一種三自由度澆鑄機器人制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及澆鑄鑄造業(yè)，具體是一種批量生產(chǎn)的汽車、摩托車或空氣壓縮機活塞鑄造用三自由度澆鑄裝置。它由基座、立柱、底座、腰部回轉(zhuǎn)軸、擺動臂和澆鑄手組成，其特征在于：其中基座之上立柱通過帶電纜的底座與腰部回轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)動臂一端安裝于腰部回轉(zhuǎn)軸的軸架上，另一端連接于澆鑄手。它具有耐高溫作業(yè)，遠距離精密傳動，工作空間大，運行平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性好，精度高等優(yōu)點。（*該技術(shù)在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及澆鑄鑄造業(yè)，具體是一種批量生產(chǎn)的汽車、摩托車或空氣壓縮機活塞鑄造用三自由度澆鑄裝置。在現(xiàn)有技術(shù)中，鑄造業(yè)工作環(huán)境惡劣，自動化程度處于較底水平，如活塞鑄造等工作作業(yè)環(huán)境溫度高達40℃以上，勞動強度極大。現(xiàn)存澆鑄用機器人一般有兩類，第一種采用鏈條傳動或凸輪傳動純機械機構(gòu)方式，由于受機構(gòu)限制，使其在運動范圍及對鑄件澆鑄條件變化等情況的適應(yīng)能力不能滿足要求；第二種經(jīng)過通用型機器人附加加長桿等方法進行改造而成，但該形式存在三點明顯不足A.通用垂直關(guān)節(jié)機器人加加長桿方式，受機器人路徑規(guī)化限制，存在較大工作姿態(tài)死區(qū)，特別是難以滿足澆鑄鑄造全面自動化的需求；B.采用加長桿方式時，由于對末端澆勺回轉(zhuǎn)的傳動只能采用凸輪或鏈條傳動，使?jié)采谆剞D(zhuǎn)角較小，回轉(zhuǎn)角速度非線性等，遠不能適應(yīng)澆鑄作業(yè)中，澆勺取液、稱量及澆鑄等動作時的特定運動角度及速度要求，難以保證鑄造要求及鑄件質(zhì)量；C.通用機器人改造方法，其機器人必需選用六自由度及較大型機器人(工作負荷100kg左右)，因此成本過高，對機器人本身具有的其他優(yōu)點和特長又是一個液費。為了克服上述不足，本專利技術(shù)的目的是提供一種耐高溫作業(yè)，遠距離精密傳動，工作空間大，運行平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性好，精度高的三自由度澆鑄機器人。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是由基座、立柱、底座、腰部回轉(zhuǎn)軸、擺動臂和澆鑄手組成，其中基座之上立柱通過帶電纜的底座與腰部回轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)動臂一端安裝于腰部回轉(zhuǎn)軸的軸架上，另一端連接于澆鑄手；所述腰部回轉(zhuǎn)軸由電機A和軸架組成，其中電機A通過其上的減速器輸出軸與軸架軸承連接，所述軸架固定在底座上，其形狀為一帶有兩個分離的不同高度凸臺的圓形座；所速擺動臂由肩關(guān)節(jié)、傳動機構(gòu)、帶有平衡缸的大臂、帶有傳感器的小臂、肘關(guān)節(jié)和拉桿組成，其中位于軸架上的肩關(guān)節(jié)與大臂固連，拉桿一端鉸連于軸架的一個較高的凸臺上，另一端鉸連于小臂一端；所述平衡缸一端安裝于大臂上方，其另一端與軸架上的另一個較低的凸臺鉸連，來自肩關(guān)節(jié)的大臂的另一端通過肘關(guān)節(jié)鉸連于小臂上半部