專(zhuān)利名稱：一種噴涂機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴涂機(jī)器人，特別涉及一種噴涂機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置
背景技術(shù)：
現(xiàn)有涂裝生產(chǎn)線運(yùn)用的噴涂機(jī)器人是串聯(lián)式噴涂機(jī)器人或往復(fù)式噴涂機(jī)器人。往復(fù)式噴涂機(jī)器人柔性比較低，噴漆軌跡單一，浪費(fèi)油漆。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN200480008390. 1公開(kāi)了一種在涂裝生產(chǎn)線運(yùn)用的噴涂機(jī)器人的實(shí)例，其包括第一至第四機(jī)器人，它們?nèi)煽刂破骺刂撇⒃O(shè)置為靠近傳送線，以及噴射器機(jī)構(gòu)，其設(shè)在第一至第四機(jī)器人的臂的端部上，該第一至第四機(jī)器人的動(dòng)作被教導(dǎo)，將包括丙烯酸共聚物的液體噴射到車(chē)身上。該機(jī)器人是多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人，其包括底座、以及從底座依順序的第一臂、第二臂和第三臂，并且第三臂的末端設(shè)有噴射器機(jī)構(gòu)。串聯(lián)式噴涂機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形式單一、零件難加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種驅(qū)動(dòng)方式柔性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠的智能?chē)娡繖C(jī)器人。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種噴涂機(jī)器人包括平面框架驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置，所述平面框架驅(qū)動(dòng)裝置包括升降驅(qū)動(dòng)裝置和左右水平驅(qū)動(dòng)裝置，升降驅(qū)動(dòng)裝置和左右水平驅(qū)動(dòng)裝置安裝在平面框架里，升降驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠帶動(dòng)滾珠螺母滑塊座作升降運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)噴涂機(jī)器人做上下升降運(yùn)動(dòng)；左右水平驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)線性模組滑塊做左右運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人機(jī)械臂通過(guò)上線性模組滑塊和下線性滑軌滑塊設(shè)置在上支撐板和下支撐板之間，來(lái)達(dá)到噴涂機(jī)器人左右水平移動(dòng)；所述機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置包括中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和前端的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪副旋轉(zhuǎn)，來(lái)達(dá)到機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中從動(dòng)齒輪連接，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠花鍵軸把滾珠絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械臂伸縮運(yùn)動(dòng)；前端擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)漲緊套連接在伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的伸縮軸前端，前端擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)擺轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)噴槍做擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。以上機(jī)構(gòu)均能對(duì)噴槍單獨(dú)進(jìn)行操作，也可以將上述運(yùn)動(dòng)一個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)合成起來(lái)，就能使噴槍在空間內(nèi)完成復(fù)雜的空間曲線運(yùn)動(dòng)，即能完成各種工件的噴涂任務(wù)。智能控制系統(tǒng)控制所有伺服電機(jī)動(dòng)作帶動(dòng)對(duì)應(yīng)元件實(shí)現(xiàn)噴槍的上下升降、左右平移、前后伸縮、士90°擺動(dòng)并保持噴涂方向始終垂直于工作面。輸調(diào)漆系統(tǒng)控制噴槍的噴涂、噴速、噴涂時(shí)間、顏色。所述輸調(diào)漆系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)均按放在噴漆室外部，它包括一系列的集成，用于該機(jī)器人的噴漆與控制。本發(fā)明智能控制系統(tǒng)和輸調(diào)漆系統(tǒng)分別通過(guò)電纜和管路與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置相連。 由于本發(fā)明機(jī)器人運(yùn)動(dòng)范圍確定，各驅(qū)動(dòng)裝置位置角度確定，從而能有效避免管路和電纜纏繞。
