[发明专利]一种伞形齿轮驱动附加轴

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造设备，特别是一种面向铸造生产线危险环境的智能化工业机器人的伞形齿轮驱动附加轴。

背景技术

在铸造行业，采用工业机器人浇铸已经在行业内得到广泛应用，所采用的机器人多采用六自由度机器人，在应用中由第六轴直接实施浇铸功能，但由于浇铸取液口处高温高辐射，造成第六轴寿命大幅降低，故障频率和维修成本较高，直接影响整个机器人的寿命。此外还有一种七自由度机器人浇铸机，这种机器人的第七轴为伺服电机驱动链轮传动，由于链轮传动的本身特点，传动精度低，传递扭矩小，在浇铸过程中，对浇铸速度、浇铸位置等的控制精度不高，故障率仍相对较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种将机器人本身同高温高辐射的取液口隔离开来，同时提高传动精度、降低故障率的伞形齿轮驱动附加轴。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种伞形齿轮驱动附加轴，其特点是：设有轴壳，轴壳的上部设有与机器人相接的连接法兰，轴壳的下部设有伞齿轮箱，轴壳内设有传动轴，传动轴的上端通过减速机与伺服电机相接，传动轴的下端与设在上述伞齿轮箱内的伞齿轮副相接，伞齿轮副包括与传动轴相接的输入伞齿轮及装在输出轴上的输出伞齿轮，上述的输出轴的外端通过摆臂与浇包连接。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在轴壳的外壁上固定有向下设置的探知棒。

本发明相当于机器人的第七轴，使得原六自由度机器人多了一个自由度形成七自由度机器人。该附加轴极大的拓展了机器人的工作灵活性和工作范围，使得设备能适应更为狭小的工作空间和更为苛刻的工作环境，附加轴一方面将机器人本体与高温高辐射的取液口隔离开，另一方面即使附加轴发生故障，因与机器人本体无直接关联，维修成本与难度均大幅度下降，加快了故障的排除速度和提高设备的开机率；同时附加轴伞形齿轮箱设计空间较合理给润滑和冷却提供了很好的空间。

与现有技术相比，其传动比稳定，传动效率高，效率为96%~99%，结构紧凑；降低故障频率和维修成本且维修方便快捷；针对不同注入量，不同注入速率具有实时调控功能；设计结构灵活的附加轴，可应用在结构复杂的浇铸中心位置，极大拓展机器人适应范围与工况；附加轴与机器人其余六轴有机结合，通过PROFIBUS从单元将原第六轴的定位末端移动到附加轴，实现附加轴连动功能。实现了浇注铸造过程的自动化，使浇注工人摆脱了以往高温、繁重和危险的手工操作劳动，并极大地提高了劳动生产率。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为图1的A向视图。

图3为伞齿轮箱结构图。

具体实施方式

一种伞形齿轮驱动附加轴，设有轴壳，轴壳的上部设有与机器人相接的连接法兰，轴壳的下部设有伞齿轮箱，轴壳内设有传动轴，传动轴的上端通过减速机与伺服电机相接，传动轴的下端与设在上述伞齿轮箱内的伞齿轮副相接，伞齿轮副包括与传动轴相接的输入伞齿轮及装在输出轴上的输出伞齿轮，上述的输出轴的外端通过摆臂与浇包连接。在轴壳的外壁上固定有向下设置的探知棒。

图中连接法兰1、伺服电机2、减速机3、伞齿轮箱4、浇包5、探知棒6、输出轴7、传动轴8、输入伞齿轮9、输出伞齿轮10、轴承11组成。伞形齿轮驱动附加轴通过连接法兰连接于机器人的第六轴上，伺服电机2输出的转矩通过伞形齿轮传动驱动浇包5，浇包5的浇注角速度通过PLC控制伺服电机2实现无级变速，从而实现定量，多速度浇注满足针对不同的模具改变浇注轨迹。

伞形齿轮驱动附加轴由连接法兰1与机器人第六轴连接，附加轴尾部置有伺服电机2、减速机3，转矩由伺服电机2产生经减速机3传递到传动轴8和输入伞齿轮9，转矩再经过输入伞齿轮9和输出伞齿轮10的传递实现转矩的90°转向并最终经伞齿轮输出轴7传递至浇包5，实现由伺服电机2到浇包5的转矩传递。通过控制伺服电机2的正反转来控制伞齿轮输出轴7的正反转，从而实现固定在伞齿轮输出轴7上浇包5的取液和浇铸。

机器人和伞形齿轮驱动附加轴的伺服电机2由一个机器人控制器控制。器人和伞形齿轮驱动附加轴的伺服电机2由一个机器人经现场总线由所述的机器人控制器控制。

此结构可以使浇包的浇注角速度通过PLC控制实现无级变速，从而实现定量，多速度浇注满足针对不同的模具改变浇注轨迹。附加轴采用伞形齿轮传动的特点是传动效率高、传动比稳定、工作可靠、结构紧凑、寿命长、维护简便、低噪音、承载能力大。轴类采用高强度设计、高悬重负荷能力；轴承：配备重负荷能力的圆锥滚子轴承；油封：双封唇片的油封、兼具防尘及防漏油的能力；润滑：适当的润滑油使用，可以发挥伞齿轮传动效率，并提高其运转的寿命。