CN109368162B - 一种高精准定位的长距离高速智能桁架及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高精准定位的长距离高速智能桁架，包括导轨、行走机构以及与行走机构连接的抓手，所述导轨上设置有用于设定行走机构初始位置的零点基准，所述导轨在与每个加工工位对应处具有定位点，当行走机构位于该定位点时与对应的加工工位进行工件交换；所述导轨在每个定位点附近还设有停位基准，该停位基准位于定位点中靠近零点基准的一侧；所述行走机构与导轨之间设有零点检测模块以及停位基准点检测模块。本发明中，各个加工工位不管距离零点基准距离如何，由于都有各自的停位基准，都以各自的停位基准作为参考点控制停位位置，因此解决了现有技术中按长距离行程行走而产生的累计误差，使得各个工位均能保持高精度定位。

Description

一种高精准定位的长距离高速智能桁架及定位方法

技术领域

本发明涉及一种智能桁架，具体涉及一种高精准定位的长距离高速智能桁架及定位方法。

背景技术

在汽车发动机的生产领域中，发动机部件(如缸体、缸盖、曲轴等)的生产需要经过多道工序的加工，这些部件的生产加工通常采用自动化流水线进行。在生产过程中，发动机部件需要在各个工位之间进行转移，现有技术中一般采用桁架来实现发动机部件在各工位之间的搬运。现有的桁架中，为了实现工件搬运时的准确定位，桁架导轨上设有一个参考零点，桁架上的抓手在将发动机部件转移到各个工位上时均以该参考零点作为基准，计算抓手的移动距离，这种定位方式在实际生产中存在以下问题：

1、受到桁架制造精度、使用过程中的磨损、温度变化引起的热胀冷缩等因素的影响，抓手按设定的距离进行工件搬运时，与各个加工工位之间容易出现定位误差，导致抓手和加工工位之间无法实现精确的工件交换，进而影响工件的加工精度。

2、由于一个抓手往往要负责多个加工工位之间的工件搬运，各个加工工位距离参考零点的距离各不相同，距离越远，抓手移动时的累积误差也越大，因此对于距离参考零点越远的加工工位，越难保证工件的搬运精度。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精准定位的长距离高速智能桁架，以实现更加精准的定位，提高发动机部件的加工精度。

本发明的另外一个目的在于提供一种智能桁架的定位方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高精准定位的长距离高速智能桁架，包括导轨、设置在导轨上的行走机构以及与行走机构连接的抓手，其特征在于，所述导轨上设置有用于设定行走机构初始位置的零点基准，所述导轨在与每个加工工位对应处具有定位点，当行走机构位于该定位点时与对应的加工工位进行工件交换；所述导轨在每个定位点附近还设有停位基准，该停位基准位于定位点中靠近零点基准的一侧；所述行走机构与导轨之间设有用于检测行走机构是否位于零点基准处的零点检测模块以及用于检测行走机构是否位于停位基准处的停位基准点检测模块。

优选地，所述零点检测模块和停位基准点检测模块为接触式开关或非接触式传感器，所述接触式开关例如可以是行程开关，所述非接触式传感器例如可以是光电传感器。例如，可以采用行程开关来构成零点检测模块，该行程开关设置于导轨的零点基准处，当行走机构到达零点基准处时，行走机构中的开关触碰部与行程开关接触，行程开关检测到该信号，控制行走机构停止，此时行走机构即处于零点基准处，当然，也可以将所述行程开关设置于行走机构上，当行走机构到达零点基准处时，行程开关与导轨上的触碰部接触，从而检测到行走机构到达零点基准处。又如，可以采用光电传感器来构成停位基准点检测模块，该光电传感器包括信号发射端和信号接收端，其中信号接收端与控制行走机构运动的控制单元连接，所述光电传感器有多种设置方式，第一种方式是信号发射端设置在导轨上，信号接收端设置在行走机构上，当行走机构运动到停位基准处时，信号接收端与信号发射端相对，信号接收端接收到信号发射端发出的信号，即可判定行走机构到达停位基准处，当然，信号发射端和信号接收端的设置位置也可以调换；第二种设置方式是，信号发射端和信号接收端均设置在导轨上，当行走机构没有经过停位基准处时，信号发射端发出的信号能够持续地被信号接收端接收到，当行走机构到达停位基准处时，设置于行走机构上的遮挡部会阻挡信号发射端发出的信号，一旦信号接收端没有接收到信号，即可判定行走机构到达停位基准处。以上所述设置在导轨上的各个部件，可以是设置在于导轨固定成一体的机架上，只要相对于导轨的位置是固定不变的即可，不一定是设置在导轨本体上，因为这样有可能会对行走机构的行走造成阻碍。

