CN207415358U - 一种用于自动上下料的桁架机械手 - Google Patents
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Abstract
一种用于自动上下料的桁架机械手，包括安装在支撑立柱上的X轴移动模块，X轴移动模块包括与支撑立柱相固定的X轴横梁型材以及设置在X轴横梁型材上的X轴基座，X轴基座上安装由X轴丝杠导轨带动的X轴滑板；X轴滑板上通过Z/X轴转接板安装Z轴移动模块，Z轴移动模块包括与Z/X轴转接板连接的Z轴基座，Z轴基座上安装由Z轴丝杠导轨带动的Z轴滑板；Z轴滑板上安装C轴摆动模块，C轴摆动模块包括能够转动的C轴转接轴，C轴转接轴连接握爪。本实用新型能够减少有效行程以及空间的占用量，并且能够提高传动的精度，在加工不同产品时操作流程基本相同，减小了示教工作量，柔性较好。
Description
技术领域
本实用新型属于数控自动化加工领域，具体涉及一种用于自动上下料的桁架机械手。
背景技术
现有技术中的专利201610091469.X公开了一种高速桁架机械手，设三个相互垂直的方向分别为X方向、Y方向和Z方向，其中Z方向为竖直方向，包括支撑架、X方向轨道、Y方向轨道、Z方向轨道、机械夹爪安装支架、第一、二机械夹爪、第一、二、三驱动装置、旋转驱动装置和第一、二、三滑块，X方向轨道水平安装于支撑架上端，第一滑块能够沿X方向轨道延伸方向滑动定位于X方向轨道上，第二滑块固定安装于第一滑块上，Y方向轨道能够沿Y方向直线往复滑动定位于第二滑块上，第三滑块固定安装于Y方向轨道上，Z方向轨道能够沿Z方向直线往复滑动定位于第三滑块上，机械夹爪安装支架能够转动定位于Z方向轨道下端，机械夹爪安装支架旋转轴的轴向与Z方向形成135度夹角，第一、二机械夹爪分别固定安装于机械夹爪安装支架上，其中第一、二、三驱动装置分别驱动第一滑块、Y方向轨道和Z方向轨道直线运动，第一、二、三驱动装置为伺服电机与齿轮齿条驱动机构的组合，轨道与滑块之间用直线导轨连接进行承载导向，直线导轨上加工有用于传动的齿条。
现有技术占用空间较大，由于直线导轨采用了全封闭的防护结构，占用了较多的有效行程，并且采用齿轮齿条结构传动，传动精度差，现场装配调节工作量比较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种用于自动上下料的桁架机械手，能够减少有效行程以及空间的占用量，并且能够提高传动的精度。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
包括安装在支撑立柱上的X轴移动模块，X轴移动模块包括与支撑立柱相固定的X轴横梁型材以及设置在X轴横梁型材上的X轴基座，X轴基座上安装由X轴丝杠导轨带动的X轴滑板；X轴滑板上通过Z/X轴转接板安装Z轴移动模块，Z轴移动模块包括与Z/X轴转接板连接的Z轴基座，Z轴基座上安装由Z轴丝杠导轨带动的Z轴滑板；Z轴滑板上安装C轴摆动模块，C轴摆动模块包括能够转动的C轴转接轴，C轴转接轴连接握爪。
所述的C轴转接轴上连接有水平设置的C轴后臂，C轴后臂的端部连接有竖直设置的C轴前臂，所述的握爪安装在C轴前臂的端部。
X轴丝杠导轨连接由X轴电机驱动的同步带轮，X轴电机连接X轴张紧装置；
Z轴丝杠导轨的轴端通过Z轴连轴节与Z轴电机连接。
所述的C轴转接轴连接由减速机与电机一体式组合而成的C轴减速单元。
X轴滑板为U型结构，U型槽里通过X轴防尘板与X轴侧护板形成半封闭的防护结构。
Z轴基座与Z轴滑板均采用U型结构，所述Z轴滑板的U型槽通过Z轴防尘板与Z轴基座形成半封闭的防护结构。所述的握爪通过标准接口连接抓取主盘以及治具工具盘。
