CN104227702A - 双轨数控横梁式机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了双轨数控横梁式机械手，其包括X轴轨道、Y轴轨道、Z轴导轨组，Y轴轨道两端分别与X轴轨道的两条轨道通过X动梁支撑架连接组成XY运动平台，Z轴导轨组一端设于XY运动平台下方的垂直固定框内，另一端连接有抓取定位装置，支撑框与Z轴导轨组连接，支撑框上设有两组以上的夹持机构，每组夹持机构包括两个相对设置的夹持臂，所述夹持臂分别滑动设于支撑框的侧面，夹持臂在直流伺服电机的相对侧设有激光定位仪。本发明通过设置X、Y、Z三个轨道和C轴转台，由伺服电机驱动，能够实现机械手抓取定位装置左右，前后，上下全方位的移动，其高效快速，且定位准确，整个过程由PLC控制，其自动化程度高，货物管理实现科学化、智能化。
Description
技术领域
本发明涉及机械手，特别涉及双轨数控横梁式机械手。
背景技术
随着科技的进步和发展，我国的工业得到了快速发展，机械自动化领域更是突飞猛进地发展。目前常用的移载系统有三种，一种是简单的移载，包括简单的顶升移载机，和一些机械手抓取从A到B处，顶升移载机直接用于直角转弯处的传输，用于比较短距离的移载；另一种的移载系统针对比较大的物件，该类移载系统对精度要求不高，市场上常见的吊车系统和挖掘机就是这一类的，其移载范围大，但品种单一，只能单个工件抓取，多个工件抓取的很凌乱，不能做到有序，定位精度有限；还有一种是机械手抓取系统，机械手作为机械自动化领域重要的生产部件，代替人工操作，保证操作工人生命安全，得到了广泛应用，常用的机械手虽然定位精度很高，但是移载范围太小，不能大范围高精度的将工件移到位。
在电力系统中，电表放置于周转箱，周转箱在装进密集柜时，目前主要是通过人工来完成，工作效率低，同时加重了工人的工作量，即便使用机械化程度高的机械手来完成工作，经常由于其定位不准确，和不能适应多工位自动定位抓取而限制其应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于抓取密集柜中周转箱的双轨数控横梁式机械手，该机械手可实现多方位多个周转箱的同时抓取，且抓取时，定位准确。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
双轨数控横梁式机械手，其与密集柜配合，所述机械手设于密集柜的上方，机械手包括X轴轨道、Y轴轨道、滑座、垂直固定框、Z轴导轨组、C轴转台，所述X轴轨道包括相互平行的两条轨道，所述X轴轨道通过固定支撑柱固定于密集柜上方两侧，所述Y轴轨道两端分别与X轴轨道的两条轨道通过X动梁支撑架连接组成XY运动平台，并可沿X轴轨道移动，所述滑座与Y轴轨道连接，并可沿Y轴轨道移动；所述滑座上设有齿轮，所述C轴转台一端与齿轮套接，另一端穿过滑座并与垂直固定框的顶部连接固定；所述Z轴导轨组由四个上下可伸缩的导轨组组成，所述可伸缩的导轨组由联级导轨构成，其一端设于垂直固定框内，另一端固定连接有抓取定位装置；所述抓取定位装置包括支撑框，所述支撑框与Z轴导轨固定连接，所述支撑框上设有两组以上的夹持机构，所述夹持机构包括一对相对设置的夹持臂，所述夹持臂分别滑动设于支撑框的侧面，所述夹持臂由直流伺服电机驱动，所述夹持臂在直流伺服电机的相对侧设有激光定位仪和障碍检测仪；所述C轴转台一端的齿轮、Y轴轨道、Z轴导轨组分别由伺服电机驱动。
所述机械手由PLC和通讯模块控制。PLC控制机械手的控制精度和效率是人工无法达到的。
所述夹持机构相互平行。
所述夹持机构为五组。可同时完成五个以内周转箱的出库和入库工作。
所述Y轴轨道包括两根相互平行的轨道。两根相互平行的轨道更能保证机械手在工作时的准确性和稳定性。