优选地，所述行走机构包括行走架、设置在行走架上且与导轨匹配的行走轮、驱动行走轮转动的行走动力机构以及设置在行走架上的竖向运动机构，所述抓手与竖向运动机构连接，所述行走动力机构包括电机以及传动机构。工作时，电机的动力通过传动机构传递给行走轮，促使行走来在导轨上行走，从而移动至不同的工位处；所述竖向运动机构用于驱动抓手作竖向运动，以便抓手能够将工件搬起并放置到具体的工位上。所述抓手的结构根据搬运的对象不同而有所不同，设置成可更换式结构，例如，搬运缸体时，采用缸体搬运抓手，搬运缸盖时，采用缸盖搬运抓手，搬运曲轴时，采用曲轴搬运抓手。

优选地，所述行走机构为多组，每组行走机构负责若干个加工工位之间的工件搬运；每组行走机构均设置有对应的零点基准和停位基准。由于发动机部件的加工工位较多，通常需要采用多组行走机构以及对应的抓手才能完成整个流水线上的工件搬运，根据生产节拍要求，每组行走机构负责若干各加工工位之间的工件搬运，这样每组行走机构就需要一套独立的移动参考标准，通过本优选方案，即可让每组行走机构都能在各自的工作范围内精确地进行工件的半圆和定位，每组行走机构对应的零点基准均设置在其工作范围内的初始位置处。

优选地，所述行走轮为齿轮，所述导轨上设有与齿轮相啮合的齿条，通过齿轮齿条的配合，能够有效防止行走轮与导轨之间出现打滑，从而获得更好的行走精度。

优选地，所述抓手为缸体搬运抓手，该缸体搬运抓手包括支板以及设置在支板上的抓取组件，所述支板与竖向运动机构连接；其中，所述抓取组件包括两个手爪机构，其中一个为设定在支板上的固定位置的固定式手爪机构，另一个为活动地设置在支板上的活动式手爪机构，所述支板上设有驱动活动式手爪机构在支板上相对于固定式手爪机构作靠近或远离运动的位置调节驱动机构；所述手爪机构包括连接套、驱动杆、多个伸缩块以及带动驱动杆上下移动的伸缩驱动机构；所述驱动杆设置在连接套内，且驱动杆上设有多条沿径向倾斜设置的导向槽，所述多个伸缩块沿圆周方向排列，每个伸缩块的一端均滑动连接在其中一条导向槽上，所述连接套上设有用于避让所述伸缩块进行伸出或缩进运动的避让孔，所述伸缩块的另一端支撑在避让孔上；所述固定式手爪机构的连接套固定在支板上；所述活动式手爪机构还包括活动座，活动式手爪机构中的连接套固定在活动座上。

优选地，所述位置调节驱动机构由电机和丝杠传动机构构成，所述丝杠传动机构的丝杠与电机的主轴连接，所述丝杠传动机构的丝杆螺母与对应的固定架连接；沿着活动式手爪机构的移动方向，活动座的前后两侧与丝杠螺母之间均设有调节弹簧。

一种应用上述高精准定位的长距离高速智能桁架的智能桁架定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)初始化归位：开始工作时，在零点检测模块的配合下，行走机构先运动至零点基准处；

(2)行走机构在向目标工位的定位点移动时，以零点基准或者在先经过的的停位基准或定位点作为参考点，设定行走机构的初步移动行程，行走机构按照该初步移动行程向目标工位的定位点行进；在停位基准点检测模块的配合下，当行走机构到达目标工位的定位点对应的停位基准处时，以该停位基准与目标工位的定位点之间的距离作为最终控制行程，行走机构按照该最终控制行程运动至目标工位的定位点停下。

优选地，所述行走机构在按初步移动行程行走时的速度大于按最终控制行程行走时的速度。在初步移动行程中，由于不需要行走机构精确停位，因此可以以较快的速度进行行进，从容提高搬运的效率，而在最终控制行程中，由于快要接近目标工位的定位点，因此以较缓慢的速度前进，能够获得更加精确定停位，从而通过“一快一慢”实现高速精准定位。

