CN103264312A - 一种吊装机器人的桁架行走导轨 - Google Patents

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一种吊装机器人的桁架行走导轨。本发明公开了一种扩展了机器人的作业范围，并能提高生产场地的利用率吊装机器人的桁架行走导轨，包括桁架、一对导轨、一齿条、至少一套机器人安装机构，每套机器人安装机构均包括安装板、驱动机构、润滑装置及拖动机构。桁架安装在一支撑架的上端，该桁架包括两根矩形钢管及两块分别固定在两根矩形钢管之间的上下端的连接钢板；一对导轨安装在桁架的下端面上；齿条安装在桁架的下端面并平行地位于一对导轨之间；安装板的上端面上对应一对导轨安装若干对滑块；机器人吊装在安装板的下端面上；驱动机构包括一安装在安装板的下端面上的伺服电机、一减速机及与齿条啮合的齿轮；润滑装置安装在安装板上；拖动机构为一安装在桁架上的拖链。

Description

一种吊装机器人的桁架行走导轨
技术领域
本发明涉及一种用于机器人的自动化生产线，具体涉及一种吊装机器人的桁架行走导轨。
背景技术
目前国内的机器人应用中，对于需要使用多台加工设备同时工作时，一般是使用多台机器人完成所需的工作。多台机器人在一条流水线上工作，需要很多的辅助设备，就会增加设备的采购成本，并且故障率会增加，生产效率不能保证，占地面积也较大。
目前在国内机加工行业和汽车发动机零部件制造企业中，普遍采用人工对加工中心（机床）的工件进行上下料的搬运。由于这种靠人工上下料的作业方式需要的操作人员多，操作人员的劳动强度大，自动化程度低，因此不能满足现代企业快速、智能、柔性化生产的需要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种吊装机器人的桁架行走导轨，它能使机器人具有空中行走的功能，扩展了机器人的作业范围，并能提高生产场地的利用率。
实现上述目的的一种技术方案是：一种吊装机器人的桁架行走导轨，包括桁架、一对导轨、一齿条、至少一套机器人安装机构，每套机器人安装机构均包括安装板、驱动机构、润滑装置及拖动机构，其中，所述桁架安装在一支撑架的上端，该桁架包括两根矩形钢管及两块分别固定在两根矩形钢管之间的上下端的连接钢板；所述一对导轨安装在所述桁架的下端面上；所述齿条安装在所述桁架的下端面并平行地位于一对导轨之间；所述安装板的上端面上对应所述一对导轨安装若干对滑块，使安装板可滑动地安装在所述一对导轨上；所述机器人吊装在所述安装板的下端面上；所述驱动机构包括一安装在所述安装板的下端面上的伺服电机、一连接在伺服电机的输出轴上的减速机及安装在所述减速机的输出轴上并位于安装板的上端面与所述齿条啮合的齿轮；所述润滑装置为所述导轨和滑块提供润滑油并安装在所述安装板上；所述拖动机构为一安装在所述桁架上的拖链，该拖链的移动端连接在所述安装板上。
上述的吊装机器人的桁架行走导轨，其中，所述支撑架至少包括一对门架，所述桁架通过连接件固定在所述门架的横梁的下端面的中部，所述拖链通过一拖链槽安装在所述桁架的后侧面或前侧面。
上述的吊装机器人的桁架行走导轨，其中，位于所述支撑架两端的门架的两根单立柱的外侧面上分别通过两根小横梁连接一加固立柱。
上述的吊装机器人的桁架行走导轨，其中，所述支撑架为一对单立柱，该一对单立柱的外侧面的和后侧面分别连接一根斜撑柱，所述桁架跨接在一对单立柱的上端面之间，所述拖链通过一拖链槽安装在所述桁架的上端面。
