CN204868857U - 四轴联动机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四轴联动机械手，包括电控系统以及机械手系统，电控系统安装于电控柜内，电控柜通过底座安装在地面，机械手系统自下到上设有上下运动的J1轴系统、水平转动的J2轴系统、水平移动的J3轴系统以及水平转动的J4轴系统，J1轴系统、J2轴系统、J3轴系统以及J4轴系统分别通过伺服电机驱动，四个伺服电机分别通过导线与电控系统连接，通过J1、J2、J3、J4四个轴的组合运动，缩短了位于J4轴末端机械手执行终端的运动时间，从而使机械手执行终端能够快速的工作，提高了效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械手技术，特别涉及一种四轴联动机械手。
背景技术
目前很多流水线上的设备都是靠人工取、放料，尤其在冲压或锻压行业，人手将上道工序的零件从压机的上下模中取出，再将其放入下道工序的压机的上下模中，这个过程，存在很大的危险性，易导致人手压断致残，另外用人手操作，生产效率较低。目前存在的上下料机械手主要缺点是成本高、节拍慢且客户定制灵活性差。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种操作安全、工作效率高的四轴联动机械手。
为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：四轴联动机械手，包括电控系统以及机械手系统，所述电控系统安装于电控柜内，电控柜通过底座安装在地面，机械手系统自下到上设有上下运动的J1轴系统、水平转动的J2轴系统、水平移动的J3轴系统以及水平转动的J4轴系统，J1轴系统、J2轴系统、J3轴系统以及J4轴系统分别通过伺服电机驱动，四个伺服电机分别通过导线与电控系统连接；J1轴系统包括J1轴以及J1轴固定座，J1轴表面设有螺纹，J1轴垂直立于J1轴固定座上，J1轴的轴身螺纹套接一个J1轴运动座，J1轴运动座沿垂直设于J1轴固定座内的导轨Ⅰ做上下移动，J1轴固定座通过联结件与J2轴系统的J2轴底座固定，J2轴系统中的J2轴垂直设于J2轴底座上，J2轴通过联结件与J3轴系统中的J3轴底座固定，J3轴系统中的J3轴水平设于J3轴底座中，J3轴表面设有螺纹，J3轴的轴身螺纹套接一个J3轴运动座，J3轴运动座沿水平设于J3轴底座中的导轨Ⅱ做水平移动，J3轴运动座与J4轴系统的J4轴底座固定，J4轴系统中的伺服电机与J4轴分别设于J4轴底座的两端，J4轴垂直设置在J4轴底座中，J4轴系统的伺服电机通过行星减速机驱动J4轴，J4轴端部安装机械手执行终端；机械手系统通过J1轴固定座螺栓固定于底座上。
优选的，J2轴采用中空谐波减速机，中空谐波减速机设有中空穿线管。
优选的，电控柜内还设有示教器，示教器通过导线与电控系统连接。
优选的，J1轴系统中的伺服电机采用带抱闸机构的伺服电机。
优选的，机械手系统中的四个伺服电机内均设有绝对值编码器。
优选的，J1、J2、J4轴系统的驱动系统均包括主动同步带轮、同步带、从动同步带轮，且J1轴系统的J1轴固定座以及J2、J4轴系统的底座上分别设有张紧调整座。
采用上述技术方案，通过J1、J2、J3、J4四个轴的组合运动，缩短了位于J4轴末端机械手执行终端的运动时间，从而使机械手执行终端能够快速的工作，提高了效率，另外，由于机械手系统是通过J1轴系统中的J1轴固定座与底座螺栓固定，因而当机械手系统工作空间狭小时，仍可将电控柜与机械手系统进行分离，使机械手系统继续工作。本实用新型采用电控系统控制机械手系统工作，提高了安全系数。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型J1轴系统结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是本实用新型J2轴系统结构示意图；
图5是本实用新型J3轴系统结构示意图；
图6是本实用新型J4轴系统结构示意图；
其中，
