一种六轴柱坐标工业机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种六轴柱坐标工业机器人，包括底座部件、立柱部件、滑座部件、第一臂杆部件、第二臂杆部件、竖直臂部件、下横臂部件、腕部联接法兰以及标定杆，滑座部件和立柱部件组成竖直方向移动轴副；第一臂杆部件和滑座部件组成第一级水平回转轴副；第二臂杆部件和第一臂杆部件组成第二级水平回转轴副；竖直臂部件和第二臂杆部件组成第三级水平回转轴副；下横臂部件水平安装在竖直臂部件下端，垂直回转，形成铅垂回转轴副；该机器人适用于多种工艺需要，同时又可以在出厂标定及发生丢失零点情况下，简单快速的高精度标定各关节轴的机械零点位置，提高工业机器人运动的精确性。提高工业机器人运动的精确性。提高工业机器人运动的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种六轴柱坐标工业机器人


[0001]本技术涉及大中型特种工业机器人设备
，尤其是一种六轴柱坐标工业机器人。

技术介绍

[0002]工业机器人能够替代人力完成各种复杂工况条件和高危有害环境下的长时间、高强度重复劳动，高度自动化工作。实现智能化、多功能化、柔性自动化生产。工业机器人需要有更好的位置可达性和姿态可达性。
[0003]工业机器人机械零点位置是构成机器人运动学模型的重要基础，工业机器人只有在得到高精度的标定零点时，机器人才能达到它最高的点精度和轨迹精度或者完全能够以编程设定的动作运动。尤其是在绝对坐标环境下的离线编程应用，激光、视像等辅助寻位的高位置姿态精度应用,机器人机械零点位置是满足机器人高精度应用的关键因素。
[0004]传统六轴关节工业机器人，在空间连续封闭轨迹的应用有一定限制。更多情况下，六轴关节工业机器人系统是需要增加外部坐标行走轴来扩展机器人应用范围。机器人机械零点标定均是在关节附近，角度标定测量半径小，误差影响因素大，只有借助外部的其它工具方法，才能达到高精度的零点标定。
[0005]如何实现工业机器人在应用中既可以实现空间连续封闭轨迹的应用，又有较大的空间可达性，适用于多种工艺需要。同时又可以在出厂标定及发生丢失零点情况下，高精度的标定各关节轴的机械零点位置，提高工业机器人运动的精确性。能够实现工业机器人空间坐标操作应用，具有较高的空间位置姿态，降低机器人系统的集成应用成本，是研究人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种六轴柱坐标工业机器人。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0008]一种六轴柱坐标工业机器人，包括底座部件、立柱部件、滑座部件、第一臂杆部件、第二臂杆部件、竖直臂部件、下横臂部件、腕部联接法兰以及标定杆，立柱部件与底座部件固定连接，滑座部件安装在立柱部件上，滑座部件和立柱部件组成竖直方向移动轴副；
[0009]第一臂杆部件安装在滑座部件上，第一臂杆部件和滑座部件组成第一级水平回转轴副；
[0010]第二臂杆部件安装在第一臂杆部件上，第二臂杆部件和第一臂杆部件组成第二级水平回转轴副；
[0011]竖直臂部件安装在第二臂杆部件上，竖直臂部件和第二臂杆部件组成第三级水平回转轴副；
[0012]下横臂部件水平安装在竖直臂部件下端，垂直回转，形成铅垂回转轴副；
[0013]下横臂部件前端部的腕轴组件与上一级铅垂回转轴副垂直正交，腕部联接法兰安装在下横臂部件前端部，标定各关节轴的机械零点位置时，标定杆安装在腕部联接法兰上。
[0014]进一步，所述立柱部件采用箱形柱结构，立柱部件上设有下轴承座、滚珠丝杠、升降螺母座、螺母、两组相互配合的直线导轨、滑块、轴承座组件、减速器、伺服电机；
