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SCARA 机器人

阅读：841发布：2020-05-12

专利汇可以提供SCARA 机器人专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种SCARA 机器人，包含：底座；二轴臂模块，所述二轴臂模块的一端通过第一旋转轴与所述底座相连，所述二轴臂模块可绕第一旋转轴在水平方向转动；三轴臂模块，所述三轴臂模块的一端通过第二旋转轴与二轴臂模块的另一端相连，所述三轴臂模块可绕第二旋转轴在水平方向转动；执行模块，所述执行模块安装在所述三轴臂模块上；线管，所述线管的两端分别连接底座和三轴臂模块，所述线管中设有电线和信号线。本实用新型能够实时监测电机扭矩，可使每个螺钉的拧紧扭矩都相同，并可拧多种规格的螺钉，占用空间小、工作效率高、成本低。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是SCARA 机器人专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种SCARA 机器人，其特征在于，包含：
底座；
二轴臂模块，所述二轴臂模块的一端通过第一旋转轴与所述底座相连，所述二轴臂模块可绕第一旋转轴在水平方向转动；
三轴臂模块，所述三轴臂模块的一端通过第二旋转轴与二轴臂模块的另一端相连，所述三轴臂模块可绕第二旋转轴在水平方向转动；
执行模块，所述执行模块安装在所述三轴臂模块上；
线管，所述线管的两端分别连接底座和三轴臂模块，所述线管中设有电线和信号线。
2.如权利要求1所述的 SCARA机器人，其特征在于，所述三轴臂模块包含：
三轴臂，所述三轴臂的一端通过第二旋转轴与二轴臂模块相连；
外壳，所述外壳罩设在所述三轴臂上构成一封闭腔体。
3.如权利要求2所述的SCARA机器人，其特征在于，所述执行模块包含：
第一驱动组件，所述第一驱动组件设置在外壳和三轴臂构成的封闭腔体内；
第二驱动组件，所述第二驱动组件和第一驱动组件相连，所述第一驱动组件驱动第二驱动组件上下往复运动；
执行机构，所述执行机构设置在三轴臂的下方并通过传动轴与第二驱动组件相连，所述第二驱动组件驱动执行机构转动。
4.如权利要求3所述的SCARA机器人，其特征在于，所述第一驱动组件包含：第三轴电机以及第三轴电机驱动的位移模组。
5.如权利要求4所述的SCARA机器人，其特征在于，所述位移模组为丝杆模组，所述的丝杆模组通过同步带传动第三轴电机的驱动力。
6.如权利要求4或5所述的SCARA机器人，其特征在于，所述第二驱动组件包含：
气缸，所述气缸和第一驱动组件相连，所述第一驱动组件驱动气缸上下往复运动；
行星减速机，所述行星减速机和第一驱动组件相连，所述第一驱动组件驱动行星减速机上下往复运动；
第四轴电机，所述第四轴电机和行星减速机连接。
7.如权利要求6所述的SCARA机器人，其特征在于，所述第一驱动组件还包含：
模组连接板，所述模组连接板连接气缸和位移模组，所述位移模组驱动模组连接板和气缸上下往复运动；
安装座，所述安装座和模组连接板的导轨固定连接，所述安装座和行星减速机固定连接，所述位移模组驱动模组连接板、安装座和行星减速机上下往复运动。
8.如权利要求7所述的SCARA机器人，其特征在于，所述第一驱动组件还包含：弹性件，所述弹性件设置在模组连接板和安装座之间。
9.如权利要求7所述的SCARA机器人，其特征在于，所述第二驱动组件还包含位移传感器，所述位移传感器设置在模组连接板上，所述位移传感器检测气缸的位移值。
10.如权利要求6所述的SCARA机器人，其特征在于，所述第二驱动组件还包含：编码器，所述编码器与第四轴电机相连。

说明书全文

SCARA机器人

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种 SCARA机器人，特别涉及一种专门拧螺钉的SCARA机器人。