由于本發(fā)明平面框架結(jié)構(gòu)確保了整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)架的強(qiáng)度和剛度，因而確保了噴涂機(jī)器人在平面框架結(jié)構(gòu)內(nèi)移動(dòng)穩(wěn)定性和平順性。由于本發(fā)明噴涂機(jī)器人由伺服電機(jī)和滾珠絲桿帶動(dòng)滾珠螺母滑塊座上下移動(dòng)或帶動(dòng)上線性模組滑塊左右移動(dòng)，將伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成滑塊直線運(yùn)動(dòng)，由于滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)方式能確保滑塊非常高的定位精度。由于本發(fā)明上線性模組滑塊在滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)下沿上線性模組滑軌左右滑動(dòng)，從而大大改善了滾珠絲杠的受力狀況，即滾珠絲杠主要起驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)作用，而上線性模組滑軌承擔(dān)著懸掛作用，從而大大減輕伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)力。由于本發(fā)明升降驅(qū)動(dòng)裝置安裝在平面框架里，它通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠上螺母做上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾珠螺母滑塊座沿滑軌上下升降，從而大大改善了滾珠絲杠的受力狀況，從而減輕伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)力。由于本發(fā)明升降移動(dòng)和左右移動(dòng)由不同伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從將機(jī)器人復(fù)雜行走運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單化，確保移動(dòng)精確控制到位。本發(fā)明噴涂機(jī)器人在平面框架結(jié)構(gòu)內(nèi)上下左右移動(dòng)。該平面框架結(jié)構(gòu)能精確地確保本發(fā)明噴涂機(jī)器人移動(dòng)的位置度、平行度、穩(wěn)定度，不會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)式機(jī)器人懸臂梁撓度問(wèn)題及振動(dòng)不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明噴涂機(jī)器人的伺服電機(jī)均外置，從而便于安裝、拆卸及維護(hù)方便。本發(fā)明噴涂機(jī)器人上下升降、左右移動(dòng)、機(jī)械人機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)、伸縮和擺動(dòng)分別由不同伺服電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)，因此具有柔性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠。本發(fā)明伺服電機(jī)均能對(duì)噴槍單獨(dú)進(jìn)行操作，也可以將上述運(yùn)動(dòng)一個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)合成起來(lái)，故障易于排除，易于程序調(diào)控，安全可靠，就能使噴槍在空間內(nèi)完成復(fù)雜的空間曲線運(yùn)動(dòng)，即能完成各種工件的自動(dòng)噴涂任務(wù)。


圖1是在框架內(nèi)平面移動(dòng)的本發(fā)明噴涂機(jī)器人透視圖；圖2是在框架內(nèi)平面移動(dòng)的本發(fā)明噴涂機(jī)器人另一視角的透視圖；圖3是在框架內(nèi)平面移動(dòng)的本發(fā)明噴涂機(jī)器人正視圖；圖4是本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂透視圖；圖5是本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂的另一個(gè)實(shí)施方式示意圖相同的附圖標(biāo)記表示相同部件或相似部件，其中附圖標(biāo)記表示如下1升降伺服電機(jī)、2升降柔性聯(lián)軸器、3上軸承座、4機(jī)身、5升降滾珠絲杠、6橫向移動(dòng)伺服電機(jī)、7上線性模組、8上支撐板、9上線性模組滑塊、10伸縮伺服電機(jī)、11機(jī)器人臂旋轉(zhuǎn)裝置、12下支撐板、13左右移動(dòng)導(dǎo)向軌、14噴槍支架、15噴槍擺動(dòng)支架、16擺動(dòng)伺服電機(jī)及減速機(jī)、17噴槍、18下軸承座、19擋板、20機(jī)座、21滾珠絲杠固定筒、22滾珠花鍵軸支架、 23輸調(diào)漆系統(tǒng)、對(duì)智能控制系統(tǒng)、25框架上橫梁、沈上線性模組滾珠絲杠、27下線性滑軌滑塊、觀錐齒輪傳動(dòng)箱、四移動(dòng)柔性聯(lián)軸器、30左移動(dòng)限位開(kāi)關(guān)、31右移動(dòng)限位開(kāi)關(guān)、32上升位限位開(kāi)關(guān)、33下降位限位開(kāi)關(guān)、34滾珠螺母滑塊座、38轉(zhuǎn)向支架、39滾珠花鍵伸縮軸、40 從動(dòng)軸齒輪、41主動(dòng)軸齒輪、42旋轉(zhuǎn)座、43旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、44固定筒連接法蘭、45伸縮伺服電機(jī)、46伸縮柔性聯(lián)軸器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1-3示出了在框架內(nèi)平面移動(dòng)的本發(fā)明噴涂機(jī)器人。其中左右升降伺服電機(jī)1 置于左右機(jī)身4的框架頂部。升降伺服電機(jī)1下端依次連接升降柔性聯(lián)軸器2、上軸承座3 和升降滾珠絲杠5，升降滾珠絲杠5上端連接在上軸承座3上，下端連接在下軸承座18上。 左右機(jī)身4分別呈H形框架結(jié)構(gòu)，其升降柔性聯(lián)軸器2、上軸承座3、升降滾珠絲杠5和下軸承座18分別置于機(jī)身4的H形框架內(nèi)。