优选地，当行走机构从零点基准处开始向第一个目标工位的定位点前进时，以零点基准作为参考点，设定行走机构的初步移动行程；随后再向下一个目标工位的定位点前进时，以上一次停顿的工位的定位点作为参考点，设定行走机构的初步移动行程。设定初步移动行程的目的在于让行走机构向目标工位的定位点对应的停位基准行进，这个过程中行走机构无需停下，该初步移动行程的设定只要让行走机构能够经过对应的停位基准即可，由于各个工位的定位点之间的距离以及它们与零点基准之间的距离是实现可以确定的，因此行走机构在向目标工位的定位点行进时，可以以上一次获知的明确的位置作为参考点来计算初步移动行程，这样便于计算，例如用本优选方案的方式，在向第一个目标工位行进时，以零点基准作为参考点，在向下一个目标工位行进时，以上一个工位的定位点作为参考点，可以很方便地获得初步移动行程，由于这个初步移动行程不需要精确停顿，因此制造精度、磨损以及热胀冷缩带来的精度误差不会对初步移动行程的实质作用带来影响。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的高精准定位的长距离高速智能桁架中，通过在每个加工工位对应的定位点附近设置停位基准，并记录该定位点与停位基准之间的距离，形成最终控制行程，利用该最终控制行程控制行走机构的最终停顿位置，由于该最终控制行程距离较短，通常可以设置为5-15mm，该最终控制行程受制造精度、磨损以及热胀冷缩等因素的影响非常小，可以忽略不计，从而有效确保行走机构能够精准地停顿在各个工位的定位点处，大大提高工件搬运的停位精度，提高工件加工质量。

2、本发明中，各个加工工位不管距离零点基准距离如何，由于都有各自的停位基准，都以各自的停位基准作为参考点控制停位位置，因此解决了现有技术中按长距离行程行走而产生的累计误差，使得各个工位均能保持高精度定位。

3、本发明中，行走机构在向目标工位的定位点前进过程中，分为初步移动行程和最终控制形成，其中，初步移动行程中，由于不需要行走机构精确停位，因此可以以较快的速度进行行进，从容提高搬运的效率，而在最终控制行程中，由于快要接近目标工位的定位点，因此以较缓慢的速度前进，能够获得更加精确定停位，从而通过“一快一慢”实现高速精准定位。

附图说明

图1-图4为本发明的高精准定位的长距离高速智能桁架的第一种实施方式的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为图1中某一个加工工位的主视图，图3为图2中I的放大图，图4为图2中导轨和行走机构的侧视图(工件为发动机缸盖)。

图5为本发明的高精准定位的长距离高速智能桁架的的结构简图。

图6-图8为本发明的高精准定位的长距离高速智能桁架中的缸体搬运抓手的结构示意图，其中，图6为主视图，图7为侧视图，图8为立体图。

图9-图10为手爪机构的结构简图，其中，图8为主视图，图9为仰视图。

图11-图12为本发明的高精准定位的长距离高速智能桁架的第二个实施方式的结构简图，其中，图11为主视图，图12为侧视图。

图13-图14为本发明的高精准定位的长距离高速智能桁架的第四个实施方式的结构示意图，其中，图13为立体图，图14为夹持着汽车发动机缸体的立体示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图1-图9，本实施例的高精准定位的长距离高速智能桁架，包括导轨4a、设置在导轨4a上的行走机构7a以及与行走机构7a连接的抓手2a，所述导轨4a上设置有用于设定行走机构7a初始位置的零点基准1a，所述导轨4a在与每个加工工位6a对应处具有定位点3a，当行走机构7a位于该定位点3a时与对应的加工工位6a进行工件交换；所述导轨4a在每个定位点3a附近还设有停位基准5a，该停位基准5a位于定位点3a中靠近零点基准1a的一侧；所述行走机构7a与导轨4a之间设有用于检测行走机构7a是否位于零点基准1a处的零点检测模块以及用于检测行走机构7a是否位于停位基准5a处的停位基准点检测模块。

