CN102950503B - 一种龙门式高精度自动装卸机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：包括龙门框架、机械手滑座装置、机械手装置，所述龙门框架包括横梁、立柱，所述横梁固定在立柱上；所述机械手滑座装置包括滑鞍、安装板、第一轴移组件和第三轴移组件，滑鞍直接固定在安装板上或通过第二轴移组件安装在安装板上。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设简单计合理，机械手可进行两轴或三轴向的高精度移动，并且可实现工件长距离传送，机械手无间断送料和卸料，节约了载料和卸料的时间，工作效率高，机械手防松脱，安全性好。

Description

一种龙门式高精度自动装卸机械手

技术领域

本发明涉及一种龙门式高精度自动装卸机械手。

背景技术

在现有工件的生产过程中，很多工件需要经过多道工序才可以制备完成，传统的方法是采用人工在不同工位的机器之间传送工件并装卸，这种工作方式工作效率低、成本高、并且存在由于操作不当导致人员受伤的情况，随着数控机床的不断投入和自动化水平的不断提高，自动化的送料装置被越来越多地应用到生产当第二。自动化的送料装置多采用自动化的机械手臂将工件将上一道工序的数控机床传输到下一道工序的数控机床上，这种方式工作效率高、安全、可以实现自动化流水线生产。

申请号为：“201110250891.2”，发明名称为“货车转向架生产线专用龙门式枕架套装机械手”的中国发明专利申请公开了一种货车转向架生产线专用龙门式枕架套装机械手。该机械手主要由机架、及安装在机架上的侧架机械手、摇枕机械手及电控制器单元件组成。机架主要由横梁、支撑梁、竖支撑行走梁相互连接构成；侧架机械手有两套，均安装在横梁上，每套侧架机械手由侧架横向运行、垂直提升单元和侧架抓取夹紧翻转单元组合而成。摇枕机械手安装在横梁上，介于两套侧架机械手之间。该发明可以在两个轴向移动并移动物件，但是该发明虽然解决了两轴方向的运动问题，单是并不能满足工件装配和运输的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术第二存在的上述不足，而提供一种结构设简单计合理，工作精度高、可实现工件长距离传送的龙门式高精度自动装卸机械手。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：包括龙门框架、机械手滑座装置、机械手装置，所述龙门框架包括横梁、立柱，所述横梁固定在立柱上；所述机械手滑座装置包括滑鞍、安装板、第一轴移组件和第三轴移组件，第一轴移组件包括第一电机、第一丝杆、第一螺母、第一螺母挂接座和第一滑轨套件，第三轴移组件包括电机安装座、第三电机、第三带轮、第三丝杆、第三螺母和第三滑轨套件，所述第一螺母挂接座固定在安装板上，滑鞍直接固定在安装板上或通过第二轴移组件安装在安装板上，电机安装座和滑鞍固定连接，第三电机固定在电机安装座上，第三带轮和第三螺母固定连接，第三螺母通过轴承转动安装在滑鞍上，所述第三丝杆和第三螺母螺纹连接，第三带轮由第三电机驱动，第一螺母挂接座内设置有第一螺母，机械手滑座装置通过第一滑轨套件和横梁滑动连接；所述横梁上转动安装有第一丝杆，第一丝杆的一端固定有第一带轮，第一带轮由第一电机驱动，第一丝杆和第一螺母螺纹连接；所述机械手装置包括升降臂、机械手组件、上支座、下支座，所述机械手组件安装在升降臂的下端，第三丝杆的上端和下端分别固定着上支座、下支座，上支座、下支座固定在升降臂上，升降臂通过第三滑轨套件和滑鞍滑动连接。采用该结构实现了机械手装置在二个或三个轴向上的滑动，通过丝杆传动可以实现平稳快速滑动。

