一种用于车轴搬运的桁架机器人的制作方法

文档序号:32133271发布日期:2022-11-09 11:10阅读:218来源:国知局
一种用于车轴搬运的桁架机器人的制作方法

1.本发明涉及桁架机器人技术领域,尤其是一种用于车轴搬运的桁架机器人,具体的说是一种地面安装式的车轴搬运桁架机器人。


背景技术:

2.桁架机器人属于线性移动机器人或者设备,是指能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机;又称大型的直角坐标机器人或龙门式机器人,其工作的行为方式主要是通过完成沿着x、y、z轴上的线性运动来进行的。
3.如公开号为cn 215240840u的中国专利申请中,其指出了横轴即x轴方向上的运动需要具有很好的运动稳定性才能满足桁架机器人整体运动的稳定性,由此x轴方向上运动的稳定性是影响桁架机器人在运行过程中的精度和使用寿命的重要因素;同时,公开号为cn 215240840u的专利申请提出了一种应用于龙门式的桁架机器人的x轴运动机构;
4.在申请号为202120480468.0的中国专利申请中,其指出了y轴方向上的运动需要具有具备良好的运动稳定性才能满足整体三轴线性导轨运动的稳定性。
5.而在桁架机器人结构中,纵轴方向上的运动同样需要具备良好的运动稳定性才能满足x、y、z轴整体三轴线性导轨运动的稳定性。
6.由此可见,桁架机器人能够进行稳定、高精度的三轴线性运动工作的基础取决于各轴运动机构具有高稳定性、高精度的运行状态;然而,目前针对用于车轴搬运的桁架机器人,由于其区别于龙门式、壁挂吊装式的桁架机器人结构;其采用地面安装式,以满足更大的安装空间需要,满足搭载更多机械手三轴线性工作的需要,因此如何使得这类长轴距的地面安装式桁架机器人能够获得高稳定性、高精度的运动状态以及工作状态成为目前该领域的难题。


技术实现要素:

7.本技术针对上述现有技术中的缺点,提供一种用于车轴搬运的高稳定性桁架机器人,以无干涉的支撑结构组成地面安装式桁架机器人的桁架基础,以传动直线导轨、齿轮齿条传动、限位机构、拖链机构、注油机构等部件组成各轴行走单元进行协同运作,从而能够获得使用寿命长、各轴行走单元行走精度高、稳定性高的优点;同时,本发明提供的桁架机器人使用寿命长,能够满足地面安装时车轴搬运的多机器手同步、同时工作的需求,克服了常规龙门式、壁挂式桁架机器人无法承载多机械手进行搬运工作的弊端。
8.本发明所采用的技术方案如下:
9.一种用于车轴搬运的桁架机器人,其包括桁架,还包括:
10.x轴行走单元,其水平布置于桁架的顶部,其自由端用以搭载下个运动单元并提供在x轴方向的线性行走;
11.车轴搬运机构,其设置有多个、以倒挂吊装的形式布置于x轴行走单元的自由端,本体具有一个自由末端,该自由末端能够在y轴、z轴方向进行线性行走,单独的车轴搬运机
构配合x轴行走单元用于对一个工位的车轴进行三轴搬运作业;
12.车轴搬运机构包括z轴行走单元以及y轴行走单元,
13.z轴行走单元,其布置有多个于x轴行走单元的自由端,用以搭载下个运动单元并提供在z轴方向的线性行走;
14.y轴行走单元,其布置于单个的z轴行走单元的自由端,用以搭载执行车轴搬运的执行端并提供在y轴方向的线性行走;
15.执行单元,其布置于y轴行走单元的自由端,用于在x、y、z三轴行走单元的行走控制下对车轴进行搬运作业。
16.进一步的,所述桁架包括多个支撑机构,各支撑机构间呈等间距设置,每个支撑机构的顶部水平端具有定位板,各定位板间呈共线设置,共线设置的定位板用于安装x轴行走单元,定位板上通过设置调整座与x轴行走机构相互顶抵来调整安装位置。
17.进一步的,所述支撑机构包括垂直设置的第一机架,第一机架的顶部设置朝向作业区延伸的第二机架,第二机架的延伸端与第一机架间通过第三机架进行连接,第一机架相对第三机架的对立侧通过倾斜接地设置的第四机架进行支撑;其中,第一机架以及第四机架的底部通过高度调节地脚与地基进行连接。
