理论教育 后驱SCARA结构优化设计

后驱SCARA结构优化设计

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:后驱SCARA机器人的摆臂结构紧凑、体积小、质量轻、动作迅捷,特别适合于上部作业空间受限制的3C行业电子元器件平面装配、搬运和焊接等作业。

后驱SCARA结构优化设计

图3-51 后驱SCARA机器人的外观

1.结构特点

后驱SCARA机器人的摆臂驱动电机都安装在机身上,机器人的外观如图3-51所示。

后驱SCARA机器人的摆臂结构紧凑、体积小、质量轻、动作迅捷,特别适合于上部作业空间受限制的3C行业电子元器件平面装配、搬运和焊接等作业。

SCARA机器人属于轻量级机器人,为了尽可能缩小摆臂体积和厚度,机器人一般需要采用同步带传动,同步带布置于摆臂的内部。此外,摆臂上的谐波减速器通常需要使用刚轮和CRB内圈一体式的超薄型减速器。

2.典型结构

驱动电机安装于机身上的双摆臂的后驱SCARA机器人的典型传动系统结构如图3-52所示。(www.daowen.com)

对于需要第3摆臂(C3轴)的SCARA机器人,C1轴传动相当于C2轴,此时,其减速器应安装在摆臂的上方,输入轴上的齿轮应为同步带轮,并且在C1轴的摆臂上需要布置两根平行的同步带,以连接安装在机身内侧的C2、C3轴伺服电机。3摆臂SCARA机器人的C1轴传动系统与图3-52上的C1轴类似,但是,减速器输入轴内部,需要布置用于C2、C3轴传动的双层轴套。

在如图3-52所示的后驱双摆臂SCARA机器人上,C1、C2轴的伺服电机均安装在机身21的内侧。C1轴减速器的输入轴与驱动电机29间通过齿轮28传动;C2轴减速器输入轴与驱动电机23间,采用2级同步带传动,中间传动轴布置在C1轴减速器的内部。

图3-52 后驱SCARA机器人的典型传动系统结构

1,5—盖板;2,6,24,26—同步带轮;3—同步带;4,7,8,10,11,20,30—螺钉;9—C2轴;12,17—CRB;13,16—柔轮;14,18—谐波发生器;15—C1轴摆臂;19—壳体;21—机身;22,27—电机安装板;23—C2轴伺服电机;25,28—齿轮;29—C1轴驱动电机

C1轴谐波减速器采用的是柔轮固定、刚轮回转的安装方式。减速器的柔轮16和CRB 17的外圈连接后,固定在机身21上。为了尽可能缩小摆臂的厚度,图中的谐波减速器采用的是刚轮和CRB 17的内圈一体式结构,刚轮齿直接加工在CRB的内圈上,并和C1轴摆臂15连接。当谐波发生器18在C1轴驱动电机29、齿轮28驱动下旋转时,其刚轮将带动C1轴摆臂15摆动。

谐波减速器的结构和C1轴减速器相同,减速器的柔轮固定在C1轴摆臂15上,刚轮输出用来驱动C2轴摆臂9摆动。C2轴采用2级同步带传动,减速器的谐波发生器14通过输入轴上的同步带轮2、同步带3,与中间传动轴上的同步带轮6连接。中间传动轴安装在C1轴减速器输入轴的内部,传动轴的另一端通过同步带轮26与C2轴伺服电机23输出轴上的同步带轮24连接。

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