[发明专利]一种多轨迹电子凸轮取置机械手及其控制方法

说明书

本发明公开了一种多轨迹电子凸轮取置机械手及其控制方法，取置机械手包括传动装置和控制系统，传动装置实现机械手的运动，控制系统负责控制转动装置的运动轨迹，机械手的控制方法通过并联伺服电机接收控制系统提供的不同凸轮曲线的脉冲驱动，同时配合并联机械结构来实现取置机械手的控制。通过将凸轮取置机械手中的机械凸轮使用伺服控制系统和伺服控制系统配合丝杠形式的电子凸轮代替，使得机械结构中不存在机械凸轮，克服了难加工，易磨损等机械凸轮的缺点。

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种多轨迹电子凸轮取置机械手及其控制方法。

背景技术

在自动化生产线或物流输送线中，工件抓取和放置等往复动作较为常见，由于凸轮式取置机械手具有结构简单紧凑，动作可靠性高，灵活性强等优点，因此被广泛应用。凸轮式取置机械手装置是以不同机械凸轮作为驱动机构进行机械传动的能够实现预期抓取目标的一种纯机械式机械手装置。

市场上已有的此类装置通常采用设计两组凸轮机构通过同一输出轴根据生产需求配合安装，以此驱动机械手从动件完成不同路径的抓取，放置动作。其中一组凸轮机构控制机械手的升降运动，另一组则控制机械手的转位运动，通过两者的配合实现机械手单独的提升或者转位，以及复合运动。虽然此类凸轮机械手装置可以实现物料的抓取和放置动作，但是，此类装置通过两组机械凸轮进行传动，结构设计中的凸轮机构存在不易加工、易干涉磨损、难维护等不足；同时凸轮机构输出运动轨迹唯一，当机械手运动轨迹需要改变时需要重新按照一定的相位安装凸轮，甚至必须重新设计凸轮且机械手输出动作缺乏柔性。

鉴于以上传统凸轮式取置机械手的缺陷及电子凸轮技术的发展，有必要提出一种多轨迹电子凸轮取置机械手装置及其控制方法以使得凸轮式机械手得到改进和发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种多轨迹电子凸轮取置机械手及其控制方法，使得凸轮式机械手装置中实体凸轮被代替但凸轮功能可以被实现，以解决凸轮式机械手现有的缺陷和不足。

为达到上述目的，本发明所述一种多轨迹电子凸轮取置机械手包括传动装置，传动装置包括第一电机，第一电机的输出轴与花键轴连接，花键轴外套有旋转件，旋转件一端和主轴一端固定连接，主轴另一端固定有机械手手臂，主轴上固定有球面肩轴，球面肩轴与直动圆柱滚轴啮合，直动圆柱滚轴通过丝杠与第二电机的输出轴连接。

进一步的，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和第二电机连接，两个编码器分别与第一电机和第二电机连接。

进一步的，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。

进一步的，第一电机的输出轴通过减速装置与花键轴连接。

进一步的，减速装置为带传动。

进一步的，还包括机架，第一电机和第二电机均固定在机架上。

进一步的，花键轴、旋转件、主轴和球面肩轴外设有保护罩。

一种多轨迹电子凸轮取置机械手的控制方法，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；