CN108145335A - 自适应长度的矩管抓取机械手及供料器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑设备制造工具技术领域,涉及一种自动化搬运窗护栏制造工具,具体涉及一种自适应长度的矩管抓取机械手及供料器。右伺服电机、左伺服电机和平移伺服电机驱动机械手位于供料器一内内纵筋一的正上方,升降伺服电机驱动机械手下降,对中伺服电机通电两个对中碰面把内纵筋一夹紧在中间,夹紧伺服电机通电使两个夹爪带动两个手指同步闭合,把内纵筋一紧紧抓住,然后再上升、平移、下降至把内纵筋一放置到位。本发明节省人工,提高焊接效率和精确度,降低公司的制造成本和人工成本,适应于多种长度和宽度的矩管,提高互换性,焊好的一批窗护栏不必作记号和配做。

Description

自适应长度的矩管抓取机械手及供料器
技术领域
[0001]本发明属于建筑设备制造工具技术领域,涉及一种自动化搬运窗护栏制造工具, 具体涉及一种自适应长度的矩管抓取机械手及供料器。
背景技术
[0002]大多数住宅楼的外窗上都要安装窗护栏,都防止盗贼越窗而入,也能防止自家的 小孩从窗户坠落。窗护栏一般都是人工焊接的,把各种用矩管切割的横梁纵梁都在摆放在 地面上焊接,工作效率低下,焊的一批窗护栏的尺寸都很能保证一致,所以都要作好记号, 哪一件安装在哪一户的哪一个窗户,挨个配做,才能正确安装,互换性很差。
[0003] 对于大型建筑安装公司建的住宅小区,多数楼房的户型是相同的,即窗户的形状 尺寸大多数也是相同的,需要安装的窗护栏也是相同的,所以需要高效率大批量的生产尺 寸相同的窗护栏,这样能大幅缩减建筑安装公司的制造成本。
[0004] 数控切割技术和智能焊接技术的发展给高效精确制造提供了技术支持。然而,到 目前为止还没有人研宄能精确搬运横梁的搬运机械手和供料器,矩管的长度往往有多种规 格,很难用一种机械手搬运多种长度规格的矩管。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于改进现有技术的不足之处,提供一种能节省人工、提高焊接效 率和精确度、降低公司的制造成本和人工成本、适应于多种长度和宽度的矩管、最终产品互 换性好、焊好的一批窗护栏不必作记号和配做的自适应长度的矩管抓取机械手及供料器。
[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现的: 一种自适应长度的矩管抓取机械手及供料器,包括机械手、中间滑动组件、龙门组件、 供料器和机架组件; 机械手包括两个气动夹爪组件、两个对中组件、夹取直线导轨、夹紧驱动组件、对中驱 动组件、升降齿条、竖直直线导轨和机械手支架;机械手支架包括固定连接的长方形的立板 和长方形的平板,平板水平设置,立板的下端和平板的上表面中间部位固定连接;夹取直线 导轨固定连接在平板的下表面; 气动夹爪组件包括气动夹爪、两个手指、气动夹爪支架、夹爪滑块和夹爪同步带夹;气 动夹爪是自动化技术领域应用非常成熟的产品,包括缸体和两个夹爪,在压力空气的驱动 下两个夹爪同步反向开合;两个手指分别固定在两个夹爪上,两个夹爪同步开合带动两个 手指同步开合;缸体、夹爪滑块和夹爪同步带夹分别与气动夹爪支架固定连接;两个气动夹 爪组件的夹爪滑块分别与夹取直线导轨组成直线导轨副;夹紧驱动组件包括夹紧同步带、 夹紧主动同步轮、三个夹紧被动同步轮和夹紧伺服电机,夹紧伺服电机的外壳法兰和平板 固定连接,夹紧主动同步轮固定连接在夹紧伺服电机的输出轴上,三个夹紧被动同步轮分 别通过转动副和平板的下表面固定连接,三个夹紧被动同步轮和一个夹紧主动同步轮分布 成长方形,夹紧同步带包绕在三个夹紧被动同步轮和一个夹紧主动同步轮上并张紧,夹紧 同步带有两个相对的边分别和夹取直线导轨平行,两个气动夹爪组件的两个夹爪同步带夹 