18.进一步的,所述x轴行走单元包括第一传动直线导轨,第一传动直线导轨上滑动设置有第一动力滑台,第一动力滑台的顶部设置第一驱动件,第一动力滑台与第一传动直线导轨之间通过设置第一齿轮齿条机构进行传动,第一齿轮齿条机构与第一驱动件传动连接,第一动力滑台上表面设置有第一自动注油机构,所述第一自动注油机构的出油端对接于第一齿轮齿条机构,还包括设置于第一传动直线导轨一侧的第一拖链防护机构。
19.进一步的,所述z轴行走单元包括固设于第一动力滑台垂直面的第二动力滑台以及第二传动直线导轨,第二动力滑台与第二传动直线导轨间通过第二齿轮齿条机构进行传动,第二动力滑台上相对垂直设置有安装架,安装架上水平设置第二驱动件,第二驱动件与第二齿轮齿条机构传动连接,所述第二传动直线导轨的顶部以及底部导轨上均设置限位锁止器,第二传动直线导轨的侧部设置第二拖链防护机构。
20.进一步的,所述y轴行走单元包括固设于z轴行走单元底部的第三传动直线导轨,以及滑动设置于第三传动直线导轨下方的第三动力滑台,第三动力滑台与第三传动直线导轨至之间通过第三齿轮齿条机构传动连接,第三动力滑台的一侧设置第三驱动件,第三驱动件与所述齿轮齿条机构传动连接,第三动力滑台的一侧还设置第三自动注油机构,所述第三自动注油机构的出油端对接于第三齿轮齿条机构,所述第三动力滑台的延伸部还设置第三拖链防护机构。
21.进一步的,所述执行单元包括设置于y轴行走单元自由端延伸一侧的执行电机,执行电机驱动端的下方通过联轴器设置有防护机架,所述防护机架的下方设置用于夹持车轴的夹持组件,所述防护机架的内部设置蜗轮蜗杆传动件,所述蜗轮蜗杆传动件的驱动端与所述夹持组件传动连接,用于驱动夹持组件加紧或收缩动作。
22.进一步的,所述夹持组件包括设置于防护机架下方的两对夹爪,夹爪具有相对的两个夹持部,位于同一直线的两个夹持部设置于同一安装板上,每个所述安装板通过多组导向机构与防护机架的底部进行导向连接,还包括设置于蜗轮蜗杆传动件输出端的末端齿轮,末端齿轮的两侧设置有一对与之相啮合的末端齿条,单个所述末端齿条与其中一个安
装板固定连接,用于带动两侧安装板进行对向或相向移动。
23.进一步的,每个所述夹持部的内壁与物料接触面均设置检测传感器。
24.进一步的,还包括设置于x轴行走端元自由端的防坠器。
25.本发明的有益效果如下:
26.1)x轴行走单元通过l形截面的第一传动直线导轨,在其垂直侧以及水平侧均布置导轨,设置l形截面的第一动力滑台以及多个滑座,使得x轴方向的导向移动能够在水平面以及垂直面获得稳定的导向附着力,从而导向更为稳定、精度更高。通过集成自动注油系统,在第一动力滑台设置注油机,设置外廓与齿条相啮合的毛毡,以注油管连通上部的注油机以及下部的传动轴,通过传动轴将毛毡滚动设置在注油管下部,从而能够在第一动力滑台沿x轴线性移动时进行随动润滑,大大提高整体机械部件的使用寿命,避免长时间使用,保养不佳导致的不稳定性。考虑到应用于设置多个机械手的大长度x轴桁架结构,单独的各机械手需设置在x、y、z三个自由度行走的运动机构上,而单独的x轴行走机构在大长度x轴轴向进行行走时,为避免干涉以及考虑安全防护,均配备了轴向限位机构,保证限位以及稳定性。
27.2)z轴行走单元以齿轮、齿条作为传动机构,由于齿轮承载能力大,传动精度高,可达0.1毫米,可无限长延伸,传动速度可很高,从而提高纵向行走机构的运行稳定性,提高行走精度。传动机构的一侧,与齿条啮合的同时,自动注油机构以齿轮外廓状的毛毡与齿条进行润滑啮合,从而实现对传动以及该轴行走机构机械部件的定期润滑保养,极大地延长了整机使用寿命;也避免了因为润滑不足或无配置注油机构导致的作业稳定性差,传动效率失差;能够使得传动机构,以及上下线性作业长时间处于高稳定性,高精度的工作状态,从而保证生产效率。第二动力滑台与上级运动单元固定后,第二动力滑台能够作为固定参照点,第二传动直线导轨产生上下的位移行走,从而带动下方的机械手;当传动直线导轨与上级运动单元固定后,机架用于安装机械手,产生上下位移行走;能够应用于不同的实施方式以灵活解决长轴距、车轴搬运桁架机器人的需求;其中,防坠器、限位锁止器等作用于整机的安全防护,辅助提升稳定性,保障作业安全。
