[发明专利]一种多轨迹电子凸轮取置机械手及其控制方法

权利要求书

1.一种多轨迹电子凸轮取置机械手，其特征在于，包括传动装置，传动装置包括第一电机(2)，第一电机(2)的输出轴与花键轴(4)连接，花键轴(4)外套有旋转件(15)，旋转件(15)一端和主轴(16)一端固定连接，主轴(16)另一端固定有机械手手臂(7)，主轴(16)上固定有球面肩轴(12)，球面肩轴(12)与直动圆柱滚轴(5)啮合，直动圆柱滚轴(5)通过丝杠(17)与第二电机(11)的输出轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种多轨迹电子凸轮取置机械手，其特征在于，还包括控制系统，控制系统包括计算机、运动控制器、伺服驱动器和增量型编码器，计算机与两个运动控制器连接，两个运动控制器分别与两个伺服驱动器连接，两个伺服驱动器分别与两个增量型编码器连接，两个伺服驱动器分别与第一电机(2)和第二电机(11)连接，两个编码器分别与第一电机(2)和第二电机(11)连接。

3.根据权利要求2所述的一种多轨迹电子凸轮取置机械手，其特征在于，运动控制器输入/输出模块连接口通过信号连接器与伺服驱动器输入/输出端子连接，完成控制命令的传输；伺服驱动器通过编码器连接器与增量型编码器连接，实现与编码器的控制通讯；增量型编码器与电机连接，实现电机的运转状态反馈。

4.根据权利要求1所述的一种多轨迹电子凸轮取置机械手，其特征在于，第一电机(2)的输出轴通过减速装置与花键轴(4)连接。

5.根据权利要求4所述的一种多轨迹电子凸轮取置机械手，其特征在于，减速装置为带传动。

6.根据权利要求1所述的一种多轨迹电子凸轮取置机械手，其特征在于，还包括机架(1)，第一电机(2)和第二电机(11)均固定在机架(1)上。

7.根据权利要求1所述的一种多轨迹电子凸轮取置机械手，其特征在于，花键轴(4)、旋转件(15)、主轴(16)和球面肩轴(12)外设有保护罩(12)。

8.一种基于权利要求1所述的多轨迹电子凸轮取置机械手的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据需求规划运动轨迹，将目标运动轨迹根据时间分解为旋转运动和升降运动，同时选择不同的凸轮运动规律；

步骤2、将单独的运动规律与控制完成此运动的电机需要接收的脉冲之间的关系进行换算，计算出不同时刻需要输出的脉冲数，计算公式为：其中，Q为所需的脉冲数；M:伺服电机已知分辨率；q:伺服驱动器电子齿轮比；P为丝杠螺距；N为丝杠线数；i:减速器减速比；S_cam为不同凸轮运动规律中不同阶段的从动件位移；

步骤3、根据步骤2计算得到的脉冲数，对第一电机(2)和第二电机(11)进行脉冲发射，使第一电机(2)和第二电机(11)动作，通过第一电机(2)带动取置机械手花键轴转动，使取置机械手完成转位动作；通过第二电机(11)和丝杠(17)带动取置机械手直动圆柱滚轴配合球面轴肩直动，取置机械手完成水平/升降动作。

9.根据权利要求1所述的一种多轨迹电子凸轮取置机械手控制方法，其特征在于，步骤3中，通过控制系统控制第一电机(2)和第二电机(11)的动作，控制系统包括计算机、运动控制器、伺服驱动器和增量型编码器，具体包括以下步骤：

步骤3.1、编写第一电机(2)和第二电机(11)不同时刻输出脉冲的程序；

步骤3.2、将编制的程序下载至运动控制器；

步骤3.3、运动控制器输入/输出模块连接口与伺服驱动器输入/输出端子连接，完成控制命令的传输，形成两组曲线脉冲指令；伺服驱动器通过编码器连接器与增量型编码器连接，实现与编码器的控制通讯；伺服驱动器连接PC端，实现软件操作；同时接通主回路电源，控制回路电源；通过电机连接线，将伺服驱动器与伺服电机连接，实现电机的控制；

步骤3.4、设定驱动器的功能参数，包括驱动器位置模式，电子齿轮比，驱动器状态显示以及模拟输出监控；

步骤3.5、运行运动控制器及伺服驱动器，使第一电机(2)和第二电机(11)接收各自的曲线脉冲指令，并根据曲线脉冲指令动作。

10.根据权利要求9所述的一种多轨迹电子凸轮取置机械手控制方法，其特征在于，步骤3.5进行过程中，编码器按照第一电机(2)和第二电机(11)转过的角位移或者直线位移检测电机的当前状态，同时将取置机械手是否达到指定位置的状态信息反馈给运动控制器，运动控制器根据编写的程序，调整电子凸轮曲线的输出。