所述零点检测模块和停位基准点检测模块可以为接触式开关或非接触式传感器，所述接触式开关例如可以是行程开关，所述非接触式传感器例如可以是光电传感器。例如，可以采用行程开关来构成零点检测模块，该行程开关设置于导轨4a的零点基准1a处，当行走机构7a到达零点基准1a处时，行走机构7a中的开关触碰部与行程开关接触，行程开关检测到该信号，控制行走机构7a停止，此时行走机构7a即处于零点基准1a处，当然，也可以将所述行程开关设置于行走机构7a上，当行走机构7a到达零点基准1a处时，行程开关与导轨4a上的触碰部接触，从而检测到行走机构7a到达零点基准1a处。此外，所述零点检测模块也可以由行走机构7a中用于提供动力的电机(例如伺服电机)自身的控制模块来实现，该控制模块可以让电机复位，从而带动行走机构7a移动至零点基准1a处，这个可以参照现有的桁架来实现，本实施例采用此种方式。

又如，可以采用光电传感器来构成停位基准点检测模块，该光电传感器包括信号发射端和信号接收端，其中信号接收端与控制行走机构7a运动的控制单元连接，所述光电传感器有多种设置方式，第一种方式是信号发射端设置在导轨4a上，信号接收端设置在行走机构7a上，当行走机构7a运动到停位基准5a处时，信号接收端与信号发射端相对，信号接收端接收到信号发射端发出的信号，即可判定行走机构7a到达停位基准5a处，当然，信号发射端和信号接收端的设置位置也可以调换；第二种设置方式是，信号发射端和信号接收端均设置在导轨4a上，当行走机构7a没有经过停位基准5a处时，信号发射端发出的信号能够持续地被信号接收端接收到，当行走机构7a到达停位基准5a处时，设置于行走机构7a上的遮挡部会阻挡信号发射端发出的信号，一旦信号接收端没有接收到信号，即可判定行走机构7a到达停位基准5a处。以上所述设置在导轨4a上的各个部件，可以是设置在于导轨4a固定成一体的机架上，只要相对于导轨4a的位置是固定不变的即可，不一定是设置在导轨4a本体上，因为这样有可能会对行走机构7a的行走造成阻碍。具体地，在本实施例中，停位基准点检测模块采用光电传感器，具体采用光纤对射传感器11a，光纤对射传感器11a的发射端和接收端均通过安装板19a固定在支架17a上，所述导轨4a固定在支架17a的上方，光纤对射传感器11a的发射端和接收端位于导轨4a的两侧，相对设置，行走机构7a到达停位基准5a处时，设置于行走机构7a上的遮挡部会阻挡信号发射端发出的信号，一旦信号接收端没有接收到信号，即可判定行走机构7a到达停位基准5a处(参见图3-图4)。

参见图4，所述行走机构7a包括行走架12a、设置在行走架12a上且与导轨4a匹配的行走轮13a、驱动行走轮13a转动的行走动力机构10a以及设置在行走架12a上的竖向运动机构14a，所述抓手2a与竖向运动机构14a连接，所述行走动力机构10a包括电机以及传动机构。工作时，电机的动力通过传动机构传递给行走轮13a，促使行走来在导轨4a上行走，从而移动至不同的工位处；所述竖向运动机构14a用于驱动抓手2a作竖向运动，以便抓手2a能够将工件搬起并放置到具体的加工工位6a上。所述抓手2a的结构根据搬运的对象不同而有所不同，设置成可更换式结构，例如，搬运缸体时，采用缸体搬运抓手，搬运缸盖时，采用缸盖搬运抓手，搬运曲轴时，采用曲轴搬运抓手。

参见图4，所述竖向运动机构14a包括竖向动力机构18a以及竖向连接件，所述竖向动力机构18a由气缸构成，该气缸的缸体固定连接在行走架12a上，气缸的伸缩件与竖向连接件连接，所述抓手2a连接在竖向连接件上；另外，所述竖向动力机构18a也可由电机及丝杆传动机构构成。进一步地，竖向运动机构14a还包括转动动力机构，所述转动动力机构设置在行走架12a上，所述竖向动力机构18a设置在转动动力机构的动力输出件上，这样就可以驱动抓手2a进行转动运动，便于发动机的搬运。

