一种龙门式Z轴桁架机械手的制作方法

一种龙门式z轴桁架机械手
技术领域
1.本实用新型属于龙门式机械手设备领域，尤其是涉及一种龙门式z轴桁架机械手。


背景技术：

2.随着工业自动化的迅猛发展，越来越多的企业开始使用工业机器人替代人工进行重复而繁琐的工作，企业越来越重视自动化生产。在一些老旧厂区的改造过程中，由于场地的限制，桁架机械手距离料仓和加工位通常较远，厂房的高度也有一定的限制，导致z轴负载过大时由于距离比较远z轴以及夹爪会出现偏载的现象，这样就会使z轴出现较大的扭矩，最终造成设备寿命下降以及设备的损坏。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在克服现有技术中上述问题的不足之处，提出一种龙门式z轴桁架机械手。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种龙门式z轴桁架机械手，包括主动侧x轴导轨、z轴导轨和夹爪，z轴导轨水平滑动连接在固定设置的主动侧x轴导轨上，夹爪竖直滑动连接在z轴导轨上，还包括固定设置的从动侧x轴导轨，从动侧x轴导轨位于主动侧x轴导轨下方且与主动侧x轴导轨平行设置，且z轴导轨的上段和下段分别滑动连接在主动侧x轴导轨和从动侧x轴导轨上。
6.进一步的，龙门式z轴桁架机械手还包括两个左右分布且平行设置的立柱，左侧立柱竖直连接在主动侧x轴导轨和从动侧x轴导轨的左段处，右侧立柱竖直连接在主动侧x轴导轨和从动侧x轴导轨的右段处。
7.进一步的，每个立柱与主动侧x轴导轨和从动侧x轴导轨之间分别各通过一个水平调节单元连接。
8.进一步的，水平调节单元包括垂直调节板、水平调节板、固定螺钉和调节螺管，立柱前侧表面对应主动侧x轴导轨和从动侧x轴导轨处均水平设有连接板，垂直调节板水平放置于连接板上表面处，且垂直调节板的四角处均开设有螺纹通孔，水平调节板竖直固接在连接板上表面且位于垂直调节板后侧处，连接板上对应螺纹通孔处均开设有长度方向垂直于水平调节板的条形孔，调节螺管外侧壁设有外螺纹，调节螺管内部套设有固定螺钉，且固定螺钉和调节螺管之间设有间隙，调节螺管竖直穿接在条形孔内，调节螺管的上端螺纹连接在垂直调节板上的螺纹通孔处，且顶部抵接在对应的主动侧x轴导轨或从动侧x轴导轨底部，固定螺钉底部的螺帽抵在调节螺管底部开口端外侧，顶部螺纹连接在对应的主动侧x轴导轨或从动侧x轴导轨的底部，调节螺管上螺接有位于连接板下侧且与连接板底部相抵紧的调节螺母；
9.水平调节板上设有条形通孔和第一螺纹连接孔，条形通孔竖直设置，垂直调节板后侧壁对应条形通孔处开设有第二螺纹连接孔，第一螺纹连接孔内连接有第一螺钉，第二螺纹连接孔和条形通孔之间连接有第二螺钉。
10.进一步的，调节螺管底端外侧设有一体成型且呈正六边形的环形凸沿。
11.进一步的，立柱底部固接有底座，底座上设有多个安装孔。
12.进一步的，主动侧x轴导轨和从动侧x轴导轨上分别滑动连接有主动侧x轴滑台和从动侧x轴滑台，主动侧x轴滑台和从动侧x轴滑台均与z轴导轨固接在一起。
13.进一步的，主动侧x轴导轨和从动侧x轴导轨前侧均设置有滚珠导轨滑块，主动侧x轴滑台和从动侧x轴滑台分别滑动连接在对应的滚珠导轨滑块上，主动侧x轴导轨的上侧固接有齿条，主动侧x轴滑台顶部伸出主动侧x轴导轨顶部且固接有横板，横板上侧竖直固接有伺服电机，伺服电机的输出轴穿过横板并与位于横板下侧的齿轮固接在一起，齿轮与齿条啮合连接在一起。
14.进一步的，滚珠导轨滑块的两端均设有挡块。
15.进一步的，主动侧x轴导轨后侧还连接有拖链。
16.进一步的，夹爪与z轴滑台固接在一起，z轴滑台滑动连接在z轴导轨上。
17.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
18.本实用新型的龙门式z轴桁架机械手上下设置主动侧x轴导轨和从动侧x轴导轨，当夹爪沿z轴导轨移动时，两个x轴导轨能够对z轴导轨起到稳定支撑的作用，有效避免z轴连接点处出现较大扭矩的情况发生，大大提高了设备的可靠性。
附图说明