分别和夹紧同步带的和夹取直线导轨平行的两个边固定连接,当夹紧伺服电机通电旋转 时,通过夹紧主动同步轮带动夹紧同步带运转,和夹取直线导轨平行的两个边则同速反向 运转,通过两个夹爪同步带夹带动两个气动夹爪组件同速反向运转; 对中组件包括对中碰板、对中滑块和对中皮带夹,对中滑块和对中皮带夹分别和对中 碰板固定连接,对中碰板上有对中碰面,对中碰面竖直设置,对中滑块和夹取直线导轨组成 直线导轨副,两个对中组件的对中碰面相对设置;对中驱动组件包括对中同步带、对中主动 同步轮、三个对中被动同步轮和对中伺服电机,对中伺服电机的外壳法兰和平板固定连接, 对中主动同步轮固定连接在对中伺服电机的输出轴上,三个对中被动同步轮分别通过转动 副和平板的下表面固定连接,三个对中被动同步轮和一个对中主动同步轮分布成长方形, 对中同步带包绕在三个对中被动同步轮和一个对中主动同步轮上并张紧,对中同步带有两 个相对的边分别和夹取直线导轨平行,两个对中皮带夹分别和对中同步带上与夹取直线导 轨平行的两个边固定连接,当对中伺服电机通电旋转时,通过对中主动同步轮带动对中同 步带运转,和夹取直线导轨平行的两个边则同速反向运转,通过两个对中皮带夹带动两个 对中组件同速反向运转; 竖直直线导轨固定连接在立板上并竖直方向设置,升降齿条固定连接在立板上并竖直 设置; 中间滑动组件包括水平滑块、中间滑动架、竖直滑块、升降齿轮、平移伺服电机、升降伺 服电机和平移齿轮;四个水平滑块、四个竖直滑块、平移伺服电机的外壳法兰和升降伺服电 机的外壳法兰分别和中间滑动架固定连接,升降齿轮固定连接在升降伺服电机的输出轴 上,平移齿轮固定连接在平移伺服电机的输出轴上;竖直滑块和竖直直线导轨组成直线导 轨副,升降齿轮与升降齿条啮合; 龙门组件包括龙门架、水平直线导轨、左滑块、右滑块、右齿轮、右伺服电机、左伺服电 机、左齿轮和水平齿条;龙门架包括横梁和Z字形架,Z字形架包括左Z字形架和右Z字形架;Z 字形架包括三段,分别是两段水平段和一段竖直段,竖直段的下端和下部水平段的一端固 定连接,竖直段的上端和上部水平段的一端固定连接,上部水平段的另一端和横梁固定连 接,上部水平段的作用是使横梁远离竖直段,在长度较大的机械手经过竖直段的旁边时不 会相碰; 水平直线导轨和水平齿条分别水平方向固定设置在横梁上,水平直线导轨和水平齿条 相平行;左Z字形架的下部水平段的底部固定连接两个左滑块和左伺服电机的外壳法兰,左 齿轮和左伺服电机的输出轴固定连接;右Z字形架的下部水平段的底部固定连接两个右滑 块和右伺服电机的外壳法兰,右齿轮和右伺服电机的输出轴固定连接; 机架组件包括机架、左齿条、左直线导轨、右齿条、右直线导轨和夹具;左齿条、左直线 导轨、右齿条、右直线导轨和夹具分别与机架固定连接,左齿条、左直线导轨、右齿条、右直 线导轨都水平设置,都相互平行;左直线导轨和左滑块组成直线导轨副,左齿轮和左齿条啮 合;右直线导轨和右滑块组成直线导轨副,右齿轮和右齿条啮合;右伺服电机和左伺服电机 的输出轴同步同速旋转,通过左齿轮-左齿条的组合与右齿轮-右齿条的组合驱动龙门组件 平移,由于龙门组件的两个Z字形架距离尺寸较大,右伺服电机和左伺服电机同时驱动龙门 组件能避免两个Z字形架不同步,保证运行的精确度;左直线导轨和右直线导轨分别与水平 i线导轨垂直;夹具用于精确定位固定窗框的主框架; 供料器包括对称布置的两件驱动组件-料架组合和两个提升组件;驱动组件-料架组合 包括料架、升料电机齿轮、螺母、升料齿轮、两个直线轴承和升料伺服电机;料架上有竖直方 向设置的容料槽;直线轴承和升料伺服电机的外壳法兰分别与料架固定连接,升料电机齿 轮与升料伺服电机的输出轴固定连接;螺母和升料齿轮固定连接,升料齿轮与料架通过转 动副相连;升料齿轮与升料电机齿轮啮合;提升组件包括两个导杆、螺杆和升料板,两个导 杆和螺杆分别与升料板固定连接,两个直线轴承分别和两个导杆配合组成移动副,螺杆和 螺母配合组成滚珠丝杠副,两件驱动组件-料架组合的容料槽相对,两个升料板位于容料槽 旁边较低的位置且等高度,一摞内纵筋一靠重力放在升料板上,升料伺服电机通电其输出 轴旋转,通过升料齿轮-升料电机齿轮的组合与滚珠丝杠副驱动这一摞内纵筋一竖直平移, 使最上面一个内纵筋一位于固定的高度上,以便于机械手寻找位置抓取。
