一种切边机械手及其伺服控制系统的制作方法

1.本实用新型属于切边机领域，具体涉及一种切边机械手及其伺服控制系统。


背景技术：

2.切边机主要用于对各类铝、镁合金压铸制品的冲切及塑料、模塑制品的整切，用以去除工件的毛边及进行整形。
3.切边机在工作过程中，主要是通过控制驱动机构调整机械手的位置，并进行相应的作业。因此，如果驱动机构设计复杂、控制方式不可靠，就会导致机械手无法达到准确位置，并且会由于控制信号接受时的不稳定性导致机械手出现抖动现象，这些都会严重制约着加工效率和加工精度。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
5.本实用新型提供了一种切边机械手及其伺服控制系统，采用齿轮齿条的的机械传动结构保证设备运行的平稳性，同时根据其结构优化了其伺服控制系统，确保其各部件控制信号发送或接受时的稳定性和可靠性。
6.本实用新型公开了一种切边机械手，包括
7.支架；
8.横梁，垂直滑动设于支架上；
9.滑移座，水平滑动设于横梁上；
10.垂直驱动电机，设于滑移座上，且垂直驱动电机驱动端设有的齿轮与支架上设有的垂直齿条导轨相啮合；
11.水平驱动电机，设于滑移座上，且水平驱动电机驱动端设有的齿轮与横梁上设有的水平齿条导轨相啮合；
12.旋转轴，设于支架的下方，且旋转轴的上设有用于驱动旋转轴旋转的旋转机构和夹持结构。
13.在一些实施方式中，还包括
14.垂直导轨，设于支架上，且横梁通过垂直导轨滑移卡嵌于支架上；
15.水平导轨，设于横梁上，且滑移座通过水平导轨滑移卡嵌于横梁上。
16.在一些实施方式中，旋转机构包括
17.旋转齿轮，设有旋转轴上；
18.旋转电机，设有旋转轴的一侧，且旋转电机驱动端设有的齿轮与旋转齿轮相啮合。
19.在一些实施方式中，夹持结构包括
20.吸盘座，固定于旋转轴上；
21.吸盘，设于吸盘座上。
22.在一些实施方式中，垂直驱动电机驱动端设有的齿轮和水平驱动电机驱动端设有的齿轮均为斜齿轮。
23.本实用新型还公开了一种切边机械手伺服控制系统，包括如上述任意一项所述的切边机械手和控制系统；
24.控制系统包括安装于电控柜上的触摸屏、plc、交换机、垂直伺服驱动器、水平伺服驱动器；
25.触摸屏和plc均通过交换机与垂直伺服驱动器和水平伺服驱动器相连接；
26.垂直伺服驱动器和水平伺服驱动器分别与垂直驱动电机和水平驱动电机相连接。
27.在一些实施方式中，还包括
28.垂直接近开关，安装于支架上并位于横梁垂直方向运动的上下极限位置处；
29.水平接近开关，安装于横梁上并位于滑移座水平方向运动的左右极限位置处；
30.翻转接近开关，安装于旋转轴处，用于控制旋转轴的翻转情况。
31.在一些实施方式中，交换机为tp-link以太网五口交换机；plc为三菱fxu型plc；垂直接近开关、水平接近开关和翻转接近开关均采用欧姆龙eb接近开关。
32.在一些实施方式中，垂直伺服驱动器和水平伺服驱动器均为三菱mr-je-c伺服驱动器；垂直驱动电机为三菱hg-knb升降带抱闸伺服电动机；水平驱动电机为三菱hg-kn进退伺服电动机。
33.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
34.1、设备整体采用齿轮齿条结构进行驱动，设备结构简单传动可靠，并同时将水平驱动电机和垂直驱动电机集成到滑移座上，优化了结构布局。
35.2、结合切边的机械工艺步骤，物料通过夹持结构进行拿取，并通过旋转机构对物料进行翻转，在通过水平驱动电机和垂直驱动电机的协同下，控制滑移座运动，以实现安装于滑移座上的机械手满足不同方位的作业需求。
36.3、plc与伺服驱动器采用以太网通信方式，数据传输速率更快、更加稳定，真正实现了伺服控制的稳、准、快。
附图说明
37.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
38.图1为本实用新型的结构示意图。
39.图2为本实用新型垂直驱动电机和水平驱动电机的安装立体结构示意图。
40.图3为本实用新型控制系统的结构示意图。
41.附图说明：支架1、横梁2、垂直导轨3、垂直齿条导轨4、水平导轨5、水平齿条导轨6、滑移座7、垂直驱动电机8、水平驱动电机9、旋转轴10、旋转电机11、旋转齿轮12、吸盘座13、吸盘14、垂直接近开关15、水平接近开关16、翻转接近开关17、电控柜18、触摸屏19、plc20、交换机21、垂直伺服驱动器22、水平伺服驱动器23。
具体实施方式
