本實(shí)用新型涉及物料輸送領(lǐng)域，尤指一種懸臂式碼垛機(jī)器人。

背景技術(shù)：

碼垛機(jī)器人是用在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中執(zhí)行大批量工件、包裝件的獲取、搬運(yùn)、碼垛、拆垛等任務(wù)的一類(lèi)工業(yè)機(jī)器人,是集機(jī)械、電子、信息、智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科于一體的高新機(jī)電產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)的碼垛機(jī)以低位側(cè)推式為主，

低位側(cè)推式碼垛機(jī)在實(shí)際使用，由于其時(shí)其存在以下問(wèn)題：1、碼垛的定位精度不高。2、最后擺成的垛形也很難看。3、針對(duì)不同產(chǎn)品進(jìn)行碼垛操作時(shí)轉(zhuǎn)換較為繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種懸臂式碼垛機(jī)器人，通過(guò)懸臂帶動(dòng)抓手實(shí)現(xiàn)碼垛動(dòng)作。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下：一種懸臂式碼垛機(jī)器人，包括主框架、懸臂、X軸導(dǎo)軌、X軸同步帶，Y軸導(dǎo)軌，Y軸同步帶，Z軸導(dǎo)軌，Z軸同步帶、抓手機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。

其中，所述X軸導(dǎo)軌沿水平方向固定設(shè)置在所述主框架上；所述Z軸導(dǎo)軌沿豎直方向，并且可滑移的設(shè)置在所述X軸導(dǎo)軌上，所述X軸同步帶帶動(dòng)所述Z軸導(dǎo)軌沿X軸導(dǎo)軌水平滑移；所述懸臂可滑移的設(shè)置在所述Z軸導(dǎo)軌上，所述Z軸同步帶帶動(dòng)所述懸臂沿所述Z軸導(dǎo)軌滑移；所述懸臂上設(shè)置有Y軸導(dǎo)軌，所述抓手機(jī)構(gòu)可滑移的設(shè)置在所述Y軸導(dǎo)軌上，所述Y軸同步帶帶動(dòng)所述抓手機(jī)構(gòu)在所述Y軸導(dǎo)軌上滑移。

所述控制系統(tǒng)與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制所述X軸同步帶、所述Y軸同步帶以及所述Z軸同步帶動(dòng)作。

X軸導(dǎo)軌在主框架上，Z軸導(dǎo)軌可滑移的設(shè)置在X軸導(dǎo)軌上可沿X方向也即水平方向平移，懸臂可滑移的設(shè)置在Z導(dǎo)軌上可沿Z方向即豎直方向平移，如此懸臂實(shí)現(xiàn)了XZ兩個(gè)方向的動(dòng)作。抓手沿懸臂上設(shè)置的Y軸導(dǎo)軌平移。則最終抓手機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了XYZ三個(gè)自由度的動(dòng)作。

通過(guò)框架配合導(dǎo)軌、同步帶的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了懸臂以及懸臂上抓手的動(dòng)作。首先，結(jié)構(gòu)較為緊湊，外形尺寸小，從而對(duì)安裝空間要求較低。其次，更換碼垛產(chǎn)品時(shí)，只需要更換抓手并且相應(yīng)調(diào)整控制系統(tǒng)即可生產(chǎn)。節(jié)省了調(diào)整的時(shí)間，加快了生產(chǎn)效率。再次，通過(guò)懸臂的方式實(shí)現(xiàn)高位平移或豎直方向的定位動(dòng)作，碼垛動(dòng)作的定位精度較高。

優(yōu)選的，所述抓手機(jī)構(gòu)為包括旋轉(zhuǎn)軸以及抓手組，所述控制系統(tǒng)與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制所述抓手組繞所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。抓手機(jī)構(gòu)可以完成旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，碼垛機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作更為豐富，使用更加靈活方便。

進(jìn)一步的，所述抓手組為吸盤(pán)式抓手組，所述吸盤(pán)式抓手組的氣動(dòng)回路安裝有壓力開(kāi)關(guān)。吸盤(pán)式抓手組控制較為簡(jiǎn)單。壓力開(kāi)關(guān)的配備可使實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷產(chǎn)品是否抓牢。

具體的，所述懸臂上設(shè)置有條形通孔，所述條形通孔兩側(cè)為所述Y軸導(dǎo)軌，所述抓手機(jī)構(gòu)穿過(guò)所述通孔并卡接在所述Y軸導(dǎo)軌上滑移。抓手機(jī)構(gòu)的動(dòng)作更為穩(wěn)定。

具體的，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)所述X軸同步帶、所述Y軸同步帶、所述Z軸同步帶以及所述旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)作的四個(gè)分驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述分驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)以及減速機(jī)。