[0007]以加工窗框为例进行说明本发明的工作过程。窗框包括两个边纵筋、横筋一、横筋 二、横筋三、多个内纵筋一和多个内纵筋二,两个边纵筋相垂直,横筋一、横筋二和横筋三相 平行组成“日”字形主框架,横筋一和横筋二之间的距离等于内纵筋一的长度,横筋二和横 筋三之间的距离等于内纵筋二的长度;内纵筋一和内纵筋二在各自的位置都有固定的位置 尺寸,两者的区别在于长度和宽度尺寸不同;一批窗框的尺寸完全相同,适合于使用智能搬 运和智能焊接设备制造。其它筋条己固定位置,以搬运其中一个内纵筋一和一个内纵筋二 为例进行说明本发明的工作过程。
[0008] 1)右伺服电机和左伺服电机的输出轴同步同速旋转,通过右齿轮-右齿条的组合 和左齿轮-左齿条的组合驱动机架组件沿左直线导轨和右直线导轨平移,同时平移伺服电 机通电其输出轴旋转,通过平移齿轮-水平齿条的组合驱动中间滑动组件沿水平直线导轨 平移,最终机械手位于供料器一内内纵筋一的正上方。
[0009] 2)升降伺服电机通电其输出轴旋转,通过升降齿轮-升降齿条的组合驱动机械手 下降至两个对中组件和四个手指围笼住最上面一件内纵筋一;对中伺服电机通电其输出轴 旋转,通过对中主动同步轮带动对中同步带运转,则和夹取直线导轨平行的两个边同速反 向运转,通过两个对中皮带夹带动两个气动夹爪组件同速相向运转,直到两个对中碰面把 内纵筋一夹紧在中间;同时夹紧伺服电机通电其输出轴旋转,通过夹紧主动同步轮带动夹 紧同步带运转,则夹紧同步带和夹取直线导轨平行的两个边同速反向运转,通过两个夹爪 同步带夹带动两个气动夹爪组件同速反向运转,使两个气动夹爪组件在不碰撞料架的前提 下尽量远离,离得越远则抓取内纵筋一的角度误差越小;两个气动夹爪通气,使两个夹爪带 动两个手指同步闭合,把内纵筋一紧紧抓住。
[0010] 3)升降伺服电机通电驱动机械手上升离开供料器一。升料伺服电机通电其输出轴 旋转,通过升料齿轮-升料电机齿轮的组合与滚珠丝杠副驱动内纵筋一竖直向上平移,使最 上面一个内纵筋一上升到固定的高度上,以便于机械手下一次寻找位置抓取。
[0011] 4)右伺服电机和左伺服电机驱动机架组件沿左直线导轨和右直线导轨平移,同时 平移伺服电机驱动中间滑动组件沿水平直线导轨平移,最终机械手位于内纵筋一在窗框待 焊位置的正上方。
[0012] 5)对中伺服电机通电驱动两个气动夹爪组件同速背向运转,则机械手下降时两个 对中碰板不会与横筋一或横筋二相碰撞。
[0013] 6)升降伺服电机通电驱动机械手下降,由于横筋一和横筋二已经精确定位,内纵 筋一在机械手中也被对中组件精确对中,所以能把内纵筋一精确地放置到横筋一和横筋二 之间预期的位置。
[0014] 7)由智能焊接设备点焊,使内纵筋一两端分别与横筋一和横筋二连接。
[0015] 8)重复步骤1)至7)把内纵筋二搬运至横筋二和横筋三之间并点焊连接。
[0016]本发明的有益效果:节省人工,提高焊接效率和精确度,降低公司的制造成本和人 工成本,适应于多种长度和宽度的矩管,提高互换性,焊好的一批窗护栏不必作记号和配 做。
附图说明