42.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本实用新型应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本实用新型公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本实用新型揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本实用新型公开的内容不充分。
44.在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
45.如图1和图2所示，一种切边机械手，包括支架1、横梁2、滑移座7、垂直驱动电机8、水平驱动电机9、旋转轴10，其中，横梁2垂直滑动设于支架1上；滑移座7水平滑动设于横梁2上；垂直驱动电机8设于滑移座7上，且垂直驱动电机8驱动端设有的齿轮与支架1上设有的垂直齿条导轨4相啮合；水平驱动电机9设于滑移座7上，且水平驱动电机9驱动端设有的齿轮与横梁2上设有的水平齿条导轨6相啮合；旋转轴10设于支架1的下方，且旋转轴10的上设有用于驱动旋转轴10旋转的旋转机构和夹持结构。
46.垂直驱动电机8驱动端设有的齿轮通过和垂直齿条导轨4相啮合，从而实现了整个横梁2的上下移动，从而满足安装于滑移座7上的机械手进行垂直方向上距离的调整。当调整完垂直方向上的距离后，垂直驱动电机8停止，水平驱动电机9运转，从而通过水平驱动电机9驱动端设有的齿轮与水平齿条导轨6，实现滑移座7在横梁2上的水平位移，满足安装于滑移座7上的机械手进行水平方向上距离的调整。旋转轴10上设有的夹持机构用于夹持或吸取物料，然后通过旋转机构带动使得物料进行翻转，以完成相应作业。
47.如图2所示，在一些实施例中，还包括垂直导轨3和水平导轨5；垂直导轨3设于支架1上，且横梁2通过垂直导轨3滑移卡嵌于支架1上；水平导轨5设于横梁2上，且滑移座7通过水平导轨5滑移卡嵌于横梁2上。通过导轨的方式提高移动时的稳定性和可靠性。
48.如图1所示，在一些实施例中，旋转机构包括旋转齿轮12和旋转电机11；旋转齿轮12设有旋转轴10上；旋转电机11设有旋转轴10的一侧，且旋转电机11驱动端设有的齿轮与旋转齿轮12相啮合。相对于其他的皮带旋转驱动，采用齿轮齿条的驱动旋转方式，可以实现点动控制，提高旋转精度。
49.如图1所示，在一些实施例中，夹持结构包括吸盘座13和吸盘14，吸盘座13固定于旋转轴10上；吸盘14设于吸盘座13上。利用吸盘14的方式对物料进行拿取，也可采用相应的夹持设备。
50.在一些实施例中，垂直驱动电机8驱动端设有的齿轮和水平驱动电机9驱动端设有
的齿轮均为斜齿轮。斜齿轮采用硬齿面，具有运转平稳，承载能力大，速度变化范围大，结构紧凑，安装方便等特点。
51.如图3所示，一种切边机械手伺服控制系统，包括如上述中任意一项所述的切边机械手和控制系统；控制系统包括安装于电控柜18上的触摸屏19、plc20、交换机21、垂直伺服驱动器22、水平伺服驱动器23；触摸屏19和plc20均通过交换机21与垂直伺服驱动器22和水平伺服驱动器23相连接；垂直伺服驱动器22和水平伺服驱动器23分别与垂直驱动电机8和水平驱动电机9相连接。
52.通过交换机进行数据交互，数据传输速率更快、传输更加稳定。并可以实现在位置，速度，转矩三种控制模式下进行自由切换，实现了手动、自动控制的高效、稳定运转。
53.如图1所示，在一些实施例中，还包括垂直接近开关15、水平接近开关16和翻转接近开关17；垂直接近开关15安装于支架1上并位于横梁2垂直方向运动的上下极限位置处；水平接近开关16安装于横梁2上并位于滑移座7水平方向运动的左右极限位置处；翻转接近开关17安装于旋转轴10处，用于控制旋转轴10的翻转情况。
54.在一些实施例中，交换机21为tp-link以太网五口交换机；plc20为三菱fx5u型plc；垂直接近开关15、水平接近开关16和翻转接近开关17均采用欧姆龙e2b接近开关。垂直伺服驱动器22和水平伺服驱动器23均为三菱mr-je-70c伺服驱动器；垂直驱动电机8为三菱hg-knb升降带抱闸伺服电动机；水平驱动电机9为三菱hg-kn进退伺服电动机。优选了相关结构配件，确保控制系统信号接受的稳定性和设备控制的可靠性。
55.其工作原理为：
56.通过触摸屏19向plc发出控制信号，采用以太网通信方式，将数据更快更稳定的输送给垂直伺服驱动器22和水平伺服驱动器23，用于控制垂直驱动电机8和水平驱动电机9的转速和停启。从而满足安装于滑移座7上的机械手进行垂直和水平方向上距离的调整。吸盘14用于对物料进行拿取或放下，并通过旋转机构带动物料翻转，以便完成相应作业。垂直接近开关15、水平接近开关16和翻转接近开关17实施将相关信号进行反馈，以便人员进行操控。
57.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。