CN219259387U - 一种三轴移动物料抓取机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三轴移动物料抓取机构，涉及机械设备技术领域，具体包括机架，机架顶部沿机架长度方向通过一号滑轨滑动安装有X轴方向移动机构；X轴方向移动机构的顶部通过二号滑轨滑动安装有Z轴方向移动机构，Z轴方向移动机构的中部垂直安装有Y轴方向移动机构。本实用新型相比传统的龙门吊装设备而言，卷材在吊装转移过程中的移动范围更大，移动时更加灵活，能方便后续卷材接应设备或装置的安放与安装，而且吊装过程无需担心卷材出现晃动，具有更好的安全性和稳定性，吊装过程不需要人工定位和辅助落料，能够在最大程度上提高卷材整体输送效率。

Description

一种三轴移动物料抓取机构

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，具体为一种三轴移动物料抓取机构。

背景技术

铜箔是一种阴质性电解材料，是电子工艺的基础材料之一，目前铜箔的生产中均是以卷材形式进行转移和运输，而在此过程中，不论是将卷材从收卷机上转移到小车上，还是从移动小车上转移到货架或者传送机构中，都需要使用专业的吊装设备将铜箔卷吊装起来，实施位置转移。

目前常见的铜箔卷吊装方式主要采用龙门链式吊装；通过吊索固定铜箔卷两端卷轴，配合龙门架上的收卷机以及移动机构实现铜箔卷的转移，但这种吊装转移方式中，存在以下问题：

一、铜箔卷本身重量较重，采用链式吊装的方式中，吊装的链条或者绳索，稳定性不足，容易在起吊时出现晃动，为防止吊装过程铜箔卷与其他结构发生碰撞，不仅需要控制吊装移动速度，同时还需要有人从旁协助扶着铜箔卷，尽可能通过外力降低铜箔卷的晃动以及实施下放时实现人工校准定位工作，不仅影响吊装转移效率，同时还增添了人工成本的支出。

二、一般用于铜箔卷转移的龙门架吊装设备，多采用两轴移动，即：X、Y轴方位移动运输，物料吊装运输转移时可移动范围小，吊装的铜箔卷除了上下吊装之外，只能朝一个方向实现转移，导致接应铜箔卷的设备只能在该方位停放或安装，局限较大。

为此，我们提出一种三轴移动物料抓取机构，用于铜箔卷或铝箔卷等卷材产品的吊装转移抓取设备。

实用新型内容

针对上述背景技术中对目前铜箔或铝箔等卷材产品在实施吊装转移过程中，所采用的两轴移动吊装设备存在的一些不足之处，本实用新型提供一种三轴移动物料抓取机构。

本实用新型公开的一种三轴移动物料抓取机构，包括机架，所述机架顶部沿机架长度方向通过一号滑轨滑动安装有X轴方向移动机构；所述X轴方向移动机构的顶部通过二号滑轨滑动安装有Z轴方向移动机构，所述Z轴方向移动机构的中部垂直安装有Y轴方向移动机构；

所述X轴方向移动机构包括两条平行设计且与机架顶部两侧固定的滑轨相滑动连接的动滑块，两个动滑块的两端均固定安装有用来承载Z轴方向移动机构的承重梁，所述二号滑轨固定安装在承重梁的顶部；所述机架顶部一侧的一号滑轨侧面以及其中一条承重梁的侧面均安装有一长条形的齿条；

所述Z轴方向移动机构包括一个“井”字形的载架，该载架对应承重梁上的齿条一端安装有二号驱动电机，其中一条所述动滑块的侧面安装有一号驱动电机，所述一号驱动电机和二号驱动电机与对应位置的齿条之间进行啮合传动；