28.3)y轴行走单元通过在传动直线导轨的在其垂直侧以及水平侧均布置导轨,设置l形截面的x轴滑座以及多个滑台,使得第三动力滑台在轴方向的导向移动能够在水平面以及垂直面获得稳定的导向附着力,从而导向更为稳定、精度更高;y轴行走单元集成自动注油系统,通过在第三动力滑台设置注油机,设置外廓与齿条相啮合的毛毡,以注油管连通上部的注油机以及下部的传动轴,通过传动轴将毛毡滚动设置在注油管下部,从而能够在y轴滑台沿x轴线性移动时进行随动润滑,大大提高整体机械部件的使用寿命,避免长时间使用,保养不佳导致的不稳定性;y轴行走单元由于应用于车轴搬运工作,常规的单机械手龙门式桁架机器人无法满足需求,因此针对长轴距的吊装式桁架机器人,相应的y轴运动机构需考虑到干涉问题,本发明的y轴运动机构在传动直线导轨的一侧设置驱动、传动机构,另一侧侧壁设置向下吊装的安装结构,用于安装机械手,从而给吊装式的机械手三轴导轨线性移动提供了充足的作业空间,同时相应的线缆防护拖链避免了线缆随动行走时的干涉问题。
29.4)通过将执行单元设置于本技术的末端作为末端执行端,同时吊装设置在桁架上,通过plc编程的控制端控制机械手在x、y、z三个自由度进行线性直线位移,配合本技术
末端执行机构能够实现对车轴搬运的自动化运作,大大调高了企业作业效率;执行单元,通过夹紧驱动件-蜗轮蜗杆减速机输出的驱动力驱动齿轮齿条带动单侧的夹持部进行抓取,且使用了双夹爪对车轴进行抓取,能够避免单夹爪对不同车轴型号、不同质量、不同长度抓取时摇摆、不稳定的现象,提高作业安全性以及可靠性;同时,配备了四组直线导轨模组,以两组为一组对单侧的夹持部进行直线导向,太高了夹持的稳定性。
30.5)本发明提供的地面安装式桁架机器人,能够避免常规龙门式、壁挂吊装式桁架机器人承载能力小、强度低、无法安装较多机械手的使用弊端,同时,通过改良,本发明提供的桁架机器人比常规地面安装式桁架机器人,三轴线性运动精度更高、稳定性更好,使用寿命更长,能够满足车企对零部件车轴的多轴同步、同时搬运工作需求,辅助配合车削、磨削的生产需要,提高企业生产效率,降低相关成本。
附图说明
31.图1为本发明的立体示意图;
32.图2为本发明中车轴搬运机构的结构示意图;
33.图3为图2的左视图;
34.图4为本发明中支撑机构的结构示意图;
35.图5为本发明中承载结构的结构示意图;
36.图6为本发明中x轴行走单元的结构示意图;
37.图7为本发明中第一动力滑台的第二视角结构示意图;
38.图8为本发明中第一动力滑台的第二视角结构示意图;
39.图9为本发明中z轴行走单元的第一视角结构示意图;
40.图10为本发明中z轴行走单元的第二视角结构示意图;
41.图11为图10中a处的局部放大图;
42.图12为本发明中y轴行走单元的第一视角结构示意图;
43.图13为本发明中y轴行走单元的第二视角结构示意图;
44.图14为本发明中y轴行走单元的安装结构示意图;
45.图15为本发明中y轴行走单元的内部结构示意图;
46.图16为本发明中执行单元的第一视角结构示意图;
47.图17为本发明中执行单元的第二视角结构示意图;
48.图18为本发明中执行单元的仰视图;
49.图19为本发明中执行单元的安装结构示意图。
50.其中:1、x轴行走单元;2、车轴搬运机构;21、z轴行走单元;22、y轴行走单元;3、执行单元;4、桁架;41、支撑机构;42、定位板;43、调整座;411、第一机架;412、第二机架;413、第三机架;414、第四机架;415、高度调节地脚;416、加强筋;417、承力板;418、连接板;11、第一传动直线导轨;12、第一动力滑台;13、第一驱动件;14、第一自动注油机构;15、第一齿轮齿条机构;16、第一拖链防护机构;211、第二动力滑台;212、第二传动直线导轨;213、第二齿轮齿条机构;214、安装架;215、第二驱动件;216、限位锁止器;217、第二拖链防护机构;218、第二自动注油机构;221、第三传动直线导轨;222、第三动力滑台;223、第三齿轮齿条机构;224、第三驱动件;225、第三自动注油机构;226、第三拖链防护机构;227、安装孔;228、防护