作为优选，本发明所述第二轴移组件包括第二丝杆、安装板电机、第二螺母和第二滑轨套件，所述安装板上转动安装第二丝杆，第二丝杆由安装板电机驱动，滑鞍上转动安装第二螺母，第二螺母和第二丝杆通过螺纹连接，滑鞍和安装板通过第二滑轨套件滑动连接。

作为优选，本发明所述第一滑轨套件包括两个第一滑轨和两个第一滑套，所述两个第一滑轨固定在横梁上，所述两个第一滑套固定在滑鞍上，两个第一滑轨和两个第一滑套分别滑动套接，所述第三滑轨套件包括两个第三滑轨和两个第三滑套，所述两个第三滑轨固定在升降臂上，所述两个第三滑套固定在滑鞍上，两个第三滑轨和两个第三滑套分别滑动套接。通过此种滑轨结构，不仅滑动更加平稳，而且结构简单，安装方便。

作为优选，本发明所述第一滑轨套件包括两个第一滑轨和两个第一滑套，所述两个第一滑轨固定在横梁上，所述两个第一滑套分别固定在安装板和第一螺母挂接座上，两个第一滑轨和两个第一滑套分别滑动套接，所述第二滑轨套件包括两个第二滑轨和两个第二滑套，所述两个第二滑轨固定在安装板上，所述两个第二滑套固定在滑鞍上，两个第二滑轨和两个第二滑套分别滑动套接，所述第三滑轨套件包括两个第三滑轨和两个第三滑套，所述两个第三滑轨固定在升降臂上，所述两个第三滑套固定在滑鞍上，两个第三滑轨和两个第三滑套分别滑动套接。通过此种滑轨结构，不仅滑动更加平稳，而且结构简单，安装方便。

作为优选，本发明所述机械手组件包括轴承盒、转动电机、转轴、安装掌、机械爪，所述轴承盒固定在升降臂上，转轴转动安装在轴承盒上，转动电机驱动转轴转动，安装掌安装在转轴上，所述安装掌上安装有一对机械爪。一对机械爪分别称一号机械手和二号机械手，安装掌可随转动电机转动，可以实现在一号机械手夹持上一工序加工设备加工完成的工件时，人工或自动设备将另一工件加载在二号机械手上，电机带动转轴安装掌旋转，另一工件通过二号机械手加载到上述加工设备中进行加工，机械手组件滑动到下一工序加工设备位置，二号机械手将下一工序加工设备完成的工件取下，旋转安装掌，一号机械手将上一工序加工过的工件重新加载到下一工序加工设备上进行加工，采用此种结构实现了无间断送料和卸料，节约了载料和卸料的时间，提高了工作效率。

通过其中一只机械手将上一工序加工设备加工的工件加载到下一工序的加工设备中，

作为优选，本发明所述机械爪包括爪力盒、机械手电机、动力架、导杆、第一爪座、第二爪座、卡爪，所述爪力盒固定在安装掌上，所述机械手电机的输出轴上固定有丝杆轴，动力架的一端开设有螺纹孔，丝杆轴和螺纹孔螺纹连接，所述动力架的另一端转动设置有第一滚套、第二滚套，所述第一爪座、第二爪座上均设置有滚套轨道，第一滚套、第二滚套和滚套轨道相配合，第一爪座、第二爪座滑动设置在导杆上，第一爪座、第二爪座之间设置有弹簧，第一爪座、第二爪座均固定有卡爪，滚套轨道的头尾两端均设置有锁死槽。采用该结构，机械手的卡爪的反应快，并且通过锁死槽，可实现电机失电的情况下，机械手依然不会失去夹持力，防止了电机失电情况下，机械手松脱，工件掉落，造成工件破损和人员损伤。

