關(guān)節(jié)式串聯(lián)碼垛機(jī)器人的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型涉及自動(dòng)碼垛機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種關(guān)節(jié)式串聯(lián)碼垛機(jī)器人。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]碼垛機(jī)器人體積小，動(dòng)作靈活，可以滿足包裝行業(yè)多種需求。目前加工企業(yè)的碼垛方式主要有人工搬運(yùn)、手推車推送、人工碼垛及插車運(yùn)輸、皮帶輸送機(jī)輔助輸送碼垛、橋式碼垛機(jī)碼垛、高底位自動(dòng)碼垛機(jī)碼垛、機(jī)器人碼垛及插車輸送等。機(jī)器人碼垛能耗小，占地少，針對(duì)不同的貨物只需改變碼垛機(jī)器人的機(jī)械手即可，碼垛機(jī)器人能適應(yīng)不同工況。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在國(guó)外起步較早，第一次將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于碼垛作業(yè)的是在20世紀(jì)70年代，由日本提出的。碼垛機(jī)器人市場(chǎng)主要分為歐系和日系。歐系碼垛機(jī)器人以ABB和KUKA為代表，日系碼垛機(jī)器人以FANUC和YASKAWA為代表。ABB公司是全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商，在碼垛作業(yè)方面，有著全套先進(jìn)的機(jī)器人解決方案。1974年，ABB設(shè)計(jì)研發(fā)了全世界第一臺(tái)全電控式、微處理器控制的工業(yè)機(jī)器人IRB6。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)研究與應(yīng)用開始于上世紀(jì)70年代，自主研發(fā)的碼垛機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)形式有直角坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。上海交通大學(xué)與上海沃迪科技有限公司研發(fā)了 TPR系列碼垛機(jī)器人。TPR系列機(jī)器人具有獨(dú)特的線性四連桿機(jī)構(gòu)，利用工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡、PLC和HMI實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的控制，并且可以通過HMI人機(jī)交互，核心算法由工控機(jī)完成，控制軟件在Visual Stud1平臺(tái)上編寫，實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)器人生產(chǎn)能力達(dá)到1600包/小時(shí)。沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化公司是我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化基地，我國(guó)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)，就是在該公司研發(fā)與制造成功的。在機(jī)器人技術(shù)方面，新松機(jī)器人優(yōu)化了機(jī)器人控制、操作機(jī)設(shè)計(jì)、工程應(yīng)用和機(jī)器人作業(yè)等關(guān)鍵技術(shù)難題，解決了高精度插補(bǔ)、機(jī)器人語(yǔ)言、多軸協(xié)調(diào)和傳感器控制等技術(shù)，研發(fā)了具有我國(guó)自主版權(quán)的機(jī)器人控制器，其應(yīng)用涵蓋搬運(yùn)、焊接、沖壓、噴涂以及機(jī)加工等領(lǐng)域。
[0005]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使得機(jī)器人在碼垛、涂膠、點(diǎn)焊、弧焊、噴涂、搬運(yùn)、測(cè)量等行業(yè)有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。有很多個(gè)原因，包括包裝的種類、工廠環(huán)境和客戶需求等將碼垛變成包裝工廠里的主要難題。為了克服這些困難，碼垛設(shè)備的各個(gè)方面都在發(fā)展改進(jìn)，包括從機(jī)械手到操縱它的軟件。而且近年來(lái)勞動(dòng)力成本快速增加，生產(chǎn)事故經(jīng)常發(fā)生，碼垛機(jī)器人不僅可以解決這些問題，而且碼垛機(jī)器人可以連續(xù)高效的工作，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。
[0006]【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0007]本實(shí)用新型提供一種高速、自動(dòng)、連續(xù)、準(zhǔn)確的碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，滿足貨物碼垛的要求。本關(guān)節(jié)式串聯(lián)碼垛機(jī)器人包括底座部分、腰部、大臂及大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、小臂及小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、小臂連接桿和前臂及其轉(zhuǎn)動(dòng)部分、腕部、姿態(tài)保持桿和一些附件。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0009]關(guān)節(jié)式串聯(lián)碼垛機(jī)器人，包括底座部分、腰部、大臂及大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、小臂及小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、小臂連接桿和前臂及其轉(zhuǎn)動(dòng)部分、腕部、姿態(tài)保持桿和一些附件，其特征在于:
[0010]所述的底座部分由底座、電器蓋板、行星減速器、穿線孔、底座原點(diǎn)定位孔組成；所述的底座部分的結(jié)構(gòu)是:所述的電器蓋板用緊定螺釘固定在底座上；所述的行星減速器的內(nèi)圈用螺釘固定在底座上；所述的穿線孔穿過行星減速器并用緊定螺釘將其一端固定在行星減速器上；
[0011]所述的腰部由腰部座、腰部支架、伺服電機(jī)、小齒輪、小齒輪擋圈、深溝球軸承、密封圈、底座撞塊、底座原點(diǎn)組成；所述的腰部的結(jié)構(gòu)是:所述的腰部座固接在所述的行星減速器上；所述的腰部座上的軸承座與上文所述的穿線孔的另一端通過軸承配合在一起，并用密封圈密封；所述的伺服電機(jī)安裝在腰部座上，所述的伺服電機(jī)的軸與所述的齒輪通過鍵連接，并用擋圈和緊定螺釘將齒輪固定在電機(jī)軸上，此電機(jī)軸上的齒輪與所述的行星減速器構(gòu)成齒輪副，從而帶動(dòng)腰部座的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的腰部支架固接在腰部座上，隨腰部座的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的底座撞塊用螺釘固定在所述的腰部座的外部，所述的底座原點(diǎn)用螺釘固定在腰部座的外部底座撞塊的對(duì)面；
[0012]所述的大臂及大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)由伺服電機(jī)、電機(jī)座、密封擋圈、密封圈、諧波減速器、大臂法蘭、大臂、固定軸、軸承、軸端擋圈組成；所述的大臂及其轉(zhuǎn)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)是:所述的伺服電機(jī)安裝所述的電機(jī)座上；所述的電機(jī)座固接在所述的腰部支架上；所述的伺服電機(jī)的軸與所述的諧波減速器采用鍵連接，并用密封擋圈和密封圈密封；所述的諧波減速器一面安裝在腰部支架上，另一面與所述的法蘭固接；所述的法蘭與所述的大臂固接，從而伺服電機(jī)可以通過所述的諧波減速器、大臂法蘭驅(qū)動(dòng)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的固定軸用螺釘固定在所述的大臂法蘭上，所述的固定軸上安裝有兩個(gè)軸承，并用緊定螺釘加軸端擋圈固定；
[0013]所述的小臂及小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)由伺服電機(jī)、電機(jī)座、密封擋圈、密封圈、諧波減速器、小臂法蘭、小臂、空心軸組成；所述的小臂及其轉(zhuǎn)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)是:機(jī)構(gòu)與上述的大臂及其轉(zhuǎn)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)相似；所述的伺服電機(jī)安裝在所述的電機(jī)座上；所述的電機(jī)座固接在所述的腰部支架上；所述的伺服電機(jī)的軸與所述的諧波減速器采用鍵連接，并用密封擋圈和密封圈密封；所述的諧波減速器一面安裝在腰部支架上，另一面與所述的小臂法蘭固接；所述的小臂法蘭與所述的小臂固接，從而伺服電機(jī)可以通過所述的諧波減速器、小臂法蘭驅(qū)動(dòng)小臂轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的空心軸用緊定螺釘固定在所述的小臂上，并通過軸承與所述的固定軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。
[0014]所述的小臂連接桿和前臂及其轉(zhuǎn)動(dòng)部分由小臂連接桿、前臂、小臂與小臂連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、小臂連接桿與前臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、前臂與大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、前臂與腕部轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)組成；所述的小臂連接桿一端與小臂連接，一端與前臂連接，兩端均為轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述的前臂的中部與大臂的一端連接，前臂的一端與腕部連接，均為轉(zhuǎn)動(dòng)副連接；所述的小臂與小臂連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)由短軸、密封圈、軸承、短軸套、軸承端蓋、長(zhǎng)軸套、軸端擋圈組成；所述的小臂與小臂連桿轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)是:所述的短軸穿過小臂和小臂連接桿通過兩個(gè)軸承將小臂和小臂連接桿連接起來(lái)，通過所述的短軸套、長(zhǎng)軸套和軸間進(jìn)行軸承的定位；短軸的一端用緊定螺釘固定在小臂上，另一端通過緊定螺釘加軸端擋圈進(jìn)行定位，軸端擋圈安裝在小臂中；所述的密封圈安裝在關(guān)節(jié)的兩側(cè)，將關(guān)節(jié)內(nèi)部與外部隔離；所述的小臂連接桿與前臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)由短軸、密封圈、軸承、短軸套、軸承端蓋、長(zhǎng)軸套、軸端擋圈組成；所述的的小臂連接桿與前臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)與所述的小臂與小臂連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相同；所述的前臂與大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)由長(zhǎng)軸、密封罩、氈圈油封、短軸套、圓螺母、圓螺母止動(dòng)墊圈、圓錐滾子軸承、肘座、密封圈、長(zhǎng)軸套組成；所述的前臂與大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)是:所述的長(zhǎng)軸分別穿過前臂和大臂上的座孔，通過一對(duì)所述的圓錐滾子軸承將前臂與大臂連接；所述的軸承通過所述的圓螺母和所述的肘座上的凸臺(tái)定位；所述的圓螺母配有圓螺母止動(dòng)墊圈；所述的肘座安裝在大臂孔座中；所述的密封罩由螺釘將其與所述的肘座一起固定在大臂上，所述的密封罩裝有氈圈油封；所述的密封圈套在所述的短軸套上安裝在大臂孔座的一側(cè)；所