上支撐板8和下支撐板12左右兩端滾珠螺母滑塊座34分別套接于升降滾珠絲杠5上。上述升降伺服電機(jī)1、升降柔性聯(lián)軸器2、上軸承座3、機(jī)身4、升降滾珠絲杠5和下軸承座18構(gòu)成了本發(fā)明噴涂機(jī)器人上下升降裝置，升降伺服電機(jī)1帶動(dòng)升降柔性聯(lián)軸器2 轉(zhuǎn)動(dòng)，升降柔性聯(lián)軸器2帶動(dòng)固定在上下軸承座3、18之間的升降滾珠絲杠5轉(zhuǎn)動(dòng)，升降滾珠絲杠5帶動(dòng)支撐板8和下支撐板12的同步上下升降運(yùn)動(dòng)。左右機(jī)身4通過(guò)擋板19固定在機(jī)座20上，機(jī)座20既可以固定在地面上，也可以在其底部安裝滾輪，可滾動(dòng)地連接鐵軌上，可以采用伺服電機(jī)和線性模塊驅(qū)動(dòng)機(jī)座20沿鐵軌移動(dòng)(圖中未示出)。左右機(jī)身4上端通過(guò)框架上橫梁25連接起來(lái)，即左右機(jī)身4、上橫梁25和機(jī)座20構(gòu)成平面框架結(jié)構(gòu)，本發(fā)明噴涂機(jī)器人在該平面框架結(jié)構(gòu)內(nèi)上下左右移動(dòng)。 從而能確保本發(fā)明噴涂機(jī)器人移動(dòng)的位置度、平行度、穩(wěn)定度。本發(fā)明不會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)式機(jī)器人懸臂梁撓度問(wèn)題及振動(dòng)不穩(wěn)定的問(wèn)題。在平面框架結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有上支撐板8和下支撐板12，上支撐板8和下支撐板12 的左右兩端分別固定在滾珠螺母滑塊座34上，滾珠螺母滑塊座34套接在升降滾珠絲杠5 上。上線性模組7固定在上支撐板8上，上線性模組7又包括上線性模組滾珠絲杠洸、 上線性模組滑軌和上線性模組滑塊41，上線性模組滑塊41設(shè)置有滾珠絲桿軸承，該滾珠絲桿軸承套接在上線性模組滾珠絲杠26上，上線性模組滑塊41在滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)下沿上線性模組滑軌左右滑動(dòng)。橫向移動(dòng)伺服電機(jī)6、錐齒輪傳動(dòng)箱觀和移動(dòng)柔性聯(lián)軸器四依次設(shè)置在上支撐板8的右上端，橫向移動(dòng)伺服電機(jī)6驅(qū)動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)箱觀，帶動(dòng)移動(dòng)柔性聯(lián)軸器四，驅(qū)動(dòng)上線性模組滾珠絲杠沈正反方向旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)上線性模組滑塊41左右移動(dòng)。 下線性滑軌包括左右移動(dòng)導(dǎo)向軌13和下線性滑軌滑塊42，下線性滑軌通過(guò)左右移動(dòng)導(dǎo)向軌座40與下支撐板12固定相連，下線性滑軌滑塊42可滑動(dòng)地固定在左右移動(dòng)導(dǎo)向軌13 上。本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂分別與上線性模組滑塊9和下線性滑軌滑塊27固定相連，本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂通過(guò)上線性模組滑塊9和下線性滑軌滑塊27設(shè)置在上支撐板 8和下支撐板12之間，上支撐板8和下支撐板12由升降滾珠絲杠5帶動(dòng)同步上下升降運(yùn)動(dòng)。上線性模組滑塊9被上線性模組滾珠絲杠沈驅(qū)動(dòng)，下線性滑軌滑塊27在左右移動(dòng)導(dǎo)向軌13上隨動(dòng)滑動(dòng)。上線性模組滾珠絲杠沈正反方向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)機(jī)械臂左右移動(dòng)。橫向移動(dòng)伺服電機(jī)6驅(qū)動(dòng)本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂左右移動(dòng)，升降伺服電機(jī)1驅(qū)動(dòng)本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂上下升降，因此本發(fā)明噴涂機(jī)器機(jī)械臂在平面框架結(jié)構(gòu)中可進(jìn)行上下左右復(fù)合運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成了本發(fā)明噴涂機(jī)器人腿行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在平面框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，在下支撐板12左右兩端分別設(shè)置有左移動(dòng)限位開(kāi)關(guān)30和右移動(dòng)限位開(kāi)關(guān)31，在機(jī)身4的U形框架內(nèi)兩端分別設(shè)置上升位限位開(kāi)關(guān)32和下降位限位開(kāi)關(guān)33，從而限定了本發(fā)明噴涂機(jī)器人腿行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)行走活動(dòng)范圍。將平面框架結(jié)構(gòu)的底部安裝滾輪，可滑動(dòng)地連接鐵軌上，通過(guò)伺服電機(jī)和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)機(jī)座20沿鐵軌移動(dòng)，從而構(gòu)成本發(fā)明噴涂機(jī)器人整體移動(dòng)。