板;31、执行电机;32、联轴器;33、防护机架;34、夹持组件;35、蜗轮蜗杆传动件;36、防护钣金;341、夹爪;342、夹持部;343、安装板;345、末端齿轮;346、末端齿条;347、直线导轨模组;3421、检测传感器;5防坠器;6、车轴。
具体实施方式
51.下面结合附图,对本发明做进一步地说明。
52.具体参阅图1-图19。需要说明的是,在车轴6搬运作业中,汽车零部件制造厂商采用的搬运方案有龙门式桁架4机器人,吊装式桁架4机器人、以及地面安装式桁架4机器人,本发明旨在提供一种高稳定性、适用于多机械手的地面安装式桁架4机器人;桁架4机器人是一个三轴导轨系统,末端执行机构固定在动力滑台上并因此可以线性移动;动力滑台通过一个自己的驱动装置进行移动,控制侧由通过集成了plc及电机驱动器的控制柜控制系统进行控制行走,动力滑台的运动范围由可编程的软件限位开关限制,而且还通过齿条侧的机械止挡(缓冲器)加以保护。
53.本实施例提供的一种用于车轴6搬运的桁架4机器人的实施方式,具体的是:
54.包括桁架4,还包括:x轴行走单元1,其水平布置于桁架4的顶部,其自由端用以搭载下个运动单元并提供在x轴方向的线性行走;
55.车轴6搬运机构2,其设置有多个、以倒挂吊装的形式布置于x轴行走单元1的自由端,本体具有一个自由末端,该自由末端能够在y轴、z轴方向进行线性行走,单独的车轴6搬运机构2配合x轴行走单元1用于对一个工位的车轴6进行三轴搬运作业;车轴6搬运机构2包括z轴行走单元21以及y轴行走单元22,z轴行走单元21,其布置有多个于x轴行走单元1的自由端,用以搭载下个运动单元并提供在z轴方向的线性行走;y轴行走单元22,其布置于单个的z轴行走单元21的自由端,用以搭载执行车轴6搬运的执行端并提供在y轴方向的线性行走;执行单元3,其布置于y轴行走单元22的自由端,用于在x、y、z三轴行走单元的行走控制下对车轴6进行搬运作业。
56.桁架4以及支撑机构41:
57.本技术中的支撑机构41以及三个自由度轴体行走单元的轴体均能够由钢材实施,包括但不限于矩形管、碳钢板、花纹板、扁钢,各型材间通过铆接、焊接工艺进行强度连接,焊接完成后进行热处理回火,喷砂处理,龙门数控加工,打磨毛刺飞边缺陷,最后进行表面处理,从而获得足够的支撑强度以及相应的结构应力;
58.其中,第一机架411的底部通过设置高度调节地脚415架设于地面,高度调节地脚415能够适用于平整光滑面的混凝土地面,其在具体使用时参照如下步骤,将固定及调节螺栓按照装配图纸插入立柱垫板,将立柱垫板按照预设的布局图在混凝土地基上校正,检查各底板是否整面紧贴在地面上,如有必要,使用补整砂浆使底板区域内的地面平整,其次,在混凝土地基上标记底板的位置,借助水准仪检查所有底板相互间的高度差。当高度差小于10mm时,无需采取其它措施。当高度差在10mm至20mm之间时,应使用平衡环。在六角螺栓上仅可插上一个平衡环,最后按照地基要求将底板焊固在地面上。
59.作为桁架4机器人线性导轨部件的安装支撑平台,第一机架411的顶部水平设置第二机架412;第二机架412的一端与第一机架411固定连接,其另一端通过倾斜设置的第三机架413与第一机架411固定连接;第一机架411相较于第三机架413的对立侧通过倾斜设置的
第四机架414与地面建立连接,第二机架412的向外延伸端设置承载结构;
60.承载结构包括固设于第二机架412延伸端部的定位板42以及固设于第二机架412下方的承力板417;其中,定位板42以及承力板417的两端均向外延伸,且定位板42的轴向长度大于承力板417的轴向长度,以使得连接板418、定位板42、承力板417之间形成稳固的三角强度结构,从而使得连接强度更高,结构件更少。
61.承载结构中对称设置于承力板417与定位板42两侧之间的4个连接板418,单侧各设置两个,分别位于承力板417与定位板42的边沿侧。连接板418的顶部边沿与定位板42的下表面通过焊接固定连接,连接板418的侧边边沿与第二机架412的侧表面固定连接,连接板418的底部边沿与承力板417的上表面通过焊接固定连接。
62.第四机架414的底部同样通过设置高度调节地脚415架设于地面,以使得第四机架414能够同步与第一机架411进行高度调节,且与地基建立稳固连接。
