坐标机器人制造技术

公开了一种坐标机器人，其该坐标机器人包括第一运动模块、第二运动模块以及第三运动模块。第一运动模块包括第一直线电机、第一导轨以及第一滑动部件，其中第一直线电机驱动第一滑动部件沿第一导轨滑动。第二运动模块包括第二直线电机、第二导轨以及第二滑动部件，其中第二直线电机驱动第二滑动部件沿第二导轨滑动。第三运动模块包括伺服电机、线性模组以及第三滑动部件。第二运动模块与第一运动模块横向垂直连接，第三运动模块与第二运动模块纵向垂直连接。该坐标机器人在横向运动模块上采用精度较高、有效行程更长的直线电机驱动，纵向上采用了能耗较低，运动稳定的伺服电机驱动线性模组的方案，即满足生产精度需要，又节省制作成本。

Coordinate robot

A coordinate robot includes a first movement module, a second movement module, and a third movement module. The first movement module comprises a first linear motor, a first guide rail and a first sliding component, wherein the first linear motor drives the first sliding component to slide along the first guide rail. The second movement module comprises a second linear motor, a second guide rail and a second sliding member, wherein the second linear motor drives the second sliding member to slide along the second guide rail. The third movement module comprises a servo motor, a linear module and a third sliding component. The second movement module is transversely and vertically connected with the first movement module, and the third movement module is longitudinally and vertically connected with the second movement module. The linear motor coordinate robot using high precision, effective stroke longer in the horizontal movement of the drive module, the vertical with low energy consumption, stable linear servo motor drive module, which can meet the production requirement of accuracy, and save production cost.

【技术实现步骤摘要】
坐标机器人
本专利技术涉及机械加工领域，更具体地，涉及一种直角坐标机器人。
技术介绍
直角坐标机器人是以XYZ直角坐标系为基本数学模型设计得到的机器人系统，其包括X轴、Y轴、Z轴三个轴向的运动单元。其中，每个轴向的运动单元通常以伺服电机、步进电机为驱动装置，以滚珠丝杠、同步皮带、齿轮齿条等作为传动装置，并且在在坐标机器人的末端工作头上固定不同的夹持设备，如夹具、爪手、安装架等，从而完成夹持设备在XYZ三维直角坐标系中任意轴向上的线性运动。目前，国内生产用于点胶、焊接、激光切割等行业的设备精度大致都在0.1mm左右，尤其是对水平方向上的精度要求较高。现有的坐标机器人在每个轴向的运动单元上采用步进电机或伺服电机驱动，通过滚珠丝杠连接进行传动。然而，由于滚珠丝杠自身的误差、电机与滚珠丝杠连接时的安装误差以及连接电机与滚珠丝杠的连接机构本身的误差，经过累积之后降低了设备的精度等级。期望对坐标机器人的结构作进一步优化。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种坐标机器人，该坐标机器人在横向运动模块上采用精度较高、有效行程更长的直线电机驱动，纵向上采用了能耗较低，运动稳定的伺服电机驱动滚珠丝杠的方案，即满足生产精度需要，又节省制作成本。根据本专利技术提供一种坐标机器人，包括：第一运动模块，包括第一直线电机、第一导轨以及第一滑动部件，所述第一直线电机驱动所述第一滑动部件沿所述第一导轨滑动；第二运动模块，包括第二直线电机、第二导轨以及第二滑动部件，所述第二直线电机驱动所述第二滑动部件沿所述第二导轨滑动；以及第三运动模块，包括伺服电机、线性模组以及第三滑动部件，所述所述伺服电机通过所述线性模组驱动所述第三滑动部件沿所述线性模组滑动，其中，所述第二运动模块设置在所述第一运动模块的所述第一滑动部件上，所述第二运动模块与所述第一运动模块横向垂直，所述第三运动模块与所述第二运动模块的所述第二滑动部件连接，所述第三运动模块与所述第二运动模块纵向垂直。优选地，所述第一运动模块、所述第二运动模块以及所述第三运动模块的数目均为一个。优选地，所述第三运动模块通过连接件与所述第二运动模块的所述第二滑动部件连接。优选地，所述连接件包括与所述第二运动模块的第二滑动部件连接的第一安装板、与所述第三运动模块的线性模组连接的第二安装板以及至少一个加强件，所述加强件呈三角形状，其中所述加强件的一边与所述第一安装板连接，另一边与所述第二安装板连接。优选地，所述线性模组包括滚珠丝杠以及第三导轨，所述滚珠丝杠包括螺杆及与所述螺杆配合的螺母，所述伺服电机与所述螺杆连接，所述第三滑动部件与所述螺母连接，所述第三导轨与所述螺杆平行，所述伺服电机通过驱动所述螺杆转动使得所述第三滑动部件沿所述第三导轨滑动。优选地，所述伺服电机通过联轴器与所述螺杆连接，所述第三滑动部件上设有定位孔，用于将所述第三滑动部件与其他装置连接。优选地，所述第一运动模块、所述第二运动模块、所述第三运动模块中的至少一个还包括：光电开关，所述光电开关设置在所述第一滑动部件、所述第二滑动部件、所述第三滑动部件中的至少一个的有效行程的两端。优选地，所述第一运动模块、所述第二运动模块中的至少一个还包括：限位块，所述限位块设置在所述第一导轨、所述第二导轨中的至少一个的两端。优选地，所述第一运动模块、所述第二运动模块中的至少一个还包括：光栅尺，所述光栅尺对应所述第一导轨、所述第二导轨中的至少一个设置。优选地，所述第一导轨为两个，并且设置在所述第一直线电机的两侧，所述第二导轨为两个，并且设置在所述第二直线电机的两侧。根据本专利技术的坐标机器人，一方面，水平方向上布置的第一运动模块和第二运动模块上采用直线电机驱动，解决了水平方向上由于滚珠丝杠的刚性支撑限制导致的有效行程较短的问题，有效行程更长；直线电机的动子与直线电机定子之间产生的吸力能使设备的整体刚性得到提高；直线电机动子和定子之间具有间隙，使直线电机带动的滑动部件只需克服与导轨之间摩擦力进行滑动，使驱动的效率大大提高，也提升了设备的负载能力、加速度能力和速度能力；直线电机驱动滑块简化了安装过程，避免了传统电机与滚珠丝杠安装时带来的诸多误差，从而提高了坐标机器人的精度。另一方面，坐标机器人在纵向的运动模块上采用伺服电机通过线性模组驱动滑动部件，线性模组可以是包括滚珠丝杠的线性模组，其能耗较低，发热小，运动稳定，与水平方向上的运动模块相配合，即能满足生产精度的需要，又能节省控制制作成本。在优选的实施例中，第三运动模块通过连接件与第二运动模块的第二滑动部件连接，连接件包括第一安装板、第二安装板以及至少一个加强件，其中加强件呈三角形状，连接件的一边与第一安装板连接，另一边与第二安装板连接，实现竖直方向的第三运动模块与水平方向的第二运动模块的第二滑动部件的正交连接的同时，加强了整体结构的稳定性。在优选的实施例中，第一运动模块、第二运动模块中的至少一个还包括对应导轨设置的光栅尺，光栅尺作为反馈单元，能实现坐标机器人微米级的定位能力与重复定位精度，配合导轨，使坐标机器人具有很好的直线度与平面度。在优选的实施例中，所述第一运动模块、所述第二运动模块、所述第三运动模块中的至少一个还包括光电开关，光电开关作为有效行程的两端的软限位，使滑动部件到达行程极限位置的响应时间减少，提升了响应速度，也使定位精度更加精准。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出根据本专利技术实施例的坐标机器人的立体图。图2示出根据本专利技术实施例的坐标机器人的正视图。图3示出根据本专利技术实施例的坐标机器人的截面图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。图1、图2以及图3分别示出根据本专利技术实施例的坐标机器人的立体图、正视图以及截面图，其中图2中线A-A示出图3截面图的截取位置。该坐标机器人包括第一运动模块100、第二运动模块200以及第三运动模块300。第一运动模块100包括第一直线电机110、第一导轨120以及第一滑动部件130，其中第一直线电机110驱动第一滑动部件130沿第一导轨120滑动。第二运动模块200包括第二直线电机、第二导轨以及第二滑动部件230，其中第二直线电机驱动第二滑动部件230沿第二导轨滑动。本专利技术实施例的第二运动模块200的结构与第一运动模块100的结构大致相似，因此本文将对第一运动模块100的机构详细说明，第二运动模块200的结构不再详述。第三运动模块包括伺服电机310、线性模组320以及第三滑动部件330，其中伺服电机310通过线性模组320驱动第三滑动部件330沿线性模组320滑动。根据本实施例的坐标机器人，第二运动模块设置200在第一运动模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐标机器人，其特征在于，包括：第一运动模块，包括第一直线电机、第一导轨以及第一滑动部件，所述第一直线电机驱动所述第一滑动部件沿所述第一导轨滑动；第二运动模块，包括第二直线电机、第二导轨以及第二滑动部件，所述第二直线电机驱动所述第二滑动部件沿所述第二导轨滑动；以及第三运动模块，包括伺服电机、线性模组以及第三滑动部件，所述所述伺服电机通过所述线性模组驱动所述第三滑动部件沿所述线性模组滑动，其中，所述第二运动模块设置在所述第一运动模块的所述第一滑动部件上，所述第二运动模块与所述第一运动模块横向垂直，所述第三运动模块与所述第二运动模块的所述第二滑动部件连接，所述第三运动模块与所述第二运动模块纵向垂直。

