CN101205017A - 一种超薄玻璃洁净搬运机器人 - Google Patents

Abstract

一种超薄玻璃洁净搬运机器人，框架式立柱，分别安在横梁组件两端；横梁组件上安装有X本体和Z本体；X本体中X导轨滑动安装有支架；X同步齿型带两端绕过主动同步带轮和从动同步带至支架两端，主动同步带轮安在X轴伺服减速电机输出轴上；Z本体中上下设的涨紧轮分别安在支架上，其对面设置的Z轴伺服减速电机输出轴设有Z轴同步带轮；Z轴本体与支架滑动连接，立式安装；Z同步齿型带经涨紧轮及Z轴同步带轮固定在Z轴本体上下两端，呈几字形环绕结构；Z轴本体与支架上的平衡气缸的缸杆上的支耳铰连。Z轴本体下端通过端拾器快换装置与端拾器连接。本发明能满足超薄玻璃的搬运包装需要，且在满足生产节拍要求下还能降低损耗及人工劳动强度。

Description

一种超薄玻璃洁净搬运机器人

技术领域

本发明涉及玻璃搬运技术，具体地说是一种超薄玻璃洁净搬运机器人。

背景技术

玻璃搬运装箱是玻璃行业中一道重要工序，厚玻璃的搬运是采用人工操作搬运设备，人工挪动包装箱找正位置，再通过人工操作搬运设备将玻璃放进玻璃包装箱的方式进行的。超薄玻璃(0.55mm～1.1mm)搬运设备我国还没有，国外对我国进行技术封锁。因此，目前我国超薄玻璃的包装还都是靠人工搬运装箱，这样人的劳动强度大，玻璃碎片率高，平均每班玻璃碎片直接损失约为2000元人民币，经济损失大。然而，厚玻璃搬运设备由于生产效率低，不能满足超薄玻璃的生产节拍要求。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种能满足超薄玻璃的搬运包装需要，且在满足生产节拍要求外，还能降低损耗，降低人工劳动强度的超薄玻璃洁净搬运机器人。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是包括：

框架式立柱，分别安装在横梁组件两端；

横梁组件，其上安装有X本体和Z本体两部分；其中：

X本体，包括X轴伺服减速电机，X导轨，同步齿型带，涨紧机构，从动同步带轮，支架，主动同步带轮，其中所述X导轨上安装有支架，X导轨与支架滑动连接；X同步齿型带的一端连接在支架的安装板的一端，另一端绕过主动同步带轮和从动同步带轮从底部穿过支架连接到支架的安装板的另一端，主动同步带轮安装在X轴伺服减速电机的输出轴上，X轴伺服减速电机安装在横梁组件上；

Z本体，包括支架，Z轴同步带轮，Z轴本体，平衡气缸，涨紧轮，其中所述涨紧轮为两个，上下设置、分别安装在支架上，其对面设有Z轴伺服减速电机、亦在支架上，其输出轴安装有Z轴同步带轮；Z轴本体通过导轨和滑块与支架立式安装在一起，构成滑动连接结构；Z同步齿型带一端固定在Z轴本体的上端，另一端经上下设置的两个涨紧轮及Z轴同步带轮固定在Z轴本体的下端，呈几字形路线环绕结构；Z轴本体与支架上的平衡气缸的缸杆上的支耳铰连；

