CN112239078A - 一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统及方法，包括搬运装置，搬运装置一侧依次设有方钢物料架和链式输送线，方钢物料架固定在地面，由下至上依次为物料架地脚固定组件、支撑架以及方钢放置定位板，链式输送线包括输送架，输送架中一侧转动安装传动轴，另一侧转动安装从动轴，传动轴上安装数个主动链轮，从动轴上安装数个从动链轮，主动链轮与从动链轮通过带有定位节链条连接，传动轴端部连接输送线电机。本发明结构简单，易于实现，成本较低。实现自动取放和搬运方钢至称重器工位，操作方便，无需人工监控。

Description

一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统及方法

技术领域

本发明属于特钢棒材机器人化智能制造领域，更具体地说，是涉及一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统及方法。

背景技术

钢铁厂棒材线在生产过程中每隔一段时间要使用方钢去校准棒材称重器，目前取放方钢基本依赖人工定时操作行车来完成。该方钢重量大，人工操作行车或叉车过程中不免存在磕碰，且有安全隐患。如果校准延误，会使棒材重量出现批量误差。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提出了一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统及方法，通过对该桁架机器人系统的编程控制，实现自动取放和搬运方钢至称重器工位，操作方便，无需人工监控。具体方案如下：

按照本发明提供的技术方案：一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，包括搬运装置，搬运装置一侧依次设有方钢物料架和链式输送线。

作为本发明的进一步改进，所述方钢物料架固定在地面，由下至上依次为物料架地脚固定组件、支撑架以及方钢放置定位板。

作为本发明的进一步改进，所述链式输送线包括输送架，输送架中一侧转动安装传动轴，另一侧转动安装从动轴，所述传动轴上安装数个主动链轮，所述从动轴上安装数个从动链轮，所述主动链轮与所述从动链轮通过带有定位节链条连接，所述传动轴端部连接输送线电机。

作为本发明的进一步改进，所述搬运装置为双重载桁架机器人。

作为本发明的进一步改进，所述重载桁架机器人底部为地脚固定组件，所述地脚固定组件顶部安装立柱，所述立柱上水平安装横梁，所述横梁中安装传动板组件，所述传动板组件连接竖梁，所述竖梁中安装提升机构，所述提升机构连接夹紧机构。

作为本发明的进一步改进，所述横梁中水平平行安装有V型导轨和齿条，所述V型导轨为对称设置，所述传动板组件包括传动板，所述传动板中转动安装V型滚轮和传动齿轮，所述传动板侧面安装第一电机，所述第一电机通过第一减速机连接所述传动齿轮，所述齿条与所述传动齿轮相啮合，所述V型导轨与所述V型滚轮相贴合。

作为本发明的进一步改进，所述竖梁包括竖梁框架，所述提升机构包括提升电机，所述竖梁框架中竖直转动安装提升丝杠，所述提升电机驱动所述提升丝杠转动，所述竖梁框架下部竖直设有导向轴，所述导向轴中滑动安装提升滑板，所述提升滑板中安装提升滚珠螺母，所述提升滚珠螺母套设于所述提升丝杠外周。

作为本发明的进一步改进，所述提升电机安装于所述竖梁框架中，所述竖梁框架中通过深沟球轴承竖直转动安装提升丝杠，所述提升电机通过提升减速机及第一联轴器驱动所述提升丝杠转动，所述导向轴中通过直线轴承滑动安装所述提升滑板。

作为本发明的进一步改进，所述夹紧机构包括安装板，所述安装板底部安装滚珠丝杠固定座和滚珠丝杠支撑座，所述滚珠丝杠固定座和滚珠丝杠支撑座中转动安装夹紧双向丝杠，所述双向丝杠正反段均套设提升滚珠螺母，所述提升滚珠螺母连接滑块，所述安装板底部水平设有导轨，所述导轨上滑动安装所述滑块，所述滑块侧面安装夹爪，所述夹紧双向丝杠端部连接夹紧电机。