[0017] 图1是窗框6的三维结构示意图; 图2是机械手1对中并夹住供料器一 4内最上面的内纵筋一 64的三维结构示意图; 图3是机械手1位于内纵筋一 64在窗框6待焊位置的正上方的三维结构示意图; 图4是机械手1把内纵筋一64精确地放置到横筋一61和横筋二62之间预期的位置的三 维结构示意图; 图5是机械手1对中并夹住供料器一 7内最上面的内纵筋一 65的三维结构示意图; 图6是机械手1带着内纵筋一 65竖直方向离开供料器一 7的三维结构示意图; 图7是机械手1把内纵筋一 65精确地放置到横筋二62和横筋三63之间预期的位置的三 维结构示意图; 图8是机械手1的三维结构示意图,第一视角的状况; 图9是机械手1的三维结构示意图,第二视角的状况; 图10是气动夹爪组件11的三维结构示意图; 图11是对中组件12的三维结构示意图; 图12是中间滑动组件2的三维结构示意图,第一视角的状况; 图13是中间滑动组件2的三维结构示意图,第二视角的状况; 图14是龙门组件3的三维结构示意图,第一视角的状况; 图15是龙门组件3的三维结构示意图,第二视角的状况; 图16是供料器一 4的三维结构示意图; 图17是驱动组件-料架组合41的三维结构示意图; 图18是提升组件42的三维结构示意图; 图19是机架组件5的三维结构示意图; 图中所示:1 •机械手;11.气动夹爪组件;111 •气动夹爪;1111.缸体;1112.夹爪;112.手 指;113 •气动夹爪支架;114•夹爪滑块;115 •夹爪同步带夹;12 •对中组件;121.对中碰板; 1W1 •对中碰面;122 •对中滑块;123.对中皮带夹;13 •夹取直线导轨;14 •对中驱动组件; 141.对中同步带;142•对中主动同步轮;143•对中被动同步轮;144•对中伺服电机;15.夹紧 驱动组件;151 •夹紧同步带;152.夹紧主动同步轮;153 •夹紧被动同步轮;154.夹紧伺服电 机;16•升降齿条;I7•竖直直线导轨;18.机械手支架;1S1 •立板;1S2.平板;2.中间滑动组 件;21 •水平滑块;22 •中间滑动架;23 •竖直滑块;24 •升降齿轮;25 •平移伺服电机;26.升降 伺服电机;27•平移齿轮;3•龙门组件;31 •龙门架;311.横梁;312•左Z字形架;313.右Z字形 架;32 •水平直线导轨;33 •左滑块;34 •右滑块;35.右齿轮;36.右伺服电机;37.左伺服电机; 38.左齿轮;39.水平齿条;4.供料器一;41.驱动组件-料架组合;411 •料架;412 •容料槽; 413•升料电机齿轮;414.螺母;415.升料齿轮;416•直线轴承;417.升料伺服电机;42.提升 组件;421 •导杆;422 •螺杆;423 •升料板;5 •机架组件;Si.机架;52.左齿条;53.左直线导轨; 54•右齿条;55.右直线导轨;56•夹具;6.窗框;ei •横筋一;62.横筋二;63.横筋三;64.内纵 筋一;65.内纵筋二;66.边纵筋;7.供料器二。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明: 实施例:参见图1至图19。
[0019] —种自适应长度的矩管抓取机械手及供料器,包括机械手1、中间滑动组件2、龙门 组件3、供料器一 4、机架组件5和供料器二7; 机械手1包括两个气动夹爪组件11、两个对中组件12、夹取直线导轨13、夹紧驱动组件 I5、对中驱动组件14、升降齿条16、竖直直线导轨17和机械手支架18;机械手支架18包括固 定连接的长方形的立板181和长方形的平板182,平板182水平设置,立板181的下端和平板 182的上表面中间部位固定连接;夹取直线导轨13固定连接在平板182的下表面; 气动夹爪组件11包括气动夹爪111、两个手指112、气动夹爪支架113、夹爪滑块114和夹 爪同步带夹115;气动夹爪111是自动化技术领域应用非常成熟的产品,包括缸体1111和两 个夹爪1112,在压力空气的驱动下两个夹爪1112同步反向开合,两个手指112分别固定在两 