雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其包括X軸軌道、Y軸軌道、Z軸導(dǎo)軌組，Y軸軌道兩端分別與X軸軌道的兩條軌道通過X動(dòng)梁支撐架連接組成XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，Z軸導(dǎo)軌組一端設(shè)于XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)下方的垂直固定框內(nèi)，另一端連接有抓取定位裝置，支撐框與Z軸導(dǎo)軌組連接，支撐框上設(shè)有兩組以上的夾持機(jī)構(gòu)，每組夾持機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的夾持臂，所述夾持臂分別滑動(dòng)設(shè)于支撐框的側(cè)面，夾持臂在直流伺服電機(jī)的相對(duì)側(cè)設(shè)有激光定位儀。本實(shí)用新型通過設(shè)置X、Y、Z三個(gè)軌道和C軸轉(zhuǎn)臺(tái)，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手抓取定位裝置左右，前后，上下全方位的移動(dòng)，其高效快速，且定位準(zhǔn)確，整個(gè)過程由PLC控制，其自動(dòng)化程度高，貨物管理實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、智能化。
【專利說明】雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械手，特別涉及雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，我國的工業(yè)得到了快速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域更是突飛猛進(jìn)地發(fā)展。目前常用的移載系統(tǒng)有三種，一種是簡單的移載，包括簡單的頂升移載機(jī)，和一些機(jī)械手抓取從A到B處，頂升移載機(jī)直接用于直角轉(zhuǎn)彎處的傳輸，用于比較短距離的移載；另一種的移載系統(tǒng)針對(duì)比較大的物件，該類移載系統(tǒng)對(duì)精度要求不高，市場(chǎng)上常見的吊車系統(tǒng)和挖掘機(jī)就是這一類的，其移載范圍大，但品種單一，只能單個(gè)工件抓取，多個(gè)工件抓取的很凌亂，不能做到有序，定位精度有限；還有一種是機(jī)械手抓取系統(tǒng)，機(jī)械手作為機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域重要的生產(chǎn)部件，代替人工操作，保證操作工人生命安全，得到了廣泛應(yīng)用，常用的機(jī)械手雖然定位精度很高，但是移載范圍太小，不能大范圍高精度的將工件移到位。
[0003]在電力系統(tǒng)中，電表放置于周轉(zhuǎn)箱，周轉(zhuǎn)箱在裝進(jìn)密集柜時(shí)，目前主要是通過人工來完成，工作效率低，同時(shí)加重了工人的工作量，即便使用機(jī)械化程度高的機(jī)械手來完成工作，經(jīng)常由于其定位不準(zhǔn)確，和不能適應(yīng)多工位自動(dòng)定位抓取而限制其應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于抓取密集柜中周轉(zhuǎn)箱的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，該機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)多方位多個(gè)周轉(zhuǎn)箱的同時(shí)抓取，且抓取時(shí)，定位準(zhǔn)確。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其與密集柜配合，所述機(jī)械手設(shè)于密集柜的上方，機(jī)械手包括X軸軌道、Y軸軌道、滑座、垂直固定框、Z軸導(dǎo)軌組、C軸轉(zhuǎn)臺(tái)，所述X軸軌道包括相互平行的兩條軌道，所述X軸軌道通過固定支撐柱固定于密集柜上方兩側(cè)，所述Y軸軌道兩端分別與X軸軌道的兩條軌道通過X動(dòng)梁支撐架連接組成XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并可沿X軸軌道移動(dòng)，所述滑座與Y軸軌道連接，并可沿Y軸軌道移動(dòng)；所述滑座上設(shè)有齒輪，所述C軸轉(zhuǎn)臺(tái)一端與齒輪套接，另一端穿過滑座并與垂直固定框的頂部連接固定；所述Z軸導(dǎo)軌組由四個(gè)上下可伸縮的導(dǎo)軌組組成，所述可伸縮的導(dǎo)軌組由聯(lián)級(jí)導(dǎo)軌構(gòu)成，其一端設(shè)于垂直固定框內(nèi)，另一端固定連接有抓取定位裝置；所述抓取定位裝