回转机构、小臂摆动机构、小臂扭转机构和支撑基准架，大臂的后端通过大臂回转机构可转动地设于固定面上，小臂通过小臂回转机构可转动地设于大臂的前端，小臂摆动机构的两端分别连接小臂和小臂回转机构的后端，小臂扭转机构的前端连接托圈叉座，支撑基准架固定在固定面上，支撑基准架的顶端设有定位槽，小臂扭转机构的外侧面嵌在定位槽内。
所述的全自动机械手校准装置，其特征是：
大臂回转机构包括大臂支柱、大臂从动齿轮、大臂回转支架、大臂伺服电机和大臂主动齿轮，大臂支柱的底端固定在固定面上，大臂从动齿轮固定在大臂支柱的顶端，大臂回转支架可转动地套设在大臂从动齿轮的齿轮轴上，大臂伺服电机固定在大臂回转支架上，大臂伺服电机的输出轴连接大臂主动齿轮，大臂主动齿轮和大臂从动齿轮互相啮合，大臂的后端固定在大臂回转支架上；
小臂回转机构包括小臂从动齿轮、小臂回转支架、小臂伺服电机和小臂主动齿轮，小臂从动齿轮固定在大臂的前端，小臂回转支架可转动地套设在小臂从动齿轮的齿轮轴上，小臂伺服电机固定在小臂回转支架上，小臂伺服电机的输出轴连接小臂主动齿轮，小臂主动齿轮和小臂从动齿轮互相啮合，小臂的后端设于小臂回转支架上；
小臂摆动机构包括小臂旋转支座和小臂摆动液压缸，小臂旋转支座固定在小臂回转支架上并跨设于小臂上，小臂的后端可转动地设于小臂旋转支座上，小臂摆动液压缸的缸体固定在小臂旋转支座上，小臂摆动液压缸活塞杆的移动端连接小臂；
小臂扭转机构包括小臂扭转轴和小臂扭转电机，小臂扭转轴可转动地套设在小臂内，小臂扭转电机的输出轴通过减速机连接小臂扭转轴的后端，托圈叉座固定在小臂扭转轴的前端；
小臂扭转轴的外侧面嵌在定位槽内。
所述的全自动机械手校准装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
① 大臂回转：大臂回转机构转动带动大臂回转；
② 小臂回转：小臂回转机构转动带动小臂回转；
③ 小臂摆动：小臂摆动机构转动代理小臂摆动；
④ 小臂扭转：小臂扭转机构转动通过小臂依次带动托圈叉座和托圈扭转；
⑤ 调零：通过步骤①～④，或人工手动，使小臂扭转轴的外侧面嵌入定位槽内，以支撑基准架作为零点位置，调零机构自动校正零点，即将机械零点与电气零点统一；
调零机构是一个机械的固定位置，机械手运动到这个位置停下来，或者人工将机械手搬动到这个位置，系统进行调零，即系统记录下这个位置的绝对值，并与系统原始记录的这个位置的绝对值进行对比，记录偏差，并将这个偏差用于修正其他位置。
所述的全自动机械手校准装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
① 大臂回转：大臂伺服电机驱动大臂主动齿轮转动，通过大臂主动齿轮和大臂从动齿轮的啮合使大臂主动齿轮绕大臂从动齿轮转动，大臂主动齿轮转动时通过大臂回转支架带动大臂绕大臂从动齿轮回转；
② 小臂回转：小臂伺服电机驱动小臂主动齿轮转动，通过小臂主动齿轮和小臂从动齿轮的啮合使小臂主动齿轮绕小臂从动齿轮转动，小臂主动齿轮转动时通过小臂回转支架带动小臂绕小臂从动齿轮回转；
③ 小臂摆动：小臂摆动液压缸活塞杆伸缩，带动小臂绕小臂的后端摆动；
④ 小臂扭转：小臂扭转电机通过减速机驱动小臂扭转轴转动，小臂扭转轴通过托圈叉座带动托圈扭转；
⑤ 调零：通过步骤①～④，或人工手动，使小臂扭转轴的外侧面嵌入定位槽内，以支撑基准架作为零点位置，调零机构自动校正零点，即将机械零点与电气零点统一。
机械手作为钢包长水口安装的工具，主要依靠伺服电机以及液压系统控制其空间位置，但由于机械间歇以及系统的累计误差，常常会造成系统的偏差。本发明在机械手工作轨迹的末端，通过一个固定的机械装置即支撑基准架(4)作为系统的零点，这样，每次当机械手运行至此固定位置时，机械手的调零机构自动进行校准，将机械零点与电气零点进行统一，最大程度地减小由机械间隙等因素造成的系统误差，并可减小系统的累计误差。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种全自动机械手校准装置，包括托圈叉座11、托圈12、大臂2、大臂回转机构21、小臂3、小臂回转机构31、小臂摆动机构32、小臂扭转机构33和支撑基准架4，如图1所示，具体结构是：