所述夹持臂上设有与周转箱把手配合的托架，所述托架由一体式气缸驱动，且所述夹持机构上设有气缸位置反馈传感器。托架与周转箱的把手配合，夹持臂可牢牢抱住周转箱，周转箱不会滑落。
所述X轴轨道的两条轨道上分别设有同步皮带，Y轴轨道两端分别设有同步带轮和同步轮，同步轮设在X轴轨道上，同步带轮由伺服电机驱动，同步带轮沿同步皮带运动，进而带动Y轴轨道在X轴轨道上运动。由同步轮和同步皮带来完成机械手在X轴上的传动过程，使运行更加精确和平稳。
所述夹持机构的一对夹持臂同步运动。
所述Y轴轨道上设有控制平台，所述控制平台由PLC及附属设备电连接组成的控制系统。控制平台直接设在Y轴轨道上，信号传输距离短，避免由于传输线过长造成的信号衰减，使得控制更精确稳定。
本发明的双轨数控横梁式机械手，通过设置X、Y、Z三付轨道和C轴转台，由伺服电机驱动，能够实现机械手抓取定位装置左右，前后，上下全方位的移动，方便其抓取密集柜内的周转箱；激光定位仪可帮助测量机械手的夹持臂与周转箱之间的距离和对应位置，并定位夹持臂伸到周转箱的合适位置并与周转箱配合以准确抓取，其高效快速，且定位准确，整个过程由PLC控制，其自动化程度高，大大的减轻了工人的劳动强度。
附图说明 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明整体的结构示意图；
图2为本发明整体顶部的结构示意图；
图3为本发明中Z轴导轨组的结构示意图；
图4为本发明中抓取定位装置的结构示意图。
具体实施方式 下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图1至图4之一所示，本发明双轨数控横梁式机械手，其与密集柜配合，所述机械手设于密集柜的上方，机械手包括X轴轨道1、Y轴轨道2、滑座3、垂直固定框4、Z轴导轨组5、C轴转台，所述X轴轨道1包括相互平行的两条轨道，所述X轴轨道1通过固定支撑柱6固定于密集柜上方两侧，所述Y轴轨道2两端分别与X轴轨道1的两条轨道通过X动梁支撑架连接组成XY运动平台，并可沿X轴轨道1移动，所述滑座3与Y轴轨道2连接，并可沿Y轴轨道2移动；所述滑座3上设有齿轮8，所述C轴转台一端与齿轮8套接，另一端穿过滑座3并与垂直固定框4的顶部连接固定；所述Z轴导轨组5由四个上下可伸缩的导轨组组成，所述可伸缩的导轨组由联级导轨构成，其一端设于垂直固定框4内，另一端固定连接有抓取定位装置；所述抓取定位装置包括支撑框7，所述支撑框7与Z轴导轨固定连接，所述支撑框7上设有两组以上的夹持机构，所述夹持机构包括一对相对设置的夹持臂9，所述夹持臂9分别滑动设于支撑框7的侧面，所述夹持臂9由直流伺服电机驱动，所述夹持臂9前端设有激光定位仪10和障碍检测仪；所述C轴转台一端的齿轮8、Y轴轨道2、Z轴导轨组5分别由伺服电机驱动。
所述机械手由PLC和通讯模块控制。PLC控制机械手比人为控制更加精确和高效。
所述夹持机构相互平行。
所述夹持机构为五组。可同时完成五个周转箱的出库和入库工作。
所述Y轴轨道2包括两根相互平行的轨道。两根相互平行的轨道更能保证机械手在工作时的准确性和稳定性。
所述夹持臂9上设有与周转箱把手配合的托架10，所述托架10由一体式气缸驱动，且所述夹持机构上设有气缸位置反馈传感器。托架10与周转箱的把手配合，夹持臂9可牢牢抱住周转箱，周转箱不易滑落。
所述X轴轨道1的两条轨道上设有分别同步皮带，Y轴轨道2两端分别设有同步带轮和同步轮，同步轮设在X轴轨道1上，同步带轮由伺服电机驱动，同步带轮沿同步皮带运动，进而带动Y轴轨道2在X轴轨道1上运动。由同步轮和同步皮带来完成机械手在X轴上的传动过程，使运行更加精确和平稳。
所述夹持机构的一对夹持臂9同步运动。
