CN113334349A - 一种fms生产线机器人滑轨结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机器人滑轨技术领域的一种FMS生产线机器人滑轨结构，包括地轨支撑座，地轨支撑座的顶部通过螺栓横向对称安装有两个工形直线滑轨，两个工形直线滑轨的顶部之间安装有动力滑台，动力滑台的后侧壁一端通过螺栓固定有驱动机构，地轨支撑座的顶部后端之间通过螺栓水平固定有拖链保护槽，本发明采用伺服步进电机驱动驱动齿轮转动，通过驱动齿轮与驱动齿轮之间的啮合带动动力滑台在工形直线滑轨上顶部均速的滑动，传动方式为驱动齿轮与驱动齿轮之间啮合传动，避免像传动皮带传动因为受到外界飞溅液体的影响而出现打滑的现象，从而保证工形直线滑轨位移的精确性，能够在环境较为恶劣的场景下应用。

Description

一种FMS生产线机器人滑轨结构

技术领域

本发明涉及机器人滑轨技术领域，具体为一种FMS生产线机器人滑轨结构。

背景技术

机器人行业在汽车、电子、自动化等工业范围已经获得了普遍的运用。现在正在往教育、娱乐、作等服务范围的方向发展，逐渐产生更加庞大的产业。机器人技术对一个国家的发展具有重大的战略意义。工业机器人具有以下几点优势：

1)工作时间上的优势：跟以前的人工工作情况相比较，工业机器人能够长时间不停歇的工作，大大提高了生产效率。

2)产品质量可靠的优势：机器人与人工相比较，动作精准，生产的产品质量高。降低了废品率，节约了成本。

3)工作安全可靠性

在工业生产的过程中，会遇到许多环境比较恶劣的时候，人工的情况下，根本不能生产，这时候就需要工业机器人进行生产了，机器人不惧怕恶劣的环境，提高了工作的安全可靠性。

4)减轻人员的劳动前强度

但是在生产中，尤其是在搬运过程中难免会出现一些比较难搬运的物料，例如有的物料笨重，有的温度极高或者极低，有的则非常锋利。对于工人来说，长时间操作，必然会对身体有所伤害，选择工业机器人代替人工操作一定是最为理想的选择，避免因为环境恶劣对人体的伤害以及因工况恶劣造成人员的伤亡。

现有的机器人滑轨多采用皮带传送，对于内部机械结构缺乏足够有效的机械防护，在工作环境比较恶劣的应用场景，内部结构存在被流体介质污染的可能性，以及传动容易受到外界液体飞溅的影响，基于此，本发明设计了一种FMS生产线机器人滑轨结构，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种FMS生产线机器人滑轨结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种FMS生产线机器人滑轨结构，包括地轨支撑座，所述地轨支撑座的顶部通过螺栓横向对称安装有两个工形直线滑轨，两个所述工形直线滑轨的顶部之间安装有动力滑台，所述动力滑台的后侧壁一端通过螺栓固定有驱动机构，所述地轨支撑座的顶部后端之间通过螺栓水平固定有拖链保护槽，且拖链保护槽的位置低于动力滑台的位置，所述拖链保护槽的内腔与动力滑台的后侧顶部之间通过螺栓固定有长行程拖链，所述地轨支撑座的顶部后侧通过螺栓横向安装有与驱动机构相配合的直线齿条，且直线齿条设置在工形直线滑轨的外侧。

优选的，所述地轨支撑座由多组地轨底座首尾相互拼接组成，且多组地轨底座拼接以后其底部和顶部在同一水平面上。

优选的，所述地轨底座包括两个支撑底板，所述支撑底板的顶部通过螺栓横向固定有支撑枕板，所述支撑枕板的顶部竖向焊接有两个支撑立板，两组所述支撑立板的端部之间竖向焊接有支撑侧板，所述支撑立板的顶部和支撑侧板的顶部之间横向水平焊接有两个支撑基准板，且两个工形直线滑轨以及直线齿条通过螺栓横向固定在两个支撑基准板的顶部，所述直线齿条设置在工形直线滑轨的外侧，所述拖链保护槽通过螺栓横向固定在支撑底板的顶部，且拖链保护槽设置在支撑枕板的后侧。