19.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1为本实用新型实施例的龙门式z轴桁架机械手结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例的立柱上安装水平调节单元的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例的水平调节单元在主动侧x轴导轨处的左视图；
23.图4为本实用新型实施例的水平调节单元在主动侧x轴导轨处的后视图；
24.图5为本实用新型实施例的调节螺管和固定螺钉在垂直调节板处连接的结构剖视图。
25.附图标记说明：
26.1、主动侧x轴导轨；2、从动侧x轴导轨；3、立柱；4、z轴导轨；5、夹爪；6、主动侧x轴滑台；7、横板；8、伺服电机；9、滚珠导轨滑块；10、齿条；11、拖链；12、底座；13、连接板；14、垂直调节板；15、水平调节板；16、调节螺管；17、固定螺钉；18、调节螺母；19、从动侧x轴滑台；20、挡块；21、条形通孔；22、第一螺纹连接孔；23、第二螺纹连接孔；24、条形孔；25、螺纹通孔；26、环形凸沿。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
31.如图1至图5所示，一种龙门式z轴桁架机械手，包括主动侧x轴导轨1、z轴导轨4和夹爪5，z轴导轨4水平滑动连接在固定设置的主动侧x轴导轨1上，夹爪5竖直滑动连接在z轴导轨4上，还包括固定设置的从动侧x轴导轨2，从动侧x轴导轨2位于主动侧x轴导轨1下方且与主动侧x轴导轨1平行设置，且z轴导轨4的上段和下段分别滑动连接在主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2上。本实施例中，上下设置两个x轴导轨，即主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2，当夹爪5沿z轴导轨4移动时，两个x轴导轨能够对z轴导轨4起到稳定支撑的作用，有效避免z轴连接点处出现较大扭矩的情况发生，大大提高了设备的可靠性。
32.龙门式z轴桁架机械手还包括两个左右分布且平行设置的立柱3，左侧立柱3竖直连接在主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2的左段处，右侧立柱3竖直连接在主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2的右段处。本实施例中，通过两个立柱3支撑主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2，确保主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2的稳定性。
33.每个立柱3与主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2之间分别各通过一个水平调节单元连接。本实施例中，每个立柱3上设置两个上下分布的水平调节单元，即在两个立柱3上共有四个水平调节单元用来连接主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2；通过水平调节单元对每个x轴导轨进行一定范围的水平度调节，这样才能共同连接好z轴导轨4使z轴导轨4进行正常工作。
34.水平调节单元包括垂直调节板14、水平调节板15、固定螺钉17和调节螺管16，立柱3前侧表面对应主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2处均水平设有连接板13，垂直调节板14水平放置于连接板13上表面处，且垂直调节板14的四角处均开设有螺纹通孔25，水平调节板15竖直固接在连接板13上表面且位于垂直调节板14后侧处，连接板13上对应螺纹通孔25处均开设有长度方向垂直于水平调节板15的条形孔24，调节螺管16外侧壁设有外螺纹，调节螺管16内部套设有固定螺钉17，且固定螺钉17和调节螺管16之间设有间隙，确保调节螺管16上下移动时能够顶起或落下主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2，调节螺管16竖直穿接在条形孔24内，调节螺管16的上端螺纹连接在垂直调节板14上的螺纹通孔25处，下端位于连接板13下侧，且顶部抵接在对应的主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2底部，固定螺钉17底部的螺帽抵在调节螺管16底部开口端外侧，顶部螺纹连接在对应的主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2的底部，调节螺管16上螺接有位于连接板13下侧且与连接板13底部相抵紧的
