一種四軸搬運機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)裝備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種四軸搬運機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]由于勞動力成本提高及自動化生產(chǎn)的需求，機器人在工業(yè)生產(chǎn)中的地位不斷的提高，在搬運機器人方面，通常將其應(yīng)用于搬運及堆垛工況，其本體采用平行連桿原理來構(gòu)建。平行連桿機構(gòu)可以使所搬運的物料(工件)在搬運過程中始終保持水平或維持在同一角度，因此可以實現(xiàn)較簡單的物料搬運和堆垛，但物料(工件)在各個工位(節(jié)點)上的姿態(tài)是有著不同要求的，隨著自動化程度的提高，不僅需要機器人改變物料(工件)的位置，還需要機器人改變物料(工件)在對應(yīng)工位上的姿態(tài)，比如包括工件的位移和翻轉(zhuǎn)擺放等動作。
[0003]另外，目前的搬運機器人的臂體及轉(zhuǎn)臺均采用鑄件加工的生產(chǎn)工藝，該方式在大批量生產(chǎn)階段可以有效的降低成本，并且有利于工業(yè)造型設(shè)計。然而，隨著市場競爭的激烈進行，小批量定制化的趨勢越發(fā)明顯，如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)的鑄件加工方式制造機器人，必然使得開發(fā)過程變長，模具投入的成本大等因素，最終將加大產(chǎn)品的研發(fā)成本，從而影響新興中小型企業(yè)的發(fā)展。
[0004]此外，承載重量是搬運機器人的最主要參數(shù)，同時也影響了機器人的關(guān)鍵部件(如減速機、伺服電機等)選型，從而影響了機器人的設(shè)計及制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明就是要解決如上問題，提供一種四軸搬運機器人，該四軸搬運機器人采用機器人4軸布置方式，其中1#軸在XY平面上，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)動作，2#、3#、4#軸相互平行，且垂直于XY平面，最終實現(xiàn)工件的位置移動和姿態(tài)翻轉(zhuǎn)動作；四軸搬運機器人的臂體和轉(zhuǎn)臺都采用板材焊接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固，整體質(zhì)量也較鑄件結(jié)構(gòu)有所降低；在四軸搬運機器人的第一臂和回轉(zhuǎn)平臺之間設(shè)置了平衡缸，可有效的抵消物料(工件)的重力在運動軸上產(chǎn)生的力矩影響，提高四軸搬運機器人整體的承載搬運能力。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是按如下方式實現(xiàn)的:本發(fā)明所述一種四軸搬運機器人包括底座、回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、回轉(zhuǎn)平臺、第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸、第三轉(zhuǎn)軸、平衡缸、第一臂、第二臂和第三臂；所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的定座與底座固定連接，回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸與回轉(zhuǎn)平臺的底部固定連接；所述回轉(zhuǎn)平臺與第一臂之間通過第一轉(zhuǎn)軸連接，第一臂與第二臂之間通過第二轉(zhuǎn)軸連接，第二臂與第三臂之間通過第三轉(zhuǎn)軸連接，平衡缸的缸體與回轉(zhuǎn)平臺構(gòu)成鉸連接，平衡缸的活塞桿與第一臂構(gòu)成鉸連接；
