CN104908033A - 一种高速轻型龙门桁架机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速轻型龙门桁架机械手，包括龙门桁架和机械手，龙门桁架包括在空间中呈正交分布的X轴滑移组件、Y轴滑移组件和Z轴滑移组件；两组Y轴滑移组件通过Y轴支架连接，Y轴支架可沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动；X轴滑移组件设置在Y轴支架上，X轴滑移组件可沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动，X轴滑移组件上设有X轴连接座；Z轴滑移组件设置在X轴连接座上，Z轴滑移组件可沿Z轴方向在X轴连接座上作滑移运动；机械手设置在Z轴滑移组件上，机械手可随着Z轴滑移组件在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向作滑移运动。本发明提高了机械手滑移运动的稳定性；节省了人力，降低了劳动强度，提高了工作效率，降低了企业设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及应用于工业生产线装运、装卸的机械手领域，特别涉及一种高速轻型龙门桁架机械手。
背景技术
目前大多数企业生产中各个工序之间的工件装运、装卸采用人工操作，由于人工操作劳动强度大、生产效率低、产品质量不稳定，影响市场竞争力，成为企业进一步发展壮大的瓶颈，尤其是在时间性要求较高的工序，手工操作会降低产品的生产效率和产品质量，而且对于较重的工件，人工难以操作。同时，在工业自动化较高的企业，工件经常需要在流水线与机床加工工位之间来回搬运，目前在自动化流水线上实现机床上下料，广泛采用通用工业机器人或特制机械手。
通用工业机器人载荷大、精度高、动作可编程，但价格昂贵，在搬运路径较为简单的情况下使用不经济；特制机械手一般用于精度要求较低的场合，如物料仓，定位需求较低的加工或工艺设备的上下料环节等。适用于机床加工工位定位精度要求较高，但搬运动作又较为简单的上下料环节的特制机械手较少。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种高速轻型龙门桁架机械手。
发明内容
针对上述技术的不足,本发明提出一种高速轻型龙门桁架机械手，旨在降低人工操作劳动强度，提高生产效率，降低企业设备成本，提高搬运定位精度。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种高速轻型龙门桁架机械手，包括龙门桁架和机械手，
所述的龙门桁架包括在空间中呈正交分布的X轴滑移组件、Y轴滑移组件和Z轴滑移组件；
其中Y轴滑移组件为两组，两组Y轴滑移组件分别设置在两条相互平行的Y轴横梁上，两组Y轴滑移组件通过Y轴支架连接，Y轴支架可沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动；
所述X轴滑移组件设置在Y轴支架上，X轴滑移组件可沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动，X轴滑移组件上设有X轴连接座；
所述Z轴滑移组件设置在X轴连接座上，Z轴滑移组件可沿Z轴方向在X轴连接座上作滑移运动；
所述机械手设置在Z轴滑移组件上，机械手可随着Z轴滑移组件在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向作滑移运动。
所述的Y轴滑移组件包括Y轴支架、Y轴导轨副、Y轴伺服电机、Y轴齿条以及与Y轴齿条相互啮合的Y轴直齿轮，Y轴直齿轮通过传动轴连接Y轴减速机，Y轴减速机连接设置在Y轴支架的Y轴伺服电机，Y轴支架通过所述的Y轴导轨副设置在所述的Y轴横梁上，Y轴齿条和Y轴导轨副均沿Y轴方向安装于所述的Y轴横梁上，Y轴伺服电机驱动Y轴支架沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动。
所述的X轴滑移组件包括X轴线性模组、X轴连接座、X轴导轨副和X轴伺服电机，所述X轴线性模组的滑块安装在X轴连接座，X轴连接座呈L形，X轴导轨副的X轴导轨安装在Y轴支架的侧面，X轴导轨副的两个X轴滑块沿X轴方向安装于X轴连接座的下端内侧安装面，X轴伺服电机安装在X轴线性模组的安装法兰上，X轴伺服电机驱动X轴线性模组带动X轴连接座沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动。
