CN214924584U - 工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置涉及一种机器人性能测试装置。其目的是为了提供一种功能多、精度高、效率高的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置。本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置包括基板，基板上安装有电机法兰和手腕固定法兰，手腕固定法兰用于安装齿轮箱，基板上安装有末端法兰，末端法兰用于支撑齿轮箱的输出轴，电机法兰上安装有伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器连接齿轮箱的输入轴。
Description
技术领域
本实用新型涉及性能测试技术领域，特别是涉及一种工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置。
背景技术
六自由度工业机器人的末端执行器与机器人的手腕部分直接相连，因此手腕部分的运转性能影响工业机器人整机性能表现。机器人的第六轴传动主要依靠手腕内部的一对锥齿轮实现垂直轴的传动，因此手腕锥齿轮的侧隙直接影响着手腕整体运转的传动精度、噪音和传动效率等指标。
齿轮侧隙的一般测量方法包括塞规法、压铅丝法和百分表法。由于手腕齿轮箱为封闭结构，锥齿轮封装在齿轮箱内部，因此塞规法和压铅丝法无法操作。而百分表法受测量人员经验影响较大，操作过程不易控制，操作效率不高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种功能多、精度高、效率高的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，包括基板，基板上安装有电机法兰和手腕固定法兰，手腕固定法兰用于安装齿轮箱，基板上安装有末端法兰，末端法兰用于支撑齿轮箱的输出轴，电机法兰上安装有伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器连接齿轮箱的输入轴。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中所述基板上加工有沉台，沉台的前后两侧设置有两个平行的挡肩，电机法兰和手腕固定法兰分别通过前后两个挡肩实现装配定位。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中所述挡肩为直角挡肩。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中所述手腕固定法兰上安装有手腕垫块，手腕齿轮箱通过手腕垫块安装到手腕固定法兰上。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中所述基板上安装有两个挡块，末端法兰安装在两个挡块之间。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中所述末端法兰采用Y型结构，上部开口一侧设有紧定螺钉安装孔。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中所述末端法兰上留有间隙槽。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中所述伺服电机的输出轴轴端安装有第一轴套，手腕齿轮箱的输入轴轴端安装有第二轴套，第一轴套和第二轴套通过联轴器相连。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中在装配完成的状态下，所述第一轴套与联轴器的配合长度小于第二轴套与联轴器的配合长度，且第一轴套与联轴器的配合长度小于第一轴套的轴向可移动范围。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其中所述联轴器两侧轴孔的尺寸相同。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置与现有技术不同之处在于，本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置结构简单、拆装方便。本实用新型的性能测试装置可进行手腕的齿隙测量和跑和测试，一机多用，功能丰富。本实用新型的性能测试装置通过输入轴旋转力矩大小控制齿轮啮合时贴紧，更能反应实际运转过程中的真实状态。利用伺服电机编码器的数值表征或计算齿轮齿隙，测试精度高。
本实用新型的性能测试装置基于伺服***进行齿隙测试，可以从驱动器上位机软件直接导出测量结果，有利于测试数据的保存和管理。
本实用新型的性能测试装置可实现标准化操作，依靠测试装置保证测试精度，受测量人员经验影响小。
下面结合附图对本实用新型的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置的结构示意图；
图2为本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置的侧视图；
图3为图2中A-A向剖视图；
图4为对图2中末端法兰进行剖视后的侧视图；
图中标记示意为：1-基板；2-挡块；3-末端法兰；4-手腕固定法兰；5-手腕齿轮箱；6-联轴器；7-电机法兰；8-伺服电机；9-第一轴套；10-第二轴套；11-输入锥齿轮；12-输出锥齿轮；13-手腕垫块；14-紧定螺钉。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置包括基板1，基板1上加工有矩形的沉台，矩形沉台上安装有电机法兰7和手腕固定法兰4。沉台的前后两侧各设置有一个直角挡肩，两个直角挡肩相互平行。电机法兰7和手腕固定法兰4分别通过前后两个直角挡肩实现装配定位，保证伺服电机8的输出轴和齿轮箱的输入轴位置相对。