圖4示出了本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂，該機(jī)器人機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置包括中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和前端的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪40、主動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪41、旋轉(zhuǎn)座42、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)43 ；旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)43通過(guò)螺栓與旋轉(zhuǎn)座42連接，旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)43通過(guò)鍵帶動(dòng)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪41旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪41又帶動(dòng)從動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪40旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪40與滾珠絲杠固定筒21連接，從而帶動(dòng)噴槍支架14旋轉(zhuǎn)。所述伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾珠絲杠、滾珠花鍵軸39、滾珠花鍵軸支架22、滾珠絲杠固定筒21、固定筒連接法蘭44、聯(lián)軸器護(hù)罩45、伸縮柔性聯(lián)軸器46、伸縮伺服電機(jī)10 ；伸縮伺服電機(jī)10通過(guò)伸縮柔性聯(lián)軸器46帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠花鍵伸縮軸39把絲杠上螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為伸縮運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)噴槍支架14的伸縮運(yùn)動(dòng)。所述前端的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括噴槍支架14、噴槍擺動(dòng)支架15、擺動(dòng)伺服電機(jī)及減速機(jī)16、噴槍17 ；擺動(dòng)伺服電機(jī)及減速機(jī)16固定在噴槍擺動(dòng)支架15上，擺動(dòng)伺服電機(jī)及減速機(jī)16正反方向的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)噴槍擺動(dòng)支架15作擺動(dòng)，噴槍支架14固定在噴槍擺動(dòng)支架15上，從而實(shí)現(xiàn)噴槍支架14的擺動(dòng)。本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)包括所述中間旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、所述伸縮機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂自身延伸運(yùn)動(dòng)，所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂前端擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明噴涂機(jī)器人機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)、伸縮、擺動(dòng)的智能驅(qū)動(dòng)。輸調(diào)漆系統(tǒng)23和智能控制系統(tǒng)M分別通過(guò)管路和電纜與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置相連。雖然上面已經(jīng)詳細(xì)地描述本發(fā)明具體實(shí)施方式
，但并非窮盡實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的所有實(shí)施方式，上述具體實(shí)施方式
僅僅是示例性描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
描述基礎(chǔ)上，通過(guò)增減、修改、替換方式變換成許多的不同實(shí)施方式來(lái)。如圖1所示，左右升降伺服電機(jī)1置于左右機(jī)身4的框架頂部。通過(guò)變換，可以將左右升降伺服電機(jī)1置于左右機(jī)身4下方的擋板19上；為了解決左右升降伺服電機(jī)1同步驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，可以將左右升降伺服電機(jī)1合二為一，通過(guò)傳動(dòng)軸分別同步驅(qū)動(dòng)左右升降滾珠絲杠5。該合二為一升降伺服電機(jī)也可以置于機(jī)座20上。還可以將該合二為一升降伺服電機(jī)置于上下中間位置，或其中一側(cè)位置上。上支撐板8上固定有上線性模組7，上線性模組7又包括上線性模組滾珠絲杠沈和上線性模組滑塊9，上線性模組滑塊9設(shè)置有滾珠軸承。通過(guò)變換，上線性模組7變換成梯形絲桿驅(qū)動(dòng)的線性模組、同步帶驅(qū)動(dòng)的線性模組或系統(tǒng)組合的線性模組。下線性滑軌包括左右移動(dòng)導(dǎo)向軌13和下線性滑軌滑塊27，下支撐板12與下線性滑軌固定相連，下線性滑軌滑塊27可滑動(dòng)地固定在左右移動(dòng)導(dǎo)向軌13上。通過(guò)變換，將左右移動(dòng)導(dǎo)向軌13變換成滑動(dòng)光桿，下線性滑軌滑塊27套接于該滑動(dòng)光桿上。通過(guò)變換，可以將橫向移動(dòng)伺服電機(jī)6、錐齒輪傳動(dòng)箱觀和移動(dòng)柔性聯(lián)軸器四依