所述Y轴方向移动机构包括一个U形的吊装支架，所述吊装支架上竖直安装有两根导向臂和伸缩缸，两根导向臂的底端滑动贯穿吊装支架的底部后水平安装有吊装臂，且所述伸缩缸的伸缩端滑动贯穿吊装支架后与吊装臂的中部固定连接，所述吊装臂两端的底部各安装有一个载臂，两个所述载臂的外侧均通过固定架水平安装有插销气缸。

进一步的，所述吊装支架的两侧垂直臂上固定安装有定滑块，两根所述导向臂的外侧对应定滑块的位置竖直固定有三号滑轨，所述导向臂与吊装支架之间通过三号滑轨和定滑块的滑动配合构成滑动连接。

进一步的，所述伸缩缸的外缸体两端分别与吊装支架和Z轴方向移动机构中的“井”字形的载架进行固定安装。

进一步的，所述插销气缸的伸缩柱前端采用锥台或者半球形设计中的任意一种。

进一步的，所述齿条上的齿槽尺寸及间距与安装在一号驱动电机和二号驱动电机输出轴上的齿轮规格相适配。

进一步的，所述一号滑轨、二号滑轨和三号滑轨的两端均安装有一个定位器，且一号滑轨和二号滑轨的侧面两端以及吊装臂底部的中央均安装有传感器，且传感器采用激光测距传感探头，所述一号滑轨上侧面的传感器与一号驱动电机的控制器电连接，二号滑轨侧面的传感器与二号驱动电机的控制器电连接，所述吊装臂底部的传感器则与伸缩缸的控制器电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型在目前传统的龙门吊装设备上进行改进设计，采用导轨式升降结构，配合气缸的伸缩夹持，代替传统的链式吊装，其稳定性更高，吊装过程无需担心卷材出现晃动，安全性更高，而且整个吊装过程不需要人工定位和辅助落料，能够在最大程度上提高卷材整体输送效率。

2、本实用新型在传统的两轴(X、Y轴)移动卷材吊装设备的基础上，新增Z轴方位移动的挪移，实现三轴方位移动，能够使得卷材在吊装转移过程中的移动范围更大，移动时更加灵活，能方便后续卷材接应设备或装置的安放与安装。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图一；

图2为本实用新型结构示意图二；

图3为本实用新型X轴方向移动机构、Y轴方向移动机构以及Z轴方向移动机构相互配合后的结构示意图。

图中：1、机架；2、一号滑轨；3、X轴方向移动机构；301、动滑块；302、一号驱动电机；303、承重梁；304、二号滑轨；4、齿条；5、Z轴方向移动机构；6、二号驱动电机；7、吊装支架；8、定滑块；9、导向臂；10、伸缩缸；11、三号滑轨；12、吊装臂；13、载臂；14、插销气缸；15、传感器；16、定位器。

具体实施方式

实施例：

请参阅图1-3，本实用新型公开的一种三轴移动物料抓取机构，为了使得物料在抓取转移过程中实现三轴方向的灵活移动，扩大设备吊装转移时的移动范围和灵活性，以及提高吊装转移操作过程中的稳定性，具体方案包括：机架1，机架1顶部沿机架1长度方向通过一号滑轨2滑动安装有X轴方向移动机构3；X轴方向移动机构3的顶部通过二号滑轨304滑动安装有Z轴方向移动机构5，Z轴方向移动机构5的中部垂直安装有Y轴方向移动机构；X轴方向移动机构3包括两条平行设计且与机架1顶部两侧固定的滑轨相滑动连接的动滑块301，两个动滑块301的两端均固定安装有用来承载Z轴方向移动机构5的承重梁303，二号滑轨304固定安装在承重梁303的顶部；机架1顶部一侧的一号滑轨2侧面以及其中一条承重梁303的侧面均安装有一长条形的齿条4；Z轴方向移动机构5包括一个“井”字形的载架，该载架对应承重梁303上的齿条4一端安装有二号驱动电机6，其中一条动滑块301的侧面安装有一号驱动电机302，一号驱动电机302和二号驱动电机6与对应位置的齿条4之间进行啮合传动，其中，一号驱动电机302和二号驱动电机6通过安装在其上的齿轮与对应位置的齿条4进行啮合传动，使得该抓取机构能够在横向和纵向的移动过程中互不干扰，实现同步双向移动操作，而且采用齿轮与齿条4的直接传动输出，可以降低机械传动故障的发生概率。