优选的，所述地轨支撑座的两端均通过螺栓竖向固定有限位挡板，且限位挡板通过螺栓固定在支撑立板的侧壁，所述限位挡板的内侧壁通过螺栓水平安装有缓冲挡块，两个所述缓冲挡块之间通过螺栓水平固定有支撑踏板，且支撑踏板设置在两个工形直线滑轨的上方，所述地轨支撑座远离拖链保护槽的一侧两端均通过螺栓固定有行程挡板，且行程挡板通过螺栓与支撑侧板的侧壁固定连接。

优选的，所述动力滑台包括水平设置的机器人安装板，且机器人安装板平行设置在支撑踏板的上方，所述机器人安装板的底部横向对称焊接有两个L型支撑板，所述机器人安装板的底部一侧通过螺栓两端对称固定有两个定位基板，且定位基板靠近行程挡板的一侧设置，所述定位基板的底部通过螺栓两端对称固定有两个叉型光电传感器，所述定位基板的底部通过螺栓两端对称固定有两个与工形直线滑轨相配合的限位滑块，所述机器人安装板的底部一边通过螺栓固定有与长行程拖链连接的拖链安装板，且拖链安装板与叉型光电传感器的位置相对设置。

优选的，所述限位滑块包括矩形滑块，所述矩形滑块的顶部设置有带有定位螺孔的连接基板，所述矩形滑块的底部中间横向开设有与工形直线滑轨相配合的限位滑槽。

优选的，所述驱动机构包括通过螺栓固定在机器人安装板侧壁的齿轮保护支架，且齿轮保护支架设置在拖链安装板的同一侧，所述齿轮保护支架的顶部通过螺栓固定有减速器，所述减速器的顶部通过螺栓固定有伺服步进电机，且伺服步进电机的输出轴端与减速器的输入轴端通过联轴器连接，所述减速器的输出轴端套设有与直线齿条相啮合的驱动齿轮，且驱动齿轮设置在齿轮保护支架的内腔中。

优选的，所述长行程拖链包括拖链接头、拖链尾接和多个拖链单元，且多个拖链单元设置在拖链接头和拖链尾接之间，所述拖链接头、拖链尾接以及多个拖链单元之间均通过销钉首尾活动连接，且拖链接头与拖链安装板的顶端连接，拖链尾接与拖链保护槽的内腔连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用伺服步进电机驱动驱动齿轮转动，通过驱动齿轮与驱动齿轮之间的啮合带动动力滑台在工形直线滑轨上顶部均速的滑动，传动方式为驱动齿轮与驱动齿轮之间啮合传动，避免像传动皮带传动因为受到外界飞溅液体的影响而出现打滑的现象，从而保证工形直线滑轨位移的精确性，能够在环境较为恶劣的场景下应用，适用范围较广，且不需要经常的维护，使用成本较低，同时驱动齿轮设置在齿轮保护支架的内腔中，避免运动过程中驱动齿轮因为碰撞而造成的损伤现象，保证驱动齿轮在运行过程中的安全性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明正视图；