所述框架式立柱及横梁组件及Z轴本体均采用两根矩形方钢管拼合结构，并在框架式立柱的方钢管上下两端表面加设加固用钢板，在横梁组件和Z轴本体的侧面设加固用钢板；所述支架为框架结构；在所述从动同步带轮处加设涨紧机构；所述同步齿型带与两个涨紧轮及Z轴同步带轮之间呈几字形路线环绕的具体结构：Z同步齿型带一端固定在Z轴本体的上端，另一端从下方起向上绕过设置在上方的一个涨紧轮、至对面设置的Z轴同步带轮，缠绕Z轴同步带轮，水平向转至设置在下方的另一个涨紧轮，从涨紧轮上方绕过、再向下固定在Z轴本体的下端；Z轴本体下端通过端拾器快换装置安装用来抓取玻璃和玻璃之间的隔层纸的端拾器；端拾器快换装置包括导向槽、T形块和两个锁紧扳手构成，锁紧扳手有一个螺杆。其中导向槽固定在Z轴本体下端，T形块与端拾器固定联接成一体，两个锁紧扳手通过螺杆分别与导向槽螺纹配合，其螺杆的下端头抵接T形块；其中导向槽的一侧：向内具有一凹槽，与T形块的突起部及其两臂抵接；横梁组件两侧开设容脂槽。

发明具有如下优点：

1)本发明在超薄玻璃设备上提出了新的技术解决方案，满足了超薄玻璃自动包装的需求。

2)成本低。具体表现有三：一是降低损耗。采用本发明可实现由平均每班玻璃碎片直接损失约为2000元人民币降至约20元人民币；二是降低了人的劳动强度。与现有技术中超薄玻璃生产的流水作业中，生产节拍高(最快的节拍为14.17秒/片)，导致人的劳动强度很高的情况相比，采用本发明后，实现了自动搬运和装箱，操作人员只需做一些辅助工作，大大减轻了人的劳动强度；三是工艺简单。横梁组件采用矩形方钢管焊接，并在拼焊后的矩形管上下表面焊接钢板的结构能够满足跨度8米以上的刚度要求，工艺简单的同时还具有原材料易采购的特点。

3)精度高、安装调整方便。本发明采用滚动导轨滑块导向，同步齿型带传动，伺服减速电机驱动使导向和定位精度高，同步齿型带传动容易实现高速运动，安装方便，容易调整。

4)响应速度快。由于本发明Z轴(铅直轴)安装了平衡气缸，降低了电机的负载，从而降低负载惯性，使电机响应速度提高。所采用的伺服减速电机驱动设备响应速度快，精度高，可满足快速生产节拍的要求。

5)满足超薄玻璃生产洁净工艺要求。横梁组件上开容脂槽，使多余的润滑脂留到容脂槽内，避免滴到玻璃上，生产过程可保证操作安全、可靠。

附图说明

图1-1为本发明横梁组件结构示意图。

图1-2为图1-1的左视图。

图2为本发明整体结构示意图。

图3为图2中X本体和Z本体的结构示意图。

图4为本发明涨紧机构结构示意图。

图5为本发明端拾器快换装置结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明采用两组框架式立柱1结构作为整个设备的固定和支撑，两组框架式立柱1之间跨度8.8米。横梁组件2两端通过螺栓联接方式分别与两组框架式立柱1连接为一体，横梁组件2采用两根矩形方钢管拼焊，并在矩形方钢管上下表面焊接钢板加固。横梁组件2上安装X导轨4，X导轨4上安装有支架8，支架8为焊接的框架结构，X导轨4与支架8滑动连接。X同步齿型带5的一端连接在支架8的安装板的一端，X同步齿型带5另一端绕过主动同步带轮14和从动同步带轮7从底部穿过支架8连接到支架8的安装板的另一端，主动同步带轮14安装在X轴伺服减速电机3的输出轴上，X轴伺服减速电机3安装在横梁组件2上。从动同步带轮7通过涨紧机构6调整同步带的涨紧力。