置包括支撐框，所述支撐框與Z軸導(dǎo)軌固定連接，所述支撐框上設(shè)有兩組以上的夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括一對(duì)相對(duì)設(shè)置的夾持臂，所述夾持臂分別滑動(dòng)設(shè)于支撐框的側(cè)面，所述夾持臂由直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述夾持臂在直流伺服電機(jī)的相對(duì)側(cè)設(shè)有激光定位儀和障礙檢測(cè)儀；所述C軸轉(zhuǎn)臺(tái)一端的齒輪、Y軸軌道、Z軸導(dǎo)軌組分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0007]所述機(jī)械手由PLC和通訊模塊控制。PLC控制機(jī)械手的控制精度和效率是人工無法達(dá)到的。
[0008]所述夾持機(jī)構(gòu)相互平行。
[0009]所述夾持機(jī)構(gòu)為五組?？赏瑫r(shí)完成五個(gè)以內(nèi)周轉(zhuǎn)箱的出庫和入庫工作。
[0010]所述Y軸軌道包括兩根相互平行的軌道。兩根相互平行的軌道更能保證機(jī)械手在工作時(shí)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
[0011]所述夾持臂上設(shè)有與周轉(zhuǎn)箱把手配合的托架，所述托架由一體式氣缸驅(qū)動(dòng)，且所述夾持機(jī)構(gòu)上設(shè)有氣缸位置反饋傳感器。托架與周轉(zhuǎn)箱的把手配合，夾持臂可牢牢抱住周轉(zhuǎn)箱，周轉(zhuǎn)箱不會(huì)滑落。
[0012]所述X軸軌道的兩條軌道上分別設(shè)有同步皮帶，Y軸軌道兩端分別設(shè)有同步帶輪和同步輪，同步輪設(shè)在X軸軌道上，同步帶輪由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同步帶輪沿同步皮帶運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)Y軸軌道在X軸軌道上運(yùn)動(dòng)。由同步輪和同步皮帶來完成機(jī)械手在X軸上的傳動(dòng)過程，使運(yùn)行更加精確和平穩(wěn)。
[0013]所述夾持機(jī)構(gòu)的一對(duì)夾持臂同步運(yùn)動(dòng)。
[0014]所述Y軸軌道上設(shè)有控制平臺(tái)，所述控制平臺(tái)由PLC及附屬設(shè)備電連接組成的控制系統(tǒng)。控制平臺(tái)直接設(shè)在Y軸軌道上，信號(hào)傳輸距離短，避免由于傳輸線過長造成的信號(hào)衰減，使得控制更精確穩(wěn)定。
[0015]本實(shí)用新型的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，通過設(shè)置X、Y、Z三付軌道和C軸轉(zhuǎn)臺(tái)，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手抓取定位裝置左右，前后，上下全方位的移動(dòng)，方便其抓取密集柜內(nèi)的周轉(zhuǎn)箱；激光定位儀可幫助測(cè)量機(jī)械手的夾持臂與周轉(zhuǎn)箱之間的距離和對(duì)應(yīng)位置，并定位夾持臂伸到周轉(zhuǎn)箱的合適位置并與周轉(zhuǎn)箱配合以準(zhǔn)確抓取，其高效快速，且定位準(zhǔn)確，整個(gè)過程由PLC控制，其自動(dòng)化程度高，大大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0016]【專利附圖】

【附圖說明】下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0017]圖1為本實(shí)用新型整體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型整體頂部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型中Z軸導(dǎo)軌組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型中抓取定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0022]如圖1至圖4之一所示，本實(shí)用新型雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其與密集柜配合，所述機(jī)械手設(shè)于密集柜的上方，機(jī)械手包括X軸軌道1、γ軸軌道2、滑座3、垂直固定框4、Ζ軸導(dǎo)軌組5、C軸轉(zhuǎn)臺(tái)，所述X軸軌道I包括相互平行的兩條軌道，所述X軸軌道I通過固定支撐柱6固定于密集柜上方兩側(cè)，所述Y軸軌道2兩端分別與X軸軌道I的兩條軌道通過X動(dòng)梁支撐架連接組成XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并可沿X軸軌道I移動(dòng)，所述滑座3與Y軸軌道2連接，并可沿Y軸軌道2移動(dòng)；所述滑座3上設(shè)有齒輪8，所述C軸轉(zhuǎn)臺(tái)一端與齒輪8套接，另一端穿過滑座3并與垂直固定框4的頂部連接固定；所述Z軸導(dǎo)軌組5由四個(gè)上下可伸縮的導(dǎo)軌組組成，所述可伸縮的導(dǎo)軌組由聯(lián)級(jí)導(dǎo)軌構(gòu)成，其一端設(shè)于垂直固定框4內(nèi)，另一端固定連接有抓取定位裝置；所述抓取定位裝置包括支撐框7，所述支撐框7與Z軸導(dǎo)軌固定連接，所述支撐框7上設(shè)有兩組以上的夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括一對(duì)相對(duì)設(shè)置的夾持臂9，所述夾持臂9分別滑動(dòng)設(shè)于支撐框7的側(cè)面，所述夾持臂9由直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述夾持臂9前端設(shè)有激光定位儀10和障礙檢測(cè)儀；所述C軸轉(zhuǎn)臺(tái)一端的齒輪8、Y軸軌道2、Ζ軸導(dǎo)軌組5分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0023]所述機(jī)械手由PLC和通訊模塊控制。PLC控制機(jī)械手比人為控制更加精確和高效。
[0024]所述夾持機(jī)構(gòu)相互平行。
[0025]所述夾持機(jī)構(gòu)為五組。可同時(shí)完成五個(gè)周轉(zhuǎn)箱的出庫和入庫工作。
[0026]所述Y軸軌道2包括兩根相互平行的軌道。兩根相互平行的軌道更能保證機(jī)械手在工作時(shí)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
[0027]所述夾持臂9上設(shè)有與周轉(zhuǎn)箱把手配合的托架10，所述托架10由一體式氣缸驅(qū)動(dòng)，且所述夾持機(jī)構(gòu)上設(shè)有氣缸位置反饋傳感器。托架10與周轉(zhuǎn)箱的把手配合，夾持臂9可牢牢抱住周轉(zhuǎn)箱，周轉(zhuǎn)箱不易滑落。
[0028]所述X軸軌道I的兩條軌道上設(shè)有分別同步皮帶，Y軸軌道2兩端分別設(shè)有同步帶輪和同步輪，同步輪設(shè)在X軸軌道I上，同步帶輪由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同步帶輪沿同步皮帶運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)Y軸軌道2在X軸軌道I上運(yùn)動(dòng)。由同步輪和同步皮帶來完成機(jī)械手在X軸上的傳動(dòng)過程，使運(yùn)行更加精確和平穩(wěn)。
[0029]所述夾持機(jī)構(gòu)的一對(duì)夾持臂9同步運(yùn)動(dòng)。
[0030]所述Y軸軌道2上設(shè)有控制平臺(tái)，所述控制平臺(tái)由PLC及附屬設(shè)備電連接組成的控制系統(tǒng)?？刂破脚_(tái)直接設(shè)在Y軸軌道2上，信號(hào)傳輸距離短，避免由于傳輸線過長造成的信號(hào)衰減，使得控制更精確穩(wěn)定。
[0031]本實(shí)用新型的工作原理是:當(dāng)機(jī)械手要把表庫中密集柜里面的周轉(zhuǎn)箱移出去時(shí)，首先啟動(dòng)密集柜，密集柜沿著其軌道移動(dòng)，使得兩列密集柜之間的距離增加，PLC控制機(jī)械手沿X軸移動(dòng)到打開的密集柜處，待密集柜打開完畢，機(jī)械手通過Y軸和Z軸，結(jié)合C軸由PLC計(jì)算出需取出的周轉(zhuǎn)箱位置，并快速移動(dòng)到目標(biāo)位置，然后啟動(dòng)激光定位機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)周轉(zhuǎn)箱進(jìn)行精確定位，定位成功后夾持臂9向前伸出，夾持臂9上的激光定位儀測(cè)到夾持臂9與周轉(zhuǎn)箱位置吻合后，夾持臂9上的托架10張開與周轉(zhuǎn)箱上的把手配合，上下相對(duì)的兩對(duì)氣動(dòng)的托架10均與周轉(zhuǎn)箱配合抱住周轉(zhuǎn)箱，夾持臂9將周裝箱移出，收納于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)框架內(nèi)移出密集柜，快速移出并放在傳送帶上，夾持臂9收回，完成一個(gè)出庫工作，在PLC控制下，機(jī)械手繼續(xù)通過X軸軌道1、Y軸軌道2、Ζ軸導(dǎo)軌組5來調(diào)整自身的位置，以便開始下一批周轉(zhuǎn)箱的出庫，如果是需要抓取另一側(cè)密集柜的周轉(zhuǎn)箱時(shí)，機(jī)械手會(huì)自動(dòng)計(jì)算，并移到合適位置旋轉(zhuǎn)C軸轉(zhuǎn)臺(tái)使機(jī)械手方向與密集柜對(duì)應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)抓取。當(dāng)需要把傳送帶上的周裝箱放進(jìn)指定的密集柜時(shí)，同樣是通過X軸軌道1、Y軸軌道2、Z軸導(dǎo)軌組5以及抓取定位裝置的移動(dòng)來完成的，當(dāng)確定好位置后，抓取周裝箱，在PLC的控制下把周裝箱放進(jìn)密集柜的指定位置。所以本實(shí)用新型的機(jī)械手幫助完成了周裝箱在密集柜中的出庫和入庫全自動(dòng)無人操作。