手腕固定法兰4上安装有手腕垫块13，待测试的手腕齿轮箱5通过手腕垫块13安装到手腕固定法兰4上。通过设计不同规格的手腕垫块13可以实现不同规格的手腕齿轮箱5的安装。
基板1上安装有两个挡块2，两个挡块2之间固定有末端法兰3。末端法兰3用于支撑齿轮箱的输出轴，这样手腕的输出轴被固定锁死，不能旋转。末端法兰3采用Y型结构，上部开口一侧设有紧定螺钉安装孔。当末端法兰3的中孔中装入输出轴时，通过紧固如图4所示的紧定螺钉14可将输出轴抱死。末端法兰3上留有间隙槽，为抱紧输出轴时预留必要的形变空间。
电机法兰7上安装有伺服电机8，伺服电机8的输出轴轴端安装有第一轴套9，手腕齿轮箱5的输入轴轴端安装有第二轴套10，第一轴套9和第二轴套10通过联轴器6相连。在装配完成的状态下，第一轴套9与联轴器6的配合长度小于第二轴套10与联轴器6的配合长度，且第一轴套9与联轴器6的配合长度小于第一轴套9的轴向可移动范围。联轴器6两侧轴孔的尺寸相同，这样当松开联轴器6后，可以将联轴器6向伺服电机8侧滑移，滑移到伺服电机8一端时，可以便于整体拆装，为更换齿轮箱留出必要空间。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置在进行测试时，可以通过伺服驱动器控制伺服电机8以力矩模型运行，设定正向微小力矩值使伺服电机8的输出轴旋转，当输入锥齿轮11的齿面顶死输出锥齿轮12的齿面时，记录编码器数值a；设定反向微小力矩值伺服电机8的输出轴反转，当输入锥齿轮11另一侧的齿面顶死输出锥齿轮12时，记录编码器数值b。
通过a和b计算电机的转过角度α。由于零件加工误差和装配误差在一定的很小范围内波动，则α可定义为该对锥齿轮传动的旋转角侧隙。以该旋转角侧隙用以计算圆周侧隙，并作为量产管控指标控制手腕装配齿隙。
拆除挡块2和末端法兰3后手腕的输出轴则可以自由转动。通过驱动器控制电机旋转30°或其他步长后可再次安装末端法兰3和挡块2，固定输出轴，以实现多位置的分布测量。
拆除挡块2和末端法兰3后，通过伺服驱动器控制伺服电机8以额定转速旋转进行跑和测试。可以利用噪声仪测量运转噪音；可通过驱动器上位机软件采集手腕运转过程中的电流数值曲线，以计算电机的力矩负载率。
最终通过齿隙的测量指导手腕锥齿轮的装配，通过跑和时的噪音、负载率等指标的测试对手腕运转性能进行评价。
本实用新型工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，尤其是一种基于伺服***对六自由度工业机器人手腕性能自动化测试的装置，结构简单、拆装方便。本实用新型的性能测试装置可进行手腕的齿隙测量和跑和测试，一机多用，功能丰富。
本实用新型的性能测试装置通过输入轴旋转力矩大小控制齿轮啮合时贴紧，更能反应实际运转过程中的真实状态。利用伺服电机8编码器的数值表征或计算齿轮齿隙，测试精度高。
本实用新型的性能测试装置基于伺服***进行齿隙测试，可以从驱动器上位机软件直接导出测量结果，有利于测试数据的保存和管理。
本实用新型的性能测试装置可实现标准化操作，依靠测试装置保证测试精度，受测量人员经验影响小。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：包括基板，基板上安装有电机法兰和手腕固定法兰，手腕固定法兰用于安装齿轮箱，基板上安装有末端法兰，末端法兰用于支撑齿轮箱的输出轴，电机法兰上安装有伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器连接齿轮箱的输入轴。
2.根据权利要求1所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：所述基板上加工有沉台，沉台的前后两侧设置有两个平行的挡肩，电机法兰和手腕固定法兰分别通过前后两个挡肩实现装配定位。
3.根据权利要求2所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：所述挡肩为直角挡肩。
4.根据权利要求1所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：所述手腕固定法兰上安装有手腕垫块，手腕齿轮箱通过手腕垫块安装到手腕固定法兰上。
5.根据权利要求1所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：所述基板上安装有两个挡块，末端法兰安装在两个挡块之间。
6.根据权利要求1所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：所述末端法兰采用Y型结构，上部开口一侧设有紧定螺钉安装孔。
7.根据权利要求1或6所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：所述末端法兰上留有间隙槽。
8.根据权利要求1所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：所述伺服电机的输出轴轴端安装有第一轴套，手腕齿轮箱的输入轴轴端安装有第二轴套，第一轴套和第二轴套通过联轴器相连。
9.根据权利要求8所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：在装配完成的状态下，所述第一轴套与联轴器的配合长度小于第二轴套与联轴器的配合长度，且第一轴套与联轴器的配合长度小于第一轴套的轴向可移动范围。
10.根据权利要求1所述的工业机器人手腕齿轮箱性能测试装置，其特征在于：所述联轴器两侧轴孔的尺寸相同。
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| CN117054079A (zh) * | 2023-10-13 | 2023-11-14 | 如皋市宏茂铸钢有限公司 | 一种海上风力发电用齿轮箱的性能检测装置 |
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