阅读说明：本技术 一种基于搬运的桁架机械手 (Truss manipulator based on transport ) 是由 朱燕明 吴瑜华 于 2020-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于搬运的桁架机械手,包括桁架机械手支承框架、X轴行走梁架、Y1行走梁、Y2行走梁、Z轴行走柱和转轴支架；Y2行走梁安装在X轴行走梁架上,Y2行走梁可沿桁架机械手支承框架的Y轴方向滑动；Z轴行走柱和Y2行走梁连接,Z轴行走柱可沿桁架机械手支承框架的Z轴方向滑动；Y1行走梁可沿桁架机械手支承框架的Y轴方向滑动；X轴行走梁架和Y2行走梁连接,X轴行走梁架可沿桁架机械手支承框架的X轴方向滑动；Z轴行走柱的底部安装挂架；挂架上安装多组抓取组件；转轴支架固定在挂架上；转轴支架上安装转轴旋转组件,转轴旋转组件驱动挂架沿桁架机械手支承框架的A轴旋转。本发明节省人工,提高搬运效率。(The invention relates to a truss manipulator based on carrying, which comprises a truss manipulator supporting frame, an X-axis walking beam frame, a Y1 walking beam, a Y2 walking beam, a Z-axis walking column and a rotating shaft support, wherein the X-axis walking beam frame is arranged on the truss manipulator supporting frame; the Y2 walking beam is arranged on the X-axis walking beam frame, and the Y2 walking beam can slide along the Y-axis direction of the truss manipulator supporting frame; the Z-axis walking column is connected with the Y2 walking beam and can slide along the Z-axis direction of the truss manipulator supporting frame; the Y1 walking beam can slide along the Y-axis direction of the truss manipulator supporting frame; the X-axis walking beam frame is connected with the Y2 walking beam, and can slide along the X-axis direction of the truss manipulator supporting frame; a hanging frame is arranged at the bottom of the Z-axis travelling column; a plurality of groups of grabbing components are arranged on the hanging bracket; the rotating shaft bracket is fixed on the hanging frame; and a rotating shaft rotating assembly is arranged on the rotating shaft support and drives the support to rotate along the A axis of the truss manipulator support frame. The invention saves labor and improves the carrying efficiency.)

一种基于搬运的桁架机械手

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种基于搬运的桁架机械手。

背景技术

桁架机械手是一种建立在直角X、Y、Z三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备。其控制核心通过工业控制器(如：PLC，运动控制，单片机等)实现。通过控制器对各种输入(各种传感器，按钮等)信号的分析处理，做出一定的逻辑判断后，对各个输出元件(继电器，电机驱动器，指示灯等)下达执行命令，完成X，Y，Z三轴之间的联合运动，以此实现一整套的全自动作业流程。

现有的桁架机械手在使用过程中存在不足之处如下：1、现有的桁架机械手只能实现抓取、上料、下料和装卡的功能，不能实现旋转的操作；2、桁架机械手抓取载荷低，不能搬运过重的物料；3、桁架机械手在抓取工件的过程中，常常出现抓取不稳工件掉落的情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于搬运的桁架机械手。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于搬运的桁架机械手，包括桁架机械手支承框架、X轴行走梁架、Y1行走梁、Y2行走梁、Z轴行走柱和转轴支架；

所述Y2行走梁通过Y2轴传动组件安装在所述X轴行走梁架上，所述Y2行走梁可沿所述桁架机械手支承框架的Y轴方向滑动；

所述Z轴行走柱通过Z轴传动组件和所述Y2行走梁连接，所述Z轴行走柱可沿所述桁架机械手支承框架的Z轴方向滑动；

所述Y1行走梁通过Y1轴传动组件和所述Z轴行走柱连接，所述Y1行走梁可沿所述桁架机械手支承框架的Y轴方向滑动；

所述X轴行走梁架通过X轴传动组件和所述Y2行走梁连接，所述X轴行走梁架可沿所述桁架机械手支承框架的X轴方向滑动；

所述Y1行走梁的底部安装挂架；所述挂架上安装多组抓取组件；所述转轴支架固定在所述挂架上；所述转轴支架上安装转轴旋转组件，所述转轴旋转组件驱动所述挂架沿所述桁架机械手支承框架的A轴旋转。

其进一步的技术特征为：所述X轴传动组件包括第一连接板；所述第一连接板上水平铺设X轴滑动导轨；所述X轴滑动导轨上延其轴线方向设置X轴传动齿条，且所述X轴滑动导轨上还设置X轴导向块；所述X轴导向块和所述X轴行走梁架固定连接；

所述Y1轴传动组件包括第二连接板；所述第二连接板固定在所述Z轴行走柱的底部；所述第二连接板上设置第一Y轴滑动导轨；所述第一Y轴滑动导轨上延其轴线方向设置第一Y轴传动齿条，且所述第一Y轴滑动导轨上还设置第一Y轴导向块；所述Y1行走梁安装在所述第一Y轴导向块上；