上述的吊装机器人的桁架行走导轨，其中，所述单立柱的底部分别安装在一块大底板上，该大底板通过化学锚栓与混凝土地面固定连接。
上述的吊装机器人的桁架行走导轨，其中，所述桁架的两个外端面的中间分别安装一行走限位缓冲器，所述桁架在靠近其两个外端的前侧面上分别设有一越程限位撞块。
上述的吊装机器人的桁架行走导轨，其中，所述安装板的前侧面上设有一越程限位开关，该安装板的一外端的中间安装第一撞块，该安装板的另一外端的中间安装第一碰撞限位开关，并在该第一碰撞限位开关的一旁还安装一碰撞缓冲器。
上述的吊装机器人的桁架行走导轨，其中，所述安装板上对应所述第一撞块的一端的后侧安装第二碰撞限位开关，该安装板上对应第一碰撞限位开关的另一外端的后侧安装第二撞块。
上述的吊装机器人的桁架行走导轨，其中，所述润滑装置包括安装在一支架上的油脂罐、油泵、压力开关、滤油器、定量注油器及卸荷阀。
本发明的吊装机器人的桁架行走导轨的技术方案具有以下特点：
1、采用桁架行走导轨吊装机器人进行加工设备自动上下料搬运，使机器人具有空中行走功能，扩展了机器人的作业范围，使一台机器人能够完成多台加工设备的上下料搬运作业；
2、可以充分利用生产场地的立体空间，在桁架导轨的下方可以放置其它生产设备或作为物流通道，提高生产场地的利用率；
3、实现机器人代替人工进行加工设备自动上下料搬运，可减轻工人的劳动强度，减少操作工数量，提高生产自动化水平，提高生产效率，提高企业经济效益。
4、桁架采用在两个矩形钢管的中间和上下夹钢板进行焊接的结构，提高了桁架的抗弯截面模数值，改善了桁架的抗弯曲能力，即使在较大立柱间距（10米）时，桁架的弯曲（挠度值）仍较小。
附图说明
图1为本发明的吊装机器人的桁架行走导轨的第一种实施例立体图；
图2为本发明的吊装机器人的桁架行走导轨中桁架的截面图；
图3为本发明的吊装机器人的桁架行走导轨中机器人安装机构的立体图；
图4为本发明的吊装机器人的桁架行走导轨中机器人安装机构的主视图；
图5为本发明的吊装机器人的桁架行走导轨中润滑装置的立体图；
图6为本发明的吊装机器人的桁架行走导轨中润滑装置的后视图；
图7为本发明的吊装机器人的桁架行走导轨的第二种实施例的立体图；
图8为本发明的吊装机器人的桁架行走导轨的第三种实施例的立体图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
请参阅图1至图6，本发明的吊装机器人的桁架行走导轨，包括桁架1支撑架2、一对导轨3、一齿条4及至少一套机器人安装机构。
支撑架2至少包括一对门架，本实施例的门架由两根单立柱21和横梁22构成，两根单立柱21的外侧面上分别通过两根小横梁23连接一加固立柱24进行加固，以防止机器人9高速行走时桁架1发生左右晃动；单立柱21和加固立柱24的底部分别安装在一块大底板20上，该大底板20通过化学锚栓与混凝土地面固定连接；
桁架1安装在支撑架2的上端，桁架1通过连接件10固定在门架的横梁22的下端面的中部；桁架1的两个外端面的中间分别安装一行走限位缓冲器13，桁架1在靠近其两个外端的前侧面上分别设有一越程限位撞块；该桁架1包括两根矩形钢管11、11’及两块分别固定在两根矩形钢管11、11’之间的上下端的连接钢板12、12’（见图2）；该结构提高了桁架1的抗弯截面模数值，提高了桁架1的抗挠度能力；
一对导轨3安装在桁架1的下端面上；
齿条4安装在桁架1的下端面并平行地位于一对导轨3之间；
每套机器人安装机构均包括安装板5、驱动机构、润滑装置7及拖动机构，其中，
