CN103559999B - 一种变压器铁心自动垫片机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器铁心自动垫片机器人装置，属于大型变压器技术领域。该装置包括片料搬运机器人，所述片料搬运机器人安装在地面，所述片料搬运机器人的末端安装片料定位装置，所述片料定位装置的末端安装垫片机器人。该装置结构可靠、自动化程度高。

Description

一种变压器铁心自动垫片机器人装置

技术领域

本发明属于大型变压器技术领域，具体涉及一种变压器铁心自动垫片机器人装置。

背景技术

现有的大型变压器生产线上对变压器铁心用硅钢片的叠片工艺仍全部采用人工垫片方式完成：大型变压器铁心硅钢片的人工叠片至少需要五个以上的工位，且工位之间需要紧密配合。每个工位至少配置两名工人进行叠片作业，两个工人各持硅钢片的两端将其从料架搬运放置在铁心上，以此往复作业。该方式的缺点在于叠片工艺全部采用人工方式完成，劳动强度高、自动化程度和工作效率都较低，不能适应大型变压器生产线的自动化要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构可靠、自动化程度高的变压器铁心自动垫片机器人装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种变压器铁心自动垫片机器人装置，包括片料搬运机器人，所述片料搬运机器人安装在地面，所述片料搬运机器人的末端安装片料定位装置，所述片料定位装置的末端安装垫片机器人。

进一步地，所述片料搬运机器人包括搬运机器人支架，所述搬运机器人支架固定在地面上，所述搬运机器人支架的顶部安装第一纵向导轨，所述第一纵向导轨上安装纵向平移横梁，所述纵向平移横梁外侧安装第一伺服电机和第一齿轮齿条副，所述第一伺服电机驱动所述第一齿轮齿条副，所述第一齿轮齿条副带动所述纵向平移横梁沿所述第一纵向导轨运动；所述纵向平移横梁内侧安装有第一横向导轨，所述第一横向导轨上安装横向平移导柱，所述横向平移导柱一侧安装第二伺服电机和第二齿轮齿条副，所述第二伺服电机驱动所述第二齿轮齿条副，所述第二齿轮齿条副带动横向平移导柱沿第一横向导轨运动；所述横向平移导柱的顶端安装有第三伺服电机，所述横向平移导柱的另外一侧安装有第一丝杆导轨副，所述第一丝杆导轨副上安装第一垂直滑座，所述第一垂直滑座的底部安装搬运抓取执行器，所述第三伺服电机驱动所述第一丝杆导轨副，所述第一丝杆导轨副带动所述第一垂直滑座沿垂直方向运动。

优选地，所述搬运机器人支架、第一纵向导轨、纵向平移横梁、第一伺服电机和第一齿轮齿条副的数量为两个，所述横向平移导柱、第一丝杆导轨副、第一垂直滑座和搬运抓取执行器的数量为五个。

进一步地，所述两个搬运机器人支架之间的地面上安装滚轮输送器。

优选地，所述滚轮输送器的数量为五个。

进一步地，所述片料定位装置包括皮带输送器，所述皮带输送器的顶端安装定位板调节装置，所述定位板调节装置的侧面安装推板装置；所述皮带输送器包括皮带输送机座，所述皮带输送机座上安装平皮带，所述皮带输送机座底部安装减速电机，所述减速电机带动所述平皮带运动；所述定位板调节装置包括片料定位板，所述片料定位板安装在所述皮带输送机座的顶端，所述片料定位板上安装丝杆螺母传动副，所述丝杆螺母传动副的一端与第四伺服电机连接，所述第四伺服电机安装在所述皮带输送机座的上，所述第四伺服电机驱动所述丝杆螺母传动副，所述丝杆螺母传动副带动片料定位板做横向水平运动；所述推板装置包括推板，所述推板的一侧安装有导柱和电动平推缸，所述电动平推缸驱动所述推板沿所述导柱横向水平运动。

