关节式串联码垛机器人的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
[0002]本实用新型涉及自动码垛机技术领域，具体的是一种关节式串联码垛机器人。
[0003]【背景技术】:
[0004]码垛机器人体积小，动作灵活，可以满足包装行业多种需求。目前加工企业的码垛方式主要有人工搬运、手推车推送、人工码垛及插车运输、皮带输送机辅助输送码垛、桥式码垛机码垛、高底位自动码垛机码垛、机器人码垛及插车输送等。机器人码垛能耗小，占地少，针对不同的货物只需改变码垛机器人的机械手即可，码垛机器人能适应不同工况。工业机器人技术在国外起步较早，第一次将机器人技术应用于码垛作业的是在20世纪70年代，由日本提出的。码垛机器人市场主要分为欧系和日系。欧系码垛机器人以ABB和KUKA为代表，日系码垛机器人以FANUC和YASKAWA为代表。ABB公司是全球领先的工业机器人供应商，在码垛作业方面，有着全套先进的机器人解决方案。1974年，ABB设计研发了全世界第一台全电控式、微处理器控制的工业机器人IRB6。我国工业机器人技术研究与应用开始于上世纪70年代，自主研发的码垛机器人主要结构形式有直角坐标式和关节式。上海交通大学与上海沃迪科技有限公司研发了 TPR系列码垛机器人。TPR系列机器人具有独特的线性四连杆机构，利用工控机、运动控制卡、PLC和HMI实现机器人的控制，并且可以通过HMI人机交互，核心算法由工控机完成，控制软件在Visual Stud1平台上编写，实现码垛机器人生产能力达到1600包/小时。沈阳新松机器人自动化公司是我国工业机器人的产业化基地，我国第一台工业机器人样机，就是在该公司研发与制造成功的。在机器人技术方面，新松机器人优化了机器人控制、操作机设计、工程应用和机器人作业等关键技术难题，解决了高精度插补、机器人语言、多轴协调和传感器控制等技术，研发了具有我国自主版权的机器人控制器，其应用涵盖搬运、焊接、冲压、喷涂以及机加工等领域。
[0005]随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，使得机器人在码垛、涂胶、点焊、弧焊、喷涂、搬运、测量等行业有着相当广泛的应用。有很多个原因，包括包装的种类、工厂环境和客户需求等将码垛变成包装工厂里的主要难题。为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在发展改进，包括从机械手到操纵它的软件。而且近年来劳动力成本快速增加，生产事故经常发生，码垛机器人不仅可以解决这些问题，而且码垛机器人可以连续高效的工作，减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。
[0006]【实用新型内容】:
[0007]本实用新型提供一种高速、自动、连续、准确的码垛机器人机构，满足货物码垛的要求。本关节式串联码垛机器人包括底座部分、腰部、大臂及大臂转动关节、小臂及小臂转动关节、小臂连接杆和前臂及其转动部分、腕部、姿态保持杆和一些附件。
[0008]本实用新型采用的技术方案为:
[0009]关节式串联码垛机器人，包括底座部分、腰部、大臂及大臂转动关节、小臂及小臂转动关节、小臂连接杆和前臂及其转动部分、腕部、姿态保持杆和一些附件，其特征在于:
[0010]所述的底座部分由底座、电器盖板、行星减速器、穿线孔、底座原点定位孔组成；所述的底座部分的结构是:所述的电器盖板用紧定螺钉固定在底座上；所述的行星减速器的内圈用螺钉固定在底座上；所述的穿线孔穿过行星减速器并用紧定螺钉将其一端固定在行星减速器上；