参见图4，所述行走轮13a为齿轮15a，所述导轨4a为圆形导轨，且安装在支架17a上；所述行走轮13a通过传动轴与行走动力机构10a的动力输出轴连接，所述导轨4a上设有与齿轮15a相啮合的齿条16a，通过齿轮15a齿条16a的配合，能够有效防止行走轮13a与导轨4a之间出现打滑，从而获得更好的行走精度。

参见图1，本实施例中的行走机构7a有两组，每组行走机构7a负责4个加工工位6a之间的工件搬运；每组行走机构7a均设置有对应的零点基准1a和停位基准5a。由于发动机部件的加工工位6a较多，通常需要采用多组行走机构7a以及对应的抓手2a才能完成整个流水线上的工件搬运，根据生产节拍要求，每组行走机构7a负责若干各加工工位6a之间的工件搬运，这样每组行走机构7a就需要一套独立的移动参考标准，通过本优选方案，即可让每组行走机构7a都能在各自的工作范围内精确地进行工件的半圆和定位，每组行走机构7a对应的零点基准1a均设置在其工作范围内的初始位置处。

参见图6-图10，当本实施例中的抓手2a为缸体搬运抓手时，所述缸体搬运抓手包括支板5以及设置在支板5上的抓取组件，所述支板5与竖向运动机构14a的竖向连接件连接；其中，所述抓取组件包括两个手爪机构，其中一个为设定在支板5上的固定位置的固定式手爪机构，另一个为活动地设置在支板5上的活动式手爪机构，所述支板5上设有驱动活动式手爪机构在支板5上相对于固定式手爪机构作靠近或远离运动的位置调节驱动机构9；所述手爪机构包括连接套6、驱动杆11、多个伸缩块4以及带动驱动杆11上下移动的伸缩驱动机构1；所述驱动杆11设置在连接套6内，且驱动杆11上设有多条沿径向倾斜设置的导向槽10，所述多个伸缩块4沿圆周方向排列，每个伸缩块4的一端均滑动连接在其中一条导向槽10上，所述连接套6上设有用于避让所述伸缩块4进行伸出或缩进运动的避让孔，所述伸缩块4的另一端支撑在避让孔上；所述固定式手爪机构的连接套6固定在支板5上；所述活动式手爪机构还包括活动座3，活动式手爪机构中的连接套6固定在活动座3上。

本实施例的导向槽10由燕尾槽构成，所述伸缩块4上设有与燕尾槽匹配安装的燕尾滑块。通过燕尾槽与燕尾滑块的配合，使得伸缩杆在轴向做往复运动时均能带动伸缩块4运动，使得伸缩块4能够快速伸出和缩进，且受力稳定，不易脱落。所述伸缩块4上与发动机缸体的缸筒内壁接触的一侧为与缸筒内壁弧度一致的圆弧面。这样使得伸缩块4能够与缸筒的内壁更加充分贴合，从而在夹紧缸体时增大伸缩块4与缸筒的摩擦力，以免在搬运过程中发动机缸体向下移动甚至滑落；同时，圆弧形的侧面也能够减少伸缩块4对缸筒内壁的磨损。

参见图6-图10，所述伸缩块4的圆弧面中间设有横向槽。通过横向槽的设置，能够减少伸缩块4与缸筒内壁的接触面积，从而有利于让伸缩块4的圆弧面与缸筒的内壁完全贴合，确保将发动机缸体夹紧。

参见图6-图8，所述固定式手爪机构通过固定座8固定连接在支板5上，所述支板5上设有用于避让连接套6的通孔；所述抓取组件的两个手爪机构的伸缩驱动机构1均设置在支板5上，且伸缩驱动机构1的动力输出轴与连接套6内的驱动杆11连接。通过固定架将伸缩驱动机构1设置在支板5上，便于拆装，能够充分利用支板5上的空间。

参见图6和图8，所述位置调节驱动机构9设置在两个伸缩驱动机构1之间，且位置调节驱动机构9的动力输出轴与所述活动座3连接；所述活动座3与支板5之间设有横向导向机构，该横向导向机构包括设置在支板5上的轨道7以及设置在活动座3上且与轨道7匹配的滑块。通过横向导向机构的设置，有利于提高活动座3的移动精度，从而提高连接套6的移动精度，确保与不同型号的发动机缸体匹配。

