CN112847325A - 工业机器人用于激光切割的x型大臂 - Google Patents

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王钦若
王林
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Abstract

工业机器人用于激光切割的X型大臂，J2铸加工件两端分别安装集成伺服电机J2输入齿轮轴、J2RV减速器和J2轴承，J2齿轮轴定位轴承和J2齿轮轴定位轴承的外圈对X型大臂右半边定位，J2轴承和J3轴承的外圈对X型大臂左半边定位，J4铸加工件两端分别安装集成伺服电机J3输入齿轮轴、J3RV减速器和J3轴承，集成伺服电机J3输入齿轮轴的齿轮通过啮合J3RV减速器减速运动，J3RV减速器的输出端带动J4轴和J5J6轴运动。本发明改进了传统机器人大臂偏置结构，消除了由于自身重量产生弯矩和弹性形变产生的误差，保证了X型铸件大臂自由旋转，手腕和手腕体运转平稳，同时也消除了机器人自身重量产生弯矩和弹性形变，运动精度高。

Description

工业机器人用于激光切割的X型大臂
技术领域
本发明涉及工业机器人加工制造技术领域，具体涉及一种工业机器人用于激光切割的X型大臂。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
目前市场上在用的国内外工业机器人，机器人的大臂关节RV摆线齿减速机，都采用大臂偏置安装的方式，如图1所示，J1轴1为工业机器人关节1轴，J2铸加工件2两端分别安装J2伺服电机5和J2RV减速器3，J2伺服电机5通过螺栓安装J2输入齿轮轴4，J2伺服电机5驱动J2输入齿轮轴4，J2输入齿轮轴4齿轮通过啮合J2RV减速器3减速运动，J2RV减速器3输出端带动J3大臂6运动。J4铸加工件10两端分别安装J3伺服电机9和J3RV减速器7，J3伺服电机9通过螺栓安装J3输入齿轮轴8，J3伺服电机9驱动J3输入齿轮轴8，J3输入齿轮轴8齿轮通过啮合J3RV减速器7减速运动，J3RV减速器7输出端带动J4轴和J5J6轴11运动，由于J4轴和J5J6轴加上负载的重量，J2轴和J3轴减速机要承受扭矩、弯矩以及机器人中运行的惯性力矩，机器人末端偏离理论坐标点，出现定位误差。
但是机器人用于激光切割，要求TCP精度精准，误差小于1mm，因此目前RV减速机的串联6关节机器人大臂偏置单边悬挂不能满足使用要求。
发明内容
本发明提供了一种工业机器人用于激光切割的X型大臂，以解决现有技术存在的机器人自身重量的原因和机器人中运行的惯性力矩，机器人末端偏离理论坐标点，出现定位误差的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种工业机器人用于激光切割的X型大臂，J1轴为工业机器人关节1轴，J2铸加工件两端分别安装集成伺服电机J2输入齿轮轴、J2RV减速器和J2轴承，J2齿轮轴定位轴承和J2齿轮轴定位轴承的外圈对X型大臂右半边定位，J2轴承和J3轴承的外圈对X型大臂左半边定位，集成伺服电机J2输入齿轮轴直驱J2RV减速器，集成伺服电机J2输入齿轮轴的齿轮通过啮合J2RV减速器减速运动，J2RV减速器输出端带动X型大臂右半边和X型大臂左半边运动，J4铸加工件两端分别安装集成伺服电机J3输入齿轮轴、J3RV减速器和J3轴承，集成伺服电机J3输入齿轮轴直驱J3RV减速器，集成伺服电机J3输入齿轮轴的齿轮通过啮合J3RV减速器减速运动，J3RV减速器的输出端带动J4轴和J5J6轴运动。
