一种桁架式机械手防坠落装置及其工作方法与流程

本发明涉及一种桁架式机械手防坠落装置及其工作方法，属于工业自动化。

背景技术：

1、桁架式机械手是自动化机械设备重要的基础件之一。

2、目前的桁架式机械手存在一种缺陷，即：在机床异常断电、断气、异常掉液压、失去plc控制、垂直方向(z轴方向)减速器损坏等异常情况发生而失去控制时，由于重力作用会导致桁架式机械手坠落，继而造成设备重要备件损坏，或对人员造成安全隐患。

3、综上所述，亟需一种桁架式机械手防坠落装置，以保证异常情况发生时，桁架式机械手能够形成自我保护，避免设备损失和人身伤害事故。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种桁架式机械手防坠落装置及其工作方法。

2、实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种桁架式机械手防坠落装置，包括齿轮、z向驱动齿条、旋转编码器、制动轴、制动轴安装座、复位弹簧、气缸、电磁阀、接近开关以及系统控制器；所述齿轮、旋转编码器、电磁阀以及接近开关均与系统控制器数据传输连接，z向驱动齿条与桁架式机械手固定连接，并且z向驱动齿条与齿轮啮合连接，所述齿轮的端面设有旋转编码器，所述电磁阀与气缸的缸体连通设置，所述气缸的活动端与制动轴的一端固定连接，所述制动轴的另一端设有齿牙，所述齿牙与齿轮配合啮合；制动轴水平滑动安装在制动轴安装座内，并且制动轴的外侧套装有复位弹簧，所述复位弹簧设置在制动轴安装座内，复位弹簧的一端抵靠在制动轴安装座的内壁上，复位弹簧的另一端抵靠在制动轴齿牙端的限位板上；所述接近开关用于检测制动轴。

3、本发明的一种桁架式机械手防坠落装置的工作方法，所述方法包括如下步骤：

4、s1：当桁架式机械手正常工作时，系统控制器控制电磁阀通电打开，压缩空气进入气缸内，气缸的活动端运动带动制动轴远离齿轮，使制动轴的齿牙与齿轮分离，复位弹簧被压缩，系统控制器控制齿轮旋转驱动z向驱动齿条移动，此时接近开关检测不到制动轴；

5、s2：当桁架式机械手发生异常情况时，旋转编码器检测到齿轮旋转信号与系统控制器驱动齿轮的旋转信号不一致后，将异常信息信号传输给系统控制器，系统控制器关闭电磁阀切断气源；

6、s3：气缸的活动端复位，制动轴失去牵引力，在复位弹簧的作用下弹出；

7、s4：制动轴的齿牙与齿轮啮合实现制动，防止z向驱动齿条的非受控下降，从而实现防坠落功能；

8、s5：接近开关检测到制动轴，将异常信息信号传输给系统控制器，系统控制器控制机械手停运。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

10、本发明结构简单、适应性强、成本低廉、寿命长、工作稳定，可以避免桁架式机械手的异常坠落，避免备件成本损失和长时间停机，有广泛的推广前景，并可应用于旧机床改造。

技术特征：

1.一种桁架式机械手防坠落装置，其特征在于：包括齿轮(1)、z向驱动齿条(2)、旋转编码器(3)、制动轴(4)、制动轴安装座(5)、复位弹簧(6)、气缸(7)、电磁阀(8)、接近开关(9)以及系统控制器；所述齿轮(1)、旋转编码器(3)、电磁阀(8)以及接近开关(9)均与系统控制器数据传输连接，z向驱动齿条(2)与桁架式机械手固定连接，并且z向驱动齿条(2)与齿轮(1)啮合连接，所述齿轮(1)的端面设有旋转编码器(3)；所述电磁阀(8)与气缸(7)的缸体连通设置，所述气缸(7)的活动端与制动轴(4)的一端固定连接，所述制动轴(4)的另一端设有齿牙，所述齿牙与齿轮(1)配合啮合；制动轴(4)水平滑动安装在制动轴安装座(5)内，并且制动轴(4)的外侧套装有复位弹簧(6)，所述复位弹簧(6)设置在制动轴安装座(5)内，复位弹簧(6)的一端抵靠在制动轴安装座(5)的内壁上，复位弹簧(6)的另一端抵靠在制动轴(4)齿牙端的限位板上；所述接近开关(9)用于检测制动轴(4)。

2.一种根据权利要求1所述的桁架式机械手防坠落装置的工作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：s2所述信号不一致包括三种情况，分别为：

技术总结
一种桁架式机械手防坠落装置及其工作方法，属于工业自动化技术领域。Z向驱动齿条与有旋转编码器的齿轮啮合，气缸与电磁阀及安在制动轴安装座内的制动轴连接，制动轴外有复位弹簧并与齿轮配合，复位弹簧抵在制动轴安装座及制动轴上；接近开关用于检测制动轴。方法如下：正常工作时，电磁阀打开，气缸带动制动轴远离齿轮，齿轮驱动Z向驱动齿条移动，接近开关检测不到制动轴；发生异常情况时，旋转编码器检测齿轮信号不一致后，电磁阀切断气源，气缸复位；制动轴弹出与齿轮啮合；接近开关检测到制动轴，系统控制器控制机械手停运。本发明避免了桁架式机械手的异常坠落，避免备件成本损失和长时间停机，有广泛的推广前景。

技术研发人员：王治宇,刘士峰,张景亮,孙言伟,刘博,于大勇,陈国伟,闫家宇,李彬
受保护的技术使用者：哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13