63.第一机架411与第二机架412之间形成的夹角内通过设置加强筋416提高连接强度。
64.第一机架411的下部与高度调节地脚415间通过设置至少3个加强筋416提高结构强度,在本实施例中第一机架411的四面,其前侧以及左右侧分别设置加强筋416提高结构强度。
65.同时,多个支撑机构41中,每个定位板42间呈共线设置,共线设置的定位板42用于安装x轴行走单元1,定位板42上通过设置调整座43与x轴行走机构相互顶抵来调整安装位置。
66.需要说明的是,本技术提供的支撑机构41为独立的一组地基支撑结构,由多个本技术提供的支撑结构平行并列设置,组成用于轴向设置导轨组件的桁架4机架,从而完成对多个车轴6搬运机构2线性移动的平台搭建需求。
67.其中,本技术提供的独立的支撑结构,能够在承载结构的下部留有轴向线性搬运工作的行走、搬运空间,且每个独立的支撑结构结构强度高,承载力强,能够满足大负载的需求,如对ms车轴6的搬运需求。
68.同时,本技术的第一机架411、第二机架412、第三机架413和第四机架414由碳钢板、矩形管等缸材组成,以及其他结构件的固定连接方式均为焊接;采用各部件独立运输,后组装焊接,使得整体桁架4机器人所需的支撑结构散化,能够轻量化、集中运输,降低了物流便捷性和提高了空间利用率。
69.x轴行走单元1:
70.x轴行走单元1包括第一传动直线导轨11,第一传动直线导轨11上滑动设置有第一动力滑台12,第一动力滑台12的顶部设置驱动件,第一动力滑台12与第一传动直线导轨11之间通过设置第一齿轮齿条机构15进行传动,第一齿轮齿条机构15与第一驱动件13传动连接,第一动力滑台12上表面设置有第一自动注油机构14,第一自动注油机构14的出油端对接于第一齿轮齿条机构15,还包括设置于第一传动直线导轨11一侧的第一拖链防护机构16。
71.其中:
72.第一滑动设置于第一传动直线导轨11上,用于承载其他零部件并沿x轴方向线性移动;
73.第一驱动件13,其固设于第一动力滑台12的顶部且其驱动端向下贯穿第一动力滑台12,用于提供驱动力,本实施例中第一、第二、第三驱动件包括但不限于使用伺服电机。
74.第一齿轮齿条机构15,其包括沿传动直线导轨轴向设置的齿条以及安装在第一驱动件13驱动端的齿轮,齿条与齿轮相啮合以进行传动;
75.第一拖链防护机构16,其安装设置于第一传动直线导轨11的一侧;用于对x轴方向行走时,相关线缆的防护、随动保护。
76.限位机构,本实施例中限位机构为一个由底座固定在第一动力滑台12端部的锁止器试试;
77.自动注油机构,其安装于第一动力滑台12的顶部,用于随动对第一齿轮齿条机构15进行润滑。
78.特别的是,第一传动直线导轨11的水平侧以及垂直面外侧均设布置行走导轨;
79.特别的是,第一动力滑台12呈l形截面设计,包括其本体、沿其水平侧底面设置的多个滑座以及沿其垂直侧内壁设置的多个滑座,滑座与传动直线导轨滑动连接。
80.第一拖链防护机构16包括安装于第一传动直线导轨11一侧的x轴拖链行走槽以及随动于第一动力滑台12的线缆拖链。
81.自动注油机构包括设置于第一动力滑台12上的注油机,还包括开设在第一动力滑台12本体上的通孔,通孔向下贯穿并设置有注油管,注油管的底部通过设置润滑毛毡对第一齿轮齿条机构15进行润滑。
82.润滑毛毡的外廓与齿条相啮合以能够在第一动力滑台12移动时进行滚动润滑。
83.用于作为三轴导轨系统中x轴方向的线性移动,其工作原理为通过具有plc编程控端的控制柜对本机构进行控制移动;由第一驱动件13-伺服电机的旋转运动带动齿轮旋转,齿条设置于第一传动直线导轨11的内侧用于与齿轮相互啮合,从而实现对第一动力滑台12的轴向往复线性移动;其中,第一传动直线导轨11的垂直侧以及水平侧均布置行走导轨,通过第一动力滑台12下方的4个滑座在行走导轨上滑动导向从而保证第一动力滑台12的移动导向稳定性;第一传动直线导轨11的垂直侧以及水平侧均具有该滑座配合行走导轨的导向结构,在两个垂直面均能够获得较好的导向附着力;