1.电控柜2.J1轴系统21.J1轴22.J1轴固定座23.伺服电机Ⅰ24.J1轴运动座25.导轨Ⅰ26.长轴式固定座27.主动同步带轮Ⅰ28.从动同步带轮Ⅰ29.同步带Ⅰ210.轴承座Ⅰ211.拖链212.张紧调整座Ⅰ3.J2轴系统31.J2轴32.J2轴底座33.伺服电机Ⅱ34.J2轴输出支撑座35.穿线管36.主动同步带轮Ⅱ37.同步带Ⅱ38.从动同步带轮Ⅱ39.J2轴输出法兰310.张紧调整座Ⅱ4.J3轴系统41.J3轴42.J3轴底座43.轴承座Ⅱ44.伺服电机Ⅲ45.J3轴运动座46.导轨Ⅱ47.螺母座48.密封盖5.J4轴系统51.J4轴52.J4轴底座53.伺服电机Ⅳ54.行星减速机55.主动同步带Ⅲ56.从动同步带轮Ⅲ57.同步带Ⅲ58.张紧调整座Ⅲ59.J4轴输出法兰6.底座7.机械手执行终端8.示教器。
具体实施方式
下面结合附图，通过对实施例的描述，对本实用新型做进一步说明：
如图1所示，本实用新型一种四轴联动机械手，包括电控系统以及机械手系统，电控系统安装于电控柜1内，电控柜1通过底座6安装在地面，电控柜1内设有示教器8，示教器8包括用以显示兼控制电控系统的触摸屏，示教器8通过导线与电控系统连接，机械手系统自下到上设有上下运动的J1轴系统2、水平转动的J2轴系统3、水平移动的J3轴系统4以及水平转动的J4轴系统5。
如图2、3所示，J1轴系统2包括轴身带螺纹的J1轴21、J1轴固定座22，J1轴固定座22呈箱体状，J1轴固定座22通过螺栓固定在底座6上，J1固定座22上安装伺服电机Ⅰ23，伺服电机Ⅰ23的输出端安装有主动同步带轮Ⅰ27，J1轴21的端部安装有从动同步带轮Ⅰ28，主动同步带轮Ⅰ27与从动同步带轮Ⅰ28之间通过同步带Ⅰ29连接，J1轴固定座22上设有用于张紧同步带Ⅰ29的张紧调整座Ⅰ212，J1轴固定座22的侧壁在靠近J1轴21两个端部处分别设有用于固定J1轴21的轴承座Ⅰ210，J1轴21轴身上螺纹套接一个J1轴运动座24，J1轴固定座22内设有用于J1轴运动座24上下移动的垂直的导轨Ⅰ25，J1轴运动座24的两侧设有卡在导轨Ⅰ25内的翼板，避免J1轴运动座24转动，J1运动座24上固定安装一个用于长轴式固定座26，长轴式固定座26的另一端穿出J1固定座22顶部，伺服电机Ⅰ采用带有抱闸的伺服电机，避免突然断电时J1轴掉落造成安全性的问题，J1轴系统2还设有拖链211，拖链211一端固定在长轴式固定座26上，另一端固定在J1轴固定座22的侧壁上。
如图4所示，J2轴系统3包括J2轴31以及J2轴底座32，J2轴底座32与长轴式固定座26固定连接，J2轴底座32上还设有伺服电机Ⅱ33，伺服电机Ⅱ33的输出端安装主动同步带轮Ⅱ36，主动同步带轮Ⅱ36通过同步带Ⅱ37连接安装在J2轴底座32上的从动同步带轮Ⅱ38，J2轴底座32上设有用于张紧同步带Ⅱ37的张紧调整座Ⅱ310，J2轴31采用中空谐波减速机代替，中空谐波减速机角度传递精度高和背隙小，直接决定了本发明机械手系统的高重复性，中空谐波减速机设有中空的穿线管35，穿线管35与从动同步带轮Ⅱ38之间留有间隙，穿线管35便于J3和J4轴系统4、5的线缆通过，有效降低在机械手执行终端7工作过程中给线缆带来的扭转，提高了线缆的寿命，另外通过此结构的布线，从机械手系统的外部看不到线缆，大大提高了整机外观的美观程度，中空谐波减速机一端由从动同步带轮Ⅱ38驱动，另一端的柔轮上安装一个J2轴输出法兰39，J2轴输出法兰39固定安装一个J2轴输出支撑座34。
如图5所示，J3轴系统4包括表面设有螺纹的J3轴41以及J3轴底座42，J3轴41水平的设于J3轴底座42内，J3轴底座42上还设有用于密封J3轴41的密封盖48，用以保护J3轴41，J3轴底座42固定安装在J2轴输出支撑座34上，J3轴41通过两端的轴承座Ⅱ43安装在J3轴底座42上，J3轴41的一端通过联轴器与伺服电机Ⅲ44输出端连接，J3轴41的轴身通过螺母座47螺纹连接一个J3轴运动座45，J3轴底座42内沿J3轴42轴向设有用于J3轴运动座45水平移动的导轨Ⅱ46。