进一步地，所述片料定位板上开有直角缺口。

优选地，所述导柱的数量为四个。

进一步地，所述垫片机器人包括垫片机器人机架，所述垫片机器人机架底部两侧安装轻轨导向副、驻车器和第五伺服电机，所述轻轨导向副上安装第三齿轮齿条副，所述第三齿轮齿条副与所述第五伺服电机相连，所述第五伺服电机驱动所述第三齿轮齿条副，所述第三齿轮齿条副带动垫片机器人机架在所述轻轨导向副上水平运动；所述垫片机器人机架顶端两侧安装第二横向导轨，所述第二横向导轨上安装横向平移梁，所述横向平移梁两端安装第六伺服电机和第四齿轮齿条副，所述第六伺服电机和所述第四齿轮齿条副连接，所述第六伺服电机驱动所述第四齿轮齿条副，所述第四齿轮齿条副带动横向平移梁沿所述第二横向导轨运动；所述横向平移梁一侧安装第二纵向导轨，所述第二纵向导轨上安装纵向平移柱，所述纵向平移柱的一侧安装第七伺服电机，所述横向平移梁上安装第五齿轮齿条副，所述第七伺服电机与所述第五齿轮齿条副连接，所述第七伺服电机驱动所述第五齿轮齿条副，所述第五齿轮齿条副带动纵向平移柱沿所述第二纵向导轨运动，所述纵向平移柱顶部安装第八伺服电机，所述纵向平移柱的另一侧安装有第二丝杆导轨副，所述第二丝杆导轨副上安装第二垂直滑座，所述第二垂直滑座的底部安装叠片抓取执行器，所述第二垂直滑座的底部的顶部安装第九伺服电机，所述第八伺服电机驱动所述第二丝杆导轨副，所述第二丝杆导轨副带动所述第二垂直滑座沿垂直方向运动，所述第九伺服电机直联驱动所述叠片抓取执行器垂直方向旋转。

优选地，所述轻轨导向副、第五伺服电机、第三齿轮齿条副、第二横向导轨和第四齿轮齿条副的数量为两个，所述驻车器的数量为四个，所述横向平移梁、第二纵向导轨、纵向平移柱、第七伺服电机、第五齿轮齿条副、第二垂直滑座、第二丝杆导轨副、第八伺服电机、第九伺服电机和叠片抓取执行器的数量为五个，所述第六伺服电机的数量为十个。

本发明具有以下优点：

本装置结构可靠，操作方便，变压器铁心硅钢片的搬运、定位和叠片工序均采用自动化机器人完成，实现了自动化叠片，大大降低了变压器行业铁心叠片工序的劳动强度；同时本装置的叠片质量好、生产效率高，能够满足大型变压器生产线的自动化要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种变压器铁心自动垫片机器人装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种变压器铁心自动垫片机器人装置的主视图；

图3为本发明实施例提供的一种变压器铁心自动垫片机器人装置的左视图；

图4为本发明实施例提供的一种变压器铁心自动垫片机器人装置的俯视图；

图5为本发明实施例提供的一种变压器铁心自动垫片机器人装置中片料搬运机器人的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种变压器铁心自动垫片机器人装置中片料定位装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种变压器铁心自动垫片机器人装置中垫片机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1至图7，本实施例提供的一种变压器铁心自动垫片机器人装置，包括片料搬运机器人1。片料搬运机器人1安装在地面，片料搬运机器人1的末端安装片料定位装置2，片料定位装置2的末端安装垫片机器人3。片料搬运机器人1包括搬运机器人支架4，搬运机器人支架4固定在地面上，搬运机器人支架4的顶部安装第一纵向导轨6，第一纵向导轨6上安装纵向平移横梁5，纵向平移横梁5外侧安装第一伺服电机8和第一齿轮齿条副7，第一伺服电机8驱动第一齿轮齿条副7，第一齿轮齿条副7带动纵向平移横梁5沿第一纵向导轨6运动。纵向平移横梁5内侧安装有第一横向导轨10，第一横向导轨10上安装横向平移导柱9，横向平移导柱9一侧安装第二伺服电机12和第二齿轮齿条副11，第二伺服电机12驱动第二齿轮齿条副11，第二齿轮齿条副11带动横向平移导柱9沿第一横向导轨10运动。横向平移导柱9沿第一横向导轨10运动是为了适应不同规格片料的搬运要求。横向平移导柱9的顶端安装第三伺服电机15，横向平移导柱9的另外一侧安装有第一丝杆导轨副14，第一丝杆导轨副14上安装第一垂直滑座13，第一垂直滑座13的底部安装搬运抓取执行器16，搬运抓取执行器16用于抓取片料。第三伺服电机15驱动第一丝杆导轨副14，第一丝杆导轨副14带动第一垂直滑座13沿垂直方向运动。搬运机器人支架4、第一纵向导轨6、纵向平移横梁5、第一伺服电机8和第一齿轮齿条副7的数量为两个，横向平移导柱9、第一丝杆导轨副14、第一垂直滑座13和搬运抓取执行器16的数量为五个。两个搬运机器人支架4之间的地面上安装滚轮输送器17，滚轮输送器17的数量为五个，滚轮输送器17用于输送堆码的片料。