所述的Z轴滑移组件包括Z轴滑架、Z轴型材、Z轴安装板、Z轴斜齿条、与Z轴斜齿条相互啮合的Z轴斜齿轮、Z轴导轨副和驱动Z轴斜齿条运动的伺服电机，所述Z轴滑架通过Z轴导轨副滑动安装于所述的X轴连接座外侧安装面上，Z轴斜齿条和Z轴导轨副均沿Z轴方向安装于所述Z轴滑架上，Z轴伺服电机安装于X轴连接座的内侧安装面，Z轴伺服电机的输出轴通过Z轴减速机与Z轴斜齿轮连接，Z轴伺服电机驱动齿轮齿条运动使Z轴滑架在Z轴方向上作上下滑移运动。
所述的机械手包括三爪气缸和气缸安装板，气缸安装板设置在Z轴型材的下端面，三爪气缸设置在气缸安装板上。
本发明的有益效果是：通过高速轻型桁架机械手进行工件的搬运，通过控制系统精确控制高速轻型桁架机械手的运行，提高了工件搬运的自动化程度，机械手在X轴、Y轴、Z轴方向滑移运动时通过导轨副的进行导向，提高了机械手在滑移运动的稳定性；同时降低人工操作劳动强度、提高生产效率高、产品质量稳定，降低企业设备成本。
附图说明
图1为本发明实施例的立体结构示意图；
图2为图1中I处的放大示意图；
图3为实施例中桁架的滑移运动部分的示意图。
图中，1.支撑立柱 2.Y轴横梁 3.Y轴导轨 4.Y轴齿条 5.Y轴支架 6.X轴伺服电机 7.X轴线性模组 8.Y轴伺服电机 9.Z轴滑移组件 10.Y轴减速机 11.Y轴轴承座 12.Y轴传动轴 13.X轴连接座 14.Z轴导轨 15.Z轴斜齿条 16.Z轴安装板 17.Z轴型材 18.Y轴直齿轮 19.Y轴滑块 20.Z轴减速机 21.Z轴伺服电机 22.三爪气缸 23.X轴导轨 24.Z轴滑块 25.气缸安装板 26.Z轴斜齿轮 27.X轴滑块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1-图3，一种高速轻型龙门桁架机械手，包括龙门桁架和机械手，
所述的龙门桁架包括在空间中呈正交分布的X轴滑移组件、Y轴滑移组件和Z轴滑移组件9；
其中Y轴滑移组件为两组，两组Y轴滑移组件分别设置在两条相互平行的Y轴横梁2上，两组Y轴滑移组件通过Y轴支架5连接，Y轴支架5可沿Y轴方向在Y轴横梁2上作滑移运动；
所述X轴滑移组件设置在Y轴支架5上，X轴滑移组件可沿X轴方向上在Y轴支架5上作滑移运动，X轴滑移组件上设有X轴连接座13；
所述Z轴滑移组件9设置在X轴连接座13上，Z轴滑移组件9可沿Z轴方向在X轴连接座13上作滑移运动；
所述机械手设置在Z轴滑移组件9上，机械手可随着Z轴滑移组件9在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向作滑移运动。
所述的Y轴滑移组件包括Y轴支架5、Y轴导轨副、Y轴伺服电机8、Y轴齿条4以及与Y轴齿条4相互啮合的Y轴直齿轮18，Y轴直齿轮18通过传动轴连接Y轴减速机10，Y轴减速机10连接设置在Y轴支架5的Y轴伺服电机8，Y轴支架5通过所述的Y轴导轨副设置在所述的Y轴横梁2上，Y轴齿条4和Y轴导轨副均沿Y轴方向安装于所述的Y轴横梁2上，Y轴伺服电机8驱动Y轴支架5沿Y轴方向在Y轴横梁2上作滑移运动。
所述的X轴滑移组件包括X轴线性模组7、X轴连接座13、X轴导轨副和X轴伺服电机6，所述X轴线性模组7的滑块安装在X轴连接座13，X轴连接座13呈L形，X轴导轨副的X轴导轨23安装在Y轴支架5的侧面，X轴导轨副的两个X轴滑块27沿X轴方向安装于X轴连接座13的下端内侧安装面，X轴伺服电机6安装在X轴线性模组7的安装法兰上，X轴伺服电机6驱动X轴线性模组7带动X轴连接座13沿X轴方向上在Y轴支架5上作滑移运动。
所述的Z轴滑移组件9包括Z轴滑架、Z轴型材17、Z轴安装板16、Z轴斜齿条15、与Z轴斜齿条15相互啮合的Z轴斜齿轮16、Z轴导轨副和驱动Z轴斜齿条15运动的伺服电机21，所述Z轴滑架通过Z轴导轨副滑动安装于所述的X轴连接座13外侧安装面上，Z轴斜齿条15和Z轴导轨副均沿Z轴方向安装于所述Z轴滑架上，Z轴伺服电机21安装于X轴连接座13的内侧安装面，Z轴伺服电机21的输出轴通过Z轴减速机20与Z轴斜齿轮26连接，Z轴伺服电机21驱动齿轮齿条运动使Z轴滑架在Z轴方向上作上下滑移运动。
