[发明专利]一种基于多轴联动的自动化控制方法及多轴控制装置

说明书

技术领域

    本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于多轴联动的自动化控制方法，更涉及一种实现该方法的多轴控制装置。

背景技术

关节机器人，也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一。适合用于诸多工业领域的机械自动化作业，比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作。机器人关节是机器人的基础部件，其性能的好坏直接影响机器人的性能。根据机器人关节的功能特点，驱动方式，应用场合和主要结构都需要详细的分类；随着数字伺服技术等电子技术的发展，机器人关节也在不断发展。机器人关节呈现出大力矩、高精度、反应灵敏、小型化，机电一体化，模块化等趋势，以适应机器人技术发展的需要。

由于关节式机械手是一种适用于靠近机体操作的传动形式。它像人手一样有肘关节，可实现多个自由度，动作比较灵活，适于在狭窄空间工作。关节式机械手有大臂与小臂摆动，以及肘关节和肩关节的运动。具有上肢结构，可实现近似人手操作的机能，需要研制最合适的结构。传统的关节式机械手的传动机构采用齿轮式、齿条式和摆动式。其传动机构采用哪种形式，主要根据工件的轻重来决定。若按摆动式扭矩来设计，则油缸将加大，而装载油缸的机架也将随之加大。特别是靠近关节式前端关节部分的重量对肩部影响很大。传动机构在承受负荷的同时必须承受自重，因此，传动效率低。如需要大的转动角，则宜采用摆动油缸。

然而，无论上述机械臂如何实现工作，传统的机械臂都无法摆脱大量辅助件来配合实施运动模式，造成机械臂的装配结构非常复杂，尤其是大量零配件的使用，更是造成极大的成本浪费，在运转过程中的精度控制也非常困难，直接影响工作效率，很难在较宽的使用环境中得到推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多轴联动的自动化控制方法，通过多轴机械臂的结构改进，简化结构本身，利用内置电机及运动节点的减速机直接实现运转，无需多种辅助部件来支持运转，不仅有效节约了成本，而且减速机的使用直接提高了运转精度，完全避免了不必要的使用误差，减少资源的浪费，使得自动化加工技术在多个领域得到合理化应用，本发明还提供一种实现该方法的多轴控制装置。 

为有效解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种基于多轴联动的自动化控制方法，该方法包括以下步骤：

（1）设置多轴联动的机械臂，该机械臂为多轴运转的关节式机械臂，通过内置多组驱动电机及安置在每个运动节点的减速机实现动作；

（2）所述机械臂关节处运动节点与所述驱动电机通过多组控制电路及转换电路控制连接；

（3）所述机械臂底部设置旋转轴为第一运动关节带动连接关节臂旋转式运转；

（4）所述机械臂中间设置多级运动关节，实现多组运动节点的动向运转；

（5）所述机械臂上部连接头任意搭配真空吸盘或夹具实现吸附或夹取功能。

特别的，所述步骤（1）还包括以下步骤：

所述机械臂外接多轴控制装置，该控制装置内置控制系统，所述控制系统包括主板及与之相连的驱动装置、人机控制界面、控制单元及执行机构，所述驱动装置由驱动马达及主轴驱动器组成。

特别的，其特征在于，所述步骤（2）还包括以下步骤：

所述控制线路及转换线路设置在所述机械臂外部或直接内部走线实现隐藏式走线模式。

特别的，所述步骤（3）还包括以下步骤：

所述旋转轴连接一驱动电机，且该驱动电机内置在所述机械臂底部的关节臂中，所述驱动电机直接与所述旋转轴运动节点的减速机直接驱动连接，通过所述减速机实现机械臂旋转式运动模式。

特别的，所述步骤（4）还包括以下步骤：

所述机械臂中间关节臂内分别连接驱动电机，且该驱动电机内置在所述机械臂中间的关节臂中，所述驱动电机直接与所述运动节点的减速机直接驱动连接，通过所述减速机实现机械臂可调式运动模式。

一种实现上述方法的多轴控制装置，包括一结构主体，该结构主体由相互连接的机械臂组成，所述机械臂包括中间的运动臂及两端的底座与连接头，所述机械臂、底座及连接头分别设有运动连接的减速机及与之驱动连接的驱动电机，所述驱动电机设置在所述机械臂内。

    特别的，所述底座为实现旋转运动的旋转支撑座。

特别的，所述连接头设有连接体，所述连接体直接连接真空吸盘或夹具等夹取装置实现吸附或夹取。