，所述小臂末端與澆鑄手固連；由齒輪、齒條組成的傳動機構(gòu)置于空心大小臂之中，其大臂內(nèi)的齒條的一端與肩關(guān)節(jié)嚙合，另一端通過肘關(guān)節(jié)上的一個齒輪嚙合，小臂中的齒條安裝于肘關(guān)節(jié)另一個齒輪和澆鑄手之間；所述澆鑄手由兩個齒輪構(gòu)成的齒輪組、澆勺回轉(zhuǎn)軸、澆勺和澆鑄手箱體組成，其中來自小臂中的齒條嚙合于澆鑄手箱體里齒輪組中的一個齒輪，與其嚙合的另一個齒輪嚙合于澆勺回轉(zhuǎn)軸，兩個澆勺固連于所述澆勺回轉(zhuǎn)軸兩端，所述小臂上固定安裝的傳感器位于兩個所述澆勺之間；所述傳動機構(gòu)為平行四邊形，由拉桿、大臂構(gòu)成兩個水平對邊，另外兩個平行對邊分別為所述肘關(guān)節(jié)和小臂端頭之間部分及所述電機C所在的軸架上的凸臺；所述肩關(guān)節(jié)由電機B、電機C組成，其中電機B與電機C同軸安裝于大臂一端的兩側(cè)，所述電機B通過其上的減速器輸出軸與大臂固連，電機C通過減速器輸出軸與齒條嚙合；所述肘關(guān)節(jié)為連接大臂和小臂的一個小軸，其兩端分別帶有齒輪；所述齒條的中段為鋼管相接。本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點1.采用齒輪齒條傳動方式，達到耐高溫作業(yè)，遠距離精密傳動，較大的工作空間，基本免維護。2.采用全數(shù)字式交流伺服控制技術(shù)，并配合高剛性高精度減速機，至使機器人運行平穩(wěn)靈活。3.三自由度結(jié)構(gòu)方式設(shè)計，使用最少自由度同時完全滿足澆鑄鑄造作業(yè)的需求，簡化機器人機械結(jié)構(gòu)，提高可靠性，同時機器人臂采用薄臂型鋼結(jié)構(gòu)，降低了成本。4.末端齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計，使?jié)采拙哂凶銐虻墓ぷ骰剞D(zhuǎn)角，另外采用了消除間隙結(jié)構(gòu)，澆勺回轉(zhuǎn)準(zhǔn)確，提高澆鑄液體稱量精度。下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)特點和工作原理做進一步詳細說明。附圖說明圖1為本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1俯視圖。如圖1、圖2所示，本專利技術(shù)由基座、立柱、底座、腰部回轉(zhuǎn)軸、擺動臂和澆鑄手組成，其特征在于其中基座1之上立柱2通過帶電纜3的底座4與腰部回轉(zhuǎn)軸5連接，轉(zhuǎn)動臂一端安裝于腰部回轉(zhuǎn)軸5的軸架52上，另一端連接于澆鑄手12，立柱2是用于機器人安裝和提供合適工作高度的，改變立柱2及擺動臂長度即可以改變本技術(shù)工作空間，適應(yīng)不同型號的澆鑄機；所述腰部回轉(zhuǎn)軸5由電機A51和軸架52組成，其中電機A51通過其上的減速器輸出軸與軸架52軸承連接，所述軸架52固定在底座4上，其形狀為一帶有兩個分離的不同高度凸臺521、522的圓形座，本專利技術(shù)采用交流伺服電機與高剛性、高精度回轉(zhuǎn)矢量減速機直聯(lián)結(jié)構(gòu)，并采用交叉滾子回轉(zhuǎn)軸承支承；所述擺動臂由肩關(guān)節(jié)6、傳動機構(gòu)、帶有平衡缸7的大臂8、帶有傳感器13的小臂11、肘關(guān)節(jié)10和拉桿9組成，其中位于軸架52上的肩關(guān)節(jié)6與大臂8固連，拉桿9一端鉸連于軸架52的一個較高的凸臺521上，另一端鉸連于小臂11一端；所述平衡缸7一端安裝于大臂8上方，其另一端與軸架52