调节螺母18，调节螺母18对调节螺管16起到水平方向的限位作用，避免调节螺管16在条形孔24内前后移动，并且还对垂直调节板14起到竖直方向的限位作用，当松开一个调节螺母18调节对应的调节螺管16时，通过另外三个抵紧在连接板13底部的调节螺母18限制垂直调节板14，确保垂直调节板14和连接板13始终处于水平相互贴合的状态，避免垂直调节板14随调节螺管16上移而与连接板13分离；当需要调节时，将对应的调节螺母18拧松使之与连接板13之间出现一定间距，然后再拧动调节螺管16上下移动，或拧动第一螺钉和第二螺钉，调节到位后再拧紧调节螺母18至与连接板13底部相抵状态；
35.水平调节板15上设有条形通孔21和第一螺纹连接孔22，条形通孔21竖直设置，垂直调节板14后侧壁对应条形通孔21处开设有第二螺纹连接孔23，第一螺纹连接孔22内连接有第一螺钉，第二螺纹连接孔23和条形通孔21之间连接有第二螺钉。本实施例中，通过拧动调节螺管16使调节螺管16上下移动，如需要上移主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2时，则拧动调节螺管16上移，调节螺管16上端旋出垂直调节板14的螺纹通孔25并顶起主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2，由于固定螺钉17与主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2均为螺纹连接，且底部均抵接在调节螺管16底部开口外，因此拧动调节螺管16上移时，带动固定螺钉17和主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2同时上移，实现主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2的高度位置调节；如需要下降时，与前操作反向即可；当需要水平向前移动主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2时，拧松第二螺钉，由于第一螺钉穿过第一螺纹连接孔22并抵接在垂直调节板14后侧壁上，继续向前拧动第一螺钉则可以使垂直调节板14沿连接板13上的条形孔24内向前移动，进而带动主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2向前移动，调节到位后，再拧紧第二螺钉，实现垂直调节板14的固定；当需要向后移动时，拧松第一螺钉，由于第二螺钉连接在第二螺纹连接孔23和条形通孔21之间，后移第二螺钉则可使垂直调节板14水平向后移动，调节到位后，拧紧第一螺钉使之抵紧在垂直调节板14的后侧壁上，并将第二螺钉继续向第二螺纹连接孔23内拧动，直至第二螺钉的螺帽抵接在水平调节板15的后侧壁上，实现垂直调节板14的固定；这里通过第一螺钉和第二螺钉的相互配合，对垂直调节板14造成一拉一定的效果，实现垂直调节板14在水平方向上的固定。为了实现该效果，第二螺纹连接孔23的深度大于或等于第二螺钉长度减去螺帽和水平调节板15的厚度之和的长度。本实施例中，第一螺纹连接孔22的中心点和条形通孔21的中心点所连成的直线可以位于水平处，也可以位于竖直处，当然也可以倾斜设置，这是根据水平调节板15焊接在连接板13上后避开立柱3的空间和在避开立柱3的同时考虑安装方便性所决定的。
36.调节螺管16底端外侧设有一体成型且呈正六边形的环形凸沿26，一方面为操作人员使用钳子等工具拧动调节螺管16时提供施力点，另一方面方便固定螺钉17上的螺帽抵在调节螺管16底部开口处。