7次設(shè)置在上支撐板8的左上端上；或設(shè)置在下支撐板12左上端上；或設(shè)置在下支撐板12右上端上。也可以將此滑動(dòng)光桿設(shè)置在上支撐板8上，而上線性模組滾珠絲杠沈設(shè)置在下支撐板12上。如圖4所示，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪41又帶動(dòng)從動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪40旋轉(zhuǎn)，通過(guò)變換，可以將旋轉(zhuǎn)齒輪副變換成正時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)或正時(shí)皮帶驅(qū)動(dòng)。所述伸縮伺服電機(jī)10通過(guò)伸縮柔性聯(lián)軸器46帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠花鍵伸縮軸39把絲杠上螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為伸縮運(yùn)動(dòng)，通過(guò)變換，伸縮伺服電機(jī)10通過(guò)伸縮柔性聯(lián)軸器46帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)變換，從而帶動(dòng)齒條直線運(yùn)動(dòng)。所述前端的擺動(dòng)伺服電機(jī)及減速機(jī)16正反方向的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)噴槍擺動(dòng)支架15作擺動(dòng)，通過(guò)變換，變換成圖5所示的錐齒輪驅(qū)動(dòng)方式。升降裝置安裝在平面框架里，它通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠上螺母做上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)左右移動(dòng)裝置做上下升降運(yùn)動(dòng)；左右移動(dòng)裝置通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)線性模組滑塊做左右運(yùn)動(dòng)，來(lái)達(dá)到機(jī)械人機(jī)械臂左右移動(dòng)；機(jī)器人機(jī)械臂通過(guò)上線性模組滑塊和下線性滑軌滑塊設(shè)置在上支撐板和下支撐板之間，中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪副旋轉(zhuǎn)，來(lái)達(dá)到機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；伸縮驅(qū)動(dòng)與中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中從動(dòng)齒輪連接，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠花鍵軸把滾珠絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械臂伸縮運(yùn)動(dòng)；擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)漲緊套連接在伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的伸縮軸前端，前端擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)擺轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)噴槍做擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。以上機(jī)構(gòu)均能對(duì)噴槍單獨(dú)進(jìn)行操作，也可以將上述運(yùn)動(dòng)一個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)合成起來(lái)，就能使噴槍在空間內(nèi)完成復(fù)雜的空間曲線運(yùn)動(dòng)，即能完成各種工件的噴涂任務(wù)。智能控制系統(tǒng)M控制所有伺服電機(jī)動(dòng)作帶動(dòng)對(duì)應(yīng)元件實(shí)現(xiàn)噴槍的上下升降、左右平移、前后伸縮、士90°擺動(dòng)并保持噴涂方向始終垂直于工作面。輸調(diào)漆系統(tǒng)23控制噴槍的噴涂、噴速、噴涂時(shí)間、顏色。所述輸調(diào)漆系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)均按放在噴漆室外部，它包括一系列的集成，用于該機(jī)器人的噴漆與控制。本發(fā)明智能控制系統(tǒng)和輸調(diào)漆系統(tǒng)分別通過(guò)電纜和管路與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置相連。 由于本發(fā)明機(jī)器人運(yùn)動(dòng)范圍確定，各驅(qū)動(dòng)裝置位置角度確定，從而能有效避免管路和電纜纏繞。由于本發(fā)明平面框架結(jié)構(gòu)確保了整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)架的強(qiáng)度和剛度，因而確保了噴涂機(jī)器人在平面框架結(jié)構(gòu)內(nèi)移動(dòng)穩(wěn)定性和平順性。由于本發(fā)明噴涂機(jī)器人由伺服電機(jī)和滾珠絲桿帶動(dòng)滾珠螺母滑塊座34上下移動(dòng)或帶動(dòng)上線性模組滑塊41左右移動(dòng)，將伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成滑塊直線運(yùn)動(dòng)，由于滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)方式能確?；瑝K非常高的定位精度。由于本發(fā)明上線性模組滑塊在滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)下沿上線性模組滑軌左右滑動(dòng)，從而大大改善了滾珠絲杠的受力狀況，即滾珠絲杠主要起驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)作用，而上線性模組滑軌承擔(dān)著懸掛作用，從而大大減輕的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)力。由于本發(fā)明升降驅(qū)動(dòng)裝置安裝在平面框架里，它通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠上螺母做上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾珠螺母滑塊座沿滑軌上下升降，從而大大改善了滾珠絲杠的受力狀況，從而減輕的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)力。
