[实用新型]一种主从式喷塑机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，特别是一种用单片机控制步进电机带动手臂运动完成喷塑任务的主从式喷塑机器人。

背景技术

当前喷塑工艺一般由人工完成，喷塑环境极其恶劣，操作工人容易吸入化学粉末，极大的影响了工人的生命安全。机器人自动喷塑既准确又安全无毒，喷塑质量好且质量稳定，避免了人工喷塑时造成的急性或慢性中毒，因而越来越受到企业的青睐。但现有的喷涂机器人主要针对喷漆设计，忽略了喷漆和喷塑的不同，且价格较高，结构复杂，操作复杂，通用性较差，多为专用型的机器人。

发明内容

针对目前喷塑行业工人受污染严重，工作效率低的特点，本实用新型提供了一款主从式喷塑机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种主从式喷塑机器人，由X方向横移轨组件，直流电机，Z方向升降轨组件，横臂，步进电机，手腕部分，夹持部分组成，机械部分采用直角坐标式机械手，横臂与手腕部分用轴连接，齿轮配合传递运动，手腕部分与夹持部分均用轴连接，齿轮配合传递运动，导轨组件部分采用丝杠螺母传递运动，手腕部分采用步进电机驱动。

手腕部分由横臂，步进电机，步进电机，手腕，夹持部分，喷枪，手指，电磁铁，紧定螺钉组成；横臂和手腕间用轴、轴承连接，手腕上固定有齿轮，步进电机通过齿轮啮合传动，将转动传递给手腕；手腕与夹持部分间通过轴、轴承连接，步进电机通过齿轮传动，将转动传递给夹持部分；电磁铁通过螺钉固定在夹持部分上。

主从式喷塑机器人由主机和从机两部分组成，主机采集操作人员的信号发送给从机，从机主要是根据主机发来的控制指令完成对工件的抓取、提升、旋转以及喷塑等动作。从机机械部分采用直角坐标式机械手，X、Y、Z坐标方向分别可以前后、左右、上下运动，运动直观。手腕关节有多个自由度，可以实现X、Y、Z平面的旋转。此机械手在X、Y、Z轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此很容易通过计算机控制实现。机身部分采用丝杠螺母传递运动，滚珠丝杠能够保证高精度要求，具有可以实现高速进给、刚度好等明显优点。手腕部分采用步进电机驱动，定位准确，可在180度范围内任意仰俯，可以完成多个角度的喷涂，且步进电机容易与单片机连接，停止时可以保持转矩。由于此处步进电机用于带动喷枪和手腕的旋转，喷枪重量一般为几百克，手腕也很薄，喷枪距步进电机的距离仅为200mm，所以扭矩很小，选取57BYG060-05型步进电机即可。控制部分核心采用两片MCS-51单片机双机通讯实现主从机的信号传递。手腕部分采用角位移传感器WYT250T对手腕旋转的角度进行反馈，形成闭环控制系统。

该实用新型的有益效果是：机身部分采用丝杠螺母传递运动，滚珠丝杠能够保证高精度要求，具有可以实现高速进给、刚度好等明显优点。手腕部分采用步进电机驱动，定位准确，可在180度范围内任意仰俯，可以完成多个角度的喷涂，且步进电机容易与单片机连接，停止时可以保持转矩。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的手腕部分的结构示意图；

图3为本实用新型的控制系统工作原理图；

图4为本实用新型的主机控制程序框图；

图5为本实用新型的主机控制程序框图。

其中，1、X方向横移轨组件，2、直流电机，3、Z方向升降轨组件，4、横臂，5、步进电机，6、步进电机，7、手腕部分，8、夹持部分，9、喷枪，10、手指，11、电磁铁，12、紧定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

如附图1所示，X方向横移轨组件1，直流电机2，Z方向升降轨组件3，横臂4，步进电机5，步进电机6，手腕部分7，夹持部分8。该机器人可以固定在一移动小车上，移动小车可以实现机器人本体沿墙面方向的水平运动。由于被喷塑工件是吊挂在工作线上向前运动，机械手在此方向上的自由度可以省略，在工件死角部位有夹持手辅助喷塑，所以机械手只需四个自由度就可以实现对工件的任意位置的喷塑。X方向横移轨组件1和Z方向升降轨组件3通过直流电机2驱动可实现横臂4在X、Z方向前后、上下移动。手腕部分6和横臂4由步进电机5驱动可以实现左右摆动，手腕部分7和夹持部分8由步进电机6驱动，可以实现俯仰摆动。