所述Y2轴传动组件包括第二Y轴滑动导轨；所述第二Y轴滑动导轨固定在所述X轴行走梁架上；所述第二Y轴滑动导轨上延其轴线方向设置第二Y轴传动齿条，且所述第二Y轴滑动导轨上还设置第二Y轴导向块；所述Y2行走梁安装在所述第二Y轴导向块上；

所述Z轴传动组件包括第三连接板；所述第三连接板上固定Z轴直线导轨；所述第三连接板的两侧均通过滚动轴承安装Z轴丝杆；所述Z轴丝杆上套设丝块，所述Z轴丝杆的两侧均通过螺栓安装所述Z轴直线导轨，所述丝块的一端通过螺栓分别安装于所述Z轴行走柱的两侧，所述Z轴行走柱的两侧均通过螺栓安装与所述Z轴直线导轨组件对应的Z轴导向滑块；

所述转轴旋转组件包括第五伺服电机、相互啮合的主动轮和从动轮；所述第五伺服电机的输出轴穿过所述主动轮的中心。

其进一步的技术特征为：所述X轴传动组件还包括第一伺服电机和第一减速机；所述第一伺服电机的输出轴穿过所述X轴导向块，且所述第一伺服电机的输出轴和第一减速机的输出轴通过联轴器相连。

其进一步的技术特征为：所述Y1轴传动组件还包括第二伺服电机和第二减速机；所述第二伺服电机的输出轴穿过所述第一Y轴导向块，且所述第二伺服电机的输出轴和所述第二减速机的输出轴通过联轴器相连。

其进一步的技术特征为：所述Y2轴传动组件还包括第三伺服电机和第三减速机；所述第三伺服电机的输出轴穿过所述第二Y轴导向块，且所述第三伺服电机的输出轴和所述第三减速机的输出轴通过联轴器相连。

其进一步的技术特征为：所述Z轴传动组件还包括第四伺服电机和第四减速机；所述第四伺服电机的输出轴和所述Z轴丝杆通过联轴器相连，且所述第四伺服电机的输出轴和所述第四减速机的输出轴通过联轴器相连。

其进一步的技术特征为：所述抓取组件包括第一夹具和第二夹具；所述第一夹具为夹紧气缸；所述第一夹具固定在所述挂架上；所述第二夹具包括真空吸盘；所述真空吸盘固定在第四连接板上；所述第四连接板的一侧安装导轨，所述第四连接板沿所述导轨滑动；所述真空吸盘通过喷管连通真空发生器。

本发明的有益效果如下：

1、本发明提高行业的自动化程度，提高生产效率，减少用工的负担，提高生产的安全性和稳定性。

2、本发明操作简单。本发明基于直角坐标体系，其运动参数较为简单，同时，本发明可以实现抓取组件的旋转功能，方便转运工件。

3、本发明稳定。本发明增设真空吸盘，可以搬运不规则工件，防止工件在被抓取后的运输过程中掉落。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的侧视图。

图中：101、桁架机械手支承框架；102、X轴行走梁架；103、Y1行走梁；104、Y2行走梁；105、Z轴行走柱；106、转轴支架；107、挂架；200、X轴传动组件；201、第一连接板；202、X轴滑动导轨；203、X轴导向块；204、第一伺服电机；205、第一减速机；300、Y1轴传动组件；301、第二连接板；302、第一Y轴滑动导轨；303、第一Y轴导向块；304、第二伺服电机；305、第二减速机；400、Y2轴传动组件；401、第二Y轴滑动导轨；402、第二Y轴导向块；403、第三伺服电机；404、第三减速机；500、Z轴传动组件；501、第三连接板；502、Z轴直线导轨；503、Z轴丝杆；504、Z轴导向滑块；505、第四伺服电机；506、第四减速机；600、转轴旋转组件；601、第五伺服电机；602、主动轮；603、从动轮；700、抓取组件；701、第一夹具；702、第二夹具；703、第四连接板；704、导轨。

具体实施方式

关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。

下面结合附图，说明本实施例的具体实施方式。

图1为本发明的主视图，图2为本发明的侧视图。结合图1和图2，一种基于搬运的桁架机械手，包括桁架机械手支承框架101、X轴行走梁架102、Y1行走梁103、Y2行走梁104、Z轴行走柱105和转轴支架106。

X轴行走梁架102通过X轴传动组件200和Y2行走梁104连接，X轴行走梁架102可沿桁架机械手支承框架101的X轴方向滑动。X轴传动组件200包括第一连接板201。第一连接板201上水平铺设X轴滑动导轨202。X轴滑动导轨202上延其轴线方向设置X轴传动齿条，且X轴滑动导轨上还设置X轴导向块203。X轴导向块203和X轴行走梁架102固定连接。X轴传动组件200还包括第一伺服电机204和第一减速机205。第一伺服电机204的输出轴穿过X轴导向块203，且第一伺服电机204的输出轴和第一减速机205的输出轴通过联轴器相连。