Z轴本体11采用两根矩形管拼焊，同时，在矩形管焊接两条钢板，钢板面作为导轨安装面(兼加固作用)。两个涨紧轮16上下设置、分别安装在支架8上，其对面设有Z轴伺服减速电机15、亦在支架8上，其输出轴安装有Z轴同步带轮9；Z轴本体11通过导轨和滑块与支架8立式安装在一起，使Z轴本体11与支架8构成滑动连接结构。Z同步齿型带10一端固定在Z轴本体11的上端，另一端从下方起向上绕过设置在上方的一个涨紧轮16、至对面设置的Z轴同步带轮9，缠绕Z轴同步带轮9后水平向转至设置在下方的另一个涨紧轮16，从其上方绕过、再向下绕行后固定在Z轴本体11的下端，整个同步齿型带10呈几字形路线环绕结构。Z轴本体11与支架8上的平衡气缸12的缸杆上的支耳铰连。Z轴本体11下端安装铝型材框架结构的端拾器13，端拾器13用来抓取玻璃和玻璃之间的隔层纸。Z轴本体11通过端拾器快换装置与端拾器13连接，端拾器快换装置包括导向槽23(本实施例为：从一侧向内部具有大体呈现C形的凹槽)、T形块24和两个锁紧扳手25构成，锁紧扳手25有一个螺杆。其中导向槽23固定在Z轴本体11下端，T形块24与端拾器13固定联接成一体，T形块24的突起部(主体部分)伸入导向槽23的C形凹槽内，T形块24的两臂与导向槽23的C形凹槽一侧的端面抵接配合，在导向槽23上端面有两个螺纹孔，两个锁紧扳手25通过螺杆分别与导向槽23上端面的两个螺纹孔配合，安装时通过螺杆的下端头抵接T形块24。

由于X轴(从设备整体看)行进速度需132米/分钟，两组框架式立柱1之间跨度又大，因此要求横梁组件2要具有高刚性，本发明中采用两根矩形方钢管拼焊，同时，在矩形方钢管上下表面焊接钢板加固，提高刚性(如图1)。

采用X导轨4与滑块间滚动摩擦导向方式，通过X同步齿型带5传动，伺服减速电机3驱动，实现高速度、高精度和自动化，减少人工参与和降低人工劳动强度(如图2所示)。

Z轴本体11采用两根矩形管拼焊，重量轻，刚度高及轴安装平衡气缸12，都有利于提高Z轴伺服减速电机15的响应速度(如图2所示)。

横梁组件2两侧(纵向)开设容脂槽，使来自导轨与滑块的多余的润滑脂留到容脂槽内，避免滴到玻璃上。满足了超薄玻璃生产洁净度的要求(如图1-1、1-2所示)

Z轴本体11通过端拾器快换装置与端拾器13连接，便于不同规格的超薄玻璃的生产时快速更换端拾器。

具体动作原理：

X轴伺服减速电机3转动通过X同步齿型带5带动支架8和Z轴本体11沿X导轨4水平运动，X轴伺服减速电机3向另一方向转动时通过X同步齿型带5带动支架8和Z轴本体11沿X导轨4向另外一个方向水平运动。

Z轴伺服减速电机15转动通过Z同步齿型带10带动Z轴本体11沿Z导轨17铅直运动，Z轴伺服减速电机15向另一方向转动时通过Z同步齿型带10带动Z轴本体11沿Z导轨17向另外一个方向铅直运动。Z轴本体11运动的同时，平衡气缸杆18随Z轴本体11的运动伸长或缩短。平衡气缸杆18伸长时向平衡气缸12内充气，平衡气缸杆18缩短时平衡气缸12向外排气，用来平衡Z轴本体11向下的重量，满足超薄玻璃的生产节拍要求。

X同步齿型带5的涨紧力的调整：固定块22、从动同步带轮支架21均用螺栓固定在横梁组件2上，从动同步带轮支架21在横梁组件2上紧固的板开有长孔。螺栓19穿过固定块22连接到从动同步带轮支架21上。调整X同步齿型带5的涨紧力时先松开螺钉20，然后旋动螺栓19带动从动同步带轮支架21运动，当调至适当位置后，停止旋动螺栓19，将螺钉20拧紧，X同步齿型带5的涨力就被调整完毕(如图4所示)。