作为优选，本发明所述机械手采用电动卡盘。

作为优选，本发明所述横梁包括第一梁、附梁，所述立柱包括支撑柱和支撑架，支撑架固定在支撑柱上，支撑架和支撑柱之间连接有加强筋，所述第一梁采用矩形管，第一梁固定在立柱上，所述附梁由矩形连接管、梯形加强架、矩形安装管组成，所述梯形加强架、矩形安装管与矩形连接管固定连接，一条矩形安装管分别对应固定连接一根支撑架，矩形连接管和所有的支撑架固定连接，所述第一丝杆转动安装在第一梁上。采用此种结构的龙门框架，不仅结构简单，而且稳定性好，有利于机械手的精确定位。

本发明所述龙门框架设置有多个独立运行的机械手滑座装置。在涉及多个加工设备之间需要长距离工件传送的情况下，机械手滑座装置通过单一丝杆传动在横梁上滑动不能保持精度，采用多个机械手滑座装置各自独立采用丝杆传动滑动设置在横梁上，可以实现长距离，多工序加工设备的工件传送。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设简单计合理，机械手可进行两轴或三轴向的高精度移动，并且可实现工件长距离传送，机械手无间断送料和卸料，节约了载料和卸料的时间，工作效率高，机械手防松脱，安全性好。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视结构示意图。

图2是本发明实施例1的侧视结构示意图。

图3是本发明实施例1的A处的局部放大结构示意图。

图4是本发明实施例1的B处的局部放大结构示意图。

图5是本发明实施例1的卡爪设置为水平方向的构示意图。

图6是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

参见图1-图4，本实施例龙门式高精度自动装卸机械手，包括龙门框架Ⅰ、机械手滑座装置Ⅱ、机械手装置Ⅲ，龙门框架Ⅰ包括横梁1、立柱2，横梁1固定在立柱2上；机械手滑座装置Ⅱ包括滑鞍3、安装板4、第一轴移组件和第三轴移组件，第一轴移组件包括第一电机51、第一丝杆52、第一螺母53、第一螺母挂接座54和第一滑轨套件，第三轴移组件包括电机安装座61、第三电机62、第三带轮65、第三丝杆64、第三螺母66和第三滑轨套件，第一螺母挂接座54固定在安装板4上，滑鞍3直接固定在安装板4上，电机安装座61和滑鞍3固定连接，第三电机62固定在电机安装座61上，第三带轮65和第三螺母66固定连接，第三螺母66通过轴承转动安装在滑鞍3上，第三丝杆64和第三螺母66螺纹连接，第三带轮65由第三电机62驱动，第一螺母挂接座54内设置有第一螺母53，机械手滑座装置Ⅱ通过第一滑轨套件和横梁1滑动连接；横梁1上转动安装有第一丝杆52，第一丝杆52的一端固定有第一带轮，第一带轮由第一电机51驱动，第一丝杆52和第一螺母53螺纹连接；机械手装置Ⅲ包括升降臂7、机械手组件8、上支座9、下支座10，机械手组件8安装在升降臂7的下端，第三丝杆64的上端和下端分别固定着上支座9、下支座10，上支座9、下支座10固定在升降臂7上，升降臂7通过第三滑轨套件和滑鞍3滑动连接。第一滑轨套件包括两个第一滑轨551和两个第一滑套552，两个第一滑轨551固定在横梁1上，两个第一滑套552固定在滑鞍3上，两个第一滑轨551和两个第一滑套552分别滑动套接，第三滑轨套件包括两个第三滑轨和两个第三滑套，两个第三滑轨固定在升降臂7上，两个第三滑套固定在滑鞍3上，两个第三滑轨和两个第三滑套分别滑动套接。第一轴移组件和第三轴移组件上都安装限位开关，以限制各自的行程。