Y2行走梁104通过Y2轴传动组件400安装在X轴行走梁架102上，Y2行走梁104可沿桁架机械手支承框架101的Y轴方向滑动。Y2轴传动组件400包括第二Y轴滑动导轨401。第二Y轴滑动导轨401固定在X轴行走梁架102上。第二Y轴滑动导轨401上延其轴线方向设置第二Y轴传动齿条，且第二Y轴滑动导轨401上还设置第二Y轴导向块402。Y2行走梁104安装在第二Y轴导向块402上。Y2轴传动组件400还包括第三伺服电机403和第三减速机404。第三伺服电机403的输出轴穿过第二Y轴导向块403，且第三伺服电机403的输出轴和第三减速机404的输出轴通过联轴器相连。

Z轴行走柱105通过Z轴传动组件500和Y2行走梁104连接，Z轴行走柱105可沿桁架机械手支承框架101的Z轴方向滑动。Z轴传动组件500包括第三连接板501。第三连接板501上固定Z轴直线导轨502。第三连接板501的两侧均通过滚动轴承安装Z轴丝杆503。Z轴丝杆503上套设丝块，Z轴丝杆503的两侧均通过螺栓安装Z轴直线导轨502，丝块的一端通过螺栓分别安装于Z轴行走柱105的两侧，Z轴行走柱105的两侧均通过螺栓安装与Z轴直线导轨502组件对应的Z轴导向滑块504。Z轴传动组件500还包括第四伺服电机505和第四减速机506。第四伺服电机505的输出轴和Z轴丝杆503通过联轴器相连，且第四伺服电机505的输出轴和第四减速机506的输出轴通过联轴器相连。

Y1行走梁103通过Y1轴传动组件300和Z轴行走柱105连接，Y1行走梁103可沿桁架机械手支承框架101的Y轴方向滑动。Y1轴传动组件300包括第二连接板301。第二连接板301固定在Z轴行走柱105的底部。第二连接板301上设置第一Y轴滑动导轨302。第一Y轴滑动导轨302上延其轴线方向设置第一Y轴传动齿条，且第一Y轴滑动导轨302上还设置第一Y轴导向块303。Y1行走梁103安装在第一Y轴导向块303上。Y1轴传动组件300还包括第二伺服电机304和第二减速机305。第二伺服电机304的输出轴穿过第一Y轴导向块303，且第二伺服电机304的输出轴和第二减速机305的输出轴通过联轴器相连。

Y1行走梁103的底部安装挂架107。挂架107上安装多组抓取组件700。抓取组件700包括第一夹具701和第二夹具702。第一夹具为夹紧气缸。第一夹具701固定在挂架107上。第二夹具702包括真空吸盘。真空吸盘固定在第四连接板703上。第四连接板703的一侧安装导轨704，第四连接板703沿导轨704滑动。真空吸盘通过喷管连通真空发生器。转轴支架106固定在挂架107上。转轴支架106上安装转轴旋转组件600，转轴旋转组件600驱动挂架107沿桁架机械手支承框架101的A轴旋转。转轴旋转组件600包括第五伺服电机601、相互啮合的主动轮602和从动轮603。第五伺服电机601的输出轴穿过主动轮602的中心。

本发明的工作原理如下：

本发明可以实现在流水线上各个工序之间的自动、准确和高效的无人化搬运，并提高整个产线的生产效率。

当本发明工作时，根据实际需要，启动第一伺服电机203和第一减速机204，由第一伺服电机203带动X轴导向块203滑移，同时启动第二伺服电机304、第二减速机305、第三伺服电机404和第三减速机405，由第二伺服电机304带动第一Y轴导向块303滑移，由第三伺服电机404带动第二Y轴导向块402滑移，从而使得抓取组件700运行至需要装卸工件的工位。

然后在第四伺服电机505和第四减速机506的驱动下使得抓取组件700下降，同时在下降过程中，第五伺服电机505驱动转轴组件600旋转，使得抓取组件700旋转到垂直位置。

第一夹具701夹紧工件，同时第二夹具702沿导轨704下降吸住工件，然后上升，转轴组件600可以旋转90°或180°。Z轴导向滑块504下降到工序位置。第一夹具701和第二夹具702松开后，将第一道工序加工完成并调整过位置的工件放置在工位上，其次抓取组件700再上升至旋转高度，X轴传动组件200、Y1轴传动组件300和Y2轴传动组件400同时动作，在Z轴导向滑块504上升的同时将抓取组件700回到初始位置，从而完成不同工位之间工件的快速搬运。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。