[0015]所述伺服电机、减速器、轴承座组件、滚珠丝杠，整体安装在立柱部件上，滚珠丝杠的下部安装在下轴承座上；
[0016]立柱部件导轨联接面上安装两组直线导轨及滑块；升降螺母座、螺母与滚珠丝杠配合并与滑块一起安装在滑座部件对应的联接面上，形成沿直线导轨移动的竖直方向移动轴副。
[0017]进一步，所述立柱部件下部安装有铰支座组件，铰支座组件与底座部件固定联接，适于控制机器人臂杆折叠，立柱部件放平联接。
[0018]进一步，滑座部件的一侧设有第一伺服电机、第一RV减速器、第一空心传动轴、第一轴承部件；
[0019]滑座部件与第一RV减速器固定联接，第一伺服电机安装在第一RV减速器输入端，第一RV减速器输出法兰面上安装第一空心传动轴，第一空心传动轴与第一轴承部件的轴承内孔配合，第一轴承部件支承在滑座部件上，第一空心传动轴轴端与第一臂杆部件固定安装，组成第一级水平回转轴副。
[0020]进一步，第一臂杆部件的一侧设有第二伺服电机、第二RV减速器、第二空心传动轴、第二轴承部件；
[0021]第一臂杆部件伸出端固定安装第二RV减速器，第二RV减速器输入端连接第二伺服电机；第二RV减速器输出法兰面上安装第二空心传动轴，第二空心传动轴与第二轴承部件的轴承内孔配合，第二轴承部件支承在第一臂杆部件上，第二空心传动轴轴端与第二臂杆部件固定安装，组成第二级水平回转轴副，前端臂杆伺服电机线缆穿过第二空心传动轴，至第一臂杆部件，第一臂杆部件上设计有用于标定关节轴机械零点位置的标定块。
[0022]进一步，所述第二臂杆部件的一侧设有第三伺服电机、第三RV减速器、第三空心传动轴、第三轴承部件；
[0023]其中，第二臂杆部件伸出端固定安装第三RV减速器，第三RV减速器输入端连接第三伺服电机，第三RV减速器输出法兰面上安装第三空心传动轴，第三空心传动轴与第三轴承部件的轴承内孔配合，第三轴承部件支承在第二臂杆部件上，第三空心传动轴轴端与竖直臂部件固定安装，组成第三级水平回转轴副；
[0024]前端臂杆伺服电机线缆穿过第三空心传动轴，至第二臂杆部件，第二臂杆部件上设计有用于标定关节轴机械零点位置的标定块。
[0025]进一步，竖直臂部件的一侧设有第一传动组件、第一伞齿轮组件、第二伞齿轮组件以及水平回转轴组件；
[0026]由支座、伺服电机、谐波减速器、联轴器组成的第一传动组件安装在竖直臂部件下部的联接面上，第一传动组件输出端安装第一伞齿轮组件，第一伞齿轮组件与第二伞齿轮组件正交啮合，第二伞齿轮组件安装在水平回转轴组件上，水平回转轴组件构成铅垂回转轴副，下横臂部件安装在水平回转轴组件前端，前端臂杆伺服电机线缆穿过水平回转轴组件至竖直臂部件。
[0027]进一步，下横臂部件的一侧设有第二传动组件、第三伞齿轮组件、第四伞齿轮组件以及腕轴组件；
[0028]由伺服电机、谐波减速器组成的第二传动组件安装在下横臂部件对应的联接面上，第二传动组件输出端安装第三伞齿轮组件，第三伞齿轮组件与第四伞齿轮组件正交啮合，第四伞齿轮组件安装在腕轴组件上，腕轴组件安装在下横臂部件前端，腕部联接法兰，腕轴组件构成的回转轴副与上一级铅垂回转轴副正交，外部工具垂直于腕轴安装。
[0029]本技术的有益效果为：该机器人臂杆坐标系绝对位置精度、机器人系统刚度、末端工具姿态精度从机器人构造原理上讲优于现有六关节机器人。工作范围更大，能够在较小的占地面建造较大的工作空间，工业机器人在应用中既可以实现空间连续封闭轨迹的应用，又有较大的空间可达性，适用于多种工艺需要，同时又可以在出厂标定及发生丢失零点情况下，简单快速的高精度标定各关节轴的机械零点位置，提高工业机器人运动的精确性，能够实现工业机器人空间坐标操作应用，具有较高的空间位置姿态，非常适用离线轨迹规划的机器人操作应用，和基于激光、视像等辅助寻位条件下，末端工具在各种姿态下的高精度操作应用。