所述的C轴转接轴能够在-10°～190°的范围内进行摆动。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：X轴移动模块采用电机与丝杠导轨组合的传动方式，有效减小了桁架机械手的安装空间，增加了X轴移动模块的有效行程，Z轴移动模块的Z轴丝杠导轨直接由电机驱动，传动链短且中间环节少，因此带入的误差较小，提高了Z轴的传动精度。本实用新型的X轴移动模块包括与支撑立柱相固定的X轴横梁型材以及设置在X轴横梁型材上的X轴基座，X轴基座采用分体式连接增加了X轴的刚性，保证了X轴丝杠导轨安装基体材料的匹配，提高了X轴的精度，并且能够减小整体机械手的重量。本实用新型的C轴摆动模块通过握爪能够连接不同的治具工具盘，因此在加工不同产品时基本使用相同的操作流程，减小了示教工作量，增加了桁架机械手的柔性。
进一步的，本实用新型的C轴摆动模块采用减速机与电机一体式结构，高精度减速单元直接连接由C轴前臂与C轴后臂组成的C轴摆臂，占用空间小且精度较高。
进一步的，本实用新型的X轴滑板为U型结构，U型槽里通过X轴防尘板与X轴侧护板形成半封闭的防护结构，Z轴基座与Z轴滑板均采用U型结构，Z轴滑板的U型槽通过Z轴防尘板与Z轴基座形成半封闭防护结构，半封闭防护结构防止加工碎屑影响丝杠传动精度。
附图说明
图1本实用新型的整体结构示意图；
图2本实用新型的内部结构整体示意图；
图3本实用新型的内部结构后视图；
图4本实用新型的整体结构侧视图；
图5本实用新型的内部结构侧视图；
附图中：1-支撑立柱；2-X轴移动模块；3-拖链；4-防护罩；5-Z轴移动模块；6-C轴摆动模块；7-减速单元支撑；8-C轴后臂；9-C轴前臂；10-握爪；11-X轴丝杠导轨；12-X轴轴承座；13-X轴轴承；14-C轴减速单元；15-C轴轴承；16-C轴转接轴；17-X轴防尘板；18-X轴电机；19-带轮；20-X轴张紧装置；21-同步带；22-Z轴防尘板；23-X轴侧护板；24-X轴横梁型材；25-X轴基座；26-X轴滑板；27-Z/X轴转接板；28-Z轴滑板；29-Z轴基座；30-Z轴丝杠导轨；31-Z轴电机座；32-Z轴轴承；33-Z轴连轴节；34-Z轴电机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
参见图1-5，本实用新型自动上下料的桁架机械手包括支撑立柱1、X轴移动模块2、Z轴移动模块5、C轴摆动模块6、防护罩4以及拖链3。X轴移动模块2由两个支撑立柱1支撑，Z轴移动模块5通过Z/X轴转接板27固定在X轴移动模块2的X轴滑板26上。
拖链3用于保护内部的电缆及气管，防护罩4用于防护Z轴及C轴电机。
X轴移动模块2主要由X轴基座25、X轴丝杠导轨11、X轴轴承座12、X轴轴承13、X轴电机18、同步带21、带轮19组成。X轴滑板26为U型结构，滑板的U型槽可以通过X轴防尘板17与X轴侧护板23形成一个半封闭的防护结构。X轴滑板26与X轴丝杠导轨11连接，X轴丝杠导轨11与带轮19连接，丝杠通过X轴轴承13支撑，X轴轴承13与X轴轴承座12固定，X轴电机18与带轮19直接连接，电机上的带轮通过同步带21驱动X轴丝杠导轨11上的带轮19，从而驱动X轴滑板26运动，X轴电机18与X轴张紧装置20连接。
Z轴移动模块5主要由Z轴基座29、Z轴丝杠导轨30、Z轴滑板28、Z轴电机座31、Z轴轴承32、Z轴连轴节33、Z轴电机34组成。Z轴基座29、Z轴滑板28为U型结构，Z轴防尘板22与Z轴基座29构成半密封结构，Z轴滑板28的U型槽可以通过该半密封结构密封。Z轴丝杠导轨30中的丝杠通过Z轴轴承32支撑，Z轴轴承32与Z轴电机座31固定，丝杠的轴端通过Z轴连轴节33与Z轴电机34连接，Z轴电机34与Z轴电机座31固定。
