CN204772534U - 一种高速轻型龙门桁架机械手 - Google Patents

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张元青
李文勇
贾文达
齐振涛
程鹏燕
杨帆
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Abstract

本实用新型公开了一种高速轻型龙门桁架机械手,包括龙门桁架和机械手,龙门桁架包括在空间中呈正交分布的X轴滑移组件、Y轴滑移组件和Z轴滑移组件;两组Y轴滑移组件通过Y轴支架连接,Y轴支架可沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动;X轴滑移组件设置在Y轴支架上,X轴滑移组件可沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动,X轴滑移组件上设有X轴连接座;Z轴滑移组件设置在X轴连接座上,Z轴滑移组件可沿Z轴方向在X轴连接座上作滑移运动;机械手设置在Z轴滑移组件上,机械手可随着Z轴滑移组件在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向作滑移运动。本实用新型提高了机械手滑移运动的稳定性;节省了人力,降低了劳动强度,提高了工作效率,降低了企业设备成本。

Description

一种高速轻型龙门桁架机械手
技术领域
[0001] 本实用新型涉及应用于工业生产线装运、装卸的机械手领域,特别涉及一种高速轻型龙门桁架机械手。
背景技术
[0002]目前大多数企业生产中各个工序之间的工件装运、装卸采用人工操作,由于人工操作劳动强度大、生产效率低、产品质量不稳定,影响市场竞争力,成为企业进一步发展壮大的瓶颈,尤其是在时间性要求较高的工序,手工操作会降低产品的生产效率和产品质量,而且对于较重的工件,人工难以操作。同时,在工业自动化较高的企业,工件经常需要在流水线与机床加工工位之间来回搬运,目前在自动化流水线上实现机床上下料,广泛采用通用工业机器人或特制机械手。
[0003] 通用工业机器人载荷大、精度高、动作可编程,但价格昂贵,在搬运路径较为简单的情况下使用不经济;特制机械手一般用于精度要求较低的场合,如物料仓,定位需求较低的加工或工艺设备的上下料环节等。适用于机床加工工位定位精度要求较高,但搬运动作又较为简单的上下料环节的特制机械手较少。
[0004] 因此,针对上述技术问题,有必要提供一种高速轻型龙门桁架机械手。
实用新型内容
[0005] 针对上述技术的不足,本实用新型提出一种高速轻型龙门桁架机械手,旨在降低人工操作劳动强度,提高生产效率,降低企业设备成本,提高搬运定位精度。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型的技术方案是:
[0007] —种高速轻型龙门桁架机械手,包括龙门桁架和机械手,
[0008] 所述的龙门桁架包括在空间中呈正交分布的X轴滑移组件、Y轴滑移组件和Z轴滑移组件;
[0009] 其中Y轴滑移组件为两组,两组Y轴滑移组件分别设置在两条相互平行的Y轴横梁上,两组Y轴滑移组件通过Y轴支架连接,Y轴支架可沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动;
[0010] 所述X轴滑移组件设置在Y轴支架上,X轴滑移组件可沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动,X轴滑移组件上设有X轴连接座;
[0011] 所述Z轴滑移组件设置在X轴连接座上,Z轴滑移组件可沿Z轴方向在X轴连接座上作滑移运动;
[0012] 所述机械手设置在Z轴滑移组件上,机械手可随着Z轴滑移组件在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向作滑移运动。
[0013] 所述的Y轴滑移组件包括Y轴支架、Y轴导轨副、Y轴伺服电机、Y轴齿条以及与Y轴齿条相互啮合的Y轴直齿轮,Y轴直齿轮通过传动轴连接Y轴减速机,Y轴减速机连接设置在Y轴支架的Y轴伺服电机,Y轴支架通过所述的Y轴导轨副设置在所述的Y轴横梁上,Y轴齿条和Y轴导轨副均沿Y轴方向安装于所述的Y轴横梁上,Y轴伺服电机驱动Y轴支架沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动。
[0014] 所述的X轴滑移组件包括X轴线性模组、X轴连接座、X轴导轨副和X轴伺服电机,所述X轴线性模组的滑块安装在X轴连接座,X轴连接座呈L形,X轴导轨副的X轴导轨安装在Y轴支架的侧面,X轴导轨副的两个X轴滑块沿X轴方向安装于X轴连接座的下端内侧安装面,X轴伺服电机安装在X轴线性模组的安装法兰上,X轴伺服电机驱动X轴线性模组带动X轴连接座沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动。
[0015] 所述的Z轴滑移组件包括Z轴滑架、Z轴型材、Z轴安装板、Z轴斜齿条、与Z轴斜齿条相互啮合的Z轴斜齿轮、Z轴导轨副和驱动Z轴斜齿条运动的伺服电机,所述Z轴滑架通过Z轴导轨副滑动安装于所述的X轴连接座外侧安装面上,Z轴斜齿条和Z轴导轨副均沿Z轴方向安装于所述Z轴滑架上,Z轴伺服电机安装于X轴连接座的内侧安装面,Z轴伺服电机的输出轴通过Z轴减速机与Z轴斜齿轮连接,Z轴伺服电机驱动齿轮齿条运动使Z轴滑架在Z轴方向上作上下滑移运动。