[0007]所述第一臂的上端設(shè)置有貼板及回轉(zhuǎn)支承外圈連接板，底部設(shè)置有集成殼體，第一臂的集成殼體設(shè)置于由回轉(zhuǎn)平臺的貼板及回轉(zhuǎn)支承外圈連接板之間構(gòu)成安裝槽內(nèi)；所述第一轉(zhuǎn)軸包括伺服電機、減速器、減速器連接法蘭和回轉(zhuǎn)支承；所述伺服電機的殼體與第一臂的集成殼體固定連接，伺服電機的電機動力輸出軸與減速器的動力輸入端構(gòu)成傳動連接，減速器動力輸出端固定連接有減速器連接法蘭，減速器外殼體與第一臂的集成殼體固定，減速器連接法蘭與回轉(zhuǎn)平臺的貼板固定連接；所述回轉(zhuǎn)支承的回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈與集成殼體固定連接，回轉(zhuǎn)支承外圈與回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)支承外圈連接板固定連接；
[0008]所述第二臂的兩端均設(shè)置有集成殼體，第二臂一端的集成殼體設(shè)置于由第一臂的貼板及回轉(zhuǎn)支承外圈連接板之間構(gòu)成安裝槽內(nèi)，第二臂另一端的集成殼體設(shè)置于由第三臂的貼板及回轉(zhuǎn)支承外圈連接板之間構(gòu)成安裝槽內(nèi)；所述第二轉(zhuǎn)軸包括伺服電機、減速器、減速器連接法蘭和回轉(zhuǎn)支承，伺服電機的殼體與第二臂的集成殼體固定連接，伺服電機的電機動力輸出軸與減速器的動力輸入端構(gòu)成傳動連接，減速器動力輸出端固定連接有減速器連接法蘭，減速器外殼體與第二臂的集成殼體固定，減速器連接法蘭與第一臂的貼板固定連接，回轉(zhuǎn)支承的回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈與第二臂的集成殼體固定連接，回轉(zhuǎn)支承外圈與第一臂的回轉(zhuǎn)支承外圈連接板固定連接；
[0009]所述第三轉(zhuǎn)軸包括伺服電機、減速器、減速器連接法蘭和回轉(zhuǎn)支承，伺服電機的殼體與第二臂的集成殼體固定連接，伺服電機的電機動力輸出軸與減速器的動力輸入端構(gòu)成傳動連接，減速器動力輸出端固定連接有減速器連接法蘭，減速器外殼體與第二臂的集成殼體固定，減速器連接法蘭與第三臂的貼板固定連接，回轉(zhuǎn)支承的回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈與第二臂的集成殼體固定連接，回轉(zhuǎn)支承外圈與第三臂的回轉(zhuǎn)支承外圈連接板固定連接。
[0010]所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括定座、伺服電機、減速器及回轉(zhuǎn)軸，所述電機動力輸出軸與減速器的動力輸入端構(gòu)成傳動連接，減速器的動力輸出端與回轉(zhuǎn)軸固定連接。
[0011]所述回轉(zhuǎn)平臺包括安裝板、底板、回轉(zhuǎn)平臺左側(cè)板、回轉(zhuǎn)平臺右側(cè)板、右加長板和左加長板；所述安裝板與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸固定連接，底板固定在安裝板上；所述回轉(zhuǎn)平臺左側(cè)板和回轉(zhuǎn)平臺右側(cè)板對稱的固定連接在底板上；所述回轉(zhuǎn)平臺左側(cè)板的端部設(shè)置有通孔，位于通孔位置處回轉(zhuǎn)平臺左側(cè)板的兩側(cè)分別固定連接有貼板及加厚板，回轉(zhuǎn)平臺左側(cè)板的尾部固定連接有左加長板；所述回轉(zhuǎn)平臺右側(cè)板的端部設(shè)置有回轉(zhuǎn)支承外圈連接板，回轉(zhuǎn)支承外圈連接板側(cè)壁固定連接有加厚板，回轉(zhuǎn)平臺右側(cè)板的尾部固定連接有右加長板；所述左加長板和右加長板構(gòu)成平衡缸連接座。