由于本發(fā)明升降移動(dòng)和左右移動(dòng)由不同伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從將機(jī)器人復(fù)雜行走運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單化，確保移動(dòng)精確控制到位。本發(fā)明噴涂機(jī)器人在平面框架結(jié)構(gòu)內(nèi)上下左右移動(dòng)。該平面框架結(jié)構(gòu)確保本發(fā)明噴涂機(jī)器人移動(dòng)的位置度、平行度、穩(wěn)定度。不會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)式機(jī)器人懸臂梁撓度問(wèn)題及振動(dòng)不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明噴涂機(jī)器人的伺服電機(jī)均外置，從而便于安裝、拆卸及維護(hù)方便。本發(fā)明噴涂機(jī)器人上下升降、左右移動(dòng)、機(jī)械人機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)伸縮和擺動(dòng)分別由不同伺服電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)，因此具有柔性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠。本發(fā)明伺服電機(jī)均能對(duì)噴槍單獨(dú)進(jìn)行操作，也可以將上述運(yùn)動(dòng)一個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)合成起來(lái)，故障易于排除，易于程序調(diào)控，安全可靠，就能使噴槍在空間內(nèi)完成復(fù)雜的空間曲線運(yùn)動(dòng)，即能完成各種工件的自動(dòng)噴涂任務(wù)。本發(fā)明噴涂機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置不僅僅用于涂裝生產(chǎn)線中，而且該機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置也可以應(yīng)用焊接機(jī)器人、裝配機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等各種機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置中。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其包括平面框架內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置，所述平面框架內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置包括上下升降驅(qū)動(dòng)裝置和左右水平驅(qū)動(dòng)裝置，所述左右水平驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)伺服電機(jī)和線性模組滑塊帶動(dòng)噴涂機(jī)器人左右水平移動(dòng)；所述上下升降驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)伺服電機(jī)和滾珠絲杠帶動(dòng)所述左右水平驅(qū)動(dòng)裝置作上下升降運(yùn)動(dòng)；所述機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置包括中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和前端的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械臂伸縮運(yùn)動(dòng)；所述前端的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)及減速機(jī)帶動(dòng)噴槍做擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于還包括平面框架外驅(qū)動(dòng)裝置， 其包括在其底部安裝有滾輪，可滾動(dòng)地連接鐵軌上，其通過(guò)伺服電機(jī)和線性模塊驅(qū)動(dòng)所述平面框架驅(qū)動(dòng)裝置沿鐵軌移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述升降伺服電機(jī)置于平面框架驅(qū)動(dòng)裝置的左右機(jī)身框架頂部，所述升降伺服電機(jī)下端依次連接升降柔性聯(lián)軸器、上軸承座和升降滾珠絲杠；所述升降滾珠絲杠其上端連接在上軸承座上，其下端連接在下軸承座上；所述左右機(jī)身呈U形框架結(jié)構(gòu)，所述升降柔性聯(lián)軸器、所述上軸承座、所述升降滾珠絲杠和所述下軸承座分別置于所述機(jī)身的U形框架內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述左右水平驅(qū)動(dòng)裝置包括上支撐板、下支撐板、上線性模組、下線性滑軌、橫向移動(dòng)伺服電機(jī)，所述的噴涂機(jī)器人機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置分別通過(guò)上線性模組和下線性滑軌設(shè)置在上支撐板和下支撐板之間，所述的橫向移動(dòng)伺服電機(jī)正反方向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述的噴涂機(jī)器人機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置左右水平移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述上、下支撐板兩端分別固定在滾珠螺母滑塊座上，所述滾珠螺母滑塊座套接在升降滾珠絲杠上，所述升降滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)所述上、下支撐板連同所述的噴涂機(jī)器人機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置上下升降運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括 