机械手组件8包括轴承盒81、转动电机82、转轴83、安装掌84、机械爪，轴承盒81固定在升降臂7上，转轴83转动安装在轴承盒81上，转动电机82驱动转轴83转动，安装掌84安装在转轴83上，安装掌84上安装有一对机械爪。机械爪包括爪力盒851、机械手电机852、动力架853、导杆854、第一爪座856、第二爪座857、卡爪858，爪力盒851固定在安装掌84上，机械手电机852的输出轴上固定有丝杆轴，动力架853的一端开设有螺纹孔，丝杆轴和螺纹孔螺纹连接，动力架853的另一端转动设置有第一滚套153a、第二滚套153b，第一爪座856、第二爪座857上均设置有滚套轨道，第一滚套153a、第二滚套153b和滚套轨道相配合，第一爪座856、第二爪座857滑动设置在导杆854上，第一爪座856、第二爪座857之间设置有弹簧859，第一爪座856、第二爪座857均固定有卡爪858，滚套轨道的头尾两端均设置有锁死槽855。卡爪858可设置如同图4所示的竖直方向，也可设置成图5中的水平方向。

横梁1包括第一梁11、附梁12，立柱2包括支撑柱2a和支撑架2b，支撑架2b固定在支撑柱2a上，支撑架2b和支撑柱2a之间连接有加强筋2c，第一梁11采用矩形管，第一梁11固定在立柱2上，附梁12由矩形连接管121、梯形加强架122、矩形安装管123组成，梯形加强架122、矩形安装管123与矩形连接管121固定连接，一条矩形安装管123分别对应固定连接一根支撑架2b，矩形连接管121和所有的支撑架2b固定连接，第一丝杆52转动安装在第一梁11上。

本实施例的图中横梁1只安装一个机械手滑座装置Ⅱ，在涉及多个加工设备之间需要长距离工件传送的情况下，机械手滑座装置Ⅱ通过单一丝杆传动在横梁1上滑动不能保持精度，可采用多个机械手滑座装置Ⅱ各自独立采用丝杆传动滑动设置在横梁1上，可以实现长距离，多工序加工设备的工件传送。

实施例2

参见图6，本实施例龙门式高精度自动装卸机械手上述实施例的结构基本相同，其区别点在于机械手滑座装置上还设置有一轴向的移动设置，使机械手装置相对上述实施例可多以轴向的自由度，从而让机械手装置可以实现三个轴向的移动。其具体的结构差别在于，机械手滑座装置中的滑鞍3b并非固定在安装板4b上而是通过第二轴移组件安装在安装板4b上，第二轴移组件包括第二丝杆、安装板电机、第二螺母和第二滑轨套件，安装板4b上转动安装第二丝杆，第二丝杆由安装板电机驱动，滑鞍3b上转动安装第二螺母，第二螺母和第二丝杆通过螺纹连接，滑鞍3b和安装板4b通过第二滑轨套件滑动连接。第一轴移组件、第二轴移组件和第三轴移组件上都安装限位开关，以限制各自的行程。第二滑轨套件包括两个第二滑轨和两个第二滑套，两个第二滑轨固定在安装板4b上，两个第二滑套固定在滑鞍3b上，两个第二滑轨和两个第二滑套分别滑动套接。

本说明书第二所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：包括龙门框架、机械手滑座装置、机械手装置，所述龙门框架包括横梁、立柱，所述横梁固定在立柱上；所述机械手滑座装置包括滑鞍、安装板、第一轴移组件和第三轴移组件，第一轴移组件包括第一电机、第一丝杆、第一螺母、第一螺母挂接座和第一滑轨套件，第三轴移组件包括电机安装座、第三电机、第三带轮、第三丝杆、第三螺母和第三滑轨套件，所述第一螺母挂接座固定在安装板上，滑鞍直接固定在安装板上或通过第二轴移组件安装在安装板上，电机安装座和滑鞍固定连接，第三电机固定在电机安装座上，第三带轮和第三螺母固定连接，第三螺母通过轴承转动安装在滑鞍上，所述第三丝杆和第三螺母螺纹连接，第三带轮由第三电机驱动，第一螺母挂接座内设置有第一螺母，机械手滑座装置通过第一滑轨套件和横梁滑动连接；所述横梁上转动安装有第一丝杆，第一丝杆的一端固定有第一带轮，第一带轮由第一电机驱动，第一丝杆和第一螺母螺纹连接；所述机械手装置包括升降臂、机械手组件、上支座、下支座，所述机械手组件安装在升降臂的下端，第三丝杆的上端和下端分别固定着上支座、下支座，上支座、下支座固定在升降臂上，升降臂通过第三滑轨套件和滑鞍滑动连接。

