专利名称：一种玻璃基片传输机器人的制作方法
技术领域：
本发明属于工业用机器人技术领域，涉及一种玻璃基片传输机器人，主要是 指在平板显示产业的不同加工模块间快速、平稳、洁净地传输玻璃基片的一种 传输机器人。
技术背景玻璃基片是平板显示产业的关键基础材料之一。随着平板显示产业技术的 不断变革，玻璃基片的尺寸和质量在不断增大，同时也对玻璃基片的自动化传 输设备提出了更高的要求。玻璃基片传输机器人是自动化传输设备的一种重要 形式，它能在平板显示产业的不同加工模块间快速、平稳、洁净传输大尺寸、 大质量的玻璃基片。这种传输机器人至少要具有三个自由度以实现玻璃基片在 空间中的传输，同时还应具有结构紧凑、运动平稳、洁净度高、定位精度高、 占地面积小、工作空间大等特点。在现有的技术中，对玻璃基片自动化传输设备，特别是对玻璃基片传输机器人的研究相对较少。专利名称为玻璃基片装载架传动机构，公开号为CN 1840492A，是仅有的玻璃基片自动化传输设备的相关专利，其特征是该专利针 对玻璃基片特殊的装载架而设计，有效的解决了掉片和炸片的问题，但由于该 专利需要太多的辅助设备辅助其工作，不能随工作环境改变而做出适当的调整， 缺少灵活性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有z向升降、e向旋转和R向直线伸 縮三个自由度的玻璃基片传输器人。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下本发明所述的一种玻璃基片传输机器人，包括升降机构、旋转机构、直线伸 縮机构和末端执行器。升降机构带动旋转机构、直线伸縮机构和末端执行器沿 机器人对称轴作Z向垂直升降运动。旋转机构带动直线伸縮机构和末端执行器绕机器人对称轴作e向旋转运动。直线伸縮机构带动末端执行器在水平面内作R 向直线伸、縮运动。z向、e向、R向三向运动相互独立，可单独或同时运动。 三向运动的共同作用可完成玻璃基片的快速、平稳、洁净传输。所述升降机构包括升降电机、同步齿型带轮减速机构、滚珠丝杠副、螺母座、 下筒、外筒、直线导轨副和滑块座。升降电机通过同步齿型带轮减速机构与滚珠丝杠相连；丝杠螺母通过螺母座与下筒相连。两根直线导轨称安装，起导向作用，导轨滑块通过滑块座与下筒相连，下筒与外筒用螺栓固联。所述旋转机构包括旋转电机、e向谐波减速器、e轴、e轴外筒、圆锥滚子 轴承和轴承盖。旋转电机安装在e轴外筒上，并通过e向谐波减速器与e轴相 连，e轴通过一对圆锥滚子轴承与e轴外筒相连，圆锥滚子轴承承受e轴的轴 向负载，并保持e轴旋转时的轴向稳定性，轴承盖与e轴外筒固联，为圆锥滚 子轴承的外圈定位。所述直线伸縮机构包括R向电机、R向谐波减速器、R轴、回转支架、固定 板、大臂和小臂。R向电机安装在回转支架上，并通过R向谐波减速器与R轴相 连，R轴通过固定板与在大臂相连，大臂通过一级行星轮系与小臂相连，小臂再 通过二级行星轮系与执行器体相连。直线伸縮机构设有气动管路和电气线路走 廊，分别与气路系统和控制系统相连。 所述末端执行器包括过渡板、放大器装置、执行器体、气路盖板、真空吸盘、 传感器线盖板、传感器、导杆和防撞块。放大器装置通过螺栓与执行器体和过 渡板相连，执行器体与气路盖板、真空吸盘组成气路系统，与传感器线盖板、 传感器组成传感器系统，防撞块通过导杆与执行器体相连，起防护作用。所述玻璃基片传输机器人内设有传感器，以控制机器人的旋转距离和升降高度。本发明的有益效果本发明所述的玻璃基片传输机器人具有三个自由度(z向、e向、R向)，各 自由度可单独或同时运动，扩大了机器人的工作空间；e向旋转运动和R向直 线伸縮运动均采用谐波减速器减速，提高了传动精度；机器人结构紧凑，提高 了空间利用率；末端执行器采用真空夹持技术，提高了玻璃基片的传输效率； 大臂、小臂、末端执行器均采用硬质铝合金作为加工材料，减少了手臂质量和 转动惯量，增大了机器人的有效负载，提高了机器人的运动平稳性，控制容易、 定位精度高且可在洁净度较高的环境中工作。
图1是本发明一种玻璃基片传输机器人外观图。图2 (a)是本发明一种玻璃基片传输机器人升降机构主视图。图2 (b)是本发明一种玻璃基片传输机器人升降机构左视图。图3是本发明一种玻璃基片传输机器人旋转机构剖视图。图4 (a)是本发明一种玻璃基片传输机器人直线伸縮机构主视图。图4 (b)是本发明一种玻璃基片传输机器人直线伸縮机构主视图。图1中，I升降机构，II旋转机构，III直线伸縮机构，IV末端执行器。图2中，1小带轮，2升降电机，3下筒，4外筒，5滚珠丝杠，6直线
