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一种自动装配线螺栓紧固机械手制造技术

技术编号:15046999 阅读:140 留言:0更新日期:2017-04-05 18:37
一种自动装配线螺栓紧固机械手,主要由腰、肩、肘和腕4个关节以及气枪组合组成,其中4个关节中有2个转动关节和2个移动关节。该机械手性能好,效率高,减少了工人的劳动强度,且成本较低。随着现代工业的飞速发展,可以预见,此类机械手在现代装配技术中会越来越呈现无可替代的重要性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械手,特别是一种自动装配线螺栓紧固机械手。
技术介绍
对于汽车、摩托车发动机箱体的装配来说,其需用螺栓紧固的连接处是相当多的,且对拧紧扭距大小有严格要求。许多厂家往往靠传统的工艺来进行紧固,这样效率不高,且质量不一定能保证。因此,应厂家的要求,设计了用于自动装配线的螺栓紧固机械手,它能模拟人手臂的部分动作,在无人操作的情况下按给定轨迹实现自动紧固螺栓,效率高,成本低。
技术实现思路
本专利技术提出了一种自动装配线螺栓紧固机械手,性能好,效率高,减少了工人的劳动强度,且成本较低。随着现代工业的飞速发展,可以预见,此类机械手在现代装配技术中会越来越呈现无可替代的重要性。本专利技术所采用的技术方案是:所述机械手的机械结构主要由腰、肩、肘和腕4个关节以及气枪组合组成,其中4个关节中有2个转动关节和2个移动关节。腰关节和腕关节能360°圆周自由转动,而肩关节能上下移动500mm,肘关节可移动600mm。4个关节皆由步进电机驱动,转动关节由谐波减速器减速,移动关节由滚动丝杆螺母副带动。该机械手具有尺寸小、结构紧凑、重量轻等特点。其主要参数为:轮廓尺寸1200mm×1000mm×200mm;各转动关节最大转速50r/rain;移动关节最大移动速度50-1000ram/rain。所述机械手具有4个自由度:腰关节绕圆周方向旋转、肩关节沿垂直方向上下升降、肘关节沿水平方向左右伸缩和腕关节圆周方向旋转。其各关节均采用110BYG5200B一030五相混合步进电动机作为驱动装置,在垂直、水平方向相应位置处装有所需的起保护作用的极限行程开关,在自动工作状态下根据上位PC机要求的运动轨迹使气枪头从原点位置快速靠近第一个螺栓(上位PC机给定)上部,然后气枪头慢速下降套合螺栓后继续下降,在与螺栓头完全接触后,整个气枪头组合受力自动上升,当上升到一定位置时,气枪头接近开关发信号送至CPU,CPU处理信号后打开气动控制阀(气枪紧固模块),气枪开始紧固螺栓(所需的扭距可在气枪组合上调整),经过一定时间的延时(此时间在实际生产中调整)气枪头脱离螺栓,又进行下一位置螺栓的紧固,当按上位机所要求的所有位置紧固动作全部结束后,气枪头随整个机械手回到原位,等待下一零件的装配。本机械手的4个自由度都可以用上位机在手动模式下进行调试。所述机械手控制系统结构采用上位机PC机和下位机dsPIC30F6010数字信号控制器以及MCX314运动控制芯片作为控制系统的核心,主要由485总线通信模块、光耦隔离模块、机械手步进电机驱动模块、定位夹紧步进电机驱动模块、传感器(包括工件装夹到位传感器、零件在位传感器、定位传感器、各轴超程限制传感器和气枪头传感器)信号接收电路模块、气枪紧同模块及故障报警指示电路模块等组成。所述机械手X轴采用110BYG5200B一030五相混合步进电动机驱动,步距角为0.09/0.18;驱动器为SH一50806型步进电动机驱动器。MCX314运动控制芯片的nPP/PLS、nPM/DIR引脚设计成光耦隔离输出接口方式接人SH一50806驱动器(内含光电耦合隔离模块)以驱动步进电动机实现机械手的轴运动。本专利技术的有益效果是:性能好,效率高,减少了工人的劳动强度,且成本较低。随着现代工业的飞速发展,可以预见,此类机械手在现代装配技术中会越来越呈现无可替代的重要性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的机械手结构示意图。