自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于多關(guān)節(jié)機器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂是智能機床及機器人的一個重要分支。自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂可以及時準確可靠地在各種工況下配合數(shù)控機床順利完成下達加工任務，在智能制造領(lǐng)域有著廣闊地市場需求。在機床自動化生產(chǎn)流水線上，物料的搬運和機床上下料等有必要實現(xiàn)自動化去取代繁重地體力勞動，從而改善工作環(huán)境，減輕勞動強度，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，實現(xiàn)智能制造。多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機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)出運動指令，從而實施高精度制造。然而，周邊環(huán)境的不確定性和復雜性使得多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂運動時出現(xiàn)許多未知信息，同時由于建模和測量不精確、負載擾動和參數(shù)時變等因素的影響，使得多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂抗干擾性、魯棒性和實時性等都面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。
[0003]自動對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現(xiàn)自動對中，很難與數(shù)控機床配合協(xié)調(diào)進行自動化高精度加工?，F(xiàn)實中，人們會根據(jù)形狀及大小進行區(qū)間分類，配備不同規(guī)格的取料抓手，讓數(shù)控機床機械臂通過外圍的自動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、復雜性和數(shù)量，增加了加工成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂，該機械臂結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、控制性能好。
[0005]為達到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂，包括裝有智能機器人驅(qū)動關(guān)節(jié)從而實現(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器人驅(qū)動關(guān)節(jié)的大臂、鉸接在大臂上端并裝有智能機器人驅(qū)動關(guān)節(jié)的小臂和設(shè)置在小臂上端的自動對中取料抓手；
[0007]所述自動對中的取料抓手包括機械手指和機械手指驅(qū)動機構(gòu)，所述機械手指驅(qū)動機構(gòu)包括氣缸和傳動機構(gòu);所述智能機器人驅(qū)動關(guān)節(jié)包括驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體、動力輸入軸、雙聯(lián)外弧形鼓齒和設(shè)置有內(nèi)弧形鼓齒輪的動力輸出齒輪;驅(qū)動關(guān)節(jié)上集成設(shè)置有驅(qū)動電機、制動器、衰振單元和傳感器;所述智能機器人驅(qū)動關(guān)節(jié)末端設(shè)置有磁粉制動器且各驅(qū)動裝置均采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應滑模控制方法進行控制與補償。
[0008]進一步，所述驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體上設(shè)置有內(nèi)弧形鼓齒輪，所述動力輸入軸上固定外套有第一滾動軸承，第一滾動軸承同動力輸入軸偏心設(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)鼓形齒同動力輸出齒輪的內(nèi)鼓形鼓齒輪少齒差嗤合；
[0010]所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子固定外套于動力輸入軸并與其同軸配合，驅(qū)動電機的定子設(shè)置于驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體上；
[0011]所述制動器包括設(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力輸入軸并可沿其軸向單自由度滑動，所述壓縮彈簧用于推動離合體與驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體貼合實現(xiàn)制動；
[0012]所述衰振單元包括減振件和將減振件固定到驅(qū)動關(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)動關(guān)節(jié)殼體上；
[0013]所述驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體上還設(shè)置有用于檢測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的速度傳感器、用于檢測雙聯(lián)外弧形鼓齒振動強度的加速度傳感器和用于檢測驅(qū)動電機溫度的溫度傳感器。
[0014]進一步，所述自動對中取料抓手包括機械手指和機械手指驅(qū)動機構(gòu)，所述機械手指驅(qū)動機構(gòu)包括氣缸和傳動機構(gòu)；
[0015]所述傳動機構(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塊、與傳動塊單自由度轉(zhuǎn)動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，所述傳動機構(gòu)對應為相互對稱設(shè)置的兩套，所述機械手指對應為相互對稱的兩個。
[0017]進一步，所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子為感應線圈。
[0018]本實用新型的有益效果在于:
[0019]1、本自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂具有兩個能夠進行水平回轉(zhuǎn)的大臂和小臂，且小臂還具能自動對中取料的抓手，可維持響應性能和定位精度，在較大的范圍內(nèi)運動;各驅(qū)動裝置均采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應滑?？刂品椒ㄟM行控制，實現(xiàn)高精度軌跡控制，克服參數(shù)未知，并對外界擾動具有一定的魯棒性。
[0020]2、本自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂，其智能機器人驅(qū)動關(guān)節(jié)將驅(qū)動電機集成一體設(shè)計，整體結(jié)構(gòu)簡潔，傳動鏈短，裝配誤差小，傳動效率高，采用雙聯(lián)外弧形鼓齒傳動，能衰減傳動系統(tǒng)的非線性波動并能保證承載齒輪強度與剛度，驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體上設(shè)置的傳感器能測量傳動系統(tǒng)的傳動速度、系統(tǒng)振動狀態(tài)和驅(qū)動電機溫度等信息，便于監(jiān)控其工作狀態(tài)，安全可靠性更高。
[0021]3、本自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂，其兩機械手指具有兩個自由度，可在驅(qū)動機構(gòu)作用下做往復張合運動，適用范圍廣，傳動結(jié)構(gòu)可靠性高，負載強。
【附圖說明】
[0022]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明:
[0023]圖1為某一視角的自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為另一視角的自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0026]圖1為某一視角的自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實用新型所述的自動對中取料的多關(guān)節(jié)數(shù)控機床機械臂，包括裝有智能機器人驅(qū)動關(guān)節(jié)從而實現(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器人驅(qū)動關(guān)節(jié)的大臂、鉸接在大臂上端并裝有智能機器人驅(qū)動關(guān)節(jié)的小臂和設(shè)置在小臂上端的自動對中取料抓手；
[0027]所述自動對中的取料抓手包括機械手指和機械手指驅(qū)動機構(gòu)，所述機械手指驅(qū)動機構(gòu)包括氣缸和傳動機構(gòu);所述智能機器人驅(qū)動關(guān)節(jié)包括驅(qū)動關(guān)節(jié)殼