片料定位装置2包括皮带输送器18，皮带输送器18的顶端安装定位板调节装置19，定位板调节装置19的侧面安装推板装置20。皮带输送器18包括皮带输送机座21，皮带输送机座21上安装平皮带22，皮带输送机座21底部安装减速电机23，减速电机23带动平皮带22运动，皮带输送器机座21顶面的台阶是片料定位的基准面，减速电机23驱动的平皮带22的上表面是输送片料的工作面。定位板调节装置19包括片料定位板24，片料定位板24安装在皮带输送机座21的顶端，片料定位板24上安装丝杆螺母传动副25，丝杆螺母传动副25的一端与第四伺服电机26连接，第四伺服电机26安装在皮带输送机座21的上，第四伺服电机26驱动丝杆螺母传动副25，丝杆螺母传动副25带动片料定位板24做横向水平运动，片料定位板24做横向水平运动是为了适应不同规格片料的定位要求。推板装置20包括推板27，推板27的一侧安装有导柱28和电动平推缸29，电动平推缸29驱动所述推板27沿导柱28横向水平运动。片料定位板24上开有直角缺口。导柱28的数量为四个。

垫片机器人3包括垫片机器人机架30，垫片机器人机架30底部两侧安装轻轨导向副31、驻车器34和第五伺服电机33，轻轨导向副31上安装第三齿轮齿条副32，第三齿轮齿条副32与第五伺服电机33相连，第五伺服电机33驱动第三齿轮齿条副32，第三齿轮齿条副32带动垫片机器人机架30在轻轨导向副31上水平运动。垫片机器人机架30顶端两侧安装第二横向导轨36，第二横向导轨36上安装横向平移梁35，横向平移梁35两端安装第六伺服电机38和第四齿轮齿条副37，第六伺服电机38和第四齿轮齿条副37连接，第六伺服电机38驱动第四齿轮齿条副37，第四齿轮齿条副37带动横向平移梁35沿第二横向导轨36运动。横向平移梁35一侧安装第二纵向导轨40，第二纵向导轨40上安装纵向平移柱39，纵向平移柱39的一侧安装第七伺服电机42，横向平移梁35上安装第五齿轮齿条副41，第七伺服电机42与第五齿轮齿条副41连接，第七伺服电机42驱动第五齿轮齿条副41，第五齿轮齿条副41带动纵向平移柱39沿第二纵向导轨40运动，纵向平移柱39顶部安装第八伺服电机45，纵向平移柱39的另一侧安装有第二丝杆导轨副44，第二丝杆导轨副44上安装第二垂直滑座43，第二垂直滑座43的底部安装叠片抓取执行器47，叠片抓取执行器47用于叠装片料。第二垂直滑座43的底部的顶部安装第九伺服电机46，第八伺服电机45驱动第二丝杆导轨副44，第二丝杆导轨副44带动第二垂直滑座43沿垂直方向运动，第九伺服电机46直联驱动叠片抓取执行器47垂直方向旋转。

轻轨导向副31、第五伺服电机33、第三齿轮齿条副32、第二横向导轨36和第四齿轮齿条副37的数量为两个，驻车器34的数量为四个，横向平移梁35、第二纵向导轨40、纵向平移柱39、第七伺服电机42、第五齿轮齿条副41、第二垂直滑座43、第二丝杆导轨副44、第八伺服电机45、第九伺服电机46和叠片抓取执行器47的数量为五个，第六伺服电机38的数量为十个。

