[发明专利]一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种六轴机械手，尤指一种小型高精度的一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法。

背景技术

从前，中国工业自动化发展速度虽然很快，但是在工业生产中普及的范围并不是随处可行的，在生产中许多工作都是由人来完成的或者由人机合作完成，人工完成的质量和水平参差不齐，这就造成了工业生产发展中的瓶颈，这也是造成国内工业水平较低的重要原因。为提高工业化水平，国内最近几年大力发展工业机器人技术，并且取得了一系列的技术成果，比如采用机械手自动生产、搬运的工业应用领域，但目前国内的机械手都普遍存在结构过于复杂、传动效率低下、控制不稳定的缺陷，同时其对于推广教学的应用就更狭隘，使机械手在工业生产中功能比较单一，既不能高效应用，也不能广泛推广，既造成了产品不能批量生产、生产成本增加，也造成了国内技术人员对机器自动技术了解甚少，不利于国内工业水平的提高与工业生产的发展。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在公开一种六轴机械手，尤指一种小型高精度的一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具备示教作用的六轴机械手，主要由机械连接或电性连接的动力部分、控制部分和驱动部分组成，其特征在于，所述六轴机械手高度设置为1.5m或1.5m以内，其动力部分主要包括六轴运动机构和末端执行机构，其中六轴运动机构由连贯相接的自转回旋机构、两个左右摇摆机构、关节俯仰摆动机构、横向转动机构、末端俯仰摆动机构组成；自转回旋机构为设置在底部并带动所述六轴机械手整体回旋的第一轴运动机构，两个左右摇摆机构相互对向设置并从底部安装在自转回旋机构之上，分别作为第二、三轴运动机构，关节俯仰摆动机构安装在两左右摇摆机构顶部形成第四轴运动机构，同时两个左右摇摆机构与关节俯仰摆动机构之间并联连接有导杆连杆机构，横向转动机构、末端俯仰摆动机构分别为第五轴运动机构、第六轴运动机构，并在关节俯仰摆动机构末端依次衔接；

末端执行机构安装在末端俯仰摆动机构的运动输出端，主要包括安装架、探测器和执行部件，执行部件包括一端邻接并切换执行的焊锡枪、涂胶枪、喷漆枪、搬运夹具和取放夹抓，安装架成型为对执行部件进行定位或转换定位的方形框架式腔体结构，腔体顶壁开设中通孔，末端俯仰摆动机构的运动输出端从腔体顶壁外贯穿中通孔后连接任一执行部件，同时腔体内部安装有固定轴与转换轴，固定轴设置为腔体内壁的纵横固定梁，多段转换轴一端通过驱动控制的运动件活动垂直连接在固定轴上，另一端轴套并独立连接单个执行部件，以分别控制各个执行部件沿固定轴定位或转换定位时切换连接至末端俯仰摆动机构处，其中焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪连接至末端俯仰摆动机构时二者之间还通过传动力夹臂传动连接；

所述的驱动部分为分别驱动六轴运动机构与末端执行机构运动的驱动机构，六轴运动机构均通过同步带减速机与步进电机结合驱动；末端执行机构的驱动机构主要由减速马达、位移传感器、伺服电机组成，轴向驱动连接在执行部件与末端俯仰摆动机构之间；

所述的控制部分主要包括通过终端控制箱实时操控的功能转换系统和执行控制系统，功能转换系统和执行控制系统通过模块定义输出进行启动控制、功能转换和实时调控。

所述的自转回旋机构主要包括移动底座、固定基座、旋转基轴、第一轴法兰和第一轴驱动安装座，固定基座为中通圆环柱状，轴向固定安装在移动底座的上表面，旋转基轴轴套连接在固定基座内；第一轴驱动安装座为中通的板块状结构，包括成型为一体的圆环板块和从圆环边缘延伸的突出端板块，第一轴驱动安装座的圆环板块轴套安装在旋转基轴外，突出端板块上安装第一轴步进电机与第一轴同步带减速机，并通过同步带驱动连接旋转基轴；第一轴法兰为圆盘状结构，轴向连接在旋转基轴之上，其上表面固装有一对对向支撑竖板，通过第一轴法兰输出回旋动力；移动底座设置在水平面上，底部安装有移动皮带轮和移动限位柱，实时转移位置或固定定位。

所述的两个左右摇摆机构主体结构相同，分别连接在第一轴法兰的一对支撑竖板上，其中，第二轴运动机构的左右摇摆机构主要由摇摆大臂、第二轴法兰、旋转中轴组成，摇摆大臂为首端宽末端逐渐变窄的长臂状，旋转中轴贯穿支撑竖板然后与摇摆大臂首端、第二轴法兰轴套安装在支撑竖板的一侧，支撑竖板的另一侧为与旋转中轴驱动连接的第二轴步进电机，第二轴步进电机驱动旋转中轴旋转并由第二轴法兰输出动力以带动摇摆大臂摇摆；第三轴运动机构的左右摇摆机构与第二轴运动机构对向设置，两机构的摇摆大臂之间安装有桥接两大臂的横向加强筋。