Y轴方向移动机构，包括一个U形的吊装支架7，吊装支架7上竖直安装有两根导向臂9和伸缩缸10，两根导向臂9的底端滑动贯穿吊装支架7的底部后水平安装有吊装臂12，且伸缩缸10的伸缩端滑动贯穿吊装支架7后与吊装臂12的中部固定连接，吊装臂12两端的底部各安装有一个载臂13，两个载臂13的外侧均通过固定架水平安装有插销气缸14，通过插销气缸14的伸缩，使得插销气缸14的伸缩柱插入卷材中心的卷轴内，实现卷材的夹持固定，为后续Y轴方向移动机构在伸缩缸10的带动下实施升降时能够同步对吊装臂12底部夹持的卷材实施起吊和下放等操作。

整个设备在运作时采用导轨式升降以及横向和纵向移动，再配合气缸的伸缩夹持对卷材的轴心实施夹持固定，以此来代替传统的链式吊装操作，其稳定性更高，而且吊装过程无需担心卷材出现晃动，安全性更高，另外，整个吊装过程不需要人工定位和辅助落料，能够在最大程度上提高卷材整体输送效率。

而且卷材在吊装过程中，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的移动机构均采用独立的驱动结构设计，相互之间互不干扰，因此本装置在吊装转移卷材时，三个方位的移动可以同时进行，其灵活程度远胜于目前已知的普通龙门链式吊装设备。

需要进一步说明的是：本装置是采用传感器15进行测距定位，再配合每个方位移动机构中的独立驱动机构设计，能够使得整个装置的自控性以及精准度得到有效提高，而且借助目前技术极为成熟的PLC控制器的运用，使得该装置能够达到自动化识别、吊装、搬运的效果。

为了使得该装置在吊装卷材时，能够保持良好的稳定性，方便设备对卷材实行快取、快放的效果，在吊装支架7的两侧垂直臂上固定安装有定滑块8，两根导向臂9的外侧对应定滑块8的位置竖直固定有三号滑轨11，导向臂9与吊装支架7之间通过三号滑轨11和定滑块8的滑动配合构成滑动连接，以此使得导向臂9在随着吊装臂12向下移动时，能够保持稳定的移动方向，从而对吊装臂12起到有效的稳定作用。

为了使得伸缩缸10在工作时，能够有效在Z轴方向移动机构5的载架上借力，完成卷材的吊装操作，将其伸缩缸10的外缸体两端分别与吊装支架7和Z轴方向移动机构5中的“井”字形的载架进行固定安装。

一般卷材的卷轴采用的都是空心圆筒结构，为了使得插销气缸14能够顺利地插入卷轴两端内部，将插销气缸14的伸缩柱前端采用锥台或者半球形设计中的任意一种，通过伸缩柱前端的斜面或者弧形面作为过渡，避免卷轴端部与插销气缸14的伸缩柱端部产生运动障碍。

为了确保抓取机构能够顺利实施横向和纵向(即X轴方向和Z轴方向)的移动，将齿条4上的齿槽尺寸及间距与安装在一号驱动电机302和二号驱动电机6输出轴上的齿轮规格进行适配设计，使得齿轮能够有齿条4之间形成有效的啮合传动连接。