托圈12固定在托圈叉座11上，托圈12用于抓取长水口13；
大臂2的后端通过大臂回转机构21可转动地设于固定面上，小臂3通过小臂回转机构31可转动地设于大臂2的前端，小臂摆动机构32的两端分别连接小臂3和小臂回转机构31的后端，小臂扭转机构33的前端连接托圈叉座11，支撑基准架4固定在固定面上，支撑基准架4的顶端设有定位槽41，小臂扭转机构33的外侧面嵌在定位槽41内。
本实施例中：
大臂回转机构21包括大臂支柱211、大臂从动齿轮212、大臂回转支架213、大臂伺服电机214和大臂主动齿轮215，大臂支柱211的底端固定在固定面上，大臂从动齿轮212固定在大臂支柱211的顶端，大臂回转支架213可转动地套设在大臂从动齿轮212的齿轮轴上，大臂伺服电机214固定在大臂回转支架213上，大臂伺服电机214的输出轴连接大臂主动齿轮215，大臂主动齿轮215和大臂从动齿轮212互相啮合，大臂2的后端固定在大臂回转支架213上；
小臂回转机构31包括小臂从动齿轮311、小臂回转支架312、小臂伺服电机313和小臂主动齿轮314，小臂从动齿轮311固定在大臂2的前端，小臂回转支架312可转动地套设在小臂从动齿轮311的齿轮轴上，小臂伺服电机313固定在小臂回转支架312上，小臂伺服电机313的输出轴连接小臂主动齿轮314，小臂主动齿轮314和小臂从动齿轮311互相啮合，小臂3的后端设于小臂回转支架312上；
小臂摆动机构32包括小臂旋转支座321和小臂摆动液压缸322，小臂旋转支座312固定在小臂回转支架312上并跨设于小臂3上，小臂3的后端可转动地设于小臂旋转支座321上，小臂摆动液压缸322的缸体固定在小臂旋转支座321上，小臂摆动液压缸322活塞杆的移动端连接小臂3；
小臂扭转机构33包括小臂扭转轴331和小臂扭转电机332，小臂扭转轴331可转动地套设在小臂3内，小臂扭转电机332的输出轴通过减速机连接小臂扭转轴331的后端，托圈叉座11固定在小臂扭转轴331的前端；
小臂扭转轴331的外侧面嵌在定位槽41内。
本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
① 大臂回转：大臂回转机构21转动带动大臂2回转，具体地说：大臂伺服电机214驱动大臂主动齿轮215转动，通过大臂主动齿轮215和大臂从动齿轮212的啮合使大臂主动齿轮215绕大臂从动齿轮212转动，大臂主动齿轮215转动时通过大臂回转支架213带动大臂2绕大臂从动齿轮212回转；
② 小臂回转：小臂回转机构31转动带动小臂3回转，具体地说：小臂伺服电机313驱动小臂主动齿轮314转动，通过小臂主动齿轮314和小臂从动齿轮311的啮合使小臂主动齿轮314绕小臂从动齿轮311转动，小臂主动齿轮314转动时通过小臂回转支架312带动小臂3绕小臂从动齿轮311回转；
③ 小臂摆动：小臂摆动机构32转动代理小臂3摆动，具体地说：小臂摆动液压缸322活塞杆伸缩，带动小臂3绕小臂3的后端摆动；
④ 小臂扭转：小臂扭转机构33转动通过小臂3依次带动托圈叉座11和托圈12扭转，具体地说：小臂扭转电机332通过减速机驱动小臂扭转轴331转动，小臂扭转轴331通过托圈叉座11带动托圈12扭转；
⑤ 调零：通过步骤①～④，或人工手动，使小臂扭转轴331的外侧面嵌入定位槽41内，以支撑基准架4作为零点位置，调零机构自动校正零点，即将机械零点与电气零点统一；
调零机构是一个机械的固定位置，机械手运动到这个位置停下来，或者人工将机械手搬动到这个位置，系统进行调零，即系统记录下这个位置的绝对值，并与系统原始记录的这个位置的绝对值进行对比，记录偏差，并将这个偏差用于修正其他位置。

Claims (4)

1.一种全自动机械手校准装置，包括托圈叉座(11)和托圈(12)，托圈(12)固定在托圈叉座(11)上，托圈(12)用于抓取长水口(13)，其特征是：还包括大臂(2)、大臂回转机构(21)、小臂(3)、小臂回转机构(31)、小臂摆动机构(32)、小臂扭转机构(33)和支撑基准架(4)，大臂(2)的后端通过大臂回转机构(21)可转动地设于固定面上，小臂(3)通过小臂回转机构(31)可转动地设于大臂(2)的前端，小臂摆动机构(32)的两端分别连接小臂(3)和小臂回转机构(31)的后端，小臂扭转机构(33)的前端连接托圈叉座(11)，支撑基准架(4)固定在固定面上，支撑基准架(4)的顶端设有定位槽(41)，小臂扭转机构(33)的外侧面嵌在定位槽(41)内。
