一种冲压行业用四轴机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种冲压行业用四轴机器人。

背景技术：

在冲压行业内机器人被用来替代人工进行搬运、上下料、协同加工等工作。

现有冲压行业四轴机器人在生产装配过程中，为了标准化装配工艺和提高末端负载能力，现有伺服电机和减速机组合均按照优先安装于上一级机构上以减小下一级自重、从而提升末端负载能力的原则，其装配均按照电机减速机组合安装于上一级机构，通过减速机输出法兰连接于下一级机构的做法较为保守，理论上是实现减轻了下一级机构的自重，一定程度上提升了末端负载能力，但在实际应用中，其结构无法按照实际情况布局，结构冗长，另一方面又降低了末端的负载能力；另外，各轴均通过同一种方式安装电机减速机组合——即电机减速机组合安装于上一级机构，减速机输出法兰连接于下一级机构，使得该电机减速机组合方式的缺点扩大，加工精度达不到先进水平；除此之外，现有腕部姿态保持机构均无法实现调节功能，在长期使用后或遭受碰撞，达不到水平标准，使用寿命及设备维护繁琐。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种冲压行业用四轴机器人，其具备结构紧凑、加工精度高、负载能力强的优点，本实用新型的冲压行业用四轴机器人伺服电机、RV减速机组合根据实际装配需求，灵活调整，根据装配条件确定RV减速机输出轴连接于上一级机构或下一级机构，且伺服电机、RV减速机组合通过两种方式安装于机器人，优势互补，有效提高工作精度的同时使得设备整体结构更为紧凑，另外，也可根据实际需要灵活调整腕部姿态，且在长期使用过后或遭受碰撞导致姿态改变仍可进行调整，设备维护方便，性能可靠。

为了解决现有技术中冲压行业四轴机器人结构不合理、加工精度低、维护困难的技术问题，本实用新型公开的一种冲压行业用四轴机器人，包括固定座、转座、大臂、小臂、腕部，所述固定座、转座、大臂、小臂、腕部顺序相连，固定座和转座通过第一轴伺服电机、第一轴RV减速机的组合相连接，且第一轴RV减速机输出轴固定于固定座，第一轴RV减速机本体固定于转座；转座和大臂通过第二轴伺服电机、第二轴RV减速机的组合相连接，且第二轴RV减速机输出轴固定于大臂，第二轴RV减速机本体固定于转座；大臂和小臂通过第三轴伺服电机、第三轴RV减速机的组合相连接，且第三轴RV减速机输出轴固定于大臂，第三轴RV减速机本体固定于小臂；还包括第四轴伺服电机、第四轴RV减速机组合，第四轴伺服电机、第四轴RV减速机组合安装于腕部，且第四轴RV减速机输出轴连接腕部输出法兰，第四轴RV减速机本体固定于腕部。

进一步的，本实用新型提供的冲压行业用四轴机器人，其中，还包括腕部姿态保持机构，该腕部姿态保持机构设置于腕部，和/或，该腕部姿态保持机构设置于腕部、第三轴以及转座。

进一步的，本实用新型提供的冲压行业用四轴机器人，其中，腕部姿态保持机构包括下平衡杆、三脚架以及上平衡杆，三脚架设置于第三轴，下平衡杆一端通过第一支架连接于转座，下平衡杆的另一端连接于三脚架，上平衡杆一端通过第二支架连接于腕部，上平衡杆的另一端连接于三脚架；下平衡杆和大臂组成大臂平行四边形结构，上平衡杆和小臂组成小臂平行四边形结构。

进一步的，本实用新型提供的冲压行业用四轴机器人，其中，还包括姿态微调装置，该姿态微调装置设置于第一支架，用以调节下平衡杆和第一支架的连接点位置、从而调整腕部在空间上所处的姿态。

进一步的，本实用新型提供的冲压行业用四轴机器人，其中，姿态微调装置为步进电机、齿轮齿条组或螺杆结构三者中的至少一种。

进一步的，本实用新型提供的冲压行业用四轴机器人，其中，还包括微调控制系统，该微调控制系统包括控制中心和腕部姿态检测模块，腕部姿态检测模块和控制中心电连接，用以检测腕部在空间所处姿态从而控制姿态微调装置调整腕部在空间上所处的姿态。

本实用新型冲压行业用四轴机器人与现有技术相比具有以下优点：本实用新型的冲压行业用四轴机器人伺服电机、RV减速机组合根据实际装配需求，灵活调整，根据装配条件确定RV减速机输出轴连接于上一级机构或下一级机构，且伺服电机、RV减速机组合通过两种方式安装于机器人，优势互补，有效提高工作精度的同时使得设备整体结构更为紧凑，另外，也可根据实际需要灵活调整腕部姿态，且在长期使用过后或遭受碰撞导致姿态改变仍可进行调整，设备维护方便，性能可靠。