[0011]所述的腰部由腰部座、腰部支架、伺服电机、小齿轮、小齿轮挡圈、深沟球轴承、密封圈、底座撞块、底座原点组成；所述的腰部的结构是:所述的腰部座固接在所述的行星减速器上；所述的腰部座上的轴承座与上文所述的穿线孔的另一端通过轴承配合在一起，并用密封圈密封；所述的伺服电机安装在腰部座上，所述的伺服电机的轴与所述的齿轮通过键连接，并用挡圈和紧定螺钉将齿轮固定在电机轴上，此电机轴上的齿轮与所述的行星减速器构成齿轮副，从而带动腰部座的转动；所述的腰部支架固接在腰部座上，随腰部座的转动而转动；所述的底座撞块用螺钉固定在所述的腰部座的外部，所述的底座原点用螺钉固定在腰部座的外部底座撞块的对面；
[0012]所述的大臂及大臂转动关节由伺服电机、电机座、密封挡圈、密封圈、谐波减速器、大臂法兰、大臂、固定轴、轴承、轴端挡圈组成；所述的大臂及其转动部分的结构是:所述的伺服电机安装所述的电机座上；所述的电机座固接在所述的腰部支架上；所述的伺服电机的轴与所述的谐波减速器采用键连接，并用密封挡圈和密封圈密封；所述的谐波减速器一面安装在腰部支架上，另一面与所述的法兰固接；所述的法兰与所述的大臂固接，从而伺服电机可以通过所述的谐波减速器、大臂法兰驱动大臂转动；所述的固定轴用螺钉固定在所述的大臂法兰上，所述的固定轴上安装有两个轴承，并用紧定螺钉加轴端挡圈固定；
[0013]所述的小臂及小臂转动关节由伺服电机、电机座、密封挡圈、密封圈、谐波减速器、小臂法兰、小臂、空心轴组成；所述的小臂及其转动部分的结构是:机构与上述的大臂及其转动部分的结构相似；所述的伺服电机安装在所述的电机座上；所述的电机座固接在所述的腰部支架上；所述的伺服电机的轴与所述的谐波减速器采用键连接，并用密封挡圈和密封圈密封；所述的谐波减速器一面安装在腰部支架上，另一面与所述的小臂法兰固接；所述的小臂法兰与所述的小臂固接，从而伺服电机可以通过所述的谐波减速器、小臂法兰驱动小臂转动；所述的空心轴用紧定螺钉固定在所述的小臂上，并通过轴承与所述的固定轴形成转动副。
[0014]所述的小臂连接杆和前臂及其转动部分由小臂连接杆、前臂、小臂与小臂连接杆转动关节、小臂连接杆与前臂转动关节、前臂与大臂转动关节、前臂与腕部转动关节组成；所述的小臂连接杆一端与小臂连接，一端与前臂连接，两端均为转动副；所述的前臂的中部与大臂的一端连接，前臂的一端与腕部连接，均为转动副连接；所述的小臂与小臂连接杆转动关节由短轴、密封圈、轴承、短轴套、轴承端盖、长轴套、轴端挡圈组成；所述的小臂与小臂连杆转动关节的结构是:所述的短轴穿过小臂和小臂连接杆通过两个轴承将小臂和小臂连接杆连接起来，通过所述的短轴套、长轴套和轴间进行轴承的定位；短轴的一端用紧定螺钉固定在小臂上，另一端通过紧定螺钉加轴端挡圈进行定位，轴端挡圈安装在小臂中；所述的密封圈安装在关节的两侧，将关节内部与外部隔离；所述的小臂连接杆与前臂转动关节由短轴、密封圈、轴承、短轴套、轴承端盖、长轴套、轴端挡圈组成；所述的的小臂连接杆与前臂转动关节的结构与所述的小臂与小臂连接杆转动关节结构相同；所述的前臂与大臂转动关节由长轴、密封罩、毡圈油封、短轴套、圆螺母、圆螺母止动垫圈、圆锥滚子轴承、肘座、密封圈、长轴套组成；所述的前臂与大臂转动关节的结构是:所述的长轴分别穿过前臂和大臂上的座孔，通过一对所述的圆锥滚子轴承将前臂与大臂连接；所述的轴承通过所述的圆螺母和所述的肘座上的凸台定位；所述的圆螺母配有圆螺母止动垫圈；所述的肘座安装在大臂孔座中；所述的密封罩由螺钉将其与所述的肘座一起固定在大臂上，所述的密封罩装有毡圈油封；所述的密封圈套在所述的短轴套上安装在大臂孔座的一侧；所