一种新型并联浇注机器人制造技术

一种新型并联浇注机器人，包括基座（１）、旋转副（２）、转盘（３）、机体（７）和浇包（１４），其特征在于机体（７）包括：　－横臂（９），横臂（９）穿入摆动滑块（１３）并与摆动滑块（１３）滑动配合连接，横臂（９）的先端与浇包（１４）连接，其另一端通过缠绕于滑轮组的配重柔索（６）与配重（４）固接；　－由伺服电机驱动的第一卷筒（１０）和由伺服电机驱动的第二卷筒（５），第一卷筒（１０）和第二卷筒（５）设置于机体（７）内部，并通过上柔索（１１）、下柔索（１２）与横臂（９）铰链式连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全自动液态金属浇注技术，具体地说是一种新型并联浇注 机器人。
技术介绍
在现有的铸造行业，铸造车间中对重力铸造机进行液态金属浇注的工 作多数是由人工完成，浇注工作是重体力、高危险行业，有高温、高强度、高危险的行业特点；为了减轻人工的劳动压力，就要釆用机器人代替人工 操作，但由于操作环境的恶劣，对机器人的要求也很高，有企业釆用六自 由度关节机器人，经过专业的改进后使之完成浇注工作；这种六自由度机 器人必须是大负载、高刚性、超大工作范围的机器人。由于这些特殊要求， 能够用于浇注的六自由度关节机器人的价格非常昂贵，且都必须由国外进 口，目前，在国内经自主研发的价格适宜的浇注机器人还未见报道。
技术实现思路
为了解决现有国内浇注行业人工劳动强度大、危险性高，而从国外进 口六自由度关节机器人又价格昂贵的问题，本专利技术提出了 一种用于浇注的 新型并联浇注机器人。它克服了高温，高负载、超大工作范围等难点，在 铸造车间代替人工对重力铸造机进行液态金属浇注，实现铸造过程的自动本专利技术解决其技术问题所釆用的技术方案包括基座、旋转副、转盘、 机体和浇包，其特征在于机体包括-横臂，横臂穿入摆动滑块并与摆动滑块滑动配合连接，横臂的先端与 浇包连接，其另一端通过缠绕于滑轮组的配重柔索与配重固接；-由伺服电机驱动的第一卷简和由伺服电机驱动的第二卷简，第一卷简和第二卷简设置于机体内部，并通过上柔索、下柔索与横臂铰链式连接；横臂内设有控制浇包角度姿态的浇包摆动伺服电机和平行四边形四杆机构，浇包通过平行四边形四杆机构与浇包摆动伺服电机相连；所述浇包 在_45° 75°范围摆动；所述横臂、摆动滑块、第一卷筒、第二卷简、滑轮组和配重重心在同一个垂直平面内；可水平方向回转的机身通过转盘、旋转副与伺服电机连接；驱动第一卷简、第二巻简的伺服电机、浇包摆动伺服 机和驱动旋转副的伺服电机位于远离浇包的机器人主体位置，釆用耐温度为0TXT〈55。C的电机元器件。 本专利技术具有如下优点1. 本专利技术把有温度要求的伺服电机均设计在远离浇包温度较低的机器 人主体位置，并且选择的元器件温度允许值均在0。C〈T〈55。C;横臂和浇包 均为耐高温的金属结构件，克服了铸造场所高温、高粉尘的环境。2. 本专利技术横臂釆用并联运动机构，通过并联动力传动方式实现重载荷。3. 本专利技术釆用高刚度小重量的型材手臂结构，与普通的六自由度关节 机器人相比，有效的解决了超大作业范围问题。4. 本专利技术针对液态金属浇注的工艺特点，通过控制各自由度的伺服电 机，优化运动过程，减小系统惯性对工作精度的影响，有效的防止工作过 程中产生冲击，提高了工作效率、曾强了运动的稳定性。5. 本专利技术对液态金属的浇注进行精确的定量控制，通过伺服电机驱动 平行四边形四杆机构，使浇包摆角在-45。 75。范围内摆动，实现浇包的精确 定位。附图说明图1为本专利技术机构简图。 图2为图1中横臂机构简图。具体实施方式 实施例1如图1、 2所示，本专利技术包括基座1、旋转副2、转盘3、机身7和浇包 14;所述基座1上设有连有伺服电机的旋转副2,旋转副2经过转盘3与机 身7连接；所述机身7内包括配重4、由伺服电机驱动的第二卷简5、配重 柔索6、滑轮8、横臂9、由伺服电机驱动的第一卷简10、上柔索ll、下柔 索12、摆动滑块13;机身7釆用并联机构。所述横臂9穿入摆动滑块13 并与摆动滑块13滑动配合连接，横臂9的一端与浇包14连接，其另一端 通过缠绕于滑轮组(本实施例釆用三个定滑轮8)的配重柔索6与配重4固 接；第一卷简IO和第二卷简5设置于机身7内部，并通过上柔索ll、下柔 索12与横臂9铰链式连接；所述上柔索11 一端与横臂9固定，另一端卷 绕在第一卷筒10上，下柔索12—端与横臂9固定，另一端卷绕在第二巻 简5上，两个伺服电机通过柔索控制横臂9仰俯和伸缩，机身7釆用并联 运动机构，实现重载荷；横臂9内设有控制浇包14角度姿态的浇包摆动伺服电机15和平行四边形四杆机构16,浇包摆动伺服电机15通过平行四边形四杆机抅16控制浇包14摆动。