一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1.启动提升电机，驱动所述提升丝杠转动，带动提升滚珠螺母沿导向轴向下移动，带动提升滑板下行；

2.启动夹紧电机，夹紧电机带动夹紧双向丝杠转动，夹紧双向丝杠带动其正反段均套设的提升滚珠螺母相向移动，提升滚珠螺母带动滑块相向移动，滑块带动夹爪相向移动，夹持住方钢；

3.启动提升电机反转，驱动所述提升丝杠转动，带动提升滚珠螺母沿导向轴向上移动，带动提升滑板上行，使方钢上提；

4.启动第一电机，通过第一减速机带动传动齿轮转动，传动齿轮沿着齿条移动，带动夹紧机构移动至链式输送线上方；

5.启动提升电机正转，驱动所述提升丝杠转动，带动提升滚珠螺母沿导向轴向下移动，带动提升滑板下行，使方钢贴近链式输送线；

6.夹紧电机反转，夹紧电机带动夹紧双向丝杠转动，夹紧双向丝杠带动其正反段均套设的提升滚珠螺母反向移动，提升滚珠螺母带动滑块反向移动，滑块带动夹爪反向移动，松开方钢，使之落入带有定位节链条中；

7.启动输送线电机，输送线电机带动传动轴转动，传动轴带动主动链轮转动，主动链轮带动带有定位节链条移动，将方钢移动至需要测量的工位。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明结构简单，易于实现，成本较低。实现自动取放和搬运方钢至称重器工位，操作方便，无需人工监控。

附图说明

图1是本发明的方案布局图。

图2是重载桁架机器人轴侧图。

图3是方钢物料架轴测图。

图4是链式输送线轴测图。

图5是传动板轴侧图。

图6是提升机构与夹紧机构轴侧视图。

图7是提升机构剖视图。

图8是夹紧机构剖图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1-8中，包括1.重载桁架机器人，2. 方钢物料架，3. 链式输送线，4.地脚固定组件，5.立柱，6.横梁，7传动板组件，8.竖梁，9.提升机构，10.夹紧机构，11.物料架地脚固定组件，12.支撑架，13.方钢放置定位板，14.输送线电机，15.传动轴，16.链轮，17.链条，18.第一电机，19.第一减速机，20.传动齿轮，21.V型滚轮，22.传动板，23.竖梁， 24.提升机构支撑座，25.夹紧机构支撑座，26.夹爪，27.提升电机，28.提升减速机，29.第一联轴器，30.深沟球轴承，31.第一丝杠，32.导向轴，33.提升滚珠螺母，34.直线轴承，35.夹紧电机，36.夹紧减速机，37.提升联轴器，38滚珠丝杠固定座，39.提升丝杠，40.提升滚珠螺母，41.滚珠丝杠支撑座，42.滑块，43.导轨等。

本发明的公开一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，如图1所示，通过2个自由度的双重载桁架机器人1从方钢物料架2抓取标定块并提升一定高度，然后水平移动至链式输送线3上方，下降至输送线固定位置后将方钢放置在链式输送线3上，通过链式输送线3的运行，将方钢输送至称重器工位。

方钢物料架2固定在地面，由物料架地脚固定组件11、支撑架12以及方钢放置定位板13组成，可满足重载方钢的放置，并且保证方钢的轴线与物料架坐标系之间具有准确的位置关系，以满足双桁架机器人1实现样棒的准确协作抓取。

链式输送线3可辅助双重载桁架机器人系统，输送线电机14连接有传动轴15，传动轴15上设有主动链轮16，当输送线电机14启动时，驱动与主动链轮16相啮合的带有定位节链条17动作，将方钢输送到称重工位，同样也可将完成校准称重器的方钢送回到初始位置，以满足双桁架机器人完成方钢抓取，并且将方钢放回到物料架2。