84.特别的是,第一动力滑台12的顶部配有第一自动注油机构14以保证整机机械结构件的良好维护保养和润滑,从而能够大幅提高整机设备的使用寿命;第一自动注油机构14的作用机理:由设置在第一动力滑台12顶部的注油机进行储油以及出油,第一动力滑台12的表面贯穿朝向齿条开有通孔,通过在通孔内固定注油管,注油机的出油端通过导管、软管等外部辅件对接注油管,注油管的底部设置传动轴,由传动轴传动设置一个齿轮状的毛毡,毛毡用于向齿条进行啮合,由于其外廓呈齿状,在第一动力滑台12的运动过程中,毛毡同步与齿条进行啮合;注油机内的油液定期向毛毡进行输油,从而使得齿条定期得到润滑保养,进而与齿条相啮合的传动件以及耐磨损件能够得到润滑保养;进一步使得x轴线性导向移动更为稳定。
85.综上:该x轴行走单元1通过l形截面的第一传动直线导轨11,在其垂直侧以及水平侧均布置导轨,设置l形截面的第一动力滑台12以及多个滑座,使得x轴方向的导向移动能够在水平面以及垂直面获得稳定的导向附着力,从而导向更为稳定、精度更高。
86.通过集成自动注油系统,在第一动力滑台12设置注油机,设置外廓与齿条相啮合
的毛毡,以注油管连通上部的注油机以及下部的传动轴,通过传动轴将毛毡滚动设置在注油管下部,从而能够在第一动力滑台12沿x轴线性移动时进行随动润滑,大大提高整体机械部件的使用寿命,避免长时间使用,保养不佳导致的不稳定性。
87.考虑到应用于设置多个机械手的大长度x轴桁架4结构,单独的各机械手需设置在x、y、z三个自由度行走的运动机构上,而单独的x轴行走机构在大长度x轴轴向进行行走时,为避免干涉以及考虑安全防护,均配备了轴向限位机构,保证限位以及稳定性。
88.z轴行走单元21:
89.z轴行走单元21包括固设于第一动力滑台12垂直面的第二动力滑台211以及第二传动直线导轨212,第二动力滑台211与第二传动直线导轨212间通过第二齿轮齿条机构213进行传动,第二动力滑台211上相对垂直设置有安装架214,安装架214上水平设置第二驱动件215,第二驱动件215与第二齿轮齿条机构213传动连接,所述第二传动直线导轨212的顶部以及底部导轨上均设置限位锁止器216,第二传动直线导轨212的侧部设置第二拖链防护机构217。
90.具体的说:z轴行走单元21包括第二动力滑台211,用于安装在第一动力滑台12以形成随动于x轴行走单元1的z轴行走单元21,第二动力滑台211呈l形截面设计具有相对垂直的两个安装面,还包括:第二传动直线导轨212,其被配置为垂直安装且与第二动力滑台211的垂直部滑动连接;
91.第二驱动件215,其通过安装架214相对垂直安装于第二动力滑台211本体的垂直部,用于提供驱动力;
92.第二齿轮齿条机构213,其安装于驱动件以传动直线导轨之间,用于传递驱动件的驱动力;
93.限位锁止器216,其设置于传动直线导轨的顶部以及底部,用于限位上下滑动的行程以提供安全防护;
94.第二自动注油机构218,其设置于安装架214,用于对第二齿轮齿条注油润滑。
95.第二传动直线导轨212沿其相对于机架的本体位置布置有行走导轨,第二动力滑台211相对于传动直线导轨一侧滑动连接,使第二传动直线导轨212能够相对第二动力滑台211上下线性滑动。
96.第二齿轮齿条机构213同样包括齿条以及齿轮,其中,齿条布置在第二传动直线导轨212相对安装架214的侧部,齿轮安装于第二驱动件215的驱动端,通过齿条与齿轮相互啮合以形成传动连接。
97.限位止挡器,设置有各2个于传动直线导轨导向路径的顶部以及底部。
98.第二自动注油机构218与第一注油机构组成部件相同,同样包括注油机,以及开设于安装架214上的通孔,通孔内设置注油管,注油管靠近传动机构一端设置传动轴,传动轴的外周设置毛毡;毛毡的外廓呈齿轮状且与第二齿轮齿条机构213的齿条传动连接。
99.如图所示,将第二动力滑台211固定在第一动力滑台12上形成z轴与x轴行走单元1的连接,以控制本技术在x轴以及z轴的线性行走运动,在上下行程进行线性行走,从而能够形成三轴线性导轨,由于是应用于桁架4机器人车轴6搬运,因此本技术优选地应用于吊装式桁架4机器人,能够应用于多个车轴6搬运机构2以满足多量的车轴6同时搬运作业;从而避免龙门式以及壁挂式桁架4的干涉问题;