C轴摆动模块6主要由C轴减速单元14、减速单元支撑7、C轴轴承15、C轴转接轴16、C轴后臂8、C轴前臂9组成，C轴减速单元14与减速单元支撑7固定，输出法兰通过C轴转接轴16与C轴后臂8连接，C轴转接轴16与C轴轴承15的内圈配合固定，C轴轴承15的外圈与减速单元支承7配合固定；C轴前臂9上装有握爪10，握爪10连接主盘及工具盘。
本实用新型自动上下料的方法包括以下步骤：步骤一，根据A机床上料请求把桁架机械手X轴移动模块2移动到A机床的卸料高点；步骤二，X轴移动模块2、Z轴移动模块5配合移动到A机床卸料点，握爪10抓取治具托盘或手爪；步骤三，X轴移动模块2、Z轴移动模块5配合移动到到卸料高点，然后X轴移动模块2移动到放料高点；步骤四，X轴移动模块2、Z轴移动模块5配合移动到放料点放料；步骤五，X轴移动模块2、Z轴移动模块5配合移动到安全位置，完成内部加工完成料的卸料；步骤六，X轴移动模块2、Z轴移动模块5配合移动到取料点，C轴握爪10抓取治具托盘或手爪；步骤七，X轴移动模块2、Z轴移动模块5配合移动到A机床的取料高点；步骤八，X轴移动模块2、Z轴移动模块5配合移动到A机床的上料点，并把治具托盘或手爪放到机床内部的定位机构上，完成机床加工的定位；步骤九，X轴移动模块2、Z轴移动模块5配合移动到A机床的上料高点，然后通过移动X轴移动模块2返回到公共点完成一次上下料的动作；步骤十，根据B机床上料请求，C轴摆动模块6、X轴移动模块2配合移动，使C轴摆动180度，然后移动到B机床的卸料高点。
Claims (8)
1.一种用于自动上下料的桁架机械手，其特征在于：包括安装在支撑立柱(1)上的X轴移动模块(2)，X轴移动模块(2)包括与支撑立柱(1)相固定的X轴横梁型材(24)以及设置在X轴横梁型材(24)上的X轴基座(25)，X轴基座(25)上安装由X轴丝杠导轨(11)带动的X轴滑板(26)；X轴滑板(26)上通过Z/X轴转接板(27)安装Z轴移动模块(5)，Z轴移动模块(5)包括与Z/X轴转接板(27)连接的Z轴基座(29)，Z轴基座(29)上安装由Z轴丝杠导轨(30)带动的Z轴滑板(28)；Z轴滑板(28)上安装C轴摆动模块(6)，C轴摆动模块(6)包括能够转动的C轴转接轴(16)，C轴转接轴(16)连接握爪(10)。
2.根据权利要求1所述的用于自动上下料的桁架机械手，其特征在于：所述的C轴转接轴(16)上连接有水平设置的C轴后臂(8)，C轴后臂(8)的端部连接有竖直设置的C轴前臂(9)，所述的握爪(10)安装在C轴前臂(9)的端部。
3.根据权利要求1所述的用于自动上下料的桁架机械手，其特征在于：X轴丝杠导轨(11)连接由X轴电机(18)驱动的同步带轮(19)，X轴电机(18)连接X轴张紧装置(20)；
Z轴丝杠导轨(30)的轴端通过Z轴连轴节(33)与Z轴电机(34)连接。
4.根据权利要求1所述的用于自动上下料的桁架机械手，其特征在于：所述的C轴转接轴(16)连接由减速机与电机一体式组合而成的C轴减速单元(14)。
5.根据权利要求1所述的用于自动上下料的桁架机械手，其特征在于：X轴滑板(26)为U型结构，U型槽里通过X轴防尘板(17)与X轴侧护板(23)形成半封闭的防护结构。
6.根据权利要求1所述的用于自动上下料的桁架机械手，其特征在于：Z轴基座(29)与Z轴滑板(28)均采用U型结构，所述Z轴滑板(28)的U型槽通过Z轴防尘板(22)与Z轴基座(29)形成半封闭的防护结构。
7.根据权利要求1所述的用于自动上下料的桁架机械手，其特征在于：所述的握爪(10)通过标准接口连接抓取主盘以及治具工具盘。
8.根据权利要求1所述的用于自动上下料的桁架机械手，其特征在于：所述的C轴转接轴(16)能够在-10°～190°的范围内进行摆动。
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