重载桁架机器人1由地脚固定组件4、立柱5、横梁6、传动板组件7、竖梁8、提升机构9和夹紧机构10组成。重载桁架机器人1通过地脚固定组件4固定在地面上，横梁6固定在立柱5上端，安装有V型导轨、齿条。传动板组件7上装有V型滚轮21、第一电机18和第一减速机19，第一减速机19输出端装有与横梁齿条相啮合的传动齿轮20，V型滚轮21搭载在V型导轨上。启动第一电机18时，传动齿轮20与横梁齿条啮合传动带动传动板22在横梁6长度方向上滑动，竖梁8固定在传动板22上，随着传动板22一起移动。

提升机构9通过螺栓安装在竖梁框架23上，由提升电机27、提升减速机28、第一联轴器29、深沟球轴承30、提升丝杠31、导向轴32、提升滚珠螺母33、直线轴承34主要部件构成。当接收到启动信号，提升电机27启动，通过与提升减速机28连接的第一联轴器29驱动提升丝杠31旋转，带动提升滚珠螺母33和其连接板做竖直方向运行，完成竖直方向的移动。由于载重大，设有提升机构支撑座24来增加强度。特别的，在提升机构上设有导向轴32，和直线轴承34，运行时，通过直线轴承32与导向轴34间的滑动，使得提升过程更加精准平稳。

一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运方法：

（1）.启动提升电机（27），驱动所述提升丝杠（31）转动，带动提升滚珠螺母（33）沿导向轴（32）向下移动，带动提升滑板下行；

（2）.启动夹紧电机（35），夹紧电机（35）带动夹紧双向丝杠（39）转动，夹紧双向丝杠（39）带动其正反段均套设的提升滚珠螺母（40）相向移动，提升滚珠螺母（40）带动滑块（42）相向移动，滑块（42）带动夹爪（26）相向移动，夹持住方钢；

（3）.启动提升电机（27）反转，驱动所述提升丝杠（31）转动，带动提升滚珠螺母（33）沿导向轴（32）向上移动，带动提升滑板上行，使方钢上提；

（4）.启动第一电机（18），通过第一减速机（19）带动传动齿轮（20）转动，传动齿轮（20）沿着齿条移动，带动夹紧机构（10）移动至链式输送线（3）上方；

（5）.启动提升电机（27）正转，驱动所述提升丝杠（31）转动，带动提升滚珠螺母（33）沿导向轴（32）向下移动，带动提升滑板下行，使方钢贴近链式输送线（3）；

（6）.夹紧电机（35）反转，夹紧电机（35）带动夹紧双向丝杠（39）转动，夹紧双向丝杠（39）带动其正反段均套设的提升滚珠螺母（40）反向移动，提升滚珠螺母（40）带动滑块（42）反向移动，滑块（42）带动夹爪（26）反向移动，松开方钢，使之落入带有定位节链条（17）中；

（7）.启动输送线电机（14），输送线电机（14）带动传动轴（15）转动，传动轴（15）带动主动链轮转动，主动链轮带动带有定位节链条（17）移动，将方钢移动至需要测量的工位。

Claims (10)

1.一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述系统包括搬运装置，搬运装置一侧依次设有方钢物料架（2）和链式输送线（3）。

2.如权利要求1所述的基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述方钢物料架（2）固定在地面，由下至上依次为物料架地脚固定组件（11）、支撑架（12）以及方钢放置定位板（13）。

3.如权利要求1所述的基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述链式输送线（3）包括输送架，输送架中一侧转动安装传动轴（15），另一侧转动安装从动轴，所述传动轴（15）上安装数个主动链轮（16），所述从动轴上安装数个从动链轮，所述主动链轮（16）与所述从动链轮通过带有定位节链条（17）连接，所述传动轴（15）端部连接输送线电机（14）。

4.如权利要求1所述的基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述搬运装置为双重载桁架机器人（1）。

5.如权利要求4所述的基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述重载桁架机器人（1）底部为地脚固定组件（4），所述地脚固定组件（4）顶部安装立柱（5），所述立柱（5）上水平安装横梁（6），所述横梁（6）中安装传动板组件（7），所述传动板组件（7）连接竖梁（8），所述竖梁（8）中安装提升机构（9），所述提升机构（9）连接夹紧机构（10）。