个夹爪1112上,两个夹爪1112同步开合带动两个手指112同步开合;缸体1111、夹爪滑块114 和夹爪同步带夹115分别与气动夹爪支架113固定连接;两个气动夹爪组件11的夹爪滑块 114分别与夹取直线导轨13组成直线导轨副;夹紧驱动组件15包括夹紧同步带151、夹紧主 动同步轮152、三个夹紧被动同步轮153和夹紧伺服电机154,夹紧伺服电机154的外壳法兰 和平板182固定连接,夹紧主动同步轮152固定连接在夹紧伺服电机154的输出轴上,三个夹 紧被动同步轮153分别通过转动副和平板182的下表面固定连接,三个夹紧被动同步轮153 和一个夹紧主动同步轮152分布成长方形,夹紧同步带151包绕在三个夹紧被动同步轮153 和一个夹紧主动同步轮152上并张紧,夹紧同步带151有两个相对的边分别和夹取直线导轨 13平行,两个气动夹爪组件11的两个夹爪同步带夹115分别和夹紧同步带151的和夹取直线 导轨13平行的两个边固定连接,当夹紧伺服电机1¾通电旋转时,通过夹紧主动同步轮152 带动夹紧同步带151运转,和夹取直线导轨13平行的两个边则同速反向运转,通过两个夹爪 同步带夹115带动两个气动夹爪组件11同速反向运转; 对中组件12包括对中碰板121、对中滑块122和对中皮带夹123,对中滑块122和对中皮 带夹123分别和对中碰板121固定连接,对中碰板121上有对中碰面1211,对中碰面1211竖直 设置,对中滑块122和夹取直线导轨13组成直线导轨副,两个对中组件12的对中碰面1211相 对设置;对中驱动组件包括对中同步带141、对中主动同步轮142、三个对中被动同步轮143 和对中伺服电机144,对中伺服电机144的外壳法兰和平板I82固定连接,对中主动同步轮 142固定连接在对中伺服电机144的输出轴上,三个对中被动同步轮143分别通过转动副和 平板182的下表面固定连接,三个对中被动同步轮143和一个对中主动同步轮142分布成长 方形,对中同步带141包绕在三个对中被动同步轮143和一个对中主动同步轮142上并张紧, 对中同步带141有两个相对的边分别和夹取直线导轨I3平行,两个对中皮带夹123分别和对 中同步带141上与夹取直线导轨13平行的两个边固定连接,当对中伺服电机144通电旋转 时,通过对中主动同步轮142带动对中同步带141运转,和夹取直线导轨13平行的两个边则 同速反向运转,通过两个对中皮带夹123带动两个对中组件12同速反向运转; 竖直直线导轨17固定连接在立板181上并竖直方向设置,升降齿条16固定连接在立板 181上并竖直设置; 中间滑动组件2包括水平滑块21、中间滑动架22、竖直滑块23、升降齿轮24、平移伺服电 机25、升降伺服电机26和平移齿轮27;四个水平滑块21、四个竖直滑块23、平移伺服电机25 的外壳法兰和升降伺服电机26的外壳法兰分别和中间滑动架22固定连接,升降齿轮24固定 连接在升降伺服电机26的输出轴上,平移齿轮27固定连接在平移伺服电机25的输出轴上; 竖直滑块23和竖直直线导轨17组成直线导轨副,升降齿轮24与升降齿条16啮合; 龙门组件3包括龙门架31、水平直线导轨32、左滑块33、右滑块34、右齿轮35、右伺服电 机36、左伺服电机37、左齿轮38和水平齿条39;龙门架31包括横梁311和Z字形架,Z字形架包 括左Z字形架312和右Z字形架313; Z字形架包括三段,分别是两段水平段和一段竖直段,竖 直段的下端和下部水平段的一端固定连接,竖直段的上端和上部水平段的一端固定连接, 上部水平段的另一端和横梁311固定连接,上部水平段的作用是使横梁311远离竖直段,在 长度较大的机械手1经过竖直段的旁边时不会相碰; 水平直线导轨32和水平齿条39分别水平方向固定设置在横梁311上,水平直线导轨32 和水平齿条39相平行;左Z字形架312的下部水平段的底部固定连接两个左滑块33和左伺服 