为了避免该装置在三个维度中移动时出现脱轨，在一号滑轨2、二号滑轨304和三号滑轨11的两端均安装有一个定位器16，而且为进一步地提高该装置的灵活性，以及自动化控制程度，在一号滑轨2和二号滑轨304的侧面两端以及吊装臂12底部的中央均安装有传感器15，且传感器15采用激光测距传感探头，一号滑轨2上侧面的传感器15与一号驱动电机302的控制器电连接，二号滑轨304侧面的传感器15与二号驱动电机6的控制器电连接，吊装臂12底部的传感器15则与伸缩缸10的控制器电连接，传感器15的设置，主要用以检测该装置的X轴方向移动机构3、Y轴方向移动机构以及Z轴方向移动机构5在运动中的移动距离借助目前技术极为成熟的PLC控制器技术，使得设备能够实现自动化控制效果。

以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理以内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种三轴移动物料抓取机构，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)顶部沿机架(1)长度方向通过一号滑轨(2)滑动安装有X轴方向移动机构(3)；所述X轴方向移动机构(3)的顶部通过二号滑轨(304)滑动安装有Z轴方向移动机构(5)，所述Z轴方向移动机构(5)的中部垂直安装有Y轴方向移动机构；所述X轴方向移动机构(3)包括两条平行设计且与机架(1)顶部两侧固定的滑轨相滑动连接的动滑块(301)，两个动滑块(301)的两端均固定安装有用来承载Z轴方向移动机构(5)的承重梁(303)，所述二号滑轨(304)固定安装在承重梁(303)的顶部；所述机架(1)顶部一侧的一号滑轨(2)侧面以及其中一条承重梁(303)的侧面均安装有一长条形的齿条(4)；所述Z轴方向移动机构(5)包括一个“井”字形的载架，该载架对应承重梁(303)上的齿条(4)一端安装有二号驱动电机(6)，其中一条所述动滑块(301)的侧面安装有一号驱动电机(302)，所述一号驱动电机(302)和二号驱动电机(6)与对应位置的齿条(4)之间进行啮合传动；所述Y轴方向移动机构包括一个U形的吊装支架(7)，所述吊装支架(7)上竖直安装有两根导向臂(9)和伸缩缸(10)，两根导向臂(9)的底端滑动贯穿吊装支架(7)的底部后水平安装有吊装臂(12)，且所述伸缩缸(10)的伸缩端滑动贯穿吊装支架(7)后与吊装臂(12)的中部固定连接，所述吊装臂(12)两端的底部各安装有一个载臂(13)，两个所述载臂(13)的外侧均通过固定架水平安装有插销气缸(14)。

2.根据权利要求1所述的一种三轴移动物料抓取机构，其特征在于：所述吊装支架(7)的两侧垂直臂上固定安装有定滑块(8)，两根所述导向臂(9)的外侧对应定滑块(8)的位置竖直固定有三号滑轨(11)，所述导向臂(9)与吊装支架(7)之间通过三号滑轨(11)和定滑块(8)的滑动配合构成滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种三轴移动物料抓取机构，其特征在于：所述伸缩缸(10)的外缸体两端分别与吊装支架(7)和Z轴方向移动机构(5)中的“井”字形的载架进行固定安装。

4.根据权利要求1所述的一种三轴移动物料抓取机构，其特征在于：所述插销气缸(14)的伸缩柱前端采用锥台或者半球形设计中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种三轴移动物料抓取机构，其特征在于：所述齿条(4)上的齿槽尺寸及间距与安装在一号驱动电机(302)和二号驱动电机(6)输出轴上的齿轮规格相适配。

6.根据权利要求1所述的一种三轴移动物料抓取机构，其特征在于：所述一号滑轨(2)、二号滑轨(304)和三号滑轨(11)的两端均安装有一个定位器(16)，且一号滑轨(2)和二号滑轨(304)的侧面两端以及吊装臂(12)底部的中央均安装有传感器(15)，且传感器(15)采用激光测距传感探头，所述一号滑轨(2)上侧面的传感器(15)与一号驱动电机(302)的控制器电连接，二号滑轨(304)侧面的传感器(15)与二号驱动电机(6)的控制器电连接，所述吊装臂(12)底部的传感器(15)则与伸缩缸(10)的控制器电连接。

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