CN204772534U - 一种高速轻型龙门桁架机械手 - Google Patents
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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
技术领域
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
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。
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。
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
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。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种高速轻型龙门桁架机械手，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。
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。
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。
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。
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。
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
图1为本实用新型实施例的立体结构示意图；
图2为图1中I处的放大示意图；
图3为实施例中桁架的滑移运动部分的示意图。
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
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。
实施例：
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，
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；
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；
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；
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；
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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（ProgrammableLogicController，简称PLC）控制，通过内含的程序使龙门桁架机械手自动运行。
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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