图3为本发明后视轴测图；

图4为本发明A部放大图；

图5为本发明动力滑台仰视轴测图；

图6为本发明侧视剖视意图；

图7为本发明限位滑块结构示意图；

图8为本发明驱动机构结构示意图；

图9为本发明长行程拖链结构示意图；

图10为本发明控制系统电路图；

图11为本发明控制系统流程图；

图12为本发明主程序电路图；

图13为本发明主程序流程图；

图14为本发明自动模式流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-地轨支撑座，11-支撑底板，12-支撑枕板，13-支撑立板，14-支撑侧板，15-支撑基准板，16-限位挡板，17-缓冲挡块，18-支撑踏板，19-行程挡板，2-工形直线滑轨，3-动力滑台，31-机器人安装板，32-L型支撑板，33-定位基板，34-叉型光电传感器，35-限位滑块，351-矩形滑块，352-连接基板，353-限位滑槽，36-拖链安装板，4-驱动机构，41-齿轮保护支架，42-减速器，43-伺服步进电机，44-驱动齿轮，5-长行程拖链，51-拖链接头，52-拖链尾接，53-拖链单元，6-拖链保护槽，7-直线齿条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种FMS生产线机器人滑轨结构，包括地轨支撑座1，地轨支撑座1的顶部通过螺栓横向对称安装有两个工形直线滑轨2，两个工形直线滑轨2的顶部之间安装有动力滑台3，动力滑台3用于机器人的支撑安装，动力滑台3的后侧壁一端通过螺栓固定有驱动机构4，地轨支撑座1的顶部后端之间通过螺栓水平固定有拖链保护槽6，且拖链保护槽6的位置低于动力滑台3的位置，拖链保护槽6的内腔与动力滑台3的后侧顶部之间通过螺栓固定有长行程拖链5，长行程拖链5的作用的安装需要连接在机器人上、伺服步进电机上，各种传感器上的各种电缆管道，长行程拖链内部采用隔片将各条电缆和管路分开，地轨支撑座1的顶部后侧通过螺栓横向安装有与驱动机构4相配合的直线齿条7，且直线齿条7设置在工形直线滑轨2的外侧；

地轨支撑座1由多组地轨底座首尾相互拼接组成，且多组地轨底座拼接以后其底部和顶部在同一水平面上，方便对地轨支撑座1的组装，以及后期通过更换地轨底座进行地轨支撑座1的维护，地轨底座包括两个支撑底板11，支撑底板11的顶部通过螺栓横向固定有支撑枕板12，方便支撑枕板12上方的设备与支撑枕板11之间的安装与拆卸，支撑枕板12的顶部竖向焊接有两个支撑立板13，方便限位挡板16的安装，两组支撑立板13的端部之间竖向焊接有支撑侧板14，支撑立板13的顶部和支撑侧板14的顶部之间横向水平焊接有两个支撑基准板15，且两个工形直线滑轨2以及直线齿条7通过螺栓横向固定在两个支撑基准板15的顶部，直线齿条7设置在工形直线滑轨2的外侧，拖链保护槽6通过螺栓横向固定在支撑底板11的顶部，且拖链保护槽6设置在支撑枕板12的后侧，地轨支撑座1的两端均通过螺栓竖向固定有限位挡板16，且限位挡板16通过螺栓固定在支撑立板13的侧壁，限位挡板16的内侧壁通过螺栓水平安装有缓冲挡块17，利用缓冲挡块17限定动力滑台3在地轨支撑座1两端的位置，减少动力滑台3与限位挡板16之间的碰撞损伤，两个缓冲挡块17之间通过螺栓水平固定有支撑踏板18，且支撑踏板18设置在两个工形直线滑轨2的上方，地轨支撑座1远离拖链保护槽6的一侧两端均通过螺栓固定有行程挡板19，且行程挡板19通过螺栓与支撑侧板14的侧壁固定连接，利用两个的设定19的设定，方便叉型光电传感器34对动力滑台3运动过程中进行初始位置以及末端位置的定位；

动力滑台3包括水平设置的机器人安装板31，且机器人安装板31平行设置在支撑踏板18的上方，机器人安装板31的底部横向对称焊接有两个L型支撑板32，机器人安装板31的底部一侧通过螺栓两端对称固定有两个定位基板33，且定位基板33靠近行程挡板19的一侧设置，定位基板33的底部通过螺栓两端对称固定有两个叉型光电传感器34，定位基板33的底部通过螺栓两端对称固定有两个与工形直线滑轨2相配合的限位滑块35，限位滑块35包括矩形滑块351，矩形滑块351的顶部设置有带有定位螺孔的连接基板352，矩形滑块351的底部中间横向开设有与工形直线滑轨2相配合的限位滑槽353，利用限位滑槽353与工形直线滑轨2之间的配合，方便机器人安装板31水平安装在两个工形直线滑轨2的顶部，且利用限位滑块35在工形直线滑轨2的顶部滑动，提高机器人安装板31运动过程中的稳定性，机器人安装板31的底部一边通过螺栓固定有与长行程拖链5连接的拖链安装板36，且拖链安装板36与叉型光电传感器34的位置相对设置，使长行程拖链5能够随着动力滑台3的滑动而在拖链保护槽6的内腔中弯折运动；

