同步驱动型直角坐标机器人制造技术

一种同步驱动型直角坐标机器人，解决现有直角坐标机器人采用多轴叠加的方式导致系统惯量大，动态响应慢，增加故障率等问题，包括相互联接的横向框架主体、横向滑动基体和纵向主体以及驱动机构，其技术要点是：横向框架主体的横向固定梁通过横向滑动基体的联动滑板联接纵向主体的纵向基梁，组成由同一驱动机构驱动的互相垂直分布的横向运动轴和纵向运动轴，并由同一驱动机构的两个电机同步驱动，以与传动组件的传动轮相啮合的传动同步带传动，驱动电机都组装在横向固定梁的两端，不随任一运动轴运动。其设计合理，结构简单，现场安装快捷、维护容易，适用范围广，惯量低，动态响应快，更易实现高速运行，增加辅助运动轴便于组合成多轴运动。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于物料传输的同步驱动型直角坐标机器人，特别是一种可以组合成多轴机械手用以完成更多样复杂运动的同步驱动型直角坐标机器人。它主要用于电子、医药、食品等行业中小型物料的拾取、传输、摆放等作业，也非常适用于具有作业范围广、速度快等同类特征要求的场所。
技术介绍
在电子行业中，经常有制程需要将物料做小距离、高频率的传输、排放等操作，其过程要求速度快、定位精确。由于电子等行业的物料都较小，工位排放紧密，因此对传输机构也要求结构小巧紧凑，反应快速灵活。在现今倡导以机器人替代简单人工操作提升生产率的主题下，很多行业都需要大量的这类灵巧轻便，且价格低廉的小型机器人，来提升自身的生产自动化水平。应用非常广泛的直角坐标机器人是这类需求的首选，尽管其结构简单，安装方便，易操作、易维护，但还是存在一定缺陷，如在需要互相垂直的两轴及两轴以上运动时，必须采取多轴叠加的方式才能实现，即第一轴（X轴）作为基础轴固定安装，第二轴（Z轴）叠加在第一轴（X轴）的滑台上，第二轴（Z轴）的驱动电机安装在第二轴（Z轴）上，随第二轴（Z轴）一起运动。这样产生的后果是：首先是基础轴的负载会很大，导致系统惯量大，使系统很难实现高速、高加速度且又精准的控制；其次是第二轴（Z轴）电机及其电缆随第二轴（Z轴）运动，即增加了运动轴质量，又增加了故障率。据相关专利文献报道：授权公告号为CN203696282U的“基于直角坐标系的焊接机器人”，公开的主要结构包括：X轴机座机构，Y轴悬臂机构，Z轴悬臂机构等运动轴。其中两根导轨安装在X轴机座上，X轴滑台安装在导轨上，第一电机安装在X轴滑台上，第一行星齿轮减速器与第一电机配合安装在X轴滑台上，其输出转轴向下伸出X轴滑台外；第一齿轮设置在X轴滑台下方与第一行星齿轮减速器固接；第一齿条安装在机座上，与第一齿轮啮合由其带动动作；其中，第一电机带动第一行星齿轮减速器转动，第一齿轮转动，进而带动X轴滑台在第一导轨上运动；Y轴第二电机、第二行星齿轮减速器、Y轴滑台均安装在X轴滑台上，第二电机带动第二行星齿轮减速机转动，带动Y轴悬臂在Y轴滑台上运动。上述结构特征是：X轴、Y轴等各轴都有自己独立的驱动机构，Y轴全部机构包括Y轴电机都叠加在X轴滑台上，随X轴滑台运动。Z、U、W轴电机及结构件也以同样的结构叠加在Y轴悬臂上，X轴滑台承担了Y轴、Z轴、U轴、W轴全部结构件、驱动部件的重量。这样的结构造成X轴滑台的负载增加，惯性大，系统动态响应慢。授权公告号为CN102085656B的“直角坐标机器人”，公开的技术特征包括支架、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构及缓冲机构。第一传动机构固定于支架上，第二传动机构与第一传动机构连接，第三传动机构与第二传动机构连接，第四传动机构与第三传动机构连接，缓冲机构与第四传动机构连接。