37.立柱3底部固接有底座12，底座12上设有多个安装孔。本实施例中，底座12焊接在立柱3底部，且在立柱3和底座12连接处设置多个加强筋，对底座12和立柱3的连接进行稳定加固。
38.主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2上分别滑动连接有主动侧x轴滑台6和从动侧x轴滑台19，主动侧x轴滑台6和从动侧x轴滑台19均与z轴导轨4固接在一起。
39.主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2前侧均设置有滚珠导轨滑块9，主动侧x轴滑台6和从动侧x轴滑台19分别滑动连接在对应的滚珠导轨滑块9上，主动侧x轴导轨1的上侧固
接有齿条10，主动侧x轴滑台6顶部伸出主动侧x轴导轨1顶部且固接有横板7，横板7上侧竖直固接有伺服电机8，伺服电机8的输出轴穿过横板7并与位于横板7下侧的齿轮固接在一起，齿轮与齿条10啮合连接在一起。本实施例的，启动伺服电机8驱动齿轮转动，使齿轮沿齿条10移动，最终带动z轴导轨4在水平方向移动。
40.滚珠导轨滑块9的两端均设有挡块20，用于限制z轴导轨4在水平方向的移动范围。
41.主动侧x轴导轨1后侧还连接有拖链11，用于伺服电机8的电线电缆的走线。
42.夹爪5与z轴滑台通过螺钉固接在一起，z轴滑台滑动连接在z轴导轨4上，实现夹爪5在z轴方向的移动。
43.本方案中对于主动侧x轴导轨1、z轴导轨4的移动结构以及夹爪5在z轴导轨4的移动结构均为本领域所公知的常规技术手段，且也不是本方案的创新点，因此此处不再详细赘述其结构，此外，机械手工作所需的自动油系统也为现有技术，此处也不再赘述其具体结构和原理。
44.本实施例的工作过程如下：
45.设置上下分布的主动侧x轴导轨1和从动侧x轴导轨2，当夹爪5沿z轴导轨4移动时，两个x轴导轨能够对z轴导轨4起到稳定支撑的作用，有效避免z轴连接点处出现较大扭矩的情况发生，大大提高了设备的可靠性；同时增加水平调节单元对每个x轴导轨进行一定范围的水平度调节，这样才能共同连接好z轴导轨4使z轴导轨4进行正常工作；
46.对于水平调节单元的具体操作为，将其中一个调节螺母18拧松使之与连接板13之间出现一定间距，在这里，为了调节顺畅，可以先松动第一螺钉和第二螺钉，避免其对竖直调节操作造成影响，需要向上调节时，则拧动对应的调节螺管16上移，带动固定螺钉17和主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2同时上移，实现主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2的高度位置调节，然后拧紧该调节螺母18，再重复上述操作依次对其他调节螺管16进行调节，上述操作的原因是因为需要通过另外三个抵紧在同一个连接板13底部的调节螺母18限制垂直调节板14，确保垂直调节板14和连接板13始终处于水平相互贴合的状态，避免垂直调节板14随调节螺管16上移而与连接板13分离；如需要下降时，与前操作反向即可；当需要水平向前移动主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2时，先拧松调节螺母18，再拧松第二螺钉，由于第一螺钉穿过第一螺纹连接孔22并抵接在垂直调节板14后侧壁上，继续向前拧动第一螺钉则可以使垂直调节板14沿连接板13上的条形孔24内向前移动，进而带动主动侧x轴导轨1或从动侧x轴导轨2向前移动，调节到位后，再拧紧第二螺钉，实现垂直调节板14的固定；当需要向后移动时，拧松第一螺钉，由于第二螺钉连接在第二螺纹连接孔23和条形通孔21之间，后移第二螺钉则可使垂直调节板14水平向后移动，调节到位后，拧紧第一螺钉使之抵紧在垂直调节板14的后侧壁上，并将第二螺钉继续向第二螺纹连接孔23内拧动，直至第二螺钉的螺帽抵接在水平调节板15的后侧壁上，实现垂直调节板14的固定；这里通过第一螺钉和第二螺钉的相互配合，对垂直调节板14造成一拉一定的效果，实现垂直调节板14在水平方向上的固定，调节到位后最终拧紧调节螺母18至与连接板13底部相抵状态，实现水平调节单元的稳固。
47.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。