图2是本专利技术的机械手控制系统结构示意图。图3是本专利技术的机械手步进电机驱动模块电路图。图1中:1.肩关节;2.肘关节;3.腕关节;4.气枪组合;5.腰关节。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1,机械手的机械结构主要由腰、肩、肘和腕4个关节以及气枪组合组成,其中4个关节中有2个转动关节和2个移动关节。腰关节和腕关节能360°圆周自由转动,而肩关节能上下移动500mm,肘关节可移动600mm。4个关节皆由步进电机驱动,转动关节由谐波减速器减速,移动关节由滚动丝杆螺母副带动。该机械手具有尺寸小、结构紧凑、重量轻等特点。其主要参数为:轮廓尺寸1200mm×1000mm×200mm;各转动关节最大转速50r/rain;移动关节最大移动速度50-1000ram/rain。机械手具有4个自由度:腰关节绕圆周方向旋转、肩关节沿垂直方向上下升降、肘关节沿水平方向左右伸缩和腕关节圆周方向旋转。其各关节均采用110BYG5200B一030五相混合步进电动机作为驱动装置,在垂直、水平方向相应位置处装有所需的起保护作用的极限行程开关,在自动工作状态下根据上位PC机要求的运动轨迹使气枪头从原点位置快速靠近第一个螺栓(上位PC机给定)上部,然后气枪头慢速下降套合螺栓后继续下降,在与螺栓头完全接触后,整个气枪头组合受力自动上升,当上升到一定位置时,气枪头接近开关发信号送至CPU,CPU处理信号后打开气动控制阀(气枪紧固模块),气枪开始紧固螺栓(所需的扭距可在气枪组合上调整),经过一定时间的延时(此时间在实际生产中调整)气枪头脱离螺栓,又进行下一位置螺栓的紧固,当按上位机所要求的所有位置紧固动作全部结束后,气枪头随整个机械手回到原位,等待下一零件的装配。本机械手的4个自由度都可以用上位机在手动模式下进行调试。如图2,机械手控制系统结构采用上位机PC机和下位机dsPIC30F6010数字信号控制器以及MCX314运动控制芯片作为控制系统的核心,主要由485总线通信模块、光耦隔离模块、机械手步进电机驱动模块、定位夹紧步进电机驱动模块、传感器(包括工件装夹到位传感器、零件在位传感器、定位传感器、各轴超程限制传感器和气枪头传感器)信号接收电路模块、气枪紧同模块及故障报警指示电路模块等组成。如图3,机械手X轴采用110BYG5200B一030五相混合步进电动机驱动,步距角为0.09/0.18;驱动器为SH一50806型步进电动机驱动器。MCX314运动控制芯片的nPP/PLS、nPM/DIR引脚设计成光耦隔离输出接口方式接人SH一50806驱动器(内含光电耦合隔离模块)以驱动步进电动机实现机械手的轴运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动装配线螺栓紧固机械手,其特征是:所述机械手的机械结构主要由腰、肩、肘和腕4个关节以及气枪组合组成,其中4个关节中有2个转动关节和2个移动关节。

【技术特征摘要】
1.一种自动装配线螺栓紧固机械手,其特征是:所述机械手的机械结构主要由腰、肩、肘和腕4个关节以及气枪组合组成,其中4个关节中有2个转动关节和2个移动关节。2.根据权利要求1所述的一种自动装配线螺栓紧固机械手,其特征是:所述机械手的腰关节和腕关节能360°圆周自由转动,而肩关节能上下移动500mm,肘关节可移动600mm。3.根据权利要求1所述的一种自动装配线螺栓紧固机械手,其特征是:所述机械手的4个关节皆由步进电机驱动,转动关节由谐波减速器减速,移动关节由滚动丝杆螺母副带动。4.根据权利要求1所述的一种自动装配线螺栓紧固机械手,其特征是:所述机械手控制系统结构采用上位机PC机和下位机dsPIC30F6010数字信号控制器以及MCX314运动控制芯...

【专利技术属性】
技术研发人员:张桂春
申请(专利权)人:张桂春
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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