当本装置工作时：将堆码片料的料架放置在片料搬运机器人1的辊轮输送器17上，辊轮输送器17将堆码片料的料架向前输送到指定位置后停止，纵向平移横梁5在第一伺服电机8驱动下沿第一纵向导轨6和第一齿轮齿条副7平移到片料正上方，然后搬运抓取执行器16和第一垂直滑座13在第三伺服电机15的驱动下第一沿丝杆导轨副14垂直向下移动，直到搬运抓取执行器16将片料牢固吸附住后，第一垂直滑座13反向向上平移，搬运抓取执行器16将片料提起一定高度运动，此时纵向平移横梁5向前平移将抓取的片料运至片料定位装置2的正上方后，搬运抓取执行器16将片料垂直向下放置在片料定位装置2的平皮带22上，搬运抓取执行器16随即复位，平皮带22在减速电机23的驱动下缓慢将片料向前平移，此时片料定位装置2上的推板27在电动平推缸29的作用下沿导柱28横向推动片料，使片料另一侧与皮带输送器机座21顶面的台阶基准面靠齐，片料两侧完全定位后，片料的尖点嵌入并与片料定位板24的直角缺口完全吻合，此时片料已被完全定位，平皮带22停止工作。然后垫片机器人3上的纵向平移导柱39在第七伺服电机42的驱动下沿第二纵向导柱40平移至片料定位装置2的正上方，第八伺服电机45通过第二丝杆导轨副44驱动第二垂直滑座43和叠片抓取执行器47向下运动，在叠片抓取执行器47吸附片料提起一定高度后，纵向平移导柱39反向平移运动至叠片工作区上方，然后横向平移梁35在第六伺服电机38的驱动下沿第二横向导轨36、第四齿轮齿条副37平移，将叠片抓取执行器47运行至叠片工作位的正上方，其中部分叠片抓取执行器47在第九伺服电机46的驱动下旋转90度，叠片抓取执行器47垂直向下运动并将片料叠装在工作位上后，叠片抓取执行器47复位，完成一个单一工作循环，如此往复工作，完成变压器铁心的叠片工序。在变压器铁心底片完毕后，叠片机器人机架30两侧的驻车器34收回，叠片机器人机架30在第五伺服电机33的驱动下沿轻轨导向副31、第三齿轮齿条副32方向平移，为变压器铁心的吊装提供作业空间。

本装置结构可靠，操作方便，变压器铁心硅钢片的搬运、定位和叠片工序均采用自动化机器人完成，实现了自动化叠片，大大降低了变压器行业铁心叠片工序的劳动强度；同时本装置的叠片质量好、生产效率高，能够满足大型变压器生产线的自动化要求。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，包括片料搬运机器人（1），所述片料搬运机器人（1）安装在地面，所述片料搬运机器人（1）的末端安装片料定位装置（2），所述片料定位装置（2）的末端安装垫片机器人（3）；所述片料搬运机器人（1）包括搬运机器人支架（4），所述搬运机器人支架（4）固定在地面上，所述搬运机器人支架（4）的顶部安装第一纵向导轨（6），所述第一纵向导轨（6）上安装纵向平移横梁（5），所述纵向平移横梁（5）外侧安装第一伺服电机（8）和第一齿轮齿条副（7），所述第一伺服电机（8）驱动所述第一齿轮齿条副（7），所述第一齿轮齿条副（7）带动所述纵向平移横梁（5）沿所述第一纵向导轨（6）运动；所述纵向平移横梁（5）内侧安装有第一横向导轨（10），所述第一横向导轨（10）上安装横向平移导柱（9），所述横向平移导柱（9）一侧安装第二伺服电机（12）和第二齿轮齿条副（11），所述第二伺服电机（12）驱动所述第二齿轮齿条副（11），所述第二齿轮齿条副（11）带动横向平移导柱（9）沿第一横向导轨（10）运动；所述横向平移导柱（9）的顶端安装有第三伺服电机（15），所述横向平移导柱（9）的另外一侧安装有第一丝杆导轨副（14），所述第一丝杆导轨副（14）上安装第一垂直滑座（13），所述第一垂直滑座（13）的底部安装搬运抓取执行器（16），所述第三伺服电机（15）驱动所述第一丝杆导轨副（14），所述第一丝杆导轨副（14）带动所述第一垂直滑座（13）沿垂直方向运动。

2.根据权利要求1所述的变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，所述搬运机器人支架（4）、第一纵向导轨（6）、纵向平移横梁（5）、第一伺服电机（8）和第一齿轮齿条副（7）的数量为两个，所述横向平移导柱（9）、第一丝杆导轨副（14）、第一垂直滑座（13）和搬运抓取执行器（16）的数量为五个。

3.根据权利要求2所述的变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，所述两个搬运机器人支架（4）之间的地面上安装滚轮输送器（17）。