其中第二传动机构的固定板与第一传动机构的第一滑动件固定连接，驱动第二传动机构的第二动力部件包括马达、丝杆及传动组件都固定在第二传动机构的固定板上。上述机构的特征是：每个机构都由各自马达驱动，且第二传动机构的全部机构包括动力部件都安装在第一传动机构的滑动件上。授权公告号为CN204397136U的“移动式弧焊机器人”，记载的结构本体是由直角坐标式行走机构、关节式旋转机构和焊枪组成的。关节式旋转机构置于直角坐标式行走机构上面，直角坐标式行走机构为龙门式两自由度直角坐标式行走机构，龙门式两自由度直角坐标式行走机构的工作范围是:长为12000mm、宽为4000mm。此专利只说明了直角坐标式行走机构为龙门式旋转两自由的直角坐标式行走机构，说明了工作范围的长度和宽度，并没有提出结构细节。授权公告号为CN204414102U的“直角坐标机器人”，公开的技术方案包括X轴运动模组、Y轴运动模组和Z轴运动模组。X轴运动模组包括X轴直线电机、X轴直线导轨、连接板和立柱，X轴直线电机的动子与连接板连接，X轴直线电机的动子带动立柱沿X轴直线导轨同步做往复运动；Y轴运动模组设置在立柱上；Y轴运动模组包括Y轴直线电机、Y轴直线导轨和滑座，Y轴直线电机的动子与滑座相连接，Y轴直线电机的动子带动滑座沿Y轴直线导轨同步做往复运动。此直角坐标机器人应用了直线电机，但是仍然没有摆脱Y轴运动模组整体固定在X轴动子上的传统模式。X轴运动模组和Y轴运动模组分别由X轴直线电机和Y轴直线电机驱动。这样的结构让X轴动子负担了更多的负载。必然影响X轴的灵活性。另外，这种直角坐标机器人的X轴Y轴均采用了直线电机，虽然提升了运行速度，但是也大幅度的提高了制造成本，对于要求质优价廉的机器人行业来说并不是优选。授权公告号为CN204604322U的“直角坐标六轴机器人”，公开的结构包括底座，底座上设有横轴、纵轴和竖轴。横轴、纵轴和竖轴呈空间直角坐标系，纵轴设置在横轴上并且由第一动力源传动沿横轴横向移动，竖轴设置在纵轴上并且竖轴由第二动力源传动沿纵轴轴向移动，竖轴还由第三动力源传动在纵轴上沿竖轴轴向升降移动，竖轴还由第四动力源传动绕竖轴轴线旋转，竖轴的底部连接有用于安装工具座的第一旋转轴，第一旋转轴由第五动力源传动。第一动力源，第二动力源、第三动力源、第四动力源、第五动力源均采用独立设置的电机。此直角坐标机器人中每个运动轴由单独的电机驱动，采用的仍然是传统的直角坐标机器人的结构，电机的利用率有限；第二动力源等多级动力源均叠加在横轴上由第一动力源驱动，增大了第一动力源的负载值。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种同步驱动型直角坐标机器人，解决现有直角坐标机器人采用多轴叠加的方式实现运动存在的导致系统惯量大，动态响应慢，增加故障率等问题，其设计合理，结构简单，现场安装快捷、维护容易，适用范围广，惯量低，动态响应快，更易实现高速运行，增加辅助运动轴便于组合成多轴运动。本技术所采用的技术方案是：该同步驱动型直角坐标机器人包括相互联接的横向框架主体、横向滑动基体和纵向主体以及驱动机构，其技术要点是：所述横向框架主体的横向固定梁通过横向滑动基体的联动滑板联接纵向主体的纵向基梁，组成由同一驱动机构驱动的互相垂直分布的横向运动轴和纵向运动轴；驱动机构的两个电机分别组装在横向固定梁两端的传动组件的传动基板上，与组装在纵向基梁上的纵向传动组件中的纵向传动轮相啮合的开环式传动同步带的两端，分别通过联动滑板上的导向轮导向，与电机驱动的传动组件的传动轮相啮合，再经联动滑板上的导向轮导向，将传动同步带的两端分别组装在纵向基梁的同步带固定板和可调固定板上；启动电机同时同向转动，带动与传动组件的传动轮相啮合的传动同步带驱动横向滑动基体沿横向运动轴方向往复运动，启动电机同时逆向转动，带动与传动组件的传动轮相啮合的传动同步带驱动纵向基梁沿纵向运动轴方向往复运动。