[实用新型]一种五轴数控机械手臂

摘要

本实用新型公开了一种五轴数控机械手臂，其特征在于，其包括一机械手臂本体，在该机械手臂本体上设有X轴手臂、Y轴手臂和Z轴手臂，分别在X轴、Y轴和Z轴上，通过伺服电机带动平移工作，在机械手臂本体上分别设有控制装置和机械手臂运行反馈装置，并通过CAN控制总线彼此连接，在所述Z轴手臂末端，设有一B、C轴运动机构，该B、C轴运动机构，通过伺服电机带动在B轴上旋转180°，在C轴上旋转360°；在所述控制装置包括依次连接的中央控制模块、数据运算模块、记忆存储模块和信号处理模块。

主权项

一种五轴数控机械手臂，其特征在于，其包括一机械手臂本体，在该机械手臂本体上设有X轴手臂、Y轴手臂和Z轴手臂，分别在X轴、Y轴和Z轴上，通过伺服电机带动平移工作，在机械手臂本体上分别设有控制装置和机械手臂运行反馈装置，并通过CAN控制总线彼此连接，在所述Z轴手臂末端，设有一B、C轴运动机构，该B、C轴运动机构，通过伺服电机带动在B轴上旋转180°，在C轴上旋转360°；在所述控制装置包括依次连接的中央控制模块、数据运算模块、记忆存储模块和信号处理模块；其中所述中央控制模块和数据运算模块，通过SCI通信模块连接；在所述记忆存储模块中存有机械手臂运动最佳位置坐标；在所述中央控制模块中，嵌有控制算法公式： θ L ( δ ) = K m ( K p + δ K v ) θτ ( δ ) - n R m D ( δ ) δ 2 R m J off + δ ( R m f off + K m K b + K m K v ) + K m K p 其中：δ为拉普拉斯算子，Rm为伺服电机电阻，θL为负载轴的角位移，θτ为指令角位移，Joff有效惯性矩，foff有效粘滞摩擦系数，n齿数比，Km为力矩比常数，Kb为比例常数，Kp为位置反馈增益，Kv为误差微分反馈增益，D为扰动力矩；在所述数据运算模块中，嵌有高精度、高效数据运算算法，增量型PID算法，对数据进行预处理，逆运动学方程，对机械手臂的运动轨迹进行数学建模，三次多项式插值算法、空间直线插补算法和空间圆弧插补算法，对机械手臂实时运动轨迹进行计算，得出计算结果；所得计算结果，通过SCI通信模块传输至中央控制模块，中央控制模块通过调用记忆存储模块中预先设定的最佳坐标，与计算结果数值对比，对机械手臂的运动进行实时调整控制。