[0012]所述平衡缸包括缸體、活塞桿和彈簧；所述缸體由缸體側(cè)管、固定在缸體側(cè)管底部的缸體底板、連接在缸體側(cè)管端部的缸體連接板和對稱的固定在缸體側(cè)管兩側(cè)的鉸連接板組成；所述缸體連接板外側(cè)固定有平衡缸連接板；所述活塞桿由彈簧軸和固定連接在彈簧軸端部的套筒組成，套筒中心有通孔，通孔內(nèi)固定有套筒軸套；活塞桿的彈簧軸上套接有直線軸承，彈簧軸可在直線軸承內(nèi)滑動，直線軸承端面與平衡缸連接板固定連接；活塞桿遠離套筒的一端固定連接有彈簧壓板；所述彈簧設(shè)置于彈簧壓板和平衡缸連接板之間；所述平衡缸的鉸連接板與回轉(zhuǎn)平臺的平衡缸連接座構(gòu)成鉸連接。
[0013]所述集成殼體包括集成殼體外殼，集成殼體外殼外圓柱形中空殼體，集成殼體外殼兩端面上設(shè)置有螺紋固定孔，集成殼體外殼內(nèi)部固定連接有電機安裝板、擋油板a及擋油板b ;所述伺服電機的殼體通過法蘭盤與集成殼體的電機安裝板固定連接；所述減速器外殼體和回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈分別與集成殼體外殼兩側(cè)端面上設(shè)置的螺紋固定孔固定。
[0014]所述第一臂包括第一臂上支撐板、第一臂下支撐板、連接于第一臂上支撐板和第一臂下支撐板之間平行設(shè)置的兩塊第一臂肋板、設(shè)置于第一臂上支撐板和第一臂下支撐板底部的集成殼體、設(shè)置于第一臂上支撐板和第一臂下支撐板頂部的封板；所述第一臂肋板上端平行的固定連接有第一臂左側(cè)板和第一臂右側(cè)板，所述第一臂的貼板設(shè)置于第一臂左側(cè)板上，第一臂的回轉(zhuǎn)支承外圈連接板設(shè)置于第一臂右側(cè)板上；所述第一臂上支撐板外側(cè)固定連接有平衡缸連接耳；所述第一臂上支撐板、第一臂下支撐板均為圓弧形板，第一臂下支撐板的凸面與第一臂上支撐板凹面相對將二者固定連接。
[0015]所述第二臂包括第二臂上支撐板、第二臂下支撐板、連接于第二臂上支撐板和第二臂下支撐板之間平行設(shè)置的兩塊第二臂肋板，所述第二臂上支撐板和第二臂下支撐板的兩端分別固定連接有集成殼體。
[0016]所述第三臂包括第三臂左側(cè)板、第三臂右側(cè)板、固定連接在第三臂左側(cè)板和第三臂右側(cè)板底部的屬具連接底板、固定連接在第三臂左側(cè)板和第三臂右側(cè)板之間的橫向加強板；所述第三臂的貼板設(shè)置于第三臂左側(cè)板上，第三臂的回轉(zhuǎn)支承外圈連接板設(shè)置于第三臂右側(cè)板上；所述屬具連接底板下方設(shè)置有屬具連接孔。
[0017]本發(fā)明的積極效果:本發(fā)明所述一種四軸搬運機器人提供了一個回轉(zhuǎn)平臺和三個旋轉(zhuǎn)軸，最終實現(xiàn)4個自由度動作。在伺服電機驅(qū)動的過程中，第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸及第三轉(zhuǎn)軸采用特殊的連接形式，實現(xiàn)了三個轉(zhuǎn)軸在回轉(zhuǎn)平臺或支撐臂兩側(cè)同時提供支撐的結(jié)構(gòu)，抵銷了傾覆力矩，降低了對減速機抗傾覆能力的要求；通過設(shè)置平衡缸拉動第一臂的方式平衡了機器人第一臂、第二臂及第三臂的臂體伸出以后產(chǎn)生的前傾力矩，讓機器人可以用相同扭矩的電機抓取更重的物體；機器人主體多由鈑金件焊接而成，成本低廉易于加工，第一臂、第二臂及第三臂的臂體為焊接而成的箱型結(jié)構(gòu)，質(zhì)量較輕承載能力較好。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖3是回轉(zhuǎn)平臺的結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖4是第一臂的結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]圖5是第二臂的結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖6是第三臂的結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖7是第一臂與回轉(zhuǎn)平臺連接位置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0026]圖8是第二臂與第一臂連接位置的結(jié)構(gòu)示意圖