参见图6-图8，所述位置调节驱动机构9由气缸构成，该气缸的缸体上设有两个与外界连通的通气调节孔，所述两个通气调节孔分别设置在气缸的活塞两侧。所述通气调节孔为细小的孔，在一定的压力下气缸缸体内的气体才能通过，在活塞的正常工作时所述通气调节孔不会有气体流出。而通过通气调节孔的设置，使得在对发动机缸体进行夹紧时能够自适应地进行微调整，确保连接套6的中心轴线与缸筒重合，从而提高发动机缸体的搬运精度，确保搬运到下一个工位时的发动机缸体的位置准确。

参见图7和图8，所述支板5的顶部中心设有连接座2，所述连接座2呈圆柱形，所述桁架上的行走机构7a与连接座2转动连接。

参见图6-图8，所述支板5上的抓取组件有两个，且对称设置在连接座2的两侧。在汽车发动机的加工过程中，一般采用流水线的加工方式，因此，设有两组抓取组件，能够有效提高发动机缸体的搬运效率。在搬运过程中，支板5上空闲的抓取组件先将加工工位6a上的发动机缸体夹紧，并在行走机构7a的带动下支板5转动180度，让另一个抓取组件上的已完成上道工序加工的发动机缸体移动到该加工工位6a的上方，并释放在指定的位置处，从而完成发动机缸体的搬运，以此类推，通过两个抓取组件之间的交替作业，实现发动机缸体的快速搬运。

参见图6-图10，本实施例的缸体搬运抓手的工作原理是：

首先，桁架上的行走机构7a带动整个缸体搬运抓手移动到待搬运的发动机缸体对应处，此时，所述支板5上的两个手爪机构的连接套6与发动机缸体上的其中两个缸筒对准；随后，桁架上的行走机构7a带动整个抓手朝发动机缸体的方向移动，使得所述两个连接套6伸进各自对应的缸筒中；紧接着，所述伸缩驱动机构1带动驱动杆11沿着连接套6的轴向方向移动，由于驱动杆11上的导向槽10沿径向倾斜设置，因此当驱动杆11作其中一个方向的轴向移动时，会逐渐将伸缩块4往外推，使得伸缩块4逐渐伸出连接套6外，并最终与缸筒的内壁贴紧，形成“卡死”的状态；接着，在行走机构7a的带动下，抓手将发动机构缸体输送到下一个工位上，随后，所述伸缩驱动机构1带动驱动杆11作另一个方向的轴向移动，在导向槽10的作用下带动伸缩块4向连接套6内缩进，从而逐渐离开缸筒的内壁，实现松开发动机缸体，进而将发动机缸体放置在该工位上，完成发动机缸体的搬运。另外，当需要搬运不同型号的发动机缸体时，所述位置调节驱动机构9根据待搬运的发动机缸体的对应两个缸筒之间的距离来驱动活动式手爪机构移动，从而使得两个手爪机构之间的距离与待搬运的发动机缸体的对应两个缸筒之间的距离一致；并且，对于缸筒尺寸不同的发动机缸体，只需控制伸缩驱动机构1带动驱动杆11做轴向运动时的运动行程，即可让伸缩块4撑紧在缸筒内壁上，实现对不同型号的发动机缸体的夹紧和搬运，并确保发动机缸体的定位精度。

参见图5，本实施例的智能桁架定位方法，包括以下步骤：

(1)初始化归位：开始工作时，在零点检测模块的配合下，行走机构7a先运动至零点基准1a处；

(2)行走机构7a在向目标工位的定位点3a移动时，以零点基准1a或者在先经过的的停位基准5a或定位点3a作为参考点，设定行走机构7a的初步移动行程8a，行走机构7a按照该初步移动行程8a向目标工位的定位点3a行进；在停位基准5a点检测模块的配合下，当行走机构7a到达目标工位的定位点3a对应的停位基准5a处时，以该停位基准5a与目标工位的定位点3a之间的距离作为最终控制行程9a，行走机构7a按照该最终控制行程9a运动至目标工位的定位点3a停下。

所述行走机构7a在按初步移动行程8a行走时的速度大于按最终控制行程9a行走时的速度。在初步移动行程8a中，由于不需要行走机构7a精确停位，因此可以以较快的速度进行行进，从容提高搬运的效率，而在最终控制行程9a中，由于快要接近目标工位的定位点3a，因此以较缓慢的速度前进，能够获得更加精确定停位，从而通过“一快一慢”实现高速精准定位。