背景技术

[0002] 在3C(Computer,Communication and Consumer Electronic，电脑、通讯和消费性电子)产业的流水生产线上，很多机械装置都要大量螺钉来锁紧。锁紧螺钉普遍采用气动或电动旋紧工具，这些旋紧工具结构简单、价格低廉，但仍需要有人工来手持操作，劳动强度大、生产效率低、需求人员多，而且由于是人工操作，螺钉拧紧所使用的力都不一定相同，这经常会导致机械装置的使用寿命降低。随着科学技术的发展，机器人等自动化设备的引入成为行业的发展趋势。SCARA(Selective Compliance Assembly RobotArm，用于装配作业的机器人手臂)机器人是一种圆柱坐标型工业机器人。它依靠两个旋转轴实现X-Y平面内的快速定位，依靠一个移动关节和一个旋转轴在Z方向上做伸缩和旋转运动；其是一种应用于装配作业的机器人手臂，运动节拍快，重复精度高，能够在狭窄的空间中高速运行，非常适用于需要高速度、高精度的场合。现有的拧螺钉装置是单独安装在机器人工具法兰上，这样会占用机器人工具法兰的有效负载，而且都是偏离工具法兰的中心安装的，这样会大大影响机器人的工作性能；而且拧螺钉的扭矩不能精确控制，拧螺钉的深度不能精确检测到，可能会导致螺钉拧偏、拧不到位、同规格的螺钉的拧紧扭矩不统一等问题，加大了作业的难度和不确定性，降低了工作效率和工作质量。实用新型内容

[0003] 根据本实用新型实施例，提供了一种SCARA机器人，包含：

[0004] 底座；

[0005] 二轴臂模块，所述二轴臂模块的一端通过第一旋转轴与所述底座相连，所述二轴臂模块可绕第一旋转轴在水平方向转动；

[0006] 三轴臂模块，所述三轴臂模块的一端通过第二旋转轴与二轴臂模块的另一端相连，所述三轴臂模块可绕第二旋转轴在水平方向转动；

[0007] 执行模块，所述执行模块安装在所述三轴臂模块上；

[0008] 线管，所述线管的两端分别连接底座和三轴臂模块，所述线管中设有电线和信号线。

[0009] 进一步，三轴臂模块包含：

[0010] 三轴臂，所述三轴臂的一端通过第二旋转轴与二轴臂模块相连；

[0011] 外壳，所述外壳罩设在所述三轴臂上构成一封闭腔体。

[0012] 进一步，执行模块包含：

[0013] 第一驱动组件，所述第一驱动组件设置在外壳和三轴臂构成的封闭腔体内；

[0014] 第二驱动组件，所述第二驱动组件和第一驱动组件相连，所述第一驱动组件驱动第二驱动组件上下往复运动；

[0015] 执行机构，所述执行机构设置在三轴臂的下方并通过传动轴与第二驱动组件相连，所述第二驱动组件驱动执行机构转动。

[0016] 进一步，第一驱动组件包含：第三轴电机以及第三轴电机驱动的位移模组。

[0017] 进一步，位移模组为丝杆模组，所述的丝杆模组通过同步带传动第三轴电机的驱动力。

[0018] 进一步，第二驱动组件包含：

[0019] 气缸，所述气缸和第一驱动组件相连，所述第一驱动组件驱动气缸上下往复运动；

[0020] 行星减速机，所述行星减速机和第一驱动组件相连，所述第一驱动组件驱动行星减速机上下往复运动；

[0021] 第四轴电机，所述第四轴电机和行星减速机连接。

[0022] 进一步，第一驱动组件还包含：

[0023] 模组连接板，所述模组连接板连接气缸和位移模组，所述位移模组驱动模组连接板和气缸上下往复运动；

[0024] 安装座，所述安装座和模组连接板的导轨固定连接，所述安装座和行星减速机固定连接，所述位移模组驱动模组连接板、安装座和行星减速机上下往复运动。

[0025] 进一步，第一驱动组件还包含：弹性件，所述弹性件设置在模组连接板和安装座之间。

[0026] 进一步，第二驱动组件还包含位移传感器，所述位移传感器设置在模组连接板上，所述位移传感器检测气缸的位移值。

[0027] 进一步，第二驱动组件还包含：编码器，所述编码器与第四轴电机相连。

[0028] 根据本实用新型实施例的SCARA机器人，能够实时监测电机扭矩，可使每个螺钉的拧紧扭矩都相同，并可拧多种规格的螺钉，占用空间小、工作效率高、成本低。

[0029] 要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。附图说明

[0030] 图1为本实用新型实施例SCARA机器人的轴测视图；

[0031] 图2为本实用新型实施例SCARA机器人的传动视图；

[0032] 元件标号说明：1-底座；2-二轴臂模块；3-三轴臂模块；4-外壳；5-线管；6-执行机构；7-三轴臂；8-第三轴电机；9-位移模组；10-模组连接板；11-位移传感器；12-气缸；13-第四轴电机；14-行星减速机；15-安装座；16-弹性件。