[0016] 所述的机械手包括三爪气缸和气缸安装板,气缸安装板设置在Z轴型材的下端面,三爪气缸设置在气缸安装板上。
[0017] 本实用新型的有益效果是:通过高速轻型桁架机械手进行工件的搬运,通过控制系统精确控制高速轻型桁架机械手的运行,提高了工件搬运的自动化程度,机械手在X轴、Y轴、Z轴方向滑移运动时通过导轨副的进行导向,提高了机械手在滑移运动的稳定性;同时降低人工操作劳动强度、提高生产效率高、产品质量稳定,降低企业设备成本。
附图说明
[0018] 图1为本实用新型实施例的立体结构示意图;
[0019] 图2为图1中I处的放大示意图;
[0020] 图3为实施例中桁架的滑移运动部分的示意图。
[0021] 图中,1.支撑立柱2.Y轴横梁3.Y轴导轨4.Y轴齿条5.Y轴支架6.X轴伺服电机7.X轴线性模组8.Y轴伺服电机9.Z轴滑移组件10.Y轴减速机11.Y轴轴承座12.Y轴传动轴13.X轴连接座14.Z轴导轨15.Z轴斜齿条16.Z轴安装板17.Z轴型材18.Y轴直齿轮19.Y轴滑块20.Z轴减速机21.Z轴伺服电机22.三爪气缸23.X轴导轨24.Z轴滑块25.气缸安装板26.Z轴斜齿轮27.X轴滑块。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的阐述,但不是对本实用新型的限定。
[0023] 实施例:
[0024] 参照图1-图3,一种高速轻型龙门桁架机械手,包括龙门桁架和机械手,
[0025] 所述的龙门桁架包括在空间中呈正交分布的X轴滑移组件、Y轴滑移组件和Z轴滑移组件9 ;
[0026] 其中Y轴滑移组件为两组,两组Y轴滑移组件分别设置在两条相互平行的Y轴横梁2上,两组Y轴滑移组件通过Y轴支架5连接,Y轴支架5可沿Y轴方向在Y轴横梁2上作滑移运动;
[0027] 所述X轴滑移组件设置在Y轴支架5上,X轴滑移组件可沿X轴方向上在Y轴支架5上作滑移运动,X轴滑移组件上设有X轴连接座13 ;
[0028] 所述Z轴滑移组件9设置在X轴连接座13上,Z轴滑移组件9可沿Z轴方向在X轴连接座13上作滑移运动;
[0029] 所述机械手设置在Z轴滑移组件9上,机械手可随着Z轴滑移组件9在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向作滑移运动。
[0030] 所述的Y轴滑移组件包括Y轴支架5、Y轴导轨副、Y轴伺服电机8、Y轴齿条4以及与Y轴齿条4相互啮合的Y轴直齿轮18,Y轴直齿轮18通过传动轴连接Y轴减速机10,Y轴减速机10连接设置在Y轴支架5的Y轴伺服电机8,Y轴支架5通过所述的Y轴导轨副设置在所述的Y轴横梁2上,Y轴齿条4和Y轴导轨副均沿Y轴方向安装于所述的Y轴横梁2上,Y轴伺服电机8驱动Y轴支架5沿Y轴方向在Y轴横梁2上作滑移运动。
[0031] 所述的X轴滑移组件包括X轴线性模组7、X轴连接座13、X轴导轨副和X轴伺服电机6,所述X轴线性模组7的滑块安装在X轴连接座13,X轴连接座13呈L形,X轴导轨副的X轴导轨23安装在Y轴支架5的侧面,X轴导轨副的两个X轴滑块27沿X轴方向安装于X轴连接座13的下端内侧安装面,X轴伺服电机6安装在X轴线性模组7的安装法兰上,X轴伺服电机6驱动X轴线性模组7带动X轴连接座13沿X轴方向上在Y轴支架5上作滑移运动。
[0032] 所述的Z轴滑移组件9包括Z轴滑架、Z轴型材17、Z轴安装板16、Z轴斜齿条15、与Z轴斜齿条15相互啮合的Z轴斜齿轮16、Z轴导轨副和驱动Z轴斜齿条15运动的伺服电机21,所述Z轴滑架通过Z轴导轨副滑动安装于所述的X轴连接座13外侧安装面上,Z轴斜齿条15和Z轴导轨副均沿Z轴方向安装于所述Z轴滑架上,Z轴伺服电机21安装于X轴连接座13的内侧安装面,Z轴伺服电机21的输出轴通过Z轴减速机20与Z轴斜齿轮26连接,Z轴伺服电机21驱动齿轮齿条运动使Z轴滑架在Z轴方向上作上下滑移运动。
[0033] 所述的机械手包括三爪气缸22和气缸安装板25,气缸安装板25设置在Z轴型材17的下端面,三爪气缸22设置在气缸安装板25上,三爪随着三爪气缸作向外、向内运动,实现工件的抓料和放料。
[0034] 所述的机械手安装在Z轴滑移组件9的Z轴型材17的下端,Z轴滑移组件通过Z轴导轨副连接在X轴滑移组件的X轴连接座13上,X轴滑移组件通过线性模组7和X轴导轨副固定在Y轴滑移组件上,Y轴滑移组件通过Y轴导轨副固定在Y轴横梁2上。
[0035] 由控制系统控制龙门桁架机械手的运行,控制系统由独立的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC)控制,通过内含的程序使龙门桁架机械手自动运行。
[0036] 使用时,将本龙门桁架机械手放置于机械加工搬运过程中,机械手两侧分别排列多个数控机床加工环节,在某一个数控机床的中加工完成后,控制系统控制Y轴伺服电机8工作,驱动机械手随同Y轴支架5沿Y轴横梁2做滑移运动,机械手在Y轴方向移动到下个数控机床的位置后,控制系统控制X轴伺服电机6驱动X轴线性模组7使机械手滑移到X轴方向上的指定位置,控制系统控制Z轴伺服电机21使Z轴滑架到达指定位置,控制系统控制三爪气缸抓去工件,然后重复上述动作依次向各个数控机床自动给料。