当行走机构7a从零点基准1a处开始向第一个目标工位的定位点3a前进时，以零点基准1a作为参考点，设定行走机构7a的初步移动行程8a；随后再向下一个目标工位的定位点3a前进时，以上一次停顿的工位的定位点3a作为参考点，设定行走机构7a的初步移动行程8a。设定初步移动行程8a的目的在于让行走机构7a向目标工位的定位点3a对应的停位基准5a行进，这个过程中行走机构7a无需停下，该初步移动行程8a的设定只要让行走机构7a能够经过对应的停位基准5a即可，由于各个工位的定位点3a之间的距离以及它们与零点基准1a之间的距离是实现可以确定的，因此行走机构7a在向目标工位的定位点3a行进时，可以以上一次获知的明确的位置作为参考点来计算初步移动行程8a，这样便于计算，例如用本优选方案的方式，在向第一个目标工位行进时，以零点基准1a作为参考点，在向下一个目标工位行进时，以上一个工位的定位点3a作为参考点，可以很方便地获得初步移动行程8a，由于这个初步移动行程8a不需要精确停顿，因此制造精度、磨损以及热胀冷缩带来的精度误差不会对初步移动行程8a的实质作用带来影响。

实施例2

参见图11-图12，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述多条导向槽10有两组，且这两组导向槽10的倾斜方向相反；所述多个伸缩块4有两组，且分别对应设置在两组导向槽10上，所述两组伸缩块4的圆弧面半径尺寸不相同。本方案的好处在于，手爪机构能够适应两种型号不一致的发动机缸体，尤其针对缸筒内径尺寸不一致的发动机缸体；通过选用圆弧面的半径尺寸不一致的两组伸缩块4，并在两组倾斜方向相反的导向槽10的引导下，两组伸缩块4进行相反的伸缩运动，从而使得每组伸缩块4能够与对应的缸筒匹配，在夹紧时能够与缸筒的内壁吻合，伸缩块4的圆弧面与缸筒内壁进行面接触，对缸筒具有极佳的锁紧力。而只有一组伸缩块4时，虽然也能够对不同内径尺寸的缸筒进行夹紧，但由于无法与每个缸筒的内径匹配，因此在夹紧时伸缩块4与缸筒的内壁进行的是线接触，相比于本方案的线接触，其锁紧力相对较差。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述位置调节驱动机构9由电机和丝杠传动机构构成，所述丝杠传动机构的丝杠与电机的主轴连接，所述丝杠传动机构的丝杆螺母与对应的固定架连接；沿着活动式手爪机构的移动方向，活动座3的前后两侧与丝杠螺母之间均设有调节弹簧。采用丝杠传动机构的方式带动活动座3移动，能够控制活动座3在横向方向上移动到各个位置，从而能够适应更多不同型号的发动机缸体，适应性更广；另外，当连接套6移动到缸筒内后，所述伸缩驱动机构1带动驱动杆11向下移动，从而使得多个伸缩块4同时逐渐向外伸出，慢慢靠近缸筒的内壁，此时，若连接套6与缸筒的中心轴线不重合，就会导致最靠近缸筒内壁的伸缩块4先接触到缸筒的内壁，而由于在活动座3的前后两侧与丝杠螺母之间设有调节弹簧，因此连接套6在位置调节驱动机构9的驱动方向上具有一定的移动空间，同时发动机缸体固定在加工工位6a上，所以在伸缩驱动机构1带动驱动杆11向下移动的过程中，先接触到缸筒内壁的伸缩块4就会将连接套6往其他伸缩块4的方向推，直至所有伸缩块4均与缸筒内壁紧贴为止，这样就能够实现对连接套6的自适应微调，从而确保连接套6与缸筒的中心轴线重合。