如图6所示，J4轴系统5包括J4轴51以及J4轴底座52，J4轴底座52一端垂直的安装J4轴51，另一端安装伺服电机Ⅳ53，伺服电机Ⅳ53的输出轴通过行星减速机54与主动同步带轮Ⅲ55连接，J4轴51的顶部安装从动同步带轮Ⅲ56，主动同步带轮Ⅲ55与从动同步带轮Ⅲ56之间通过同步带Ⅲ57连接，J4轴底座52上还设有用于张紧同步带Ⅲ57的张紧调整座Ⅲ58，J4轴51的底部安装J4轴输出法兰59，J4轴输出法兰上固定安装吸盘抓手或电磁抓手或气动夹持抓手。
本实用新型中的四个伺服电机内均设有绝对值编码器，便于断电时各个伺服电机记忆各自驱动的轴的位置。本实用新型J1、J2、J4轴系统2、3、5分别设有张紧调整座，可有效调节同步带的张紧力，在保证传动精度的同时提高同步带的寿命。
本实用新型通过J1、J2、J3、J4四个轴的组合运动，缩短了位于J4轴51末端机械手执行终端7的运动时间，提高了机械手执行终端7的节拍，从而使机械手执行终端能够快速、高效的工作，另外，由于机械手系统是通过J1轴系统2中的J1轴固定座22与底座6螺栓固定，因而当机械手系统工作空间狭小时，仍可将电控柜1与机械手系统进行分离，使机械手系统继续工作。本实用新型采用电控系统控制机械手系统工作，提高了安全系数。本实用新型各轴可模块化组装，实现装配效率的提高和客户定制化产品的易操作性，同时，本实用新型传动部分均采用传动精度较高的零部件，整机的定位精度和重复性都较高。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.四轴联动机械手，包括电控系统以及机械手系统，所述电控系统安装于电控柜(1)内，电控柜(1)通过底座(6)安装在地面，其特征在于：所述机械手系统自下到上设有上下运动的J1轴系统(2)、水平转动的J2轴系统(3)、水平移动的J3轴系统(4)以及水平转动的J4轴系统(5)，所述J1轴系统(2)、J2轴系统(3)、J3轴系统(4)以及J4轴系统(5)分别通过伺服电机驱动，四个伺服电机分别通过导线与电控系统连接；J1轴系统(2)包括J1轴(21)以及J1轴固定座(22)，J1轴(21)表面设有螺纹，J1轴(21)垂直立于J1轴固定座(22)上，J1轴(21)的轴身螺纹套接一个J1轴运动座(24)，J1轴运动座(24)沿垂直设于J1轴固定座(22)内的导轨Ⅰ(25)做上下移动，J1轴固定座(22)通过联结件与J2轴系统(3)的J2轴底座(32)固定，J2轴系统(3)中的J2轴(31)垂直设于J2轴底座(32)上，J2轴(31)通过联结件与J3轴系统(4)中的J3轴底座(42)固定，J3轴系统(4)中的J3轴(41)水平设于J3轴底座(42)中，J3轴(41)表面设有螺纹，J3轴(41)的轴身螺纹套接一个J3轴运动座(45)，J3轴运动座(45)沿水平设于J3轴底座(42)中的导轨Ⅱ(46)做水平移动，J3轴运动座(45)与J4轴系统(5)的J4轴底座(52)固定，J4轴系统(5)中的伺服电机与J4轴(51)分别设于J4轴底座(52)的两端，J4轴垂直设置在J4轴底座(52)中，J4轴系统(5)的伺服电机通过行星减速机驱动J4轴(51)，J4轴(51)端部安装机械手执行终端(7)；机械手系统通过J1轴固定座(22)螺栓固定于底座(6)上。
2.根据权利要求1所述的四轴联动机械手，其特征在于：所述J2轴(31)采用中空谐波减速机，中空谐波减速机设有中空穿线管(35)。
3.根据权利要求1所述的四轴联动机械手，其特征在于：所述电控柜(1)内还设有示教器(8)，示教器(8)通过导线与电控系统连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的四轴联动机械手，其特征在于：所述J1轴系统(2)中的伺服电机采用带抱闸机构的伺服电机。
5.根据权利要求4所述的四轴联动机械手，其特征在于：所述机械手系统中的四个伺服电机内均设有绝对值编码器。
6.根据权利要求5所述的四轴联动机械手，其特征在于：所述J1、J2、J4轴系统(2、3、5)的驱动系统均包括主动同步带轮、同步带、从动同步带轮，且J1轴系统(2)的J1轴固定座(22)以及J2、J4轴系统(3、5)的底座上分别设有张紧调整座。
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