自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于多關(guān)節(jié)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂是智能機(jī)床及機(jī)器人的一個(gè)重要分支。自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂可以及時(shí)準(zhǔn)確可靠地在各種工況下配合數(shù)控機(jī)床順利完成下達(dá)加工任務(wù)，在智能制造領(lǐng)域有著廣闊地市場(chǎng)需求。在機(jī)床自動(dòng)化生產(chǎn)流水線上，物料的搬運(yùn)和機(jī)床上下料等有必要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化去取代繁重地體力勞動(dòng)，從而改善工作環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，降低成本，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性以及節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)智能制造。多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂工作過程中通過傳感器感知并不斷反饋從而收集信息，自主地做出決策和發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，從而實(shí)施高精度制造。然而，周邊環(huán)境的不確定性和復(fù)雜性使得多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)許多未知信息，同時(shí)由于建模和測(cè)量不精確、負(fù)載擾動(dòng)和參數(shù)時(shí)變等因素的影響，使得多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂抗干擾性、魯棒性和實(shí)時(shí)性等都面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
[0003]自動(dòng)對(duì)中取料抓手抓取工件或毛坯并送入指定的位置。如果工件較大，形狀較為不規(guī)則，取料抓手不能很好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中，很難與數(shù)控機(jī)床配合協(xié)調(diào)進(jìn)行自動(dòng)化高精度加工。現(xiàn)實(shí)中，人們會(huì)根據(jù)形狀及大小進(jìn)行區(qū)間分類，配備不同規(guī)格的取料抓手，讓數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂通過外圍的自動(dòng)換槍盤來切換不同的抓手取料，但這種解決方案在一定程度上增加了取料抓手的專用性、復(fù)雜性和數(shù)量，增加了加工成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂，該機(jī)械臂結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、控制性能好。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂，包括裝有智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能的基座、鉸接在旋轉(zhuǎn)基座上端并裝有智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的大臂、鉸接在大臂上端并裝有智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的小臂和設(shè)置在小臂上端的自動(dòng)對(duì)中取料抓手；
[0007]所述自動(dòng)對(duì)中的取料抓手包括機(jī)械手指和機(jī)械手指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械手指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括氣缸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu);所述智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)包括驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體、動(dòng)力輸入軸、雙聯(lián)外弧形鼓齒和設(shè)置有內(nèi)弧形鼓齒輪的動(dòng)力輸出齒輪;驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)上集成設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、制動(dòng)器、衰振單元和傳感器;所述智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)末端設(shè)置有磁粉制動(dòng)器且各驅(qū)動(dòng)裝置均采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)滑?？刂品椒ㄟM(jìn)行控制與補(bǔ)償。
[0008]進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體上設(shè)置有內(nèi)弧形鼓齒輪，所述動(dòng)力輸入軸上固定外套有第一滾動(dòng)軸承，第一滾動(dòng)軸承同動(dòng)力輸入軸偏心設(shè)置，所述雙聯(lián)外弧形鼓齒外套于第一滾動(dòng)軸承并與其同軸設(shè)置；
[0009]所述雙聯(lián)外弧形鼓齒的第一聯(lián)鼓形齒同驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體上的內(nèi)鼓形齒輪少齒差嚙合，雙聯(lián)外弧形鼓齒的第二聯(lián)鼓形齒同動(dòng)力輸出齒輪的內(nèi)鼓形鼓齒輪少齒差嗤合；
[0010]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子固定外套于動(dòng)力輸入軸并與其同軸配合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子設(shè)置于驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體上；
[0011]所述制動(dòng)器包括設(shè)有摩擦材料的離合體和設(shè)置于離合體與轉(zhuǎn)子之間的壓縮彈簧，所述離合體外套于動(dòng)力輸入軸并可沿其軸向單自由度滑動(dòng)，所述壓縮彈簧用于推動(dòng)離合體與驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體貼合實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；
[0012]所述衰振單元包括減振件和將減振件固定到驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體上的連接件，所述減振件包括殼體和設(shè)置在殼體上的減振材料，減振材料通過連接件壓在驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體上；
[0013]所述驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體上還設(shè)置有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的速度傳感器、用于檢測(cè)雙聯(lián)外弧形鼓齒振動(dòng)強(qiáng)度的加速度傳感器和用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度的溫度傳感器。
[0014]進(jìn)一步，所述自動(dòng)對(duì)中取料抓手包括機(jī)械手指和機(jī)械手指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械手指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括氣缸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0015]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定在氣缸體上并與氣缸活塞桿平行的齒條、固定在活塞桿上的傳動(dòng)塊、與傳動(dòng)塊單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)配合并與活塞桿垂直的中間軸、固定在中間軸上并與齒條嚙合的中間軸齒輪、固定在中間軸上的連接板、與連接板單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)配合并與中間軸平行的輸出軸、以及固定在輸出軸上并與中間軸齒輪嚙合的輸出軸齒輪，所述機(jī)械手指固定在輸出軸上；
[0016]所述氣缸包括兩根在同一直線上且伸出方向相反的活塞桿，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)為相互對(duì)稱設(shè)置的兩套，所述機(jī)械手指對(duì)應(yīng)為相互對(duì)稱的兩個(gè)。
[0017]進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為感應(yīng)線圈。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0019]1、本自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂具有兩個(gè)能夠進(jìn)行水平回轉(zhuǎn)的大臂和小臂，且小臂還具能自動(dòng)對(duì)中取料的抓手，可維持響應(yīng)性能和定位精度，在較大的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng);各驅(qū)動(dòng)裝置均采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)滑?？刂品椒ㄟM(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度軌跡控制，克服參數(shù)未知，并對(duì)外界擾動(dòng)具有一定的魯棒性。
[0020]2、本自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂，其智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)集成一體設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，傳動(dòng)鏈短，裝配誤差小，傳動(dòng)效率高，采用雙聯(lián)外弧形鼓齒傳動(dòng)，能衰減傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性波動(dòng)并能保證承載齒輪強(qiáng)度與剛度，驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼體上設(shè)置的傳感器能測(cè)量傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)速度、系統(tǒng)振動(dòng)狀態(tài)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度等信息，便于監(jiān)控其工作狀態(tài)，安全可靠性更高。
[0021]3、本自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂，其兩機(jī)械手指具有兩個(gè)自由度，可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下做往復(fù)張合運(yùn)動(dòng)，適用范圍廣，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可靠性高，負(fù)載強(qiáng)。
【附圖說明】
[0022]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實(shí)用新型提供如下附圖進(jìn)行說明:
[0023]圖1為某一視角的自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為另一視角的自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0026]圖1為某一視角的自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實(shí)用新型所述的自動(dòng)對(duì)中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機(jī)床機(jī)械臂，包括裝有智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能的基座、鉸接在旋轉(zhuǎn)基座上端并裝有智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的大臂、鉸接在大臂上端并裝有智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的小臂和設(shè)置在小臂上端的自動(dòng)對(duì)中取料抓手；
[0027]所述自動(dòng)對(duì)中的取料抓手包括機(jī)械手指和機(jī)械手指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械手指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括氣缸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu);所述智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)包括驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)殼