【技术特征摘要】
1.一种坐标机器人，其特征在于，包括：第一运动模块，包括第一直线电机、第一导轨以及第一滑动部件，所述第一直线电机驱动所述第一滑动部件沿所述第一导轨滑动；第二运动模块，包括第二直线电机、第二导轨以及第二滑动部件，所述第二直线电机驱动所述第二滑动部件沿所述第二导轨滑动；以及第三运动模块，包括伺服电机、线性模组以及第三滑动部件，所述所述伺服电机通过所述线性模组驱动所述第三滑动部件沿所述线性模组滑动，其中，所述第二运动模块设置在所述第一运动模块的所述第一滑动部件上，所述第二运动模块与所述第一运动模块横向垂直，所述第三运动模块与所述第二运动模块的所述第二滑动部件连接，所述第三运动模块与所述第二运动模块纵向垂直。2.根据权利要求1所述的坐标机器人，其特征在于，所述第一运动模块、所述第二运动模块以及所述第三运动模块的数目均为一个。3.根据权利要求1所述的坐标机器人，其特征在于，所述第三运动模块通过连接件与所述第二运动模块的所述第二滑动部件连接。4.根据权利要求3所述的坐标机器人，其特征在于，所述连接件包括与所述第二运动模块的第二滑动部件连接的第一安装板、与所述第三运动模块的线性模组连接的第二安装板以及至少一个加强件，所述加强件呈三角形状，其中所述加强件的一边与所述第一安装板连接，另一边与所述第二安装板连接。5.根据权利要求1所述的坐标机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨放光，温玉艳，王吉，
申请(专利权)人：北京星和众工设备技术股份有限公司，北京星和机器人自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11