100.运行时,通过控制柜控制端对第二驱动件215进行驱动,伺服电机驱动齿轮旋转,从而与齿条形成啮合传动,换言之,第二动力滑台211与上级运动单元固定后,第二动力滑台211作为固定参照点,第二传动直线导轨212产生相对的上下的位移行走,从而带动下方的机械手;其中,防坠器5、限位器等作用于整机的安全防护,辅助提升稳定性;第二自动注油机构218,作用于传动机构4的润滑保养,从而提高整机的稳定性以及使用寿命。
101.y轴行走单元22:
102.y轴行走单元22包括固设于z轴行走单元21底部的第三传动直线导轨221,以及滑动设置于第三传动直线导轨221下方的第三动力滑台222,第三动力滑台222与第三传动直线导轨221至之间通过第三齿轮齿条机构223传动连接,第三动力滑台222的一侧设置驱动件,驱动件与所述齿轮齿条机构传动连接,第三动力滑台222的一侧还设置第三自动注油机构225,所述第三自动注油机构225的出油端对接于第三齿轮齿条机构223,第三动力滑台222的延伸部还设置第三拖链防护机构226。
103.具体的说:其包括第三传动直线导轨221,还包括第三动力滑台222,其滑动设置于第三传动直线导轨221的底部,用于固定执行单元3;
104.第三齿轮齿条机构223,其设置于第三动力滑台222和第三传动直线导轨221之间,用于传动动力以驱动第三动力滑台222行走;
105.第三驱动件224,其设置于第三动力滑台222垂直的一侧,以提供驱动力;
106.第三自动注油机构225,其通过螺栓等连接件固设于第三传动直线导轨221的一侧,以为传动机构给油润滑;
107.第三拖链防护机构226,其设置于第三传动直线导轨221的另一侧,用于对线缆的安全防护。
108.第三传动直线导轨221包括其本体,以及开设于其本体底部以及侧部的行走导轨。
109.第三动力滑台222呈l形截面设计,其垂直部以及水平部均固设滑台,通过滑台与传动直线导轨的行走导轨建立滑动导向;
110.同理:第三齿轮齿条机构223包括固设于第三传动直线导轨221一侧的齿条以及安装于第三驱动件224驱动端的齿轮,齿轮与齿条传动连接。
111.同理:第三自动注油机构225包括固设于第三动力滑台222垂直一侧的注油机,以及开设于第三动力滑台222上的通孔,通孔内设置注油管,注油管的一端设置传动轴,传动轴周向设置毛毡;毛毡的外廓呈齿轮状且与第三齿轮齿条机构223传动连接。
112.第三动力滑台222远离其垂直部的一端开设安装孔227,其上对称设置一对防护板228,用于对安装在安装孔227内下方的执行单元3防护;
113.如图所示,y轴行走单元22用于安装在长轴距的桁架4机器人上以提供y轴方向的线性运动,具体地,第三传动直线导轨221顶部用于安装在上一移动单元的末端,安装孔227用于安装桁架4机器人抓取车轴6的执行单元3-车轴6机械手,从而带动车轴6机械手在y轴方向稳定、高精度地位移行走;具体地,通过第三线缆防护机构对电气、第三驱动件224等相关线缆进行随动防护避免干涉以及起防护作用;通过伺服电机驱动齿轮齿条啮合,由传动直线导轨1对下方的第三动力滑台222进行导向,从而使得在预设的行程内进行y轴方向的高精度、稳定行走。
114.综上,y轴行走单元22通过在传动直线导轨的在其垂直侧以及水平侧均布置导轨,
设置l形截面的x轴滑座以及多个滑台,使得第三动力滑台222在轴方向的导向移动能够在水平面以及垂直面获得稳定的导向附着力,从而导向更为稳定、精度更高。
115.y轴行走单元22集成自动注油系统,通过在第三动力滑台222设置注油机,设置外廓与齿条相啮合的毛毡,以注油管连通上部的注油机以及下部的传动轴,通过传动轴将毛毡滚动设置在注油管下部,从而能够在y轴滑台沿x轴线性移动时进行随动润滑,大大提高整体机械部件的使用寿命,避免长时间使用,保养不佳导致的不稳定性。
116.y轴行走单元22由于应用于车轴6搬运工作,常规的单机械手龙门式桁架4机器人无法满足需求,因此针对长轴距的吊装式桁架4机器人,相应的y轴运动机构需考虑到干涉问题,本发明的y轴运动机构在传动直线导轨的一侧设置驱动、传动机构,另一侧侧壁设置向下吊装的安装结构,用于安装机械手,从而给吊装式的机械手三轴导轨线性移动提供了充足的作业空间,同时相应的线缆防护拖链避免了线缆随动行走时的干涉问题。