本发明改进了传统机器人大臂偏置结构，消除了由于自身重量产生弯矩和弹性形变产生的误差，铸件本体上安装有伺服电机和RV减速机，RV减速机输入轴齿轮与伺服电机集成为一体，缩小伺服电机的外形尺寸，便于安装在机器人铸件本体内，RV减速机输入轴齿轮前后端安装轴承，X型铸件大臂另一面空心连接法兰上安装轴承，保证了X型铸件大臂自由的旋转，手腕和手腕体运转时的平稳。机器人J2轴J3轴旋转部位采用两侧双支撑结构，一面采用减速机支撑，另一面采用轴承支撑，消除了机器人自身重量产生弯矩和弹性形变，运动精度高。
本发明X型大臂相比传统工业机器人大臂结构，具备如下优点：
1、RV减速机输入轴齿轮与伺服电机集成为一体，铸件本体是伺服电机外壳，安装线圈，缩小伺服电机的外形尺寸。伺服电机转子与RV减速机输入轴齿轮为同一轴，结构件少，传动精度更高，上面设置有刹车盘、编码器。便于安装在机器人铸件本体内。
2、机器人J2轴J3轴旋转部位采用两侧双支撑结构，一面采用减速机支撑，另一面采用轴承支撑，消除了机器人自身重量产生弯矩和弹性形变。
3、集成伺服电机和输入齿轮轴为一体，外置安装变内置安装，没有外置伺服电机，便于防尘，外形美观。可将RV减速器结构的关节设计成对称结构，达到力学和美观的平衡。
4、解决由于机器人由于大臂的结构缺陷，机器对称布局。静态重量矩和运动的惯性力矩平衡，J4轴J5轴J6轴产生偏置误差予以消除，提高机器人的重复定位精度和机器人的绝对精度以及提高机器人的TCP精度。
5、X型大臂近似对称布局,安装机器人误差更容易消除。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术中工业机器人大臂的安装结构示意图；
图2是本发明X型大臂的安装结构示意图。
图中1J1轴、2J2铸加工件、3J2RV减速器、4J2输入齿轮轴、5J2伺服电机、6J3大臂、7J3RV减速器、8J3输入齿轮轴、9J3伺服电机、10J4铸加工件。11J5J6轴、12J2铸加工件、13J2齿轮轴定位轴承、14集成伺服电机J2输入齿轮轴、15J2轴承、16X型大臂右半边、17X型大臂左半边、18J4铸加工件、19J3齿轮轴定位轴承、20集成伺服电机J3输入齿轮轴、21J3轴承。
具体实施方式
如图2所示，一种工业机器人用于激光切割的X型大臂，J1轴1为工业机器人关节1轴，J2铸加工件12两端分别安装集成伺服电机J2输入齿轮轴14、J2RV减速器3和承重承载J2轴承15。J2齿轮轴定位轴承13、J2齿轮轴定位轴承19的外圈定位X型大臂右半边16，J2轴承15、J3轴承21的外圈定位X型大臂左半边17。集成伺服电机J2输入齿轮轴14直驱J2RV减速器3，集成伺服电机J2输入齿轮轴14齿轮通过啮合J2RV减速器3减速运动，J2RV减速器3输出端带动J3轴X型大臂右半边16、X型大臂左半边17运动。J4铸加工件18两端分别安装集成伺服电机J3输入齿轮轴20、J3RV减速器7和承重承载J3轴承21，集成伺服电机J3输入齿轮轴20直驱J3RV减速器7，集成伺服电机J3输入齿轮轴20齿轮通过啮合J3RV减速器7减速运动，J3RV减速器7输出端带动J4轴和J5J6轴11运动。

Claims (1)

1.一种工业机器人用于激光切割的X型大臂，J1轴为工业机器人关节1轴，其特征是J2铸加工件两端分别安装集成伺服电机J2输入齿轮轴、J2RV减速器和J2轴承，J2齿轮轴定位轴承和J2齿轮轴定位轴承的外圈对X型大臂右半边定位，J2轴承和J3轴承的外圈对X型大臂左半边定位，集成伺服电机J2输入齿轮轴直驱J2RV减速器，集成伺服电机J2输入齿轮轴的齿轮通过啮合J2RV减速器减速运动，J2RV减速器输出端带动X型大臂右半边和X型大臂左半边运动，J4铸加工件两端分别安装集成伺服电机J3输入齿轮轴、J3RV减速器和J3轴承，集成伺服电机J3输入齿轮轴直驱J3RV减速器，集成伺服电机J3输入齿轮轴的齿轮通过啮合J3RV减速器减速运动，J3RV减速器的输出端带动J4轴和J5J6轴运动。
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