所述Y轴轨道2上设有控制平台，所述控制平台由PLC及附属设备电连接组成的控制系统。控制平台直接设在Y轴轨道2上，信号传输距离短，避免由于传输线过长造成的信号衰减，使得控制更精确稳定。
本发明的工作原理是：当机械手要把表库中密集柜里面的周转箱移出去时，首先启动密集柜，密集柜沿着其轨道移动，使得两列密集柜之间的距离增加，PLC控制机械手沿X轴移动到打开的密集柜处，待密集柜打开完毕，机械手通过Y轴和Z轴，结合C轴由PLC计算出需取出的周转箱位置，并快速移动到目标位置，然后启动激光定位机构对目标周转箱进行精确定位，定位成功后夹持臂9向前伸出，夹持臂9上的激光定位仪测到夹持臂9与周转箱位置吻合后，夹持臂9上的托架10张开与周转箱上的把手配合，上下相对的两对气动的托架10均与周转箱配合抱住周转箱，夹持臂9将周装箱移出，收纳于机械手运动框架内移出密集柜，快速移出并放在传送带上，夹持臂9收回，完成一个出库工作，在PLC控制下，机械手继续通过X轴轨道1、Y轴轨道2、Z轴导轨组5来调整自身的位置，以便开始下一批周转箱的出库，如果是需要抓取另一侧密集柜的周转箱时，机械手会自动计算，并移到合适位置旋转C轴转台使机械手方向与密集柜对应即可实现抓取。当需要把传送带上的周装箱放进指定的密集柜时，同样是通过X轴轨道1、Y轴轨道2、Z轴导轨组5以及抓取定位装置的移动来完成的，当确定好位置后，抓取周装箱，在PLC的控制下把周装箱放进密集柜的指定位置。所以本发明的机械手帮助完成了周装箱在密集柜中的出库和入库全自动无人操作。
Claims (9)
1. 双轨数控横梁式机械手，其与密集柜配合，其特征在于：所述机械手设于密集柜的上方，机械手包括X轴轨道、Y轴轨道、滑座、垂直固定框、Z轴导轨组、C轴转台，所述X轴轨道包括相互平行的两条轨道，所述X轴轨道通过固定支撑柱固定于密集柜上方两侧，所述Y轴轨道两端分别与X轴轨道的两条轨道通过X动梁支撑架连接组成XY运动平台，并可沿X轴轨道移动，所述滑座与Y轴轨道连接，并可沿Y轴轨道移动；所述滑座上设有齿轮，所述C轴转台一端与齿轮套接，另一端穿过滑座并与垂直固定框的顶部连接固定；所述Z轴导轨组由四个上下可伸缩的导轨组组成，所述可伸缩的导轨组由联级导轨构成，其一端设于垂直固定框内，另一端固定连接有抓取定位装置；所述抓取定位装置包括支撑框，所述支撑框与Z轴导轨固定连接，所述支撑框上设有两组以上的夹持机构，所述夹持机构包括一对相对设置的夹持臂，所述夹持臂分别滑动设于支撑框的侧面，所述夹持臂由直流伺服电机驱动，所述夹持臂在直流伺服电机的相对侧设有激光定位仪和障碍检测仪；所述C轴转台一端的齿轮、Y轴轨道、Z轴导轨组分别由伺服电机驱动。
2.根据权利要求1所述的双轨数控横梁式机械手，其特征在于：所述机械手由PLC和通讯模块控制。
3. 根据权利要求1所述的双轨数控横梁式机械手，其特征在于：所述夹持机构相互平行。
4. 根据权利要求1所述的双轨数控横梁式机械手，其特征在于：所述Y轴轨道包括两根相互平行相对的导轨。
5. 根据权利要求1所述的双轨数控横梁式机械手，其特征在于：所述夹持臂上设有与周转箱把手配合的托架，所述托架由一体式气缸驱动。
6.根据权利要求5所述的双轨数控横梁式机械手，其特征在于：所述夹持机构上设有气缸位置反馈传感器。
7. 根据权利要求1所述的双轨数控横梁式机械手，其特征在于：所述X轴轨道的两条轨道上分别设有同步皮带，Y轴轨道两端分别设有同步带轮和同步轮，同步轮设在X轴轨道上，同步带轮由伺服电机驱动，同步带轮沿同步皮带运动，进而带动Y轴轨道在X轴轨道上运动。
8.根据权利要求1所述的双轨数控横梁式机械手，其特征在于：所述夹持机构的一对夹持臂同步运动。
9. 根据权利要求1所述的双轨数控横梁式机械手，其特征在于：所述Y轴轨道上设有电气控制平台。
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