[0030]同时，实现了机器人构造的空间结构优化，臂杆结构最为紧凑，能够在较小的占地面建造较大的工作空间。在机器人腕部工具姿态可达性方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六轴柱坐标工业机器人，包括底座部件（1）、立柱部件（2）、滑座部件（3）、第一臂杆部件（4）、第二臂杆部件（5）、竖直臂部件（6）、下横臂部件（7）、腕部联接法兰（8）以及标定杆（9），其特征在于，立柱部件（2）与底座部件（1）固定连接，滑座部件（3）安装在立柱部件（2）上，滑座部件（3）和立柱部件（2）组成竖直方向移动轴副；第一臂杆部件（4）安装在滑座部件（3）上，第一臂杆部件（4）和滑座部件（3）组成第一级水平回转轴副；第二臂杆部件（5）安装在第一臂杆部件（4）上，第二臂杆部件（5）和第一臂杆部件（4）组成第二级水平回转轴副；竖直臂部件（6）安装在第二臂杆部件（5）上，竖直臂部件（6）和第二臂杆部件（5）组成第三级水平回转轴副；下横臂部件（7）水平安装在竖直臂部件（6）下端，垂直回转，形成铅垂回转轴副；下横臂部件（7）前端部的腕轴组件与上一级铅垂回转轴副垂直正交，腕部联接法兰（8）安装在下横臂部件（7）前端部，标定各关节轴的机械零点位置时，标定杆（9）安装在腕部联接法兰（8）上；所述立柱部件（2）下部安装有铰支座组件（210），铰支座组件（210）与底座部件（1）固定联接，适于控制机器人臂杆折叠，立柱部件（2）放平联接。2.根据权利要求1所述的一种六轴柱坐标工业机器人，其特征在于，所述立柱部件（2）采用箱形柱结构，立柱部件（2）上设有下轴承座（201）、滚珠丝杠（202）、升降螺母座（203）、螺母（204）、两组相互配合的直线导轨（205）、滑块（206）、轴承座组件（207）、减速器（208）、伺服电机（209）；所述伺服电机（209）、减速器（208）、轴承座组件（207）、滚珠丝杠（202），整体安装在立柱部件（2）上，滚珠丝杠（202）的下部安装在下轴承座（201）上；立柱部件（2）导轨联接面上安装两组直线导轨（205）及滑块（206）；升降螺母座（203）、螺母（204）与滚珠丝杠（202）配合并与滑块（206）一起安装在滑座部件（3）对应的联接面上，形成沿直线导轨（205）移动的竖直方向移动轴副。3.根据权利要求2所述的一种六轴柱坐标工业机器人，其特征在于，所述滑座部件（3）的一侧设有第一伺服电机（301）、第一RV减速器（302）、第一空心传动轴（303）、第一轴承部件（304）；滑座部件（3）与第一RV减速器（302）固定联接，第一伺服电机（301）安装在第一RV减速器（302）输入端，第一RV减速器（302）输出法兰面上安装第一空心传动轴（303），第一空心传动轴（303）与第一轴承部件（304）的轴承内孔配合，第一轴承部件（304）支承在滑座部件（3）上，第一空心传动轴303轴端与第一臂杆部件（4）固定安装，组成第一级水平回转轴副。4.根据权利要求3所述的一种六轴柱坐标工业机器人，其特征在于，第一臂杆部件（4）的一侧设有第二伺服电机（401）、第二RV减速器（402）、第二空心传动轴（403）、第二轴承部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学兵，赵健涛，王建博，张会奇，
申请(专利权)人：北京汇中拓普机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：