驱动机构4包括通过螺栓固定在机器人安装板31侧壁的齿轮保护支架41，且齿轮保护支架41设置在拖链安装板36的同一侧，齿轮保护支架41的顶部通过螺栓固定有减速器42，减速器42的顶部通过螺栓固定有伺服步进电机43，且伺服步进电机43的输出轴端与减速器42的输入轴端通过联轴器连接，减速器42的输出轴端套设有与直线齿条7相啮合的驱动齿轮44，且驱动齿轮44设置在齿轮保护支架41的内腔中，利用减速器42对伺服步进电机43的转速进行减速，避免驱动齿轮44因为转速较快而造成动力滑台3的运动较快的现象，方便控制动力滑台3的位移精度，驱动齿轮44设置在齿轮保护支架41的内腔中，避免运动过程中驱动齿轮44因为碰撞而造成的损伤现象，保证驱动齿轮44在运行过程中的安全性；

长行程拖链5包括拖链接头51、拖链尾接52和多个拖链单元53，且多个拖链单元53设置在拖链接头51和拖链尾接52之间，拖链接头51、拖链尾接52以及多个拖链单元53之间均通过销钉首尾活动连接，且拖链接头51与拖链安装板36的顶端连接，拖链尾接52与拖链保护槽6的内腔连接，利用拖链接头51、拖链尾接52以及多个拖链单元53之间通过销钉活动连接，使其相互之间能够折叠，从而使长行程拖链5能够随着动力滑台3的滑动而在拖链保护槽6的内腔中弯折运动。

请参阅图10-14，本发明提供一种技术方案：一种FMS生产线机器人滑轨结构的控制系统，系统控制采用的PLC为西门子PLCS7-1200，S7-1200是小型号的PLC，它主要由五个系统组成：CPU模块、通信模块、信号模块、信号板和编程软件，S7-1200的CPU模块是将模拟量输入\输出电路、微处理器、电源、太网接口、高速运动控制功能、数字量输入\输出电路结合到一个外壳中。所有的CPU模块内都能够装上信号板，装上信号板以后CPU的外装不会改变，不会占用更多的位置，信号模块是系统的手，能够用来联系现场的外设和CPU。输入系统功能是接收和收集信号，数字量输入系统用来收集从按钮、各种开关、继电器等传过来的数字量的信号，模拟量输入模块用来接收各种变送器传过来的连续曲线变化的模拟量信号，也可以收集来自各种温度传感器传送过来的温度信号，数字量输出模块是控制接触器，电磁阀，和显示装置等设备的模块，模拟量输出模块，是用来控制电动阀等执行器的模块，通信模块安装在CPU的左边，用户可以根据需要扩充通信模块数量，最多可以增加3块通信模块。

根据图10-11的总体设计要求，确定电器元件清单，如表下表所示：

电器元件清单

根据控制系统的要求，绘制如图10的电路图，主要是PLC与伺服系统的连接，可以实现电机的正反转，绝对位移，相对位移。

根据图12-的总体设计要求I/O分配表，如下所示：

I/O分配表

通过对单轴运动模块控制设计，成功实现了PLC控制滑块进行相对位移，绝对位移，手动位移等。验证了机器人滑轨控制系统的可行性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种FMS生产线机器人滑轨结构，包括地轨支撑座(1)，其特征在于：所述地轨支撑座(1)的顶部通过螺栓横向对称安装有两个工形直线滑轨(2)，两个所述工形直线滑轨(2)的顶部之间安装有动力滑台(3)，所述动力滑台(3)的后侧壁一端通过螺栓固定有驱动机构(4)，所述地轨支撑座(1)的顶部后端之间通过螺栓水平固定有拖链保护槽(6)，且拖链保护槽(6)的位置低于动力滑台(3)的位置，所述拖链保护槽(6)的内腔与动力滑台(3)的后侧顶部之间通过螺栓固定有长行程拖链(5)，所述地轨支撑座(1)的顶部后侧通过螺栓横向安装有与驱动机构(4)相配合的直线齿条(7)，且直线齿条(7)设置在工形直线滑轨(2)的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种FMS生产线机器人滑轨结构，其特征在于：所述地轨支撑座(1)由多组地轨底座首尾相互拼接组成，且多组地轨底座拼接以后其底部和顶部在同一水平面上。