所述横向框架主体由横向固定梁，组装在横向固定梁两端的结构相同的传动组件组成；每个传动组件都设置有连接在横向固定梁端部的传动基板，固定在传动基板上的电机轴端组装有与减速同步带相啮合的电机带轮，通过轴承组装在传动基板的同一传动轴上分别设置有传动轮和减速轮，减速轮与电机带轮通过减速同步带连接，传动轮与传动同步带相啮合，电机转动驱动减速轮带动与传动轮相啮合的传动同步带运动。所述横向固定梁的上、下表面分别设置有上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步驱动型直角坐标机器人，包括相互联接的横向框架主体、横向滑动基体和纵向主体以及驱动机构，其特征在于：所述横向框架主体的横向固定梁通过横向滑动基体的联动滑板联接纵向主体的纵向基梁，组成由同一驱动机构驱动的互相垂直分布的横向运动轴和纵向运动轴；驱动机构的两个电机分别组装在横向固定梁两端的传动组件的传动基板上，与组装在纵向基梁上的纵向传动组件中的纵向传动轮相啮合的开环式传动同步带的两端，分别通过联动滑板上的导向轮导向，与电机驱动的传动组件的传动轮相啮合，再经联动滑板上的导向轮导向，将传动同步带的两端分别组装在纵向基梁的同步带固定板和可调固定板上；启动电机同时同向转动，带动与传动组件的传动轮相啮合的传动同步带驱动横向滑动基体沿横向运动轴方向往复运动，启动电机同时逆向转动，带动与传动组件的传动轮相啮合的传动同步带驱动纵向基梁沿纵向运动轴方向往复运动。

【技术特征摘要】
1.一种同步驱动型直角坐标机器人，包括相互联接的横向框架主体、横向滑动基体和纵向主体以及驱动机构，其特征在于：所述横向框架主体的横向固定梁通过横向滑动基体的联动滑板联接纵向主体的纵向基梁，组成由同一驱动机构驱动的互相垂直分布的横向运动轴和纵向运动轴；驱动机构的两个电机分别组装在横向固定梁两端的传动组件的传动基板上，与组装在纵向基梁上的纵向传动组件中的纵向传动轮相啮合的开环式传动同步带的两端，分别通过联动滑板上的导向轮导向，与电机驱动的传动组件的传动轮相啮合，再经联动滑板上的导向轮导向，将传动同步带的两端分别组装在纵向基梁的同步带固定板和可调固定板上；启动电机同时同向转动，带动与传动组件的传动轮相啮合的传动同步带驱动横向滑动基体沿横向运动轴方向往复运动，启动电机同时逆向转动，带动与传动组件的传动轮相啮合的传动同步带驱动纵向基梁沿纵向运动轴方向往复运动。2.根据权利要求1所述的同步驱动型直角坐标机器人，其特征在于：所述横向框架主体由横向固定梁，组装在横向固定梁两端的结构相同的传动组件组成；每个传动组件都设置有连接在横向固定梁端部的传动基板，固定在传动基板上的电机轴端组装有与减速同步带相啮合的电机带轮，通过轴承组装在传动基板的同一传动轴上分别设置有传动轮和减速轮，减速轮与电机带轮通过减速同步带连接，传动轮与传动同步带相啮合，电机转动驱动减速轮带动与传动轮相啮合的传动同步带运动。3.根据权利要求1或2所述的同步驱动型直角坐标机器人，其特征在于：所述横向固定梁的上、下表面分别设置有上、下滑轨，与上、下滑轨滑动连接的上、下滑块通过滑块安装板组装在横向滑动基体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴功，
申请(专利权)人：富创得科技沈阳有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21