电机37的外壳法兰,左齿轮38和左伺服电机37的输出轴固定连接;右Z字形架313的下部水 平段的底部固定连接两个右滑块34和右伺服电机36的外壳法兰,右齿轮35和右伺服电机36 的输出轴固定连接; 机架组件5包括机架51、左齿条52、左直线导轨53、右齿条54、右直线导轨55和夹具56; 左齿条52、左直线导轨53、右齿条54、右直线导轨55和夹具56分别与机架51固定连接,左齿 条52、左直线导轨M、右齿条54、右直线导轨55都水平设置,都相互平行;左直线导轨53和左 滑块33组成直线导轨副,左齿轮38和左齿条52啮合;右直线导轨55和右滑块34组成直线导 轨副,右齿轮35和右齿条54啮合;右伺服电机:36和左伺服电机37的输出轴同步同速旋转,通 过左齿轮38_左齿条52的组合与右齿轮35-右齿条54的组合驱动龙门组件3平移,由于龙门 组件3的两个Z字形架距离尺寸较大,右伺服电机36和左伺服电机37同时驱动龙门组件3能 避免两个Z字形架不同步,保证运行的精确度;左直线导轨53和右直线导轨55分别与水平直 线导轨32垂直;夹具56用于精确定位固定窗框6的主框架,即两个边纵筋66、横筋一6丨、横筋 二62和横筋三63; 供料器一 4包括对称布置的两件驱动组件-料架组合41和两个提升组件42;驱动组件-料架组合41包括料架411、升料电机齿轮413、螺母414、升料齿轮415、两个直线轴承416和升 料伺服电机417;料架411上有竖直方向设置的容料槽412;直线轴承416和升料伺服电机417 的外壳法兰分别与料架411固定连接,升料电机齿轮413与升料伺服电机417的输出轴固定 连接;螺母414和升料齿轮415固定连接,升料齿轮415与料架411通过转动副相连;升料齿轮 415与升料电机齿轮413啮合;提升组件42包括两个导杆似丨、螺杆422和升料板423,两个导 杆421和螺杆422分别与升料板4幻固定连接,两个直线轴承4丨6分别和两个导杆421配合组 成移动副,螺杆422和螺母414配合组成滚珠丝杠副,两件驱动组件-料架组合41的容料槽 412相对,两个升料板似3位于容料槽412旁边较低的位置且等高度,一摞内纵筋一 64靠重力 放在升料板423上,升料伺服电机417通电其输出轴旋转,通过升料齿轮415-升料电机齿轮 413的组合与滚珠丝杠副驱动这一摞内纵筋一64竖直平移,使最上面一个内纵筋一64位于 固定的高度上,以便于机械手1寻找位置抓取; 供料器二7和供料器一4具有相同的结构,不同的是它的两个料架411的间距较小,容料 槽的宽度较大,用于存放较短且较宽的内纵筋二65。
[0020]以加工窗框6为例进行说明本实施例的工作过程。窗框6包括两个边纵筋66、横筋 一 61、横筋二62、横筋三63、多个内纵筋一 64和多个内纵筋二65,两个边纵筋66相垂直,横筋 一 61、横筋二62和横筋三63相平行组成“日”字形主框架,横筋一 61和横筋二62之间的距离 等于内纵筋一64的长度,横筋二62和横筋三63之间的距离等于内纵筋二65的长度;内纵筋 一64和内纵筋二65在各自的位置都有固定的位置尺寸,两者的区别在于长度和宽度尺寸不 同;一批窗框6的尺寸完全相同,适合于使用智能搬运和智能焊接设备制造。其它筋条己固 定位置,以搬运其中一个内纵筋一 64和一个内纵筋二65为例进行说明本实施例的工作过 程。
