自动对中取料的多关节数控机床机械臂制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自动对中取料的多关节数控机床机械臂，该机械臂包括装有智能机器人驱动关节的旋转基座、铰接在旋转基座上端并装有智能机器人驱动关节的大臂、铰接在大臂上端并装有智能机器人驱动关节的小臂和设置在小臂上端的自动对中取料抓手；自动对中取料抓手包括机械手指和机械手指驱动机构，所述机械手指驱动机构包括气缸和传动机构；智能机器人驱动关节包括驱动关节壳体、动力输入轴、双联外弧形鼓齿和设置有内弧形鼓齿轮的动力输出齿轮；驱动关节上集成设置有驱动电机、制动器、衰振单元和传感器；驱动关节末端设置有磁粉制动器且各驱动装置均采用基于神经网络的自适应滑模控制方法进行控制与补偿。该机械臂结构紧凑、可靠性高、控制性能好。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于多关节机器人
，涉及一种自动对中取料的多关节数控机床机械臂。
技术介绍
自动对中取料的多关节数控机床机械臂是智能机床及机器人的一个重要分支。自动对中取料的多关节数控机床机械臂可以及时准确可靠地在各种工况下配合数控机床顺利完成下达加工任务，在智能制造领域有着广阔地市场需求。在机床自动化生产流水线上，物料的搬运和机床上下料等有必要实现自动化去取代繁重地体力劳动，从而改善工作环境，减轻劳动强度，提高生产效率，降低成本，保证产品的质量和可靠性以及节约能源，实现智能制造。多关节数控机床机械臂工作过程中通过传感器感知并不断反馈从而收集信息，自主地做出决策和发出运动指令，从而实施高精度制造。然而，周边环境的不确定性和复杂性使得多关节数控机床机械臂运动时出现许多未知信息，同时由于建模和测量不精确、负载扰动和参数时变等因素的影响，使得多关节数控机床机械臂抗干扰性、鲁棒性和实时性等都面临严峻的挑战。自动对中取料抓手抓取工件或毛坯并送入指定的位置。如果工件较大，形状较为不规则，取料抓手不能很好的实现自动对中，很难与数控机床配合协调进行自动化高精度加工。现实中，人们会根据形状及大小进行区间分类，配备不同规格的取料抓手，让数控机床机械臂通过外围的自动换枪盘来切换不同的抓手取料，但这种解决方案在一定程度上增加了取料抓手的专用性、复杂性和数量，增加了加工成本。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种自动对中取料的多关节数控机床机械臂，该机械臂结构紧凑、可靠性高、控制性能好。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种自动对中取料的多关节数控机床机械臂，包括装有智能机器人驱动关节从而实现旋转功能的基座、铰接在旋转基座上端并装有智能机器人驱动关节的大臂、铰接在大臂上端并装有智能机器人驱动关节的小臂和设置在小臂上端的自动对中取料抓手；所述自动对中的取料抓手包括机械手指和机械手指驱动机构，所述机械手指驱动机构包括气缸和传动机构；所述智能机器人驱动关节包括驱动关节壳体、动力输入轴、双联外弧形鼓齿和设置有内弧形鼓齿轮的动力输出齿轮；驱动关节上集成设置有驱动电机、制动器、衰振单元和传感器；所述智能机器人驱动关节末端设置有磁粉制动器且各驱动装置均采用基于神经网络的自适应滑模控制方法进行控制与补偿。进一步，所述驱动关节壳体上设置有内弧形鼓齿轮，所述动力输入轴上固定外套有第一滚动轴承，第一滚动轴承同动力输入轴偏心设置，所述双联外弧形鼓齿外套于第一滚动轴承并与其同轴设置；所述双联外弧形鼓齿的第一联鼓形齿同驱动关节壳体上的内鼓形齿轮少齿差啮合，双联外弧形鼓齿的第二联鼓形齿同动力输出齿轮的内鼓形鼓齿轮少齿差啮合；所述驱动电机的转子固定外套于动力输入轴并与其同轴配合，驱动电机的定子设置于驱动关节壳体上；所述制动器包括设有摩擦材料的离合体和设置于离合体与转子之间的压缩弹簧，所述离合体外套于动力输入轴并可沿其轴向单自由度滑动，所述压缩弹簧用于推动离合体与驱动关节壳体贴合实现制动；所述衰振单元包括减振件和将减振件固定到驱动关节壳体上的连接件，所述减振件包括壳体和设置在壳体上的减振材料，减振材料通过连接件压在驱动关节壳体上；所述驱动关节壳体上还设置有用于检测转子转速的速度传感器、用于检测双联外弧形鼓齿振动强度的加速度传感器和用于检测驱动电机温度的温度传感器。进一步，所述自动对中取料抓手包括机械手指和机械手指驱动机构，所述机械手指驱动机构包括气缸和传动机构；所述传动机构包括固定在气缸体上并与气缸活塞杆平行的齿条、固定在活塞杆上的传动块、与传动块单自由度转动配合并与活塞杆垂直的中间轴、固定在中间轴上并与齿条啮合的中间轴齿轮、固定在中间轴上的连接板、与连接板单自由度转动配合并与中间轴平行的输出轴、以及固定在输出轴上并与中间轴齿轮啮合的输出轴齿轮，所述机械手指固定在输出轴上；所述气缸包括两根在同一直线上且伸出方向相反的活塞杆，所述传动机构对应为相互对称设置的两套，所述机械手指对应为相互对称的两个。