進(jìn)一步的，控制所述Z軸同步帶平移的伺服電機(jī)為帶抱閘伺服電機(jī)。Z軸豎直方向上需要將懸臂、抓手機(jī)構(gòu)以及以及被碼垛產(chǎn)品快速的提升和下降，需克服較大的重力作用，也有一定的安全隱患，因而配備抱閘保證安全。

優(yōu)選的，所述主框架為長(zhǎng)方體框架，所述長(zhǎng)方體框架由兩個(gè)焊接成型的長(zhǎng)方形框架通過(guò)水平連桿拼接而成整體，所述長(zhǎng)方形框架與所述水平連桿通過(guò)連接板與螺栓緊固，且所述長(zhǎng)方體框架的四個(gè)底角安裝斜板支撐。

焊接成型的長(zhǎng)方體框架強(qiáng)度高，可以承載懸臂與抓手的快速起停動(dòng)作。拼接式的結(jié)構(gòu)可以方便運(yùn)輸和安裝。

具體的，所述控制系統(tǒng)包括可編程控制器與觸摸屏。

具體的，所述主框架的側(cè)面上設(shè)置有防護(hù)門(mén)和/或防護(hù)網(wǎng)。提高使用時(shí)的安全系數(shù)。

通過(guò)本實(shí)用新型提供的一種懸臂式碼垛機(jī)器人，能夠帶來(lái)以下至少一種有益效果：

1、通過(guò)框架配合導(dǎo)軌、同步帶的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了懸臂以及懸臂上抓手的動(dòng)作。結(jié)構(gòu)較為緊湊，外形尺寸小，從而對(duì)安裝空間要求較低。

2、更換碼垛產(chǎn)品時(shí)，只需要更換抓手并且相應(yīng)調(diào)整控制系統(tǒng)即可生產(chǎn)。節(jié)省了調(diào)整的時(shí)間，加快了生產(chǎn)效率。

3、通過(guò)懸臂的方式實(shí)現(xiàn)高位平移或豎直方向的定位動(dòng)作，碼垛動(dòng)作的定位精度較高，特別對(duì)某些產(chǎn)品上下層需要吻合而言非常適用。

4、X軸導(dǎo)軌在主框架上，Z軸導(dǎo)軌可滑移的設(shè)置在X軸導(dǎo)軌上可沿X方向也即水平方向平移，懸臂可滑移的設(shè)置在Z導(dǎo)軌上可沿Z方向即豎直方向平移，如此懸臂實(shí)現(xiàn)了XZ兩個(gè)方向的動(dòng)作。抓手沿懸臂上設(shè)置的Y軸導(dǎo)軌平移。同時(shí)抓手可以繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則最終抓手機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了XYZ以及旋轉(zhuǎn)軸四個(gè)自由度的動(dòng)作。

附圖說(shuō)明

下面將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)一種懸臂式碼垛機(jī)器人的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是懸臂式碼垛機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的A向視圖。

圖3是懸臂與Z軸導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是主框架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是抓手機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：100、主框架，110、立柱，120、水平連桿，130、連接板，140、防護(hù)網(wǎng)，150、電機(jī)安裝座，160、斜板，170、水平底板，200、X軸同步帶，210、X軸導(dǎo)軌，300、懸臂、310、Y軸同步帶，320、Y軸導(dǎo)軌，330、第一滑塊，400、Z軸同步帶，410、Z軸導(dǎo)軌，500、抓手機(jī)構(gòu)，510、伺服電機(jī)，520、吸盤(pán)抓手，530、電機(jī)安裝板，540、第二滑塊，550、分線(xiàn)盒，560、行程開(kāi)關(guān)，570、吸盤(pán)安裝板，600、觸摸屏，610、電控箱。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實(shí)施方式。

為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中只示意性地表示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡(jiǎn)潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。在本文中，“一個(gè)”不僅表示“僅此一個(gè)”，也可以表示“多于一個(gè)”的情形。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種懸臂式碼垛機(jī)器人的實(shí)施例，包括主框架100、懸臂300、X軸導(dǎo)軌210、X軸同步帶200，Y軸導(dǎo)軌320，Y軸同步帶310，Z軸導(dǎo)軌410，Z軸同步帶400、抓手機(jī)構(gòu)500以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。XYZ軸的方向如圖1中標(biāo)注所示。