[0021] 1)右伺服电机36和左伺服电机37的输出轴同步同速旋转,通过右齿轮35-右齿条 54的组合和左齿轮训-左齿条52的组合驱动机架组件5沿左直线导轨53和右直线导轨55平 移,同时平移伺服电机25通电其输出轴旋转,通过平移齿轮27-水平齿条39的组合驱动中间 滑动组件2沿水平直线导轨32平移,最终机械手1位于供料器一 4内内纵筋一 64的正上方。 [0022] 2)升降伺服电机26通电其输出轴旋转,通过升降齿轮24-升降齿条16的组合驱动 机械手1下降至两个对中组件12和四个手指112围笼住最上面一件内纵筋一 64;对中伺服电 机144通电其输出轴旋转,通过对中主动同步轮142带动对中同步带141运转,则和夹取直线 导轨13平行的两个边同速反向运转,通过两个对中皮带夹123带动两个气动夹爪组件11同 速相向运转,直到两个对中碰面1211把内纵筋一64夹紧在中间;同时夹紧伺服电机154通电 其输出轴旋转,通过夹紧主动同步轮152带动夹紧同步带151运转,则夹紧同步带151和夹取 直线导轨13平行的两个边同速反向运转,通过两个夹爪同步带夹115带动两个气动夹爪组 件11同速反向运转,使两个气动夹爪组件11在不碰撞料架411的前提下尽量远离,离得越远 则抓取内纵筋一 64的角度误差越小;两个气动夹爪111通气,使两个夹爪1112带动两个手指 112同步闭合,把内纵筋一 64紧紧抓住。
[0023] 3)升降伺服电机26通电驱动机械手1上升离开供料器一4。升料伺服电机417通电 其输出轴旋转,通过升料齿轮415-升料电机齿轮413的组合与滚珠丝杠副驱动内纵筋一 64 竖直向上平移,使最上面一个内纵筋一 64上升到固定的高度上,以便于机械手1下一次寻找 位置抓取。
[0024] 4)右伺服电机36和左伺服电机37驱动机架组件5沿左直线导轨53和右直线导轨55 平移,同时平移伺服电机25驱动中间滑动组件2沿水平直线导轨32平移,最终机械手1位于 内纵筋一 64在窗框6待焊位置的正上方。
[0025] 5)对中伺服电机144通电驱动两个气动夹爪组件11同速背向运转,则机械手下降 时两个对中碰板121不会与横筋一 61或横筋二62相碰撞。
[0026] 6)升降伺服电机26通电驱动机械手1下降,由于横筋一61和横筋二62已经精确定 12,内纵筋一64在机棚于1十I攸对屮组忤12精确对中,所以能把内纵筋一64精确地放置到 横筋一 61和横筋二62之间预期的位置。 _7] 7)由智能焊接设备点焊,使内纵筋一64两端分别与横筋一61和横筋二62连接。 [0028] 8)重复步骤1)至7)把内纵筋二65搬运至横筋二62和横筋三63之间并点焊连接。
[0029]、本实施例的有益效果:节省人工,提高焊接效率和精确度,降低公司的制造成本和 人工成本,适应于多种长度的矩管,提高互换性,焊好的一批窗护栏不必作记号和配做。

Claims (1)

1.一种自适应长度的矩管抓取机械手及供料器,其特征在于包括机械手、中间滑动组 件、龙门组件、供料器和机架组件; 机械手包括两个气动夹爪组件、两个对中组件、夹取直线导轨、夹紧驱动组件、对中驱 动组件、升降齿条、竖直直线导轨和机械手支架;机械手支架包括固定连接的长方形的立板 和长方形的平板,平板水平设置,立板的下端和平板的上表面中间部位固定连接;夹取直线 导轨固定连接在平板的下表面; 气动夹爪组件包括气动夹爪、两个手指、气动夹爪支架、夹爪滑块和夹爪同步带夹;气 动夹爪是自动化技术领域应用非常成熟的产品,包括缸体和两个夹爪,在压力空气的驱动 下两个夹爪同步反向开合;两个手指分别固定在两个夹爪上,两个夹爪同步开合带动两个 手指同步开合;缸体、夹爪滑块和夹爪同步带夹分别与气动夹爪支架固定连接;两个气动夹 爪组件的夹爪滑块分别与夹取直线导轨组成直线导轨副;夹紧驱动组件包括夹紧同步带、 夹紧主动同步轮、三个夹紧被动同步轮和夹紧伺服电机,夹紧伺服电机的外壳法兰和平板 固定连接,夹紧主动同步轮固定连接在夹紧伺服电机的输出轴上,三个夹紧被动同步轮分 别通过转动副和平板的下表面固定连接,三个夹紧被动同步轮和一个夹紧主动同步轮分布 成长方形,夹紧同步带包绕在三个夹紧被动同步轮和一个夹紧主动同步轮上并张紧,夹紧 同步带有两个相对的边分别和夹取直线导轨平行,两个气动夹爪组件的两个夹爪同步带夹 