端拾器快换装置的操作：人工将T形块24沿水平方向插入带的C形凹形槽的导向槽23，转动锁紧扳手25，使锁紧扳手25的螺杆端头压紧T形块24的上表面，端拾器13就被固定。锁紧扳手25松开时，锁紧扳手25的螺杆端头与T形块24的上表面之间形成间隙，可以人工水平方向取下端拾器13(如图5所示)。

Claims (9)

1.一种超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于包括：

框架式立柱(1)，分别安装在横梁组件(2)两端；

横梁组件(2)，其上安装有X本体和Z本体两部分；其中：

X本体，包括X轴伺服减速电机(3)，X导轨(4)，同步齿型带(5)，涨紧机构(6)，从动同步带轮(7)，支架(8)，主动同步带轮(14)，其中所述X导轨(4)上安装有支架(8)，X导轨(4)与支架(8)滑动连接；X同步齿型带(5)的一端连接在支架(8)的安装板的一端，另一端绕过主动同步带轮(14)和从动同步带轮(7)从底部穿过支架(8)连接到支架(8)的安装板的另一端，主动同步带轮(14)安装在X轴伺服减速电机(3)的输出轴上，X轴伺服减速电机(3)安装在横梁组件(2)上；

Z本体，包括支架(8)，Z轴同步带轮(9)，Z轴本体(11)，平衡气缸(12)，涨紧轮(16)，其中所述涨紧轮(16)为两个，上下设置、分别安装在支架(8)上，其对面设有Z轴伺服减速电机(15)、亦在支架(8)上，其输出轴安装有Z轴同步带轮(9)；Z轴本体(11)通过导轨和滑块与支架(8)立式安装在一起，构成滑动连接结构；Z同步齿型带(10)一端固定在Z轴本体(11)的上端，另一端经上下设置的两个涨紧轮(16)及Z轴同步带轮(9)固定在Z轴本体(11)的下端，呈几字形路线环绕结构；Z轴本体(11)与支架(8)上的平衡气缸(12)的缸杆上的支耳铰连。

2.按照权利要求1所述超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于：所述框架式立柱(1)及横梁组件(2)及Z轴本体(11)均采用两根矩形方钢管拼合结构，并在框架式立柱(1)的方钢管上下两端表面加设加固用钢板，在横梁组件(2)和Z轴本体(11)的侧面设加固用钢板。

3.按照权利要求1所述超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于：所述支架(8)为框架结构。

4.按照权利要求1所述超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于：在所述从动同步带轮(7)处加设涨紧机构(6)。

5.按照权利要求1所述超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于：所述同步齿型带(10)与两个涨紧轮(16)及Z轴同步带轮之间呈几字形路线环绕的具体结构：Z同步齿型带(10)一端固定在Z轴本体(11)的上端，另一端从下方起向上绕过设置在上方的一个涨紧轮(16)、至对面设置的Z轴同步带轮(9)，缠绕Z轴同步带轮(9)，水平向转至设置在下方的另一个涨紧轮(16)，从涨紧轮(16)上方绕过、再向下固定在Z轴本体(11)的下端。

6.按照权利要求1所述超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于：Z轴本体(11)下端通过端拾器快换装置安装用来抓取玻璃和玻璃之间的隔层纸的端拾器(13)。

7.按照权利要求6所述超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于：端拾器快换装置包括导向槽(23)、T形块(24)和两个锁紧扳手(25)构成，锁紧扳手(25)有一个螺杆，其中导向槽(23)固定在Z轴本体(11)下端，T形块(24)与端拾器(13)固定联接成一体，两个锁紧扳手(25)通过螺杆分别与导向槽(23)螺纹配合，其螺杆的下端头抵接T形块(24)。

8.按照权利要求7所述超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于：其中导向槽(23)的一侧：向内具有一凹槽，与T形块(24)的突起部及其两臂抵接。

9.按照权利要求1所述超薄玻璃洁净搬运机器人，其特征在于：横梁组件(2)两侧开设容脂槽。

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