附图说明

图1为本实用新型冲压行业用四轴机器人一种方位结构示意图；

图2为本实用新型冲压行业用四轴机器人另一种方位结构示意图；

图3为本实用新型冲压行业用四轴机器人第一轴装配结构简图；

图4为本实用新型冲压行业用四轴机器人第二轴装配结构简图；

图5为本实用新型冲压行业用四轴机器人第三轴装配结构简图；

图6为本实用新型冲压行业用四轴机器人第四轴装配结构简图；

图7为本实用新型冲压行业用四轴机器人微调控制系统框图。

其中：1、固定座；2、转座；3、大臂；4、小臂；5、腕部；6、第一轴伺服电机；7、第一轴RV减速机；8、第二轴伺服电机；9、第二轴RV减速机；10、第三轴伺服电机；11、第三轴RV减速机；12、第四轴伺服电机；13、第四轴RV减速机；14、下平衡杆；15、三脚架；16、上平衡杆；17、第一支架；18、第二支架；19、姿态微调装置；20、控制中心；21、腕部姿态检测模块。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型技术方案作进一步详细说明：

如图1和图2所示，本实用新型公开的一种冲压行业用四轴机器人，包括固定座1、转座2、大臂3、小臂4、腕部5，该固定座1、转座2、大臂3、小臂4、腕部5顺序相连；如图3所示，固定座1和转座2通过第一轴伺服电机6、第一轴RV减速机7的组合相连接，且第一轴RV减速机7的输出轴固定于固定座1，第一轴RV减速机7的本体固定于转座2；如图4所示，转座2和大臂3通过第二轴伺服电机8、第二轴RV减速机9的组合相连接，且第二轴RV减速机9的输出轴固定于大臂3，第二轴RV减速机9的本体固定于转座2(和图3所示安装方位相反)；如图5所示，大臂3和小臂4通过第三轴伺服电机10、第三轴RV减速机11的组合相连接，且第三轴RV减速机11的输出轴固定于大臂3，第三轴RV减速机11的本体固定于小臂4(和图4所示安装方向相反)；如图6所示，还包括第四轴伺服电机12、第四轴RV减速机13组合，第四轴伺服电机12、第四轴RV减速机13组合安装于腕部5，且第四轴RV减速机13的输出轴连接腕部5的输出法兰，第四轴RV减速机13的本体固定于腕部5(和图5所示安装方向相反)。

以上实施例所带来的优点在于：伺服电机、RV减速机组合根据实际装配需求，灵活调整，根据装配条件确定RV减速机输出轴连接于上一级机构还是下一级机构，确保整体设备结构更为紧凑的同时使得末端负载能力增强；另外，伺服电机、RV减速机组合通过两种方式安装于机器人，优势互补，有效提高工作精度。

需要强调的是：上述的上一级机构和下一级机构是按照固定座1、转座2、大臂3、小臂4、腕部5顺序排列的，即固定座1为转座2的上一级机构，转座2为固定座1的下一级机构，其他以此类推。

同时，本实用新型提供的冲压行业用四轴机器人，其中，还包括腕部姿态保持机构，该腕部姿态保持机构设置于腕部5，和/或，该腕部姿态保持机构设置于腕部5、第三轴以及转座2。

具体的，腕部姿态保持机构包括下平衡杆14、三脚架15以及上平衡杆16，三脚架15设置于第三轴，下平衡杆14一端通过第一支架17连接于转座2，下平衡杆14的另一端连接于三脚架15，上平衡杆16一端通过第二支架18连接于腕部5，上平衡杆16的另一端连接于三脚架15；下平衡杆14和大臂3组成大臂平行四边形结构，上平衡杆16和小臂4组成小臂平行四边形结构。

以上实施例所带来的优点在于：不管转座2、大臂3以及小臂4在空间上为何种姿态，腕部5在腕部姿态保持机构的作用下始终保持设定的姿态，性能稳定，其原理在于，第一支架17和第二轴均设置在转座2上，下平衡杆14和第一支架17的连接点与第二轴的连线在空间上的角度确定不变，由于下平衡杆14和大臂3之间组成了大臂平行四边形结构，因此通过下平衡杆14和第一支架17刚性连接的三脚架15在空间上的角度就确定不变，最终由于上平衡杆16和小臂4之间组成的小臂平行四边形结构，也因此通过上平衡杆16和三脚架15刚性连接的第二支架18在空间上的角度不变，所以能够可靠确保腕部5空间姿态保持不变。

作为进一步优化方案，本实用新型提供的冲压行业用四轴机器人，还包括姿态微调装置19，该姿态微调装置19设置于第一支架17，用以调节下平衡杆14和第一支架17的连接点位置、从而调整腕部5在空间上所处的姿态。

具体的，姿态微调装置19为步进电机、齿轮齿条组或螺杆结构三者中的至少一种。

以上具体实施方式带来的好处在于，可根据实际需要灵活调整腕部5的姿态，且在长期使用过后或遭受碰撞导致腕部5姿态不合生产需求时仍可进行调整，设备维护方便，性能可靠。

作为进一步优化方案，为了提高自动化程度，如图7所示，本实用新型提供的冲压行业用四轴机器人，还包括微调控制系统，该微调控制系统包括控制中心20和腕部姿态检测模块21，腕部姿态检测模块21和控制中心20电连接，用以检测腕部5在空间所处姿态从而控制姿态微调装置19调整腕部5在空间上所处的姿态。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。