上的另一個較低的凸臺522鉸連，來自肩關(guān)節(jié)6的大臂8的另一端通過肘關(guān)節(jié)10鉸連于小臂11上半部，所述小臂11末端與澆鑄手12固連；由齒輪、齒條組成的傳動機構(gòu)置于空心大小臂之中，其大臂8內(nèi)的齒條81的一端與肩關(guān)節(jié)6嚙合，另一端通過肘關(guān)節(jié)10上的一個齒輪嚙合，小臂11中的齒條111安裝于肘關(guān)節(jié)10另一個齒輪和澆鑄手12之間；所述澆鑄手12由兩個齒輪構(gòu)成的齒輪組121、澆勺回轉(zhuǎn)軸122、澆勺123和澆鑄手箱體124組成，其中來自小臂11中的齒條111嚙合于澆鑄手箱體124里齒輪組121中的一個齒輪，與其嚙合的另一個齒輪嚙合于澆勺回轉(zhuǎn)軸122，兩個澆勺123固連于所述澆勺回轉(zhuǎn)軸122兩端，所述小臂11上固定安裝的傳感器13位于兩個所述澆勺124之間；所述傳動機構(gòu)為平行四邊形，由拉桿9、大臂8構(gòu)成兩個水平對邊，另外兩個平行對邊分別為所述肘關(guān)節(jié)10和小臂11端頭之間部分及所述電機C62所在的軸架52上的凸臺521，在大臂8的仰俯運動中，小臂11始終保持特定的姿態(tài)，使本專利技術(shù)在澆鑄工作中保持澆勺123姿態(tài)恒定，鑄造金屬液體不會外溢；所述肩關(guān)節(jié)6由電機B61、電機C62組成，其中電機B61與電機C62同軸安裝于大臂8一端的兩側(cè)，所述電機B61通過其上的減速器輸出軸與大臂8固連，電機C62通過減速器輸出軸與齒條81嚙合；所述肘關(guān)節(jié)10為連接大臂8和小臂11的一個小軸，其兩端分別帶有齒輪；所述齒條81、111的中段為鋼管相接。本專利技術(shù)作業(yè)過程如下接獲澆鑄指令，大臂8下俯，澆勺123取液，稱量，大臂8抬起，待澆鑄，大臂8抬起，腰部回轉(zhuǎn)軸5回轉(zhuǎn)到達澆鑄機上方；大臂8下降，停止后澆勺123回轉(zhuǎn)澆鑄，澆鑄完畢，接原路返回。權(quán)利要求1.一種三自由度澆鑄機器人，由基座、立柱、底座、腰部回轉(zhuǎn)軸、擺動臂和澆鑄手組成，其特征在于其中基座(1)之上立柱(2)通過帶電纜(3)的底座(4)與腰部回轉(zhuǎn)軸(5)連接，轉(zhuǎn)動臂一端安裝于腰部回轉(zhuǎn)軸(5)的軸架(52)上，另一端連接于澆鑄手(12)。2.按照權(quán)利要求1所述三自由度澆鑄機器人，其特征在于所述腰部回轉(zhuǎn)軸(5)由電機A(51)和軸架(52)組成，其中電機A(51)通過其上的減速器輸出軸與軸架(52)軸承連接，所述軸架(52)固定在底座(4)上，其形狀為一帶有兩個分離的不同高度凸臺(521、522)的圓形座。3.按照權(quán)利要求1所述三自由度澆鑄機器人，其特征在于所述擺動臂由肩關(guān)節(jié)(6)、傳動機構(gòu)、帶有本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種三自由度澆鑄機器人，由基座、立柱、底座、腰部回轉(zhuǎn)軸、擺動臂和澆鑄手組成，其特征在于：其中基座（１）之上立柱（２）通過帶電纜（３）的底座（４）與腰部回轉(zhuǎn)軸（５）連接，轉(zhuǎn)動臂一端安裝于腰部回轉(zhuǎn)軸（５）的軸架（５２）上，另一端連接于澆鑄手（１２）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：齊曉東，黃勇，杜鵬，徐方，惠龍，
申請(專利權(quán))人：沈陽新松機器人自動化股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：89[中國|沈陽]