2.如权利要求1所述的全自动机械手校准装置，其特征是：
大臂回转机构(21)包括大臂支柱(211)、大臂从动齿轮(212)、大臂回转支架(213)、大臂伺服电机(214)和大臂主动齿轮(215)，大臂支柱(211)的底端固定在固定面上，大臂从动齿轮(212)固定在大臂支柱(211)的顶端，大臂回转支架(213)可转动地套设在大臂从动齿轮(212)的齿轮轴上，大臂伺服电机(214)固定在大臂回转支架(213)上，大臂伺服电机(214)的输出轴连接大臂主动齿轮(215)，大臂主动齿轮(215)和大臂从动齿轮(212)互相啮合，大臂(2)的后端固定在大臂回转支架(213)上；
小臂回转机构(31)包括小臂从动齿轮(311)、小臂回转支架(312)、小臂伺服电机(313)和小臂主动齿轮(314)，小臂从动齿轮(311)固定在大臂(2)的前端，小臂回转支架(312)可转动地套设在小臂从动齿轮(311)的齿轮轴上，小臂伺服电机(313)固定在小臂回转支架(312)上，小臂伺服电机(313)的输出轴连接小臂主动齿轮(314)，小臂主动齿轮(314)和小臂从动齿轮(311)互相啮合，小臂(3)的后端设于小臂回转支架(312)上；
小臂摆动机构(32)包括小臂旋转支座(321)和小臂摆动液压缸(322)，小臂旋转支座(312)固定在小臂回转支架(312)上并跨设于小臂(3)上，小臂(3)的后端可转动地设于小臂旋转支座(321)上，小臂摆动液压缸(322)的缸体固定在小臂旋转支座(321)上，小臂摆动液压缸(322)活塞杆的移动端连接小臂(3)；
小臂扭转机构(33)包括小臂扭转轴(331)和小臂扭转电机(332)，小臂扭转轴(331)可转动地套设在小臂(3)内，小臂扭转电机(332)的输出轴通过减速机连接小臂扭转轴(331)的后端，托圈叉座(11)固定在小臂扭转轴(331)的前端；
小臂扭转轴(331)的外侧面嵌在定位槽(41)内。
3.如权利要求1所述的全自动机械手校准装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①大臂回转：大臂回转机构(21)转动带动大臂(2)回转；
②小臂回转：小臂回转机构(31)转动带动小臂(3)回转；
③小臂摆动：小臂摆动机构(32)转动代理小臂(3)摆动；
④小臂扭转：小臂扭转机构(33)转动通过小臂(3)依次带动托圈叉座(11)和托圈(12)扭转；
⑤调零：通过步骤①～④，或人工手动，使小臂扭转轴(331)的外侧面嵌入定位槽(41)内，以支撑基准架(4)作为零点位置，调零机构自动校正零点，即将机械零点与电气零点统一。
4.如权利要求2所述的全自动机械手校准装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①大臂回转：大臂伺服电机(214)驱动大臂主动齿轮(215)转动，通过大臂主动齿轮(215)和大臂从动齿轮(212)的啮合使大臂主动齿轮(215)绕大臂从动齿轮(212)转动，大臂主动齿轮(215)转动时通过大臂回转支架(213)带动大臂(2)绕大臂从动齿轮(212)回转；
②小臂回转：小臂伺服电机(313)驱动小臂主动齿轮(314)转动，通过小臂主动齿轮(314)和小臂从动齿轮(311)的啮合使小臂主动齿轮(314)绕小臂从动齿轮(311)转动，小臂主动齿轮(314)转动时通过小臂回转支架(312)带动小臂(3)绕小臂从动齿轮(311)回转；
③小臂摆动：小臂摆动液压缸(322)活塞杆伸缩，带动小臂(3)绕小臂(3)的后端摆动；
④小臂扭转：小臂扭转电机(332)通过减速机驱动小臂扭转轴(331)转动，小臂扭转轴(331)通过托圈叉座(11)带动托圈(12)扭转；
⑤调零：通过步骤①～④，或人工手动，使小臂扭转轴(331)的外侧面嵌入定位槽(41)内，以支撑基准架(4)作为零点位置，调零机构自动校正零点，即将机械零点与电气零点统一。
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