CN110757439A - 钢筋网片安装机械手 - Google Patents

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陈四彬
隋法亭
程禹铭
杨恩广
武迪
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Hubei Anzhong Heavy Industry Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/023—Cartesian coordinate type
    • B25J9/026—Gantry-type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0608—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with magnetic holding means

Abstract

一种钢筋网片安装机械手，属于混凝土预制构件生产设备领域，解决了人工搬运安装效率低和劳动强度大的问题。横向行走梁通过横梁行走装置安装在机架上面的横向轨道上，纵向行走小车通过小车行走装置安装在横向行走梁上面的小车轨道上；电磁铁框架通过框架升降装置安装在纵向行走小车上；在电磁铁框架上，安装有4～25组电磁铁。其三维行走与升降均采用伺服电机驱动，伺服电机由PLC控制自动定位，实现了钢筋网片安装过程的自动化。在电磁铁框架上设置有多组电磁铁，每组电磁铁均能单独升降，或几组同时升降适应各种规格钢筋网片的作业。具有自动化程度高、运行平稳、定位准确和生产效率高的特点，适用于各种规格形式的混凝土预制构件生产线。

Description

钢筋网片安装机械手
技术领域
本发明属于混凝土预制构件生产设备领域，主要是涉及可自动准确的为混凝土预制构件生产线输送钢筋网片的钢筋网片安装机械手。
背景技术
在混凝土预制构件生产线的生产过程中，通常需要人工搬运将钢筋网片放置到生产线的混凝土预制构件模台上，再进行滚凝土的浇注。由于网片的面积和重量都比较大，还需要放置到准确的位置处，所以人工搬运的这项工作的劳动强度和作业的难度也是很大的。操作不当或定位不准，都将影响产品的质量，还容易发生生产安全事故。另外，某些类型的钢筋网片四周有翘起的部分，不同的混凝土预制构件使用钢筋网片的大小和规格都不相同，所以，钢筋网片机械手要能适应各种规格和形状的钢筋网片，保证安装位置的准确无误，保证混凝土预制构件生产线的正常运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢筋网片安装机械手，该机械手能将各种规格形状的钢筋网片从运料辊道吸附后，准确的放置到混凝土预制构件模台指定的位置上，实现混凝土预制构件生产线中钢筋网片的自动安装。
本发明是通过以下技术方案实现的，包括机架、横向行走梁、纵向行走小车和电磁铁框架，其特征是：横向行走梁通过横梁行走装置安装在机架上面的横向轨道上，纵向行走小车通过小车行走装置安装在横向行走梁上面的小车轨道上；电磁铁框架通过框架升降装置安装在纵向行走小车上；在电磁铁框架上，安装有4～25组电磁铁。
框架升降装置包括由伺服电机驱动的伺服电动缸、导向装置安装架和升降连接架，伺服电动缸和导向装置安装架安装在纵向行走小车上；伺服电动缸的推头通过连接导向轴与升降连接架连接，连接导向轴位于导向套筒内；升降连接架与导向装置安装架之间设置有导向装置，升降连接架的下面与电磁铁框架连接。
每一组电磁铁是由2～6个电磁铁组成，每一个电磁铁通过螺栓与缓冲弹簧安装在小框架上；小框架通过气缸吊装在电磁铁框架上，并通过导向杆与直线轴承定位。
横梁行走装置采用伺服电机与齿轮齿条传动，伺服电机驱动的齿轮与设置在机架上的齿条相啮合；小车行走装置采用伺服电机与齿轮齿条传动，伺服电机驱动的齿轮与设置在横向行走梁上的齿条相啮合。
驱动横梁行走装置、小车行走装置与伺服电动缸的伺服电机均与PLC控制系统连接；吊装小框架的气缸的控制装置与PLC控制系统连接。
为了保证横向行走梁运行的平稳和定位准确，在横向行走梁的两端均设置有横梁行走装置，同步驱动；为了保证电磁铁框架升降的平稳和定位准确，在纵向行走小车的两端均设置有驱动电磁铁框架升降的框架升降装置。
本发明的有益效果是，网片安装机械手的功能主要是将一张钢筋网片从输送辊道上吸附后放到模台上，实现混凝土预制构件生产线中钢筋网片的自动安装。其三维行走与升降均采用伺服电机驱动，伺服电机由PLC控制自动定位，实现了钢筋网片安装过程的自动化。行走方式采用齿轮齿条，升降装置采用导向套筒导向定位的形式，确保了钢筋网片安装的精度。在电磁铁框架上设置有多组电磁铁，每组电磁铁均能单独升降，或几组同时升降适应各种规格钢筋网片的作业。具有自动化程度高、运行平稳、定位准确和生产效率高的特点，适用于各种规格形式的混凝土预制构件生产线。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是框架升降装置的结构示意图；
图3是一组电磁铁的结构示意图，I处放大图；
图中1是钢筋网片、2是混凝土预制构件模台、3是网片输送辊道、4是机架、5是小车轨道、6是横向行走梁、7是小车行走装置、8是纵向行走小车、9是框架升降装置、10是电磁铁框架、11是横梁行走装置、12是横向轨道、13是小框架、14是缓冲弹簧、15是电磁铁、16是导向杆、17是气缸、18是直线轴承、19是导向装置、20是升降连接架、21是导向装置安装架、22是导向套筒、23是连接导向轴、24是伺服电动缸。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式：
包括机架4、横向行走梁6、纵向行走小车8和电磁铁框架10。横向行走梁6通过横梁行走装置11安装在机架4上面的横向轨道12上，纵向行走小车8通过小车行走装置7安装在横向行走梁6上面的小车轨道5上；电磁铁框架10通过框架升降装置9安装在纵向行走小车8上；在电磁铁框架10上，安装有12组电磁铁。
框架升降装置9包括由伺服电机驱动的伺服电动缸24、导向装置安装架21和升降连接架20，伺服电动缸24和导向装置安装架21安装在纵向行走小车8上；伺服电动缸24的推头通过连接导向轴23与升降连接架20连接，连接导向轴23位于导向套筒22内；升降连接架20与导向装置安装架21之间设置有导向装置19，升降连接架20的下面与电磁铁框架10连接。
每一组电磁铁是由3个电磁铁15组成，每一个电磁铁15通过螺栓与缓冲弹簧14安装在小框架13上；小框架13通过气缸17吊装在电磁铁框架10上，并通过导向杆16与直线轴承18定位。
横梁行走装置11采用伺服电机与齿轮齿条传动，伺服电机驱动的齿轮与设置在机架4上的齿条相啮合；小车行走装置7采用伺服电机与齿轮齿条传动，伺服电机驱动的齿轮与设置在横向行走梁6上的齿条相啮合。
驱动横梁行走装置11、小车行走装置7与伺服电动缸24的伺服电机均与PLC控制系统连接；吊装小框架13的气缸17的控制装置与PLC控制系统连接。
为了保证横向行走梁6运行的平稳和定位准确，在横向行走梁6的两端均设置有横梁行走装置11，同步驱动；为了保证电磁铁框架10升降的平稳和定位准确，在纵向行走小车8的两端均设置有驱动电磁铁框架10升降的框架升降装置9。
位于网片输送辊道上方的钢筋网片安装机械手的作业程序是：当钢筋网片1输送到网片输送辊道3上定位后，机械手根据网片规格以及要在混凝土预制构件模台上的摆放位置，确定吸取钢筋网片1所需电磁铁的组序号。该区域的电磁铁15由气缸17驱动向下伸出，并运行到钢筋网片的正上方。然后电磁铁框架10由框架升降装置9驱动下降，使电磁铁15与钢筋网片完全接触。电磁铁15通电吸取钢筋网片，电磁铁框架10升起并运行到混凝土预制构件模台2安装区域的正上方。框架升降装置9驱动电磁铁下降，下降到钢筋网片1距离模台表面约30mm处停止，电磁铁15断电将钢筋网片放下。然后机械手上的所有装置回复原位，等待下一次的作业。以上作业过程包括钢筋网片安装机械手的行走和升降均采用伺服电机驱动，由PLC程序控制自动定位，实现了钢筋网片安装过程的自动化，确保了钢筋网片的定位安装精度。由于某些类型的钢筋网片四周有翘起的部分，所以钢筋网片安装机械手的电磁铁采用分组升降的形式，确保电磁铁与钢筋网片完全接触，保证吸附面积的同时还避免了电磁铁和钢筋网片的干涉。