3.根据权利要求2所述的一种FMS生产线机器人滑轨结构，其特征在于：所述地轨底座包括两个支撑底板(11)，所述支撑底板(11)的顶部通过螺栓横向固定有支撑枕板(12)，所述支撑枕板(12)的顶部竖向焊接有两个支撑立板(13)，两组所述支撑立板(13)的端部之间竖向焊接有支撑侧板(14)，所述支撑立板(13)的顶部和支撑侧板(14)的顶部之间横向水平焊接有两个支撑基准板(15)，且两个工形直线滑轨(2)以及直线齿条(7)通过螺栓横向固定在两个支撑基准板(15)的顶部，所述直线齿条(7)设置在工形直线滑轨(2)的外侧，所述拖链保护槽(6)通过螺栓横向固定在支撑底板(11)的顶部，且拖链保护槽(6)设置在支撑枕板(12)的后侧。

4.根据权利要求3所述的一种FMS生产线机器人滑轨结构，其特征在于：所述地轨支撑座(1)的两端均通过螺栓竖向固定有限位挡板(16)，且限位挡板(16)通过螺栓固定在支撑立板(13)的侧壁，所述限位挡板(16)的内侧壁通过螺栓水平安装有缓冲挡块(17)，两个所述缓冲挡块(17)之间通过螺栓水平固定有支撑踏板(18)，且支撑踏板(18)设置在两个工形直线滑轨(2)的上方，所述地轨支撑座(1)远离拖链保护槽(6)的一侧两端均通过螺栓固定有行程挡板(19)，且行程挡板(19)通过螺栓与支撑侧板(14)的侧壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种FMS生产线机器人滑轨结构，其特征在于：所述动力滑台(3)包括水平设置的机器人安装板(31)，且机器人安装板(31)平行设置在支撑踏板(18)的上方，所述机器人安装板(31)的底部横向对称焊接有两个L型支撑板(32)，所述机器人安装板(31)的底部一侧通过螺栓两端对称固定有两个定位基板(33)，且定位基板(33)靠近行程挡板(19)的一侧设置，所述定位基板(33)的底部通过螺栓两端对称固定有两个叉型光电传感器(34)，所述定位基板(33)的底部通过螺栓两端对称固定有两个与工形直线滑轨(2)相配合的限位滑块(35)，所述机器人安装板(31)的底部一边通过螺栓固定有与长行程拖链(5)连接的拖链安装板(36)，且拖链安装板(36)与叉型光电传感器(34)的位置相对设置。

6.根据权利要求5所述的一种FMS生产线机器人滑轨结构，其特征在于：所述限位滑块(35)包括矩形滑块(351)，所述矩形滑块(351)的顶部设置有带有定位螺孔的连接基板(352)，所述矩形滑块(351)的底部中间横向开设有与工形直线滑轨(2)相配合的限位滑槽(353)。

7.根据权利要求5所述的一种FMS生产线机器人滑轨结构，其特征在于：所述驱动机构(4)包括通过螺栓固定在机器人安装板(31)侧壁的齿轮保护支架(41)，且齿轮保护支架(41)设置在拖链安装板(36)的同一侧，所述齿轮保护支架(41)的顶部通过螺栓固定有减速器(42)，所述减速器(42)的顶部通过螺栓固定有伺服步进电机(43)，且伺服步进电机(43)的输出轴端与减速器(42)的输入轴端通过联轴器连接，所述减速器(42)的输出轴端套设有与直线齿条(7)相啮合的驱动齿轮(44)，且驱动齿轮(44)设置在齿轮保护支架(41)的内腔中。

8.根据权利要求1所述的一种FMS生产线机器人滑轨结构，其特征在于：所述长行程拖链(5)包括拖链接头(51)、拖链尾接(52)和多个拖链单元(53)，且多个拖链单元(53)设置在拖链接头(51)和拖链尾接(52)之间，所述拖链接头(51)、拖链尾接(52)以及多个拖链单元(53)之间均通过销钉首尾活动连接，且拖链接头(51)与拖链安装板(36)的顶端连接，拖链尾接(52)与拖链保护槽(6)的内腔连接。

Images