6.如权利要求5所述的基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述横梁（6）中水平平行安装有V型导轨和齿条，所述V型导轨为对称设置，所述传动板组件（7）包括传动板（22），所述传动板（22）中转动安装V型滚轮（21）和传动齿轮（20），所述传动板（22）侧面安装第一电机（18），所述第一电机（18）通过第一减速机（19）连接所述传动齿轮（20），所述齿条与所述传动齿轮（20）相啮合，所述V型导轨与所述V型滚轮（21）相贴合。

7.如权利要求5所述的基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述竖梁（8）包括竖梁框架（23），所述提升机构（9）包括提升电机（27），所述竖梁框架（23）中竖直转动安装提升丝杠（31），所述提升电机（27）驱动所述提升丝杠（31）转动，所述竖梁框架（23）下部竖直设有导向轴（32），所述导向轴（32）中滑动安装提升滑板，所述提升滑板中安装提升滚珠螺母（33），所述提升滚珠螺母（33）套设于所述提升丝杠（31）外周。

8.如权利要求7所述的基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述提升电机（27）安装于所述竖梁框架（23）中，所述竖梁框架（23）中通过深沟球轴承（30）竖直转动安装提升丝杠（31），所述提升电机（27）通过提升减速机（28）及第一联轴器（29）驱动所述提升丝杠（31）转动，所述导向轴（32）中通过直线轴承（34）滑动安装所述提升滑板。

9.如权利要求8所述的基于双桁架机器人协作的方钢搬运系统，其特征在于：所述夹紧机构（10）包括安装板，所述安装板底部安装滚珠丝杠固定座（38）和滚珠丝杠支撑座（41），所述滚珠丝杠固定座（38）和滚珠丝杠支撑座（41）中转动安装夹紧双向丝杠（39），所述双向丝杠（39）正反段均套设提升滚珠螺母（40），所述提升滚珠螺母（40）连接滑块（42），所述安装板底部水平设有导轨（43），所述导轨（43）上滑动安装所述滑块（42），所述滑块（42）侧面安装夹爪（26），所述夹紧双向丝杠（39）端部连接夹紧电机（35）。

10.一种基于双桁架机器人协作的方钢搬运方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

（1）.启动提升电机（27），驱动所述提升丝杠（31）转动，带动提升滚珠螺母（33）沿导向轴（32）向下移动，带动提升滑板下行；

（2）.启动夹紧电机（35），夹紧电机（35）带动夹紧双向丝杠（39）转动，夹紧双向丝杠（39）带动其正反段均套设的提升滚珠螺母（40）相向移动，提升滚珠螺母（40）带动滑块（42）相向移动，滑块（42）带动夹爪（26）相向移动，夹持住方钢；

（3）.启动提升电机（27）反转，驱动所述提升丝杠（31）转动，带动提升滚珠螺母（33）沿导向轴（32）向上移动，带动提升滑板上行，使方钢上提；

（4）.启动第一电机（18），通过第一减速机（19）带动传动齿轮（20）转动，传动齿轮（20）沿着齿条移动，带动夹紧机构（10）移动至链式输送线（3）上方；

（5）.启动提升电机（27）正转，驱动所述提升丝杠（31）转动，带动提升滚珠螺母（33）沿导向轴（32）向下移动，带动提升滑板下行，使方钢贴近链式输送线（3）；

（6）.夹紧电机（35）反转，夹紧电机（35）带动夹紧双向丝杠（39）转动，夹紧双向丝杠（39）带动其正反段均套设的提升滚珠螺母（40）反向移动，提升滚珠螺母（40）带动滑块（42）反向移动，滑块（42）带动夹爪（26）反向移动，松开方钢，使之落入带有定位节链条（17）中；

（7）.启动输送线电机（14），输送线电机（14）带动传动轴（15）转动，传动轴（15）带动主动链轮转动，主动链轮带动带有定位节链条（17）移动，将方钢移动至需要测量的工位。

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