從動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪、主動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪、旋轉(zhuǎn)座、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)；所述旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)通過(guò)螺栓與旋轉(zhuǎn)座連接，所述旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)通過(guò)鍵帶動(dòng)所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪旋轉(zhuǎn)，所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪又帶動(dòng)所述從動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述伸縮機(jī)構(gòu)包括滾珠絲杠、 滾珠花鍵伸縮軸、滾珠花鍵軸支架、滾珠絲杠固定筒、固定筒連接法蘭、聯(lián)軸器護(hù)罩、伸縮柔性聯(lián)軸器、伸縮伺服電機(jī)；所述伸縮伺服電機(jī)通過(guò)所述伸縮柔性聯(lián)軸器帶動(dòng)所述滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，所述滾珠花鍵伸縮軸把絲杠上螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為伸縮運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述前端的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括噴槍支架、噴槍擺動(dòng)支架、擺動(dòng)伺服電機(jī)及減速機(jī)、噴槍?zhuān)凰鰯[動(dòng)伺服電機(jī)及減速機(jī)固定在所述噴槍擺動(dòng)支架上，所述擺動(dòng)伺服電機(jī)及減速機(jī)正反方向的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)噴槍擺動(dòng)支架作擺動(dòng)，所述噴槍擺動(dòng)支架實(shí)現(xiàn)噴槍支架的擺動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述平面框架驅(qū)動(dòng)裝置包括左右機(jī)身、上橫梁和機(jī)座、所述左右機(jī)身上端通過(guò)框架上橫梁連接起來(lái)，下端固定在機(jī)座上， 所述平面框架驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)分別設(shè)置有左移動(dòng)限位開(kāi)關(guān)和右移動(dòng)限位開(kāi)關(guān)，上升位限位開(kāi)關(guān)和下降位限位開(kāi)關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述平面框架驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成了噴涂機(jī)器人腿部行走部分；機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)、伸縮和擺動(dòng)構(gòu)成了噴涂機(jī)器人機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置，其包括平面框架內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置，所述平面框架內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置包括上下升降驅(qū)動(dòng)裝置和左右水平驅(qū)動(dòng)裝置，所述左右水平驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)伺服電機(jī)和線性模組滑塊帶動(dòng)噴涂機(jī)器人左右水平移動(dòng)；所述上下升降驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)伺服電機(jī)和滾珠絲杠帶動(dòng)所述左右水平驅(qū)動(dòng)裝置作上下升降運(yùn)動(dòng)；所述機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置包括中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和前端的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述中間旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械臂伸縮運(yùn)動(dòng)；所述前端的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服電機(jī)及減速機(jī)帶動(dòng)噴槍做擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B05B13/04GK102513256SQ20121000518
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者仇云杰, 仇云林, 張葛林, 陳福森 申請(qǐng)人:江蘇長(zhǎng)虹汽車(chē)裝備集團(tuán)有限公司