安装板5的上端面上对应一对导轨3安装若干对滑块50，使安装板5可滑动地安装在一对导轨3上；桁架行走导轨下面吊装二个以上机器人时，安装板5的前侧面上设有一越程限位开关51，该安装板5的一外端的中间安装第一撞块52，该安装板5的另一外端的中间安装第一碰撞限位开关53，并在该第一碰撞限位开关53的一旁还安装一碰撞缓冲器54；安装板5上对应第一撞块52的一端的后侧安装第二碰撞限位开关55，对应第一碰撞限位开关53的另一外端的后侧安装第二撞块56；
驱动机构包括一安装在安装板5的下端面的伺服电机61、一连接在伺服电机61的输出轴上的减速机62及安装在减速机62的输出轴上并位于安装板5的上端面与齿条4啮合的齿轮63；
润滑装置7为导轨3和滑块50提供润滑油并安装在安装板5上；润滑装置包括安装在一支架70上的油脂罐71、油泵72、压力开关73、滤油器74、定量注油器75及卸荷阀76；定量注油器75通过油管连接到滑块50上；
拖动机构为一安装在桁架1上的拖链8，该拖链8通过一拖链槽80安装在桁架1的后侧面或前侧面，该拖链8的移动端连接在安装板5上；
机器人9吊装在安装板5的下端面。
桁架1的长度根据用户实际生产布局，机器人抓取、搬运工件的距离范围需要而定，一般在5米～40米之间。当桁架1长度大于10米时就要考虑支撑架的支点，不然的话，桁架二支点的间距过大则桁架1的挠度值就加大，对机器人高速行走易产生不利影响。
再请参阅图7，该图显示了本发明的第二种吊装机器人的桁架行走导轨，该行走导轨的桁架1长度超过30米，每一段桁架拼接处的导轨安装台阶面、齿条安装台阶面的间距尺寸须保证等宽（即导轨一侧面或齿条一侧面安装基准面须保证等宽）若果光由两个门架作为支撑架，桁架1的两个支点的间距过大，则桁架1的挠度值就加大，对机器人高速行走易产生不利影响，因此支撑架有四个门架构成，其中位于支撑架两端的一对门架的两根单立柱21的内侧面上分别通过两根小横梁23连接一加固立柱24进行加固，以防止机器人9高速行走时桁架1发生左右晃动，桁架1下方场地留给机床设备使用或物流通道，可提高车间场地的使用效率。
再请参阅图8，该图显示了本发明的第三种吊装机器人的桁架行走导轨，该行走导轨的桁架1长度只有10米，因此支撑架仅为一对单立柱25，该一对单立柱25的外侧面的和后侧面分别连接一根斜撑柱26；桁架1跨接在一对单立柱25的上端面之间，拖链8通过一拖链槽80安装在桁架1的上端面。
本发明的吊装机器人的桁架行走导轨，通过伺服电机61及精密减速机62提供驱动动力，通过齿轮63、齿条4传递动力，使用高精度的直线导轨3进行导向，可以使机器人的安装板5在直线导轨3上进行快速准确的移动。当安装板5运动到直线导轨3的前后两头时，桁架1上的越程限位撞块碰到越程限位开关51，该越程限位开关51将信号传递给控制系统使伺服电机61停止运行，进而使机器人的安装板5停止移动。行走限位缓冲器13及第二撞块56可以使安装板5能平稳地停止。当桁架行走导轨下面吊装二个以上机器人时，安装板5上的第一撞块52和第一碰撞限位开关53可以防止机器人与机器人之间撞击
安装板5上可以根据需要安装不同的机器人9，也可以根据需要，在桁架行走导轨上安装两台及三台机器人，通过硬件的第一撞块52和第一碰撞限位开关53、碰撞缓冲器54和软件的越程限位开关51及控制系统可以使多台机器人在各自的区域得到保护，实现多台机器人的相互协调运动，完成相关的工作。