所述机身7可水平方向回转，机身7通过转盘3和旋转副2转动，机 身7与转盘3为刚性连接，旋转副2设有伺服电机；所述横臂9、摆动滑块 13、第一卷筒IO、第二卷简5、滑轮组和配重4在同一个垂直平面内。根据浇铸机的定量要求，釆用容积法进行精确定量控制，浇包14手腕 摆动由浇包摆动伺服电机15驱动 一套平行四边形四杆机构16，使浇包手腕 在_45°~75°范围内摆动并精确定位，通过控制系统改变定量参数可以准确的改变定量值；根据铸造场所高温、高粉尘的环境特点，选择的电机元器件 (如驱动第一卷简10、第二卷简5的伺服电机、浇包摆动伺服电机15和驱 动旋转副2的伺服电机)温度允许值均在0°C<T<55°C,四个自由度的伺服 电机均设置在远离浇包温度较低的机器人主体位置。横臂9采用高刚度小重量的型材手臂结构，有效的解决了超大作业范 围问题。动作过程一台并联浇铸机器人可以负责6台重力铸造机的液态金属供给，并联 浇铸机器人将按照规划好的顺序依次完成浇注。机器人的一次浇注过程归纳为取液、送液、倒液、空返四个步奏，动 作过程为机器人的工作原点在取液坩锅的上方，接到浇注命令后开始取 液动作，横臂9由第一巻简10、第二卷简5共同驱动下向下倾斜同时在摆 动滑块13中向外滑动使浇包14下降；浇包14在下降的同时偏转，根据取 液的溶积要求，浇包摆动伺服电机15旋转确定角度通过平行四边形四杆机 构16使浇包14角度在0°~-45°范围内摆动一个确定角度后精确定位；横臂 9继续向下倾斜直到浇包14完全进入坩锅的液面下；横臂9提升直到浇包 14完全提出液面，浇包摆动伺服电机15驱动浇包14使之回复到初始状态 0。完成取液；第一卷简IO、第二卷简5共同驱动横臂9向上抬起同时在摆 动滑块13中回缩滑动来减小机身的转动贯量。横臂9静止后，机身7和转 盘3通过旋转副2转动开始送液，当旋转到全路径的3/4时，横臂9开始伸 出，机身7旋转到预定位置，横臂9同时将浇包14送到重力机上方完成送 液；倒液开始，浇包14角度在0。 75。范围内摆动，同时配合着横臂9的伸 缩、摆动将液态金属准确的倒入重力机浇口；完成倒液后，浇包14摆动回 到原点位置，横臂9回缩，机身7回转到坩锅上方完成空返即完成一次浇 注任务。本专利技术针对液态金属浇注的工艺特点，通过合理的规划工作时序，优 化运动过程，从而减小系统惯性对工作精度的影响，有效的防止工作过程 中产生冲击，既提高了工作效率又曾强了运动的稳定性。本专利技术工作过程如下配重4、第一卷筒10、第二卷简5、配重柔索6、 滑轮8、横臂9、上柔索ll、下柔索12和摆动滑块13组成了并联机构，第 一卷简IO和第二卷简5回转分别将上柔索ll和下柔索12卷绕在卷简上， 上柔索ll和下柔索12就拉动横臂9在摆动滑块13中向内侧滑动；相反第 一卷简10和第二卷简5反转分别将上柔索ll和下柔索12放出，横臂9在 摆动滑块13中向外侧滑动；通过控制第一卷简10和第二卷简5的转动方 向和角度，可以实现横臂9的俯仰和伸缩；配重4通过三个滑轮8拉住横 臂9，使横臂9在伸缩和升降的过程中保持平衡。浇包14在横臂9的一端连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型并联浇注机器人，包括基座（１）、旋转副（２）、转盘（３）、机体（７）和浇包（１４），其特征在于机体（７）包括：　－横臂（９），横臂（９）穿入摆动滑块（１３）并与摆动滑块（１３）滑动配合连接，横臂（９）的先端与浇包（１４）连接，其另一端通过缠绕于滑轮组的配重柔索（６）与配重（４）固接；　－由伺服电机驱动的第一卷筒（１０）和由伺服电机驱动的第二卷筒（５），第一卷筒（１０）和第二卷筒（５）设置于机体（７）内部，并通过上柔索（１１）、下柔索（１２）与横臂（９）铰链式连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明扬，杨瑞秋，高英美，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：89