分别和夹紧同步带的和夹取直线导轨平行的两个边固定连接,夹紧伺服电机通电旋转,通 过夹紧主动同步轮带动夹紧同步带运转,和夹取直线导轨平行的两个边同速反向运转,通 过两个夹爪同步带夹带动两个气动夹爪组件同速反向运转; 对中组件包括对中碰板、对中滑块和对中皮带夹,对中滑块和对中皮带夹分别和对中 碰板固定连接,对中碰板上有对中碰面,对中碰面竖直设置,对中滑块和夹取直线导轨组成 直线导轨副,两个对中组件的对中碰面相对设置;对中驱动组件包括对中同步带、对中主动 同步轮、三个对中被动同步轮和对中伺服电机,对中伺服电机的外壳法兰和平板固定连接, 对中主动同步轮固定连接在对中伺服电机的输出轴上,三个对中被动同步轮分别通过转动 副和平板的下表面固定连接,三个对中被动同步轮和一个对中主动同步轮分布成长方形, 对中同步带包绕在三个对中被动同步轮和一个对中主动同步轮上并张紧,对中同步带有两 个相对的边分别和夹取直线导轨平行,两个对中皮带夹分别和对中同步带上与夹取直线导 轨平行的两个边固定连接,对中伺服电机通电旋转,通过对中主动同步轮带动对中同步带 运转,和夹取直线导轨平行的两个边同速反向运转,通过两个对中皮带夹带动两个对中组 件同速反向运转; 竖直直线导轨固定连接在立板上并竖直方向设置,升降齿条固定连接在立板上并坚直 设置; 中间滑动组件包括水平滑块、中间滑动架、竖直滑块、升降齿轮、平移伺服电机、升降伺 服电机和平移齿轮;四个水平滑块、四个竖直滑块、平移伺服电机的外壳法兰和升降伺服电 机的外壳法兰分别和中间滑动架固定连接,升降齿轮固定连接在升降伺服电机的输出轴 上,平移齿轮固定连接在平移伺服电机的输出轴上;竖直滑块和竖直直线导轨组成直线导 轨副,升降齿轮与升降齿条啮合; 龙门组件包括龙门架、水平直线导轨、左滑块、右滑块、右齿轮、右伺服电机、左伺服电 机、左齿轮和水平齿条;龙门架包括横梁和Z字形架,Z字形架包括左Z字形架和右Z字形架;Z 字形架包括三段,分别是两段水平段和一段竖直段,竖直段的下端和下部水平段的一端固 定连接,竖直段的上端和上部水平段的一端固定连接,上部水平段的另一端和横梁固定连 接; 水平直线导轨和水平齿条分别水平方向固定设置在横梁上,水平直线导轨和水平齿条 相平行;左Z字形架的下部水平段的底部固定连接两个左滑块和左伺服电机的外壳法兰,左 齿轮和左伺服电机的输出轴固定连接;右Z字形架的下部水平段的底部固定连接两个右滑 块和右伺服电机的外壳法兰,右齿轮和右伺服电机的输出轴固定连接; 机架组件包括机架、左齿条、左直线导轨、右齿条、右直线导轨和夹具;左齿条、左直线 导轨、右齿条、右直线导轨和夹具分别与机架固定连接,左齿条、左直线导轨、右齿条、右直 线导轨都水平设置,都相互平行;左直线导轨和左滑块组成直线导轨副,左齿轮和左齿条啮 合;右直线导轨和右滑块组成直线导轨副,右齿轮和右齿条啮合;右伺服电机和左伺服电机 的输出轴同步同速旋转,通过左齿轮-左齿条的组合与右齿轮-右齿条的组合驱动龙门组件 平移;左直线导轨和右直线导轨分别与水平直线导轨垂直; 供料器包括对称布置的两件驱动组件-料架组合和两个提升组件;驱动组件-料架组合 包括料架、升料电机齿轮、螺母、升料齿轮、两个直线轴承和升料伺服电机;料架上有竖直方 向设置的容料槽;直线轴承和升料伺服电机的外壳法兰分别与料架固定连接,升料电机齿 轮与升料伺服电机的输出轴固定连接;螺母和升料齿轮固定连接,升料齿轮与料架通过转 动副相连;升料齿轮与升料电机齿轮啮合;提升组件包括两个导杆、螺杆和升料板,两个导 杆和螺杆分别与升料板固定连接,两个直线轴承分别和两个导杆配合组成移动副,螺杆和 螺母配合组成滚珠丝杠副,两件驱动组件-料架组合的容料槽相对,两个升料板位于容料槽 旁边较低的位置且等高度。
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