本實用新型涉及一種XY雙軸聯(lián)動直角坐標機器人。

背景技術：

XY雙軸聯(lián)動直角坐標機器人，是以XY直角坐標系統(tǒng)為基本數(shù)學模型，以步進電機為驅動的基本工作單元，以滾珠絲杠、同步皮帶、齒輪齒條為常用的傳動方式所架構起來的機器人系統(tǒng)，可以完成在XY二維坐標系統(tǒng)中任意一點的到達和遵循可控的運動軌跡。直角坐標機器人采用運動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對其的驅動及編程控制，直線、曲線等運動軌跡的生成為多點插補方式，操作及編程方式為引導示教編程方式或坐標定位方式。作為一種成本低廉、系統(tǒng)結構簡單的自動化機器人系統(tǒng)解決方案，直角坐標機器人可以被應用于點膠、滴膠、噴涂、碼垛、分揀、包裝、焊接、金屬加工、搬運、上下料、裝配、印刷等常見的工業(yè)生產(chǎn)領域，在替代人工，提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質量等方面都具有顯著的應用價值。針對不同的應用場合，對直角坐標機器人有不同的設計要求，比如對精度、速度的要求選擇不同的傳動方式，根據(jù)特定的工藝要求為末端工作頭選擇不同的加持裝置(夾具、爪手、安裝架等)，以及對于示教編程、坐標定位、視覺識別等工作模式的設計選擇等，從而使之滿足于不同領域、不同工況的應用要求。

簡化直角坐標機器人的結構、提高直角坐標機器人的運動精度和速度是直角坐標機器人的發(fā)展方向。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種結構簡單、操作方便、工作效率高的XY兩軸聯(lián)動直角坐標機器人。本實用新型的技術方案為：

一種XY雙軸聯(lián)動直角坐標機器人，包括機架、X軸運動機構、Y軸運動機構、同步帶、驅動動力單元和控制系統(tǒng)，其中，

機架為由鋁型材構成的矩形框架，將其中兩個平行的鋁型材稱為X軸；

所述的X軸運動機構包括兩個掛板3，光桿1和滾輪2，兩個掛板3分別通過兩個滾輪2置于X軸上；兩個掛板3之間通過光桿1相連；

在每個掛板3下方的兩側分別安裝有導向帶輪5；Y軸運動機構包括穿在光桿1上的兩側端板9、連接在兩側端板9之間的中間端板10和固定在中間端板10上的同步帶固定裝置11，兩側端板9通過與光桿1連接的光軸滑軌13采用過盈配合的方式進行連接，能夠通過兩個光軸滑軌13沿著光桿1進行滑動；

驅動動力單元包括兩個步進電機7、兩個主動帶輪、六個導向帶輪、一個同步帶固定裝置11、一根同步帶8，兩個步進電機7安裝在鋁型材機架的邊緣處，各通過一個主動帶輪驅動同步帶8，六個導向帶輪其中的兩個安裝在與步進電機7相對的鋁型材機架的對側，另外四個導向帶輪(5)，分別安裝在所述的兩個掛板3下方的兩側，同步帶8由這六個導向帶輪導向，兩端分別固定在同步帶固定裝置11上，兩個步進電機7可以同時作用也可以單獨作用，從而通過同步帶8實現(xiàn)終端在平面內(nèi)沿X軸和Y軸的組合曲線運動；

同步帶的布置方式為：依次繞過第一步進電機的主動帶輪、與此步進電機同側的第一掛板下方一側的第一導向帶輪、位于第二掛板下方一側的第二導向帶輪、第二步進電機的主動帶輪、與第二步進電機相對的鋁型材機架的對側的第三導向帶輪、位于第二掛板下方另一側的第四導向帶輪、位于第一掛板下方另一側的第五導向帶輪、與第一步進電機相對的鋁型材機架的對側的第六導向帶輪。

在控制系統(tǒng)的控制下，當兩個步進電機轉速和轉向均相同時，X軸運動機構沿X軸運動；當一個步進電機7轉動或兩個步進電機7轉速相同轉向相反時，Y軸運動裝置沿Y軸方向的運動。

本實用新型的實質性特點和有益效果在于：

(1)沿X軸和Y軸的運動是通過兩個電機共同控制來完成的，從而實現(xiàn)終端的曲線、直線等復雜的路徑軌跡。

(2)兩個驅動動力機構都是固定安裝在鋁型材邊緣上的，而不是隨著X軸和Y軸的運動而移動的。

(3)X軸和Y軸的驅動動力機構沒有隨著運動機構一起來回往復移動，大大減輕了X軸和Y軸運動機構的重量，使得在同等條件下該機構提升重物的能力大幅提高。

(4)兩個驅動動力裝置可以單獨運動也可以同時運動，以此能更好的控制終端的運動軌跡。

(5)通過兩個驅動動力裝置的不同轉速的組合，從而通過同步帶實現(xiàn)終端在平面內(nèi)沿X軸和Y軸的組合曲線運動。

附圖說明

圖1為本實用新型的正等軸測圖

圖2為本實用新型掛板、導向帶輪細節(jié)圖

圖3為同步帶和掛板安裝的細節(jié)圖

附圖標記說明如下：

1光桿； 2滾輪； 3掛板 4小套筒； 5導向帶輪； 6螺栓； 7步進電機；

8同步帶； 9兩側端板； 10中間端板； 11同步帶固定裝置； 12運動終端； 13光軸滑軌

具體實施方式

下面根據(jù)附圖對本實用新型進行詳細的說明：

本實用新型為一種XY雙軸聯(lián)動直角坐標機器人，包括X軸運動機構、Y軸運動機構、XY軸連接機構、同步帶、運動終端、驅動力單元、機架及控制系統(tǒng)，X軸運動機構通過連接在兩個光桿上的兩個滾輪使其能夠沿著X軸方向的鋁型材進行X軸方向的運動，Y軸運動機構通過XY軸連接機構兩個套筒連接在中間的光桿上，使其能夠沿著中間的光桿進行Y軸軸向的運動，兩個驅動電機分別安裝在機架的邊緣，控制系統(tǒng)控制兩個電機通過同步帶帶動X軸和Y軸運動機構從而使運動終端完成平面內(nèi)較為復雜的曲線運動。

X軸運動機構包括兩個掛板3，光桿1和滾輪2，兩個掛板3分別通過兩個滾輪2置于X軸上。兩個滾輪2通過兩個小套筒4用螺栓6與掛板3連接，用套筒進行軸向定位；電機7通過同步帶8的傳送作用依靠兩個導向帶輪5的對整個X軸運動機構進行驅動，使固定在兩個光桿上的兩個滾輪2可以帶動整個X軸運動機構沿著鋁型材進行X軸方向移動。當兩個電機轉速和轉向均相同時，沿X軸運動。

所述的Y軸的運動裝置由安裝在X軸運動機構中三個光桿1上的兩側端板9和中間端板10以及安裝在中間擋板下方的同步帶固定裝置11組成，兩側端板9和中間端板10通過螺絲進行安裝配合；中間10端板上面可以連接一些例如噴嘴、打印頭等運動終端12進行作業(yè)；兩側端板9通過與中間光桿連接的兩個光軸滑軌13采用過盈配合的方式進行連接，使其能夠通過兩個光軸滑軌13沿著光桿進行滑動；中間端板10下方的同步帶固定裝置11，用于加緊同步帶使步進電機7通過同步帶8的傳送作用驅動Y軸運動裝置進行Y軸方向的運動。

XY軸的連接裝置即與X軸運動裝置中的中間光桿1連接的兩個光軸滑軌13，Y軸運動裝置中的兩側端板9通過與中間光桿連接的兩個光軸滑軌13采用過盈配合的方式進行連接，使其能夠通過兩個光軸滑軌13沿著光桿1進行滑動，從而完成Y軸方向的運動。當兩個電機轉速相同，轉向相反時，沿Y軸運動。

驅動動力單元由兩個步進電機7、兩個主動帶輪14、六個導向帶輪、一個同步帶固定裝置11、一根同步帶組成8，兩個步進電機7安裝在鋁型材機架的邊緣處，六個導向帶輪其中的兩個安裝在與步進電機7相對的鋁型材機架的對側，另外四個導向帶輪安裝在與X軸運動裝置中的三個光桿相連接的掛板3上，同步帶8安裝在這六個帶輪上，同步帶8兩端分別固定在兩個同步帶固定裝置11上，兩個步進電機7可以同時作用也可以單獨作用，從而通過同步帶8實現(xiàn)終端在平面內(nèi)沿X軸和Y軸的組合曲線運動。