【權(quán)利要求】
1.雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其與密集柜配合，其特征在于:所述機(jī)械手設(shè)于密集柜的上方，機(jī)械手包括X軸軌道、Y軸軌道、滑座、垂直固定框、Z軸導(dǎo)軌組、C軸轉(zhuǎn)臺(tái)，所述X軸軌道包括相互平行的兩條軌道，所述X軸軌道通過固定支撐柱固定于密集柜上方兩側(cè)，所述Y軸軌道兩端分別與X軸軌道的兩條軌道通過X動(dòng)梁支撐架連接組成XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并可沿X軸軌道移動(dòng)，所述滑座與Y軸軌道連接，并可沿Y軸軌道移動(dòng)；所述滑座上設(shè)有齒輪，所述C軸轉(zhuǎn)臺(tái)一端與齒輪套接，另一端穿過滑座并與垂直固定框的頂部連接固定；所述Z軸導(dǎo)軌組由四個(gè)上下可伸縮的導(dǎo)軌組組成，所述可伸縮的導(dǎo)軌組由聯(lián)級(jí)導(dǎo)軌構(gòu)成，其一端設(shè)于垂直固定框內(nèi)，另一端固定連接有抓取定位裝置；所述抓取定位裝置包括支撐框，所述支撐框與Z軸導(dǎo)軌固定連接，所述支撐框上設(shè)有兩組以上的夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括一對(duì)相對(duì)設(shè)置的夾持臂，所述夾持臂分別滑動(dòng)設(shè)于支撐框的側(cè)面，所述夾持臂由直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述夾持臂在直流伺服電機(jī)的相對(duì)側(cè)設(shè)有激光定位儀和障礙檢測(cè)儀；所述C軸轉(zhuǎn)臺(tái)一端的齒輪、Y軸軌道、Z軸導(dǎo)軌組分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其特征在于:所述機(jī)械手由PLC和通訊模塊控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其特征在于:所述夾持機(jī)構(gòu)相互平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其特征在于:所述Y軸軌道包括兩根相互平行相對(duì)的導(dǎo)軌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其特征在于:所述夾持臂上設(shè)有與周轉(zhuǎn)箱把手配合的托架，所述托架由一體式氣缸驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其特征在于:所述夾持機(jī)構(gòu)上設(shè)有氣缸位置反饋傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其特征在于:所述X軸軌道的兩條軌道上分別設(shè)有同步皮帶，Y軸軌道兩端分別設(shè)有同步帶輪和同步輪，同步輪設(shè)在X軸軌道上，同步帶輪由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同步帶輪沿同步皮帶運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)Y軸軌道在X軸軌道上運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其特征在于:所述夾持機(jī)構(gòu)的一對(duì)夾持臂同步運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌數(shù)控橫梁式機(jī)械手，其特征在于:所述Y軸軌道上設(shè)有電氣控制平臺(tái)。
【文檔編號(hào)】B25J9/18GK204076250SQ201420521425
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】吳文炤, 鐘李鋒, 馮建會(huì) 申請(qǐng)人:北京國電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司, 福建通力達(dá)實(shí)業(yè)有限公司