2.根据权利要求1所述的龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：所述第二轴移组件包括第二丝杆、安装板电机、第二螺母和第二滑轨套件，所述安装板上转动安装第二丝杆，第二丝杆由安装板电机驱动，滑鞍上转动安装第二螺母，第二螺母和第二丝杆通过螺纹连接，滑鞍和安装板通过第二滑轨套件滑动连接。

3.根据权利要求1所述的龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：所述第一滑轨套件包括两个第一滑轨和两个第一滑套，所述两个第一滑轨固定在横梁上，所述两个第一滑套固定在滑鞍上，两个第一滑轨和两个第一滑套分别滑动套接，所述第三滑轨套件包括两个第三滑轨和两个第三滑套，所述两个第三滑轨固定在升降臂上，所述两个第三滑套固定在滑鞍上，两个第三滑轨和两个第三滑套分别滑动套接。

4.根据权利要求2所述的龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：所述第一滑轨套件包括两个第一滑轨和两个第一滑套，所述两个第一滑轨固定在横梁上，所述两个第一滑套分别固定在安装板和第一螺母挂接座上，两个第一滑轨和两个第一滑套分别滑动套接，所述第二滑轨套件包括两个第二滑轨和两个第二滑套，所述两个第二滑轨固定在安装板上，所述两个第二滑套固定在滑鞍上，两个第二滑轨和两个第二滑套分别滑动套接，所述第三滑轨套件包括两个第三滑轨和两个第三滑套，所述两个第三滑轨固定在升降臂上，所述两个第三滑套固定在滑鞍上，两个第三滑轨和两个第三滑套分别滑动套接。

5.根据权利要求1或2所述的龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：所述机械手组件包括轴承盒、转动电机、转轴、安装掌、机械爪，所述轴承盒固定在升降臂上，转轴转动安装在轴承盒上，转动电机驱动转轴转动，安装掌安装在转轴上，所述安装掌上安装有一对机械爪。

6.根据权利要求5所述的龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：所述机械爪包括爪力盒、机械手电机、动力架、导杆、第一爪座、第二爪座、卡爪，所述爪力盒固定在安装掌上，所述机械手电机的输出轴上固定有丝杆轴，动力架的一端开设有螺纹孔，丝杆轴和螺纹孔螺纹连接，所述动力架的另一端转动设置有第一滚套、第二滚套，所述第一爪座、第二爪座上均设置有滚套轨道，第一滚套、第二滚套和滚套轨道相配合，第一爪座、第二爪座滑动设置在导杆上，第一爪座、第二爪座之间设置有弹簧，第一爪座、第二爪座均固定有卡爪，滚套轨道的头尾两端均设置有锁死槽。

7.根据权利要求1或2所述的龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：所述机械手采用电动卡盘。

8.根据权利要求1或2所述的龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：所述横梁包括第一梁、附梁，所述立柱包括支撑柱和支撑架，支撑架固定在支撑柱上，支撑架和支撑柱之间连接有加强筋，所述第一梁采用矩形管，第一梁固定在立柱上，所述附梁由矩形连接管、梯形加强架、矩形安装管组成，所述梯形加强架、矩形安装管与矩形连接管固定连接，一条矩形安装管分别对应固定连接一根支撑架，矩形连接管和所有的支撑架固定连接，所述第一丝杆转动安装在第一梁上。

9.根据权利要求1或2所述的龙门式高精度自动装卸机械手，其特征在于：所述龙门框架设置有多个独立运行的机械手滑座装置。