117.执行单元3:
118.执行单元3包括设置于y轴行走单元22自由端延伸一侧的执行电机31,执行电机31驱动端的下方通过联轴器32设置有防护机架33,防护机架33的下方设置用于夹持车轴6的夹持组件34,防护机架33的内部设置蜗轮蜗杆传动件35,蜗轮蜗杆传动件35的驱动端与夹持组件34传动连接,用于驱动夹持组件34加紧或收缩动作。
119.其中,夹持组件34包括设置于防护机架33下方的两对夹爪341,夹爪341具有相对的两个夹持部342,位于同一直线的两个夹持部342设置于同一安装板343上,每个安装板343通过多组导向机构与防护机架33的底部进行导向连接,还包括设置于蜗轮蜗杆传动件35输出端的末端齿轮345,末端齿轮345的两侧设置有一对与之相啮合的末端齿条346,单个末端齿条346与其中一个安装板343固定连接,用于带动两侧安装板343进行对向或相向移动;每个夹持部342的内壁与物料接触面均设置检测传感器3421;
120.具体地说:其包括防护机架33,机架呈中空设计,还包括执行电机31,其本体固定在第三动力滑台222上,其驱动端与防护机架33的顶部中心位置固定连接,用于驱动机架整体的旋转运动;蜗轮蜗杆传动件35,其设置于防护机架33的内部中心位置,为夹紧动作提供驱动力;检测传感器3421,其设置于夹持部342接触车轴6的内壁,用于检测车轴6是否到位,并向控制端发令。
121.安装板343与机架底部间均设置两组直线导轨模组347,直线导轨模组347的导轨固定在机架的底部,直线导轨模组347的滑座与安装板343固定连接;还包括导轨锁紧器,每个导轨锁紧器均设置于安装板343的一端并沿直线导轨模组347滑座的滑动路径设置;本体外周通过设置防护钣金36进行安全防护。
122.如图4所示,出示了本结构的抓取状态图,从而将执行单元3作为本技术的机械手的输出末端进行抓取工作;执行电机31-伺服电机设置于第三动力滑台222上,从而能够控制下方整体的旋转换向,满足不同的搬运角度调节;蜗轮蜗杆窜动件-蜗轮蜗杆减速机在控制端的驱动下驱动齿轮旋转,齿轮带动两侧相互啮合的齿条进行直线位移,每个齿条均与安装板343固定连接,从而带动了安装板343的前后位移,安装板343下方对称设置了一对夹持部342,从而通过齿轮的旋转带动了夹持部342沿前后进行收缩夹紧;两个齿条与齿轮啮合时由于呈反向啮合,换言之,通过齿轮31的旋转运动,控制了单侧的夹持部342进行夹紧、松卸,配合对向设置的一对夹持部342实现对车轴6的夹持以及松卸;特别的是,单个安装板
343的顶部与机架7底部间通过设置了两组直线导轨模组347进行导向,大大调高了夹持部342抓取和松卸时直线位移的稳定性,降低了前后一侧的摇摆现象;配合plc控制的控制柜,从而能够实现对车轴6抓取工作的机械化运作,大大调高了车轴6搬运工作的效率;同时避免了单夹爪341抓取车轴6这类零件,由于握持部的偏差或者握持车轴6的型号变化,造成的前后摇摆、抓取不稳现象。
123.通过将执行单元3设置于本技术的末端作为末端执行端,同时吊装设置在桁架4上,通过plc编程的控制端控制机械手在x、y、z三个自由度进行线性直线位移,配合本技术末端执行机构能够实现对车轴6搬运的自动化运作,大大调高了企业作业效率。
124.执行单元3,通过夹紧驱动件-蜗轮蜗杆减速机输出的驱动力驱动齿轮齿条带动单侧的夹持部342进行抓取,且使用了双夹爪341对车轴6进行抓取,能够避免单夹爪341对不同车轴6型号、不同质量、不同长度抓取时摇摆、不稳定的现象,提高作业安全性以及可靠性;同时,配备了四组直线导轨模组347,以两组为一组对单侧的夹持部342进行直线导向,太高了夹持的稳定性。
125.以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的润饰或修改。
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