[发明专利]一种用于SCARA圆柱副关节的回零装置及其方法

权利要求书

1.一种用于SCARA圆柱副关节的回零装置，该SCARA圆柱副关节包括第二连杆(9)及其丝杆(10)和花键套(6)；丝杆(10)穿过花键套(6)，花键套(6)通过轴承安装在第二连杆(9)上；丝杆(10)由伺服电机驱动，伺服电机的运行由控制器控制；其特征在于：

该回零装置包括第一接近式传感器(1)、第二接近式传感器(2)、传感器安装架(3)、转动关节感应螺钉(4)、紧定型固定环(5)、开口型固定环(7)、末端执行器(8)；

所述紧定型固定环(5)套设固定在花键套(6)上，转动关节感应螺钉(4)安装在紧定型固定环(5)上；

所述传感器安装架(3)的上端部固定安装在第二连杆(9)的底面；第一接近式传感器(1)和第二接近式传感器(2)自上而下安装在传感器安装架(3)的中部；传感器安装架(3)的下端部为一90°的折弯平面，在折弯平面上开设有第一定位销孔(31)；

所述末端执行器(8)和开口型固定环(7)依次安装在丝杆(10)的下端部，其中末端执行器(8)安装在丝杆(10)下端部的顶端；该末端执行器(8)上开设有第二定位销孔(81)；

所述第一接近式传感器(1)、第二接近式传感器(2)连接控制器。

2.根据权利要求1所述用于SCARA圆柱副关节的回零装置，其特征在于：所述开口型固定环(7)为磁性开口型固定环。

3.根据权利要求1所述用于SCARA圆柱副关节的回零装置，其特征在于：所述控制器为运动控制卡。

4.权利要求1至3中任一项所述用于SCARA圆柱副关节的回零装置的运行方法，其特征在于包括如下步骤：

SCARA机器人装配完成后，进行自身零位初标定；

回零开始时，各关节按预定方向运动，直到接近式传感器检测目标附近感应信号，伺服电机以指定减速度减速停止；再反向低速转动，直到接近式传感器再次检测到接近信号变化时，伺服电机减速停止；并再次反向转动，直到检测到编码器标志位信号，伺服电机停止，并记录下此时编码器数值；建立接近式传感器信号与编码器位置之间的关系；

再建立机械零位与编码器位置的关系；驱动各关节到零位附近后，伺服电机伺服断电，伺服电机的制动器打开，使各关节处于自由状态，编码器还在始终记录当前位置；手动微调末端执行器(8)的位置，直到销钉能够穿过两相对的第一定位销孔(31)和第二定位销孔(81)时，记录下此时编码器的数值；

将机械零位编码器的位置与检测到传感器信号时编码器的位置之间的差值，记为机械零位与接近信号位置偏移；SCARA机器人自动回零时，各关节首先寻找接近式传感器信号后，再反向转动过位置偏移的数值，各关节即到达机械零位。

5.根据权利要求4所述用于SCARA圆柱副关节的回零装置运行方法，其特征在于：所述各关节是指转动关节、移动关节。

6.根据权利要求4所述用于SCARA圆柱副关节的回零装置运行方法，其特征在于：SCARA机器人转动关节先回零后，移动关节再回零；

SCARA机器人，是指带增量式编码器电机的SCARA机器人，每次开机时各关节电机寻找到传感器信号，再反向移动偏移位置即到达机械零位。

7.根据权利要求6所述用于SCARA圆柱副关节的回零装置运行方法，其特征在于：

转动关节回零的具体步骤：

当花键套(6)旋转到机械零位附近时，转动关节感应螺钉(4)进入第一接近式传感器(1)检测范围，则第一接近式传感器(1)接收到信号，记录信号编码器位置；末端执行器(8)上的第二定位销孔(81)与传感器安装架(3)上的第一定位销孔(31)对齐，用销钉能同时穿过第二定位销孔(81)和第一定位销孔(31)时为转动关节机械零位，记录机械零位编码器位置；编码器记录的两位置的差值为偏移位置并储存于储存器中；SCARA机器人，每次开机时电机寻找到第一接近式传感器(1)信号，再反向旋转偏移角度即到达机械零位；

移动关节回零的具体步骤：

当丝杆(10)移动到机械零位附近时，开口型固定环(7)进入第二接近式传感器(2)检测范围，则第二接近式传感器(2)接收到信号，记录信号编码器位置；开口型固定环(7)上端面与花键套(6)下端面接触时，为移动关节机械零位，记录机械零位编码器位置；编码器记录的两位置的差值为偏移位置并存储在储存器中；SCARA机器人，每次开机时电机寻找到第二接近式传感器(2)信号，再反向移动偏移位置即到达机械零位。