如圖1所示，X軸導(dǎo)軌210沿水平方向固定設(shè)置在主框架100上，具體的可以為雙導(dǎo)軌，如圖1和圖3所示，Z軸導(dǎo)軌410沿豎直方向，Z軸導(dǎo)軌背面設(shè)置有與雙導(dǎo)軌位置對(duì)應(yīng)的一組第一滑塊330，Z軸導(dǎo)軌通過(guò)第一滑塊330在X軸導(dǎo)軌210上水平滑移。懸臂300可滑移的設(shè)置在Z軸導(dǎo)軌410上，抓手機(jī)構(gòu)500可滑移的設(shè)置在Y軸導(dǎo)軌320上。而各導(dǎo)軌與懸臂300的動(dòng)作由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)同步帶帶動(dòng)，具體的是，X軸同步帶200帶動(dòng)Z軸導(dǎo)軌410沿X軸導(dǎo)軌210水平滑移；，Z軸同步帶400帶動(dòng)懸臂300沿Z軸導(dǎo)軌410滑移；懸臂300上設(shè)置有Y軸導(dǎo)軌320，Y軸同步帶310帶動(dòng)抓手機(jī)構(gòu)500在Y軸導(dǎo)軌320上滑移。

如圖5所示，本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，抓手機(jī)構(gòu)500為吸盤(pán)式，包括起驅(qū)動(dòng)作用的伺服電機(jī)510、安裝伺服電機(jī)510的電機(jī)安裝板530、吸盤(pán)抓手520、安裝吸盤(pán)抓手520的吸盤(pán)安裝板570，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)吸盤(pán)安裝板570旋轉(zhuǎn)，也即抓手機(jī)構(gòu)在沿Y軸導(dǎo)軌滑移的動(dòng)作以外，還可以完成繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作。抓手組為吸盤(pán)式抓手組，吸盤(pán)式抓手組的氣動(dòng)回路安裝有壓力開(kāi)關(guān)。電機(jī)安裝板530的一側(cè)邊緣的下方裝設(shè)有兩個(gè)第二滑塊540，如圖1與圖3所示，懸臂300上設(shè)置有條形通孔，抓手機(jī)構(gòu)500穿過(guò)通孔通過(guò)兩端的導(dǎo)軌支撐，兩個(gè)第二滑塊540在導(dǎo)軌上可滑移設(shè)置。吸盤(pán)式抓手組包括偶數(shù)個(gè)吸盤(pán)抓手以及吸盤(pán)安裝板，所述吸盤(pán)抓手均勻分成兩排設(shè)置在所述吸盤(pán)安裝板上，所述控制系統(tǒng)通過(guò)不同的氣缸控制一排吸盤(pán)抓手，每排吸盤(pán)抓手動(dòng)作一致，兩排吸盤(pán)抓手之間動(dòng)作不同。如圖5所示，抓手機(jī)構(gòu)500還包括分線(xiàn)盒550以及行程開(kāi)關(guān)560。

本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)X軸同步帶200、Y軸同步帶310、Z軸同步帶400以及旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)作的四個(gè)分驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，分驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)以及減速機(jī)?？刂芞軸同步帶400平移的伺服電機(jī)為帶抱閘伺服電機(jī)。如圖4和圖1所示，主框架100為長(zhǎng)方體框架，長(zhǎng)方體框架由四個(gè)焊接成型的立柱110通過(guò)水平連桿120連接而成整體長(zhǎng)方體框架，立柱110與水平連桿通過(guò)連接板130與螺栓緊固，且長(zhǎng)方體框架的四個(gè)底角安裝有水平底板170支撐，并裝設(shè)斜板160提供穩(wěn)定性。主框架100的正面以及側(cè)面上設(shè)置有防護(hù)門(mén)和/或防護(hù)網(wǎng)140。主框架100上還裝設(shè)有安裝電機(jī)的電機(jī)安裝座150。此外，控制系統(tǒng)包括可編程控制器與觸摸屏600，可編程控制器的核心組件在電控箱610中。

本實(shí)用新型的懸臂式碼垛機(jī)器人實(shí)際工作時(shí)，碼垛機(jī)通過(guò)XYZ三軸運(yùn)動(dòng)使吸盤(pán)抓手520至抓取位抓取產(chǎn)品，然后上升至設(shè)定高度，在根據(jù)預(yù)先設(shè)定的產(chǎn)品垛形排列方式，剁手運(yùn)行至指定位置處放下產(chǎn)品而后返回抓取位抓取產(chǎn)品，如此循環(huán)進(jìn)行，直至碼完整個(gè)垛形。叉車(chē)將整個(gè)滿(mǎn)垛盤(pán)取走。而且碼垛機(jī)的控制系統(tǒng)可以包括可以檢測(cè)產(chǎn)品是否在抓取位的自動(dòng)定位系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)反饋給碼垛機(jī)是否進(jìn)行抓取動(dòng)作。并根據(jù)垛形的不同來(lái)指定吸盤(pán)抓手520是否需要旋轉(zhuǎn)。動(dòng)作流程可以通過(guò)觸摸屏600配合電控箱610預(yù)先設(shè)定，達(dá)成自動(dòng)化的操作。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述實(shí)施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。