进一步，所述驱动电机的转子为感应线圈。本技术的有益效果在于：1、本自动对中取料的多关节数控机床机械臂具有两个能够进行水平回转的大臂和小臂，且小臂还具能自动对中取料的抓手，可维持响应性能和定位精度，在较大的范围内运动；各驱动装置均采用基于神经网络的自适应滑模控制方法进行控制，实现高精度轨迹控制，克服参数未知，并对外界扰动具有一定的鲁棒性。2、本自动对中取料的多关节数控机床机械臂，其智能机器人驱动关节将驱动电机集成一体设计，整体结构简洁，传动链短，装配误差小，传动效率高，采用双联外弧形鼓齿传动，能衰减传动系统的非线性波动并能保证承载齿轮强度与刚度，驱动关节壳体上设置的传感器能测量传动系统的传动速度、系统振动状态和驱动电机温度等信息，便于监控其工作状态，安全可靠性更高。3、本自动对中取料的多关节数控机床机械臂，其两机械手指具有两个自由度，可在驱动机构作用下做往复张合运动，适用范围广，传动结构可靠性高，负载强。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本技术提供如下附图进行说明：图1为某一视角的自动对中取料的多关节数控机床机械臂结构示意图；图2为另一视角的自动对中取料的多关节数控机床机械臂结构示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本技术的优选实施例进行详细的描述。图1为某一视角的自动对中取料的多关节数控机床机械臂结构示意图，如图所示，本实用新型所述的自动对中取料的多关节数控机床机械臂，包括装有智能机器人驱动关节从而实现旋转功能的基座、铰接在旋转基座上端并装有智能机器人驱动关节的大臂、铰接在大臂上端并装有智能机器人驱动关节的小臂和设置在小臂上端的自动对中取料抓手；所述自动对中的取料抓手包括机械手指和机械手指驱动机构，所述机械手指驱动机构包括气缸和传动机构；所述智能机器人驱动关节包括驱动关节壳体、动力输入轴、双联外弧形鼓齿和设置有内弧形鼓齿轮的动力输出齿轮；驱动关节上集成设置有驱动电机、制动器、衰振单元和传感器；所述智能机器人驱动关节末端设置有磁粉制动器且各驱动装置均采用基于神经网络的自适应滑模控制方法进行控制与补偿。图2为另一视角的自动对中取料的多关节数控机床机械臂结构示意图。所述驱动关节壳体上设置有内弧形鼓齿轮，所述动力输入轴上固定外套有第一滚动轴承，第一滚动轴承同动力输入轴偏心设置，所述双联外弧形鼓齿外套于第一滚动轴承并与其同轴设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动对中取料的多关节数控机床机械臂，其特征在于：包括装有智能机器人驱动关节从而实现旋转功能的基座、铰接在旋转基座上端并装有智能机器人驱动关节的大臂、铰接在大臂上端并装有智能机器人驱动关节的小臂和设置在小臂上端的自动对中取料抓手；所述自动对中的取料抓手包括机械手指和机械手指驱动机构，所述机械手指驱动机构包括气缸和传动机构；所述智能机器人驱动关节包括驱动关节壳体、动力输入轴、双联外弧形鼓齿和设置有内弧形鼓齿轮的动力输出齿轮；驱动关节上集成设置有驱动电机、制动器、衰振单元和传感器；所述智能机器人驱动关节末端设置有磁粉制动器。

【技术特征摘要】
1.一种自动对中取料的多关节数控机床机械臂，其特征在于：包括装有智能机器人驱动关节从而实现旋转功能的基座、铰接在旋转基座上端并装有智能机器人驱动关节的大臂、铰接在大臂上端并装有智能机器人驱动关节的小臂和设置在小臂上端的自动对中取料抓手；
所述自动对中的取料抓手包括机械手指和机械手指驱动机构，所述机械手指驱动机构包括气缸和传动机构；所述智能机器人驱动关节包括驱动关节壳体、动力输入轴、双联外弧形鼓齿和设置有内弧形鼓齿轮的动力输出齿轮；驱动关节上集成设置有驱动电机、制动器、衰振单元和传感器；所述智能机器人驱动关节末端设置有磁粉制动器。
2.根据权利要求1所述的一种自动对中取料的多关节数控机床机械臂，其特征在于：所述驱动关节壳体上设置有内弧形鼓齿轮，所述动力输入轴上固定外套有第一滚动轴承，第一滚动轴承同动力输入轴偏心设置，所述双联外弧形鼓齿外套于第一滚动轴承并与其同轴设置；
所述双联外弧形鼓齿的第一联鼓形齿同驱动关节壳体上的内鼓形齿轮少齿差啮合，双联外弧形鼓齿的第二联鼓形齿同动力输出齿轮的内鼓形鼓齿轮少齿差啮合；
所述驱动电机的转子固定外套于动力输入轴并与其同轴配合，驱动电机的定子设置于驱动关节壳体上；
所述制动器包括设有摩擦材料的离合体和设置于离合体与转子之间的压缩弹簧，所述离合体外套于动力输入轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗绍华，郑孟冬，刘昭琴，卓娅，
申请(专利权)人：重庆航天职业技术学院，
类型：新型
国别省市：重庆;50