Claims (5)

1.一种高速轻型龙门桁架机械手,其特征在于:包括龙门桁架和机械手, 所述的龙门桁架包括在空间中呈正交分布的X轴滑移组件、Y轴滑移组件和Z轴滑移组件; 其中Y轴滑移组件为两组,两组Y轴滑移组件分别设置在两条相互平行的Y轴横梁上,两组Y轴滑移组件通过Y轴支架连接,Y轴支架可沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动; 所述X轴滑移组件设置在Y轴支架上,X轴滑移组件可沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动,X轴滑移组件上设有X轴连接座; 所述Z轴滑移组件设置在X轴连接座上,Z轴滑移组件可沿Z轴方向在X轴连接座上作滑移运动; 所述机械手设置在Z轴滑移组件上,机械手可随着Z轴滑移组件在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向作滑移运动。
2.根据权利要求1所述的高速轻型龙门桁架机械手,其特征在于:所述的Y轴滑移组件包括Y轴支架、Y轴导轨副、Y轴伺服电机、Y轴齿条以及与Y轴齿条相互啮合的Y轴直齿轮,Y轴直齿轮通过传动轴连接Y轴减速机,Y轴减速机连接设置在Y轴支架的Y轴伺服电机,Y轴支架通过所述的Y轴导轨副设置在所述的Y轴横梁上,Y轴齿条和Y轴导轨副均沿Y轴方向安装于所述的Y轴横梁上,Y轴伺服电机驱动Y轴支架沿Y轴方向在Y轴横梁上作滑移运动。
3.根据权利要求1所述的高速轻型龙门桁架机械手,其特征在于:所述的X轴滑移组件包括X轴线性模组、X轴连接座、X轴导轨副和X轴伺服电机,所述X轴线性模组的滑块安装在X轴连接座,X轴连接座呈L形,X轴导轨副的X轴导轨安装在Y轴支架的侧面,X轴导轨副的两个X轴滑块沿X轴方向安装于X轴连接座的下端内侧安装面,X轴伺服电机安装在X轴线性模组的安装法兰上,X轴伺服电机驱动X轴线性模组带动X轴连接座沿X轴方向上在Y轴支架上作滑移运动。
4.根据权利要求1所述的高速轻型龙门桁架机械手,其特征在于:所述的Z轴滑移组件包括Z轴滑架、Z轴型材、Z轴安装板、Z轴斜齿条、与Z轴斜齿条相互啮合的Z轴斜齿轮、Z轴导轨副和驱动Z轴斜齿条运动的伺服电机,所述Z轴滑架通过Z轴导轨副滑动安装于所述的X轴连接座外侧安装面上,Z轴斜齿条和Z轴导轨副均沿Z轴方向安装于所述Z轴滑架上,Z轴伺服电机安装于X轴连接座的内侧安装面,Z轴伺服电机的输出轴通过Z轴减速机与Z轴斜齿轮连接,Z轴伺服电机驱动齿轮齿条运动使Z轴滑架在Z轴方向上作上下滑移运动。
5.根据权利要求1所述的高速轻型龙门桁架机械手,其特征在于:所述的机械手包括三爪气缸和气缸安装板,气缸安装板设置在Z轴型材的下端面,三爪气缸设置在气缸安装板上。
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