导轨，7导轨滑块，8丝杠螺母，9螺母座，10滑块座，11同步齿型带，12大 带轮。图3中，13旋转电机，14 9向谐波减速器，15 e轴，16 e轴外筒，17圆 锥滚子轴承，18轴承盖，19 R向电机，20 R向谐波减速器，21 R轴，22回 转支架，23固定板。图4中，24大臂，25 —级行星轮系，26小臂，27 二级行星轮系，28放 大器装置，29过渡板，30气路盖板，31真空吸盘，32执行器体，33传感器 线盖板，34传感器，35导杆，36防撞块。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。如图1所示，本发明一种玻璃基片传输机器人包括升降机构I 、旋转机构II 、直线伸縮机构m和末端执行器iv。升降机构i带动旋转机构n、直线伸縮机构 in和末端执行器iv沿机器人对称轴作z向升降运动。旋转机构n带动直线伸縮 机构m和末端执行器iv绕机器人对称轴作e向旋转运动。直线伸縮机构m带动 末端执行器w在水平面内作r向直线伸、縮运动。下面详细介绍一下各运动的 工作原理升降运动升降电机2带动其上的小带轮i旋转，小带轮i经同步齿型带11驱动大带轮12旋转，大带轮12通过平键驱动滚珠丝杠5旋转，滚珠丝杠5 通过滚珠丝杠副将旋转运动转化为直线运动，由丝杠螺母8带动螺母座9、下筒 3、外筒4、旋转机构II、直线伸縮机构III和末端执行器IV作Z向升降运动。直 线导轨6起导向作用，防止升降机构I运动时发生偏斜。旋转运动旋转电机13经e向谐波减速器14减速后直接驱动e轴15旋转， 因6轴15与回转支架22固联，故e轴15直接带动直线伸縮机构ni和末端执行
器W整体旋转，完成e向旋转运动。e轴外筒16通过一对正装的圆锥滚子轴承 17与e轴15相连，既承受e轴15的轴向负载，又确保e轴is运动时的径向稳 定性。直线伸縮运动R向电机19经R向谐波减速器20减速后直接驱动R轴21 旋转，R轴21通过固定板23与大臂24相连，故R轴21旋转带动大臂24旋转， 大臂24经一级行星轮系25驱动小臂26旋转，小臂26经二级行星轮系27驱动 末端执行器IV运动。大臂24、小臂26的共同作用完成了末端执行器IV的直线伸 縮运动。
权利要求
1、一种玻璃基片传输机器人，包括实现Z向升降运动的升降机构(I)、实现θ向旋转运动的旋转机构(II)、实现R向直线伸缩运动的直线伸缩机构(III)和末端执行器(IV)，三向运动相互独立，实现单独或同时运动，其特征在于升降机构(I)包括升降电机(2)、同步齿型带轮减速机构(1、11、12)、滚珠丝杠副、下筒(3)、外筒(4)、直线导轨副、螺母座(9)和滑块座(10)；所述升降电机(2)通过同步齿型带轮减速机构(1、11、12)与滚珠丝杠(5)相连；丝杠螺母(8)通过螺母座(9)与下筒(3)相连；两根直线导轨(6)对称安装，导轨滑块(7)通过滑块座(10)与下筒(3)相连，下筒(3)与外筒(4)通过螺栓固联；旋转机构(II)包括旋转电机(13)、θ向谐波减速器(14)、θ轴(15)、θ轴外筒(16)、圆锥滚子轴承(17)和轴承盖(18)；所述旋转电机(13)安装在θ轴外筒(16)上，并通过θ向谐波减速器(14)与θ轴(15)相连，θ轴(15)通过一对正装的圆锥滚子轴承(17)与θ轴外筒(16)相连，轴承盖(18)与θ轴外筒(16)固联；直线伸缩机构(III)包括R向电机(19)、R向谐波减速器(20)、R轴(21)、回转支架(22)、固定板(23)、大臂(24)和小臂(26)；所述R向电机(19)安装在回转支架(22)上，并通过R向谐波减速器(20)与R轴(21)相连，R轴(21)通过固定板(23)与大臂(24)相连，大臂(24)通过一级行星轮系(25)与小臂(26)相连，小臂(26)再通过二级行星轮系(27)与执行器体(32)相连；末端执行器(IV)包括放大器装置(28)、过渡板(29)、气路盖板(30)、真空吸盘(31)、执行器体(32)、传感器线盖板(33)、传感器(34)、导杆(35)和防撞块(36)；所述放大器装置(28)通过螺栓与执行器体(32)和过渡板(29)相连，执行器体(32)与气路盖板(30)、真空吸盘(31)组成气路系统，与传感器线盖板(33)、传感器(34)组成传感器系统，防撞块(36)通过导杆(35)与执行器体(32)相连。
2、 如权利要求1所述的一种玻璃基片传输机器人，其特征在于升降机构 I 、旋转机构II和直线伸縮机构III内均设有气动管路和电气线路走廊。
3、 如权利要求1所述的一种玻璃基片传输机器人，其特征在于末端执行 器IV采用真空夹持技术夹持玻璃基片。
4、 如权利要求1所述的一种玻璃基片传输机器人，其特征在于直线伸縮机构III和末端执行器IV均采用硬质铝合金材料。
全文摘要
本发明属于工业用机器人技术领域，涉及一种玻璃基片传输机器人。其特征是包括升降机构I、旋转机构II、直线伸缩机构III和末端执行器IV，可实现Z向升降运动、θ向旋转运动和R向直线伸缩运动。三向运动相互独立，可实现单独或同时运动，其中θ向旋转运动和R向直线伸缩运动均采用谐波减速器减速，提高了定位精度。末端执行器IV采用真空夹持技术，提高了玻璃基片的传输效率。本发明的传输机器人结构紧凑、占地空间小、工作空间大、控制容易、运行平稳、运动惯量小、定位精度高，且可在洁净度较高的环境中工作。
文档编号B25J3/00GK101209551SQ20071015931
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年12月25日
发明者明 丛, 旭 于, 匡小春, 奚邦庆, 英 姜, 徐晓飞, 李亮生, 杨明生, 林远全, 穆从义, 邓志勇 申请人:大连理工大学;东莞宏威数码机械有限公司