4.根据权利要求3所述的变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，所述滚轮输送器（17）的数量为五个。

5.根据权利要求1所述的变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，所述片料定位装置（2）包括皮带输送器（18），所述皮带输送器（18）的顶端安装定位板调节装置（19），所述定位板调节装置（19）的侧面安装推板装置（20）；所述皮带输送器（18）包括皮带输送机座（21），所述皮带输送机座（21）上安装平皮带（22），所述皮带输送机座（21）底部安装减速电机（23），所述减速电机（23）带动所述平皮带（22）运动；所述定位板调节装置（19）包括片料定位板（24），所述片料定位板（24）安装在所述皮带输送机座（21）的顶端，所述片料定位板（24）上安装丝杆螺母传动副（25），所述丝杆螺母传动副（25）的一端与第四伺服电机（26）连接，所述第四伺服电机（26）安装在所述皮带输送机座（21）的上，所述第四伺服电机（26）驱动所述丝杆螺母传动副（25），所述丝杆螺母传动副（25）带动片料定位板（24）做横向水平运动；所述推板装置（20）包括推板（27），所述推板（27）的一侧安装有导柱（28）和电动平推缸（29），所述电动平推缸（29）驱动所述推板（27）沿所述导柱（28）横向水平运动。

6.根据权利要求5所述的变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，所述片料定位板（24）上开有直角缺口。

7.根据权利要求5所述的变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，所述导柱（28）的数量为四个。

8.根据权利要求1所述的变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，所述垫片机器人（3）包括垫片机器人机架（30），所述垫片机器人机架（30）底部两侧安装轻轨导向副（31）、驻车器（34）和第五伺服电机（33），所述轻轨导向副（31）上安装第三齿轮齿条副（32），所述第三齿轮齿条副（32）与所述第五伺服电机（33）相连，所述第五伺服电机（33）驱动所述第三齿轮齿条副（32），所述第三齿轮齿条副（32）带动垫片机器人机架（30）在所述轻轨导向副（31）上水平运动；所述垫片机器人机架（30）顶端两侧安装第二横向导轨（36），所述第二横向导轨（36）上安装横向平移梁（35），所述横向平移梁（35）两端安装第六伺服电机（38）和第四齿轮齿条副（37），所述第六伺服电机（38）和所述第四齿轮齿条副（37）连接，所述第六伺服电机（38）驱动所述第四齿轮齿条副（37），所述第四齿轮齿条副（37）带动横向平移梁（35）沿所述第二横向导轨（36）运动；所述横向平移梁（35）一侧安装第二纵向导轨（40），所述第二纵向导轨（40）上安装纵向平移柱（39），所述纵向平移柱（39）的一侧安装第七伺服电机（42），所述横向平移梁（35）上安装第五齿轮齿条副（41），所述第七伺服电机（42）与所述第五齿轮齿条副（41）连接，所述第七伺服电机（42）驱动所述第五齿轮齿条副（41），所述第五齿轮齿条副（41）带动纵向平移柱（39）沿所述第二纵向导轨（40）运动，所述纵向平移柱（39）顶部安装第八伺服电机（45），所述纵向平移柱（39）的另一侧安装有第二丝杆导轨副（44），所述第二丝杆导轨副（44）上安装第二垂直滑座（43），所述第二垂直滑座（43）的底部安装叠片抓取执行器（47），所述第二垂直滑座（43）的底部的顶部安装第九伺服电机（46），所述第八伺服电机（45）驱动所述第二丝杆导轨副（44），所述第二丝杆导轨副（44）带动所述第二垂直滑座（43）沿垂直方向运动，所述第九伺服电机（46）直联驱动所述叠片抓取执行器（47）垂直方向旋转。

9.根据权利要求8所述的变压器铁心自动垫片机器人装置，其特征在于，所述轻轨导向副（31）、第五伺服电机（33）、第三齿轮齿条副（32）、第二横向导轨（36）和第四齿轮齿条副（37）的数量为两个，所述驻车器（34）的数量为四个，所述横向平移梁（35）、第二纵向导轨（40）、纵向平移柱（39）、第七伺服电机（42）、第五齿轮齿条副（41）、第二垂直滑座（43）、第二丝杆导轨副（44）、第八伺服电机（45）、第九伺服电机（46）和叠片抓取执行器（47）的数量为五个，所述第六伺服电机（38）的数量为十个。