Claims (6)

1.一种钢筋网片安装机械手，包括机架（4）、横向行走梁（6）、纵向行走小车（8）和电磁铁框架（10），其特征是：横向行走梁（6）通过横梁行走装置（11）安装在机架（4）上面的横向轨道（12）上，纵向行走小车（8）通过小车行走装置（7）安装在横向行走梁（6）上面的小车轨道（5）上；电磁铁框架（10）通过框架升降装置（9）安装在纵向行走小车（8）上；在电磁铁框架（10）上，安装有4～25组电磁铁。
2.根据权利要求1所述的钢筋网片安装机械手，其特征是：框架升降装置（9）包括由伺服电机驱动的伺服电动缸（24）、导向装置安装架（21）和升降连接架（20），伺服电动缸（24）和导向装置安装架（21）安装在纵向行走小车（8）上；伺服电动缸（24）的推头通过连接导向轴（23）与升降连接架（20）连接，连接导向轴（23）位于导向套筒（22）内；升降连接架（20）与导向装置安装架（21）之间设置有导向装置（19），升降连接架（20）的下面与电磁铁框架（10）连接。
3.根据权利要求1所述的钢筋网片安装机械手，其特征是：每一组电磁铁是由2～6个电磁铁（15）组成，每一个电磁铁（15）通过螺栓与缓冲弹簧（14）安装在小框架（13）上；小框架（13）通过气缸（17）吊装在电磁铁框架（10）上，并通过导向杆（16）与直线轴承（18）定位。
4.根据权利要求1所述的钢筋网片安装机械手，其特征是：横梁行走装置(11)采用伺服电机与齿轮齿条传动，伺服电机驱动的齿轮与设置在机架(4)上的齿条相啮合；小车行走装置(7)采用伺服电机与齿轮齿条传动，伺服电机驱动的齿轮与设置在横向行走梁(6)上的齿条相啮合。
5.根据权利要求1所述的钢筋网片安装机械手，其特征是：驱动横梁行走装置(11)、小车行走装置(7)与伺服电动缸(24)的伺服电机均与PLC控制系统连接；吊装小框架(13)的气缸(17)的控制装置与PLC控制系统连接。
6.根据权利要求1所述的钢筋网片安装机械手，其特征是：在横向行走梁(6)的两端均设置有横梁行走装置(11)，同步驱动；在纵向行走小车(8)的两端均设置有驱动电磁铁框架(10)升降的框架升降装置(9)。
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