润滑装置的工作原理：首先事先设定程控器，设定油泵72的工作节拍（设定出油量），当机器人9开始运行时该装置同时进行工作。在程控器的控制下，油泵72定期启动，将油脂罐71里的油脂抽出，沿管路流经压力表、滤油器74、定量注油器75，定量注油器75加压时储油，当储油达到定量时，随着系统压力增大到规定值时，压力开关73打响，卸荷阀76开始卸荷，此时定量注油器75在系统卸荷后开始注油，将油脂送至滑块50内，润滑系统完成一次注油润滑工作。至于一天需要注油润滑多少次，每次多少量，则由程控器设定后即可自动工作。
该拖链8用于承载线机器人安装机构上的机器人专用电缆、手爪用电缆线、气管、传感器信号线并随安装板5一起运动；
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (9)

1.一种吊装机器人的桁架行走导轨，包括桁架、一对导轨、一齿条、至少一套机器人安装机构，每套机器人安装机构均包括安装板、驱动机构、润滑装置及拖动机构，其特征在于，
所述桁架安装在一支撑架的上端，该桁架包括两根矩形钢管及两块分别固定在两根矩形钢管之间的上下端的连接钢板；
所述一对导轨安装在所述桁架的下端面上；
所述齿条安装在所述桁架的下端面并平行地位于一对导轨之间；
所述安装板的上端面上对应所述一对导轨安装若干对滑块，使安装板可滑动地安装在所述一对导轨上；
所述机器人吊装在所述安装板的下端面上；
所述驱动机构包括一安装在所述安装板的下端面上的伺服电机、一连接在伺服电机的输出轴上的减速机及安装在所述减速机的输出轴上并位于安装板的上端面与所述齿条啮合的齿轮；
所述润滑装置为所述导轨和滑块提供润滑油并安装在所述安装板上；
所述拖动机构为一安装在所述桁架上的拖链，该拖链的移动端连接在所述安装板上。
2.根据权利要求1所述的吊装机器人的桁架行走导轨，其特征在于，所述支撑架至少包括一对门架，所述桁架通过连接件固定在所述门架的横梁的下端面的中部，所述拖链通过一拖链槽安装在所述桁架的后侧面或前侧面。
3.根据权利要求2所述的吊装机器人的桁架行走导轨，其特征在于，位于所述支撑架两端的门架的两根单立柱的外侧面上分别通过两根小横梁连接一加固立柱。
4.根据权利要求1所述的吊装机器人的桁架行走导轨，其特征在于，所述支撑架为一对单立柱，该一对单立柱的外侧面的和后侧面分别连接一根斜撑柱，所述桁架跨接在一对单立柱的上端面之间，所述拖链通过一拖链槽安装在所述桁架的上端面。
5.根据权利要求2和4所述的任意一种吊装机器人的桁架行走导轨，其特征在于，所述单立柱的底部分别安装在一块大底板上，该大底板通过化学锚栓与混凝土地面固定连接。
6.根据权利要求1、2、4所述的任意一种吊装机器人的桁架行走导轨，其特征在于，所述桁架的两个外端面的中间分别安装一行走限位缓冲器，所述桁架在靠近其两个外端的前侧面上分别设有一越程限位撞块。
7.根据权利要求1所述的吊装机器人的桁架行走导轨，其特征在于，所述安装板的前侧面上设有一越程限位开关，该安装板的一外端的中间安装第一撞块，该安装板的另一外端的中间安装第一碰撞限位开关，并在该第一碰撞限位开关的一旁还安装一碰撞缓冲器。
8.根据权利要求7所述的吊装机器人的桁架行走导轨，其特征在于，所述安装板上对应所述第一撞块的一端的后侧安装第二碰撞限位开关，该安装板上对应第一碰撞限位开关的另一外端的后侧安装第二撞块。
9.根据权利要求1所述的吊装机器人的桁架行走导轨，其特征在于，所述润滑装置包括安装在一支架上的油脂罐、油泵、压力开关、滤油器、定量注油器及卸荷阀。
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