实施例4

参见图13-图14，所述支板5包括水平设置的中间连接板13以及两个倾斜设置的固定安装按12，所述两个固定安装按12分别连接在中间连接板13的两侧；所述连接座2设置在中间连接板13上，所述两个抓取组件分别设置在两个固定安装按12上。通过设置这样的支板5，使得将两个抓取组件均倾斜设置在支板5上；在汽车发动机的加工线上，某些工位需要将汽车发动机倾斜设置，而通过倾斜的抓取组件能够与这些汽车发动机的缸筒相匹配，便于夹紧搬运。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精准定位的长距离高速智能桁架，包括导轨、设置在导轨上的行走机构以及与行走机构连接的抓手，其特征在于，所述导轨上设置有用于设定行走机构初始位置的零点基准，所述导轨在与每个加工工位对应处具有定位点，当行走机构位于该定位点时与对应的加工工位进行工件交换；所述导轨在每个定位点附近还设有停位基准，该停位基准位于定位点中靠近零点基准的一侧；所述行走机构与导轨之间设有用于检测行走机构是否位于零点基准处的零点检测模块以及用于检测行走机构是否位于停位基准处的停位基准点检测模块。

2.根据权利要求1所述的高精准定位的长距离高速智能桁架，其特征在于，所述零点检测模块和停位基准点检测模块为接触式开关或非接触式传感器。

3.根据权利要求1所述的高精准定位的长距离高速智能桁架，其特征在于，所述行走机构包括行走架、设置在行走架上且与导轨匹配的行走轮、驱动行走轮转动的行走动力机构以及设置在行走架上的竖向运动机构，所述抓手与竖向运动机构连接，所述行走动力机构包括电机以及传动机构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高精准定位的长距离高速智能桁架，其特征在于，所述行走机构为多组，每组行走机构负责若干个加工工位之间的工件搬运；每组行走机构均设置有对应的零点基准和停位基准。

5.根据权利要求3所述的高精准定位的长距离高速智能桁架，其特征在于，所述行走轮为齿轮，所述导轨上设有与齿轮相啮合的齿条。

6.根据权利要求3所述的高精准定位的长距离高速智能桁架，其特征在于，所述抓手为缸体搬运抓手，该缸体搬运抓手包括支板以及设置在支板上的抓取组件，所述支板与竖向运动机构连接；其中，所述抓取组件包括两个手爪机构，其中一个为设定在支板上的固定位置的固定式手爪机构，另一个为活动地设置在支板上的活动式手爪机构，所述支板上设有驱动活动式手爪机构在支板上相对于固定式手爪机构作靠近或远离运动的位置调节驱动机构；所述手爪机构包括连接套、驱动杆、多个伸缩块以及带动驱动杆上下移动的伸缩驱动机构；所述驱动杆设置在连接套内，且驱动杆上设有多条沿径向倾斜设置的导向槽，所述多个伸缩块沿圆周方向排列，每个伸缩块的一端均滑动连接在其中一条导向槽上，所述连接套上设有用于避让所述伸缩块进行伸出或缩进运动的避让孔，所述伸缩块的另一端支撑在避让孔上；所述固定式手爪机构的连接套固定在支板上；所述活动式手爪机构还包括活动座，活动式手爪机构中的连接套固定在活动座上。

7.根据权利要求6所述的高精准定位的长距离高速智能桁架，其特征在于，所述位置调节驱动机构由电机和丝杠传动机构构成，所述丝杠传动机构的丝杠与电机的主轴连接，所述丝杠传动机构的丝杆螺母与对应的固定架连接；沿着活动式手爪机构的移动方向，活动座的前后两侧与丝杠螺母之间均设有调节弹簧。

8.一种应用权利要求1-7任一项所述的高精准定位的长距离高速智能桁架的智能桁架定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)初始化归位：开始工作时，在零点检测模块的配合下，行走机构先运动至零点基准处；

(2)行走机构在向目标工位的定位点移动时，以零点基准或者在先经过的停位基准或定位点作为参考点，设定行走机构的初步移动行程，行走机构按照该初步移动行程向目标工位的定位点行进；在停位基准点检测模块的配合下，当行走机构到达目标工位的定位点对应的停位基准处时，以该停位基准与目标工位的定位点之间的距离作为最终控制行程，行走机构按照该最终控制行程运动至目标工位的定位点停下。

9.根据权利要求8所述的智能桁架定位方法，其特征在于，所述行走机构在按初步移动行程行走时的速度大于按最终控制行程行走时的速度。

10.根据权利要求9所述的智能桁架定位方法，其特征在于，当行走机构从零点基准处开始向第一个目标工位的定位点前进时，以零点基准作为参考点，设定行走机构的初步移动行程；随后再向下一个目标工位的定位点前进时，以上一次停顿的工位的定位点作为参考点，设定行走机构的初步移动行程。