具体实施方式

[0033] 以下将结合附图，详细描述本实用新型的优选实施例，对本实用新型做进一步阐述。

[0034] 首先，将结合图1～2描述根据本实用新型实施例的SCARA机器人，专用于拧螺钉。

[0035] 如图1所示，本实用新型实施例的SCARA机器人，包含：底座1、二轴臂模块2、三轴臂模块3、执行模块、线管5。

[0036] 具体地，如图1、2所示，二轴臂模块2的一端通过第一旋转轴17与所述底座1相连，二轴臂模块2可绕第一旋转轴17在水平方向转动。在本实施例中，二轴臂模块2通过伺服电机以及减速机与底座1在水平方向构成旋转运动。

[0037] 具体地，如图1、2所示，三轴臂模块3的一端通过第二旋转轴18与二轴臂模块2的另一端相连，三轴臂模块3可绕第二旋转轴18在水平方向转动。在本实施例中，三轴臂模块3通过伺服电机以及减速机与二轴臂模块2构成旋转运动。二轴臂模块2和三轴臂模块3都能够在水平方向转动，大大减小了设备的占地面积。

[0038] 具体地，如图2所示，执行模块安装在三轴臂模块3上。

[0039] 具体地，如图1所示，线管5的两端分别连接底座1和三轴臂模块3，线管5中设有电线和信号线。

[0040] 具体地，如图1、2所示，三轴臂模块3包含：三轴臂7、外壳4，其中，三轴臂7的一端通过第二旋转轴18与二轴臂模块2相连；外壳4罩设在三轴臂7上构成一封闭腔体。

[0041] 具体地，如图2所示，执行模块包含：第一驱动组件、第二驱动组件以及执行机构6。在本实施例中，执行机构6为拧螺钉机构，其末端设有吸具，将拧螺钉机构整合到机器人上，使其功能更具有针对性，大大降低了成本。其中，第一驱动组件设置在外壳4和三轴臂7构成的封闭腔体内；第二驱动组件和第一驱动组件相连，第一驱动组件驱动第二驱动组件上下往复运动；执行机构6设置在三轴臂7的下方并通过传动轴与第二驱动组件相连，第二驱动组件驱动执行机构6转动。

[0042] 更具体地，第一驱动组件包含：第三轴电机8以及第三轴电机8驱动的位移模组9。在本实施例中，位移模组9为丝杆模组，丝杆模组通过同步带传动第三轴电机8的驱动力。

[0043] 具体地，在本实用新型中，第一驱动组件还包含：模组连接板10和安装座15。其中，模组连接板10和位移模组相连，安装座15和模板连接组10上的导轨相连。

[0044] 进一步，第一驱动组件还包含：弹性件，在本实施例中弹性件选用弹簧，弹簧设置在模组连接板10和安装座15之间，起缓冲作用。

[0045] 具体地，第二驱动组件包含：气缸12、行星减速机14、第四轴电机13。其中，气缸12和模组连接板10相连，位移模组9带动模组连接板10驱动气缸12上下往复运动；行星减速机14和安装座15相连，安装座15驱动行星减速机14上下往复运动；第四轴电机13和行星减速机14连接。

[0046] 在本实施例中，第二驱动组件还包含位移传感器11，该位移传感器设置在模组连接板10上，用于检测气缸12的位移值。

[0047] 在本实施例中，第二驱动组件还包含：编码器，该编码器与第四轴电机13相连，用于实时监控第四轴电机13的扭矩。

[0048] 本实施例中的SCARA机器人工作时，执行机构6接通气源，调整第一旋转轴17和第二旋转轴18，使得执行机构6末端的吸具吸到螺钉，再次调整第一旋转轴17和第二旋转轴18，使执行机构6末端移动到拧螺钉工位的正上方附近处，然后通过控制第三轴电机8，使得执行机构6粗调到拧螺钉工位正上方，此时再通过气源调节气缸12，使其能向下运动，同时调节第四轴电机13旋转，完成拧螺钉的工作。位移传感器11可控制拧螺钉的深度。通过编码器实时监测并调控第四轴电机13的扭矩，可使每个螺钉的拧紧扭矩都相同；更换执行机构6末端的吸具，可拧内六角圆柱头螺钉、内六角平圆头螺钉及其它规格的螺钉，大大降低了成本。当螺钉质量不好或者螺钉损坏时，可调节反转第四轴电机13和控制气缸12上升，使吸具和吸附的螺钉离开拧螺钉工位，再通过执行机构6的气源剔除不合格的螺钉，大大提高了工作效率。

[0049] 以上，参照图1～2描述了根据本实用新型实施例的SCARA机器人，能够实时监测电机扭矩，可使每个螺钉的拧紧扭矩都相同，并可拧多种规格的螺钉，占用空间小、工作效率高、成本低。

[0050] 需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0051] 尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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