所述的机械手包括三爪气缸22和气缸安装板25，气缸安装板25设置在Z轴型材17的下端面，三爪气缸22设置在气缸安装板25上，三爪随着三爪气缸作向外、向内运动，实现工件的抓料和放料。
所述的机械手安装在Z轴滑移组件9的Z轴型材17的下端，Z轴滑移组件通过Z轴导轨副连接在X轴滑移组件的X轴连接座13上，X轴滑移组件通过线性模组7和X轴导轨副固定在Y轴滑移组件上，Y轴滑移组件通过Y轴导轨副固定在Y轴横梁2上。
由控制系统控制龙门桁架机械手的运行，控制系统由独立的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）控制，通过内含的程序使龙门桁架机械手自动运行。
使用时，将本龙门桁架机械手放置于机械加工搬运过程中，机械手两侧分别排列多个数控机床加工环节，在某一个数控机床的中加工完成后，控制系统控制Y轴伺服电机8工作，驱动机械手随同Y轴支架5沿Y轴横梁2做滑移运动，机械手在Y轴方向移动到下个数控机床的位置后，控制系统控制X轴伺服电机6驱动X轴线性模组7使机械手滑移到X轴方向上的指定位置，控制系统控制Z轴伺服电机21使Z轴滑架到达指定位置，控制系统控制三爪气缸抓去工件，然后重复上述动作依次向各个数控机床自动给料。
Claims (5)
1.一种高速轻型龙门桁架机械手，其特征在于：包括龙门桁架和机械手，
所述的龙门桁架包括在空间中呈正交分布的X轴滑移组件、Y轴滑移组件和Z轴滑移组件；
其中Y轴滑移组件为两组，两组Y轴滑移组件分别设置在两条相互平行的Y轴横梁上，两组Y轴滑移组件通过Y轴支架连接，Y轴支架可沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动；
所述X轴滑移组件设置在Y轴支架上，X轴滑移组件可沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动，X轴滑移组件上设有X轴连接座；
所述Z轴滑移组件设置在X轴连接座上，Z轴滑移组件可沿Z轴方向在X轴连接座上作滑移运动；
所述机械手设置在Z轴滑移组件上，机械手可随着Z轴滑移组件在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向作滑移运动。
2.根据权利要求1所述的高速轻型龙门桁架机械手，其特征在于：所述的Y轴滑移组件包括Y轴支架、Y轴导轨副、Y轴伺服电机、Y轴齿条以及与Y轴齿条相互啮合的Y轴直齿轮，Y轴直齿轮通过传动轴连接Y轴减速机，Y轴减速机连接设置在Y轴支架的Y轴伺服电机，Y轴支架通过所述的Y轴导轨副设置在所述的Y轴横梁上，Y轴齿条和Y轴导轨副均沿Y轴方向安装于所述的Y轴横梁上，Y轴伺服电机驱动Y轴支架沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动。
3.根据权利要求1所述的高速轻型龙门桁架机械手，其特征在于：所述的X轴滑移组件包括X轴线性模组、X轴连接座、X轴导轨副和X轴伺服电机，所述X轴线性模组的滑块安装在X轴连接座，X轴连接座呈L形，X轴导轨副的X轴导轨安装在Y轴支架的侧面，X轴导轨副的两个X轴滑块沿X轴方向安装于X轴连接座的下端内侧安装面，X轴伺服电机安装在X轴线性模组的安装法兰上，X轴伺服电机驱动X轴线性模组带动X轴连接座沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动。
4.根据权利要求1所述的高速轻型龙门桁架机械手，其特征在于：所述的Z轴滑移组件包括Z轴滑架、Z轴型材、Z轴安装板、Z轴斜齿条、与Z轴斜齿条相互啮合的Z轴斜齿轮、Z轴导轨副和驱动Z轴斜齿条运动的伺服电机，所述Z轴滑架通过Z轴导轨副滑动安装于所述的X轴连接座外侧安装面上，Z轴斜齿条和Z轴导轨副均沿Z轴方向安装于所述Z轴滑架上，Z轴伺服电机安装于X轴连接座的内侧安装面，Z轴伺服电机的输出轴通过Z轴减速机与Z轴斜齿轮连接，Z轴伺服电机驱动齿轮齿条运动使Z轴滑架在Z轴方向上作上下滑移运动。
5.根据权利要求1所述的高速轻型龙门桁架机械手，其特征在于：所述的机械手包括三爪气缸和气缸安装板，气缸安装板设置在Z轴型材的下端面，三爪气缸设置在气缸安装板上。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150916 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |