CN106078759A - 一种门桥式机械手*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种门桥式机械手***，包括门桥式机械手、收送料机构和主控计算机，门桥式机械手包括门式机架、横梁、横向导轨、竖向滑轨、移动机构和零件拾取机构，门式机架安装于左右排列的第一机床和第二机床之间，收送料机构包括收送料机架、收料电机、收料传送带、收料口、送料电机、送料传送带和送料口，门桥式机械手的控制输入端和收送料机构的控制输入端分别与主控计算机的控制输出端连接。门桥式机械手在主控计算机的控制下将零件在机床和收送料机构的收料口或送料口之间进行自动取放。本发明的机械手的移动部件减少，降低了误差，提高了定位精度；门桥式机械手更加有利于机床排布，可以布置实现一个机械手配套多个机床。

Description

一种门桥式机械手***
技术领域
本发明涉及一种机械手***，尤其涉及一种主要用于凸轮轴生产的门桥式机械手***。
背景技术
机械手在工业生产中应用广泛，对于增强工业自动化、提高生产效率具有重要作用。但是，在凸轮轴生产过程中，目前多采用手工装卸料，存在劳动强度大、工作效率低、易人为失误等缺陷；也有采用360度回转式机械手装置的，但是该机械手装置对应的机床需要采用U型布局，空间暂用大、造成物流混乱，同时回转式机械手由底座、回转支架、多机伸缩臂等组成，工作时各机构的累计误差较大，造成定位困难，降低了控制精度和工作效率。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种控制精度高且节省空间的门桥式机械手***。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种门桥式机械手***，包括门桥式机械手、收送料机构和主控计算机，所述门桥式机械手包括门式机架、横梁、横向导轨、竖向滑轨、移动机构和零件拾取机构，所述门式机架安装于左右排列的第一机床和第二机床之间，所述横梁安装于所述门式机架上并位于所述第一机床和所述第二机床的上方，所述横向导轨安装于所述横梁上，所述横向导轨的两端分别位于所述第一机床的上料口的上方和所述第二机床的上料口的上方，所述移动机构安装于所述横向导轨上并能够在自身控制下横向移动，所述竖向滑轨安装于所述移动机构上并能够在所述移动机构的控制下竖向移动，所述零件拾取机构安装于所述竖向滑轨的下端，所述零件拾取机构的下部设有横向并列排列的取料拾取头和放料拾取头；所述收送料机构包括收送料机架、收料电机、收料传送带、收料口、送料电机、送料传送带和送料口，所述收送料机架安装于所述门式机架的中部，所述收料传送带安装于所述收送料机架上并由所述收料电机驱动，所述收料口设于所述收料传送带的一端并位于所述放料拾取头的下方，所述送料传送带安装于所述收送料机架上并由所述送料电机驱动，所述送料口设于所述送料传送带的一端并位于所述取料拾取头的下方；所述移动机构的控制输入端、所述零件拾取机构的控制输入端、所述收料电机的控制输入端和所述送料电机的控制输入端分别与所述主控计算机的控制输出端连接。
上述结构中，门桥式机械手用于带动零件拾取机构进行上下左右的各方向移动，实现零件位置的变化；具体来说，门式机架用于作为安装基础，横梁用于安装横向导轨，横向导轨用于安装移动机构并便于移动机构进行精准横向移动，移动机构用于产生移动动力并在主控计算机的控制下移动且同时作为竖向滑轨的安装基础，竖向滑轨用于与移动机构配合被移动机构驱动进行上下移动且同时作为零件拾取机构的安装基础，零件拾取机构用于与竖向滑轨联动以带动自身结构中的拾取头上下移动并通过拾取头带动零件进行位置变化。收送料机构用于与门桥式机械手配合实现零件在机床和另外的储料架(或其它暂存零件的装置)之间的输送；具体来说，收送料机架用于作为安装基础，收料电机用于在主控计算机控制下驱动收料传送带带动加工后的零件从收料口输送到另外的储料架，在收料前门桥式机械手的放料拾取头会将加工后的零件放到收料口，送料电机用于在主控计算机控制下驱动送料传送带带动待加工的零件从另外的储料架输送送料口，以便于被门桥式机械手的取料拾取头取料。
作为优选，所述移动机构包括移动机架和安装于所述移动机架上的横向移动电机、横向移动减速机、横向传动齿轮、竖向移动电机、竖向移动减速机、竖向传动齿轮，所述横向移动电机通过所述横向移动减速机驱动所述横向传动齿轮旋转，所述横向传动齿轮与所述横向导轨上的轮齿啮合连接，所述竖向移动电机通过所述竖向移动减速机驱动所述竖向传动齿轮旋转，所述竖向传动齿轮与所述竖向滑轨上的轮齿啮合连接；所述零件拾取机构包括旋转器、取料气缸和放料气缸，所述旋转器安装于所述竖向滑轨的下端，所述取料气缸和所述放料气缸分别安装于所述旋转器上，所述取料气缸的活塞杆和所述放料气缸的活塞杆分别与所述取料拾取头和所述放料拾取头连接；所述横向移动电机的控制输入端、所述竖向移动电机的控制输入端、所述旋转器的控制输入端、所述取料气缸的控制输入端和所述放料气缸的控制输入端分别与所述主控计算机的控制输出端连接。上述移动机构能够实现零件拾取机构带动零件在上下左右任意方向的移动，上述零件拾取机构能够实现对零件的抓取、释放和360°方向旋转，从而从整体上全面满足零件的移动需求。
具体地，所述取料拾取头包括取料固定爪和取料活动爪，所述取料固定爪安装于所述旋转器上，所述取料活动爪与所述取料气缸的活塞杆连接；所述放料拾取头包括放料固定爪和取料活动爪，所述放料固定爪安装于所述旋转器上，所述放料活动爪与所述放料气缸的活塞杆连接。这种固定爪+活动爪的拾取结构尤其适用于凸轮轴的抓取和释放。
变了便于精确控制，所述收料电机、所述送料电机、所述横向移动电机和所述竖向移动电机均为步进电机。
本发明的有益效果在于：
本发明通过采用门桥式结构，使机械手的移动部件减少，避免了传统旋转式机械手的多节运动***的累计误差，对高精度定位加工设备的零件上料更加精准且安全可靠；门桥式机械手只有横向(水平)、竖向(垂直)位移，比回转定位精度更加可靠，在定位精度高的机械加工机床上使用更加可靠；门桥式机械手更加有利于机床排布，直线型的机位在生产节拍和空间允许的情况下，可以布置实现一个机械手配套多个(可多至4、5个)机床；通过采用固定爪和活动爪配合的拾取头结构，只需活动爪的较小角度变换，即可实现高、粗精度的零件拾取与分开，降低零件停留时间，提高生产效率；整个***通过同一台主控计算机实现自动收取零件的功能，且各部件之间配合更加紧密，协调度更高。
附图说明
图1是本发明所述门桥式机械手***的主视结构示意图，图中没有示出主控计算机和除收送料机架外的收送料机构；
图2是本发明所述门桥式机械手***的俯视结构示意图，图中没有示出主控计算机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明所述门桥式机械手***包括门桥式机械手17、收送料机构和主控计算机(图中未示)，门桥式机械手21包括门式机架10、横梁3、横向导轨19、竖向滑轨1、移动机构2和零件拾取机构5，门式机架10安装于左右排列的第一机床7和第二机床12之间，横梁3安装于门式机架10上并位于第一机床7和第二机床12的上方，横向导轨19安装于横梁3上，横向导轨19的两端分别位于第一机床7的上料口8的上方和第二机床12的上料口11的上方，移动机构2安装于横向导轨19上并能够在自身控制下横向移动，竖向滑轨1安装于移动机构2上并能够在移动机构2的控制下竖向移动，竖向滑轨1穿过移动机构2，零件拾取机构5安装于竖向滑轨1的下端，零件拾取机构5的下部设有横向并列排列的取料拾取头6和放料拾取头20；所述收送料机构包括收送料机架9、收料电机14、收料传送带16、收料口18、送料电机13、送料传送带15和送料口17，收送料机架9安装于门式机架10的中部，收料传送带16安装于收送料机架9上并由收料电机14驱动，收料口18设于收料传送带16的一端并位于放料拾取头20的下方，送料传送带15安装于收送料机架9上并由送料电机13驱动，送料口17设于送料传送带15的一端并位于取料拾取头6的下方；移动机构2的控制输入端、零件拾取机构5的控制输入端、收料电机14的控制输入端和送料电机13的控制输入端分别与主控计算机的控制输出端连接。
上述结构中，移动机构2的具体结构如下：包括移动机架和安装于所述移动机架上的横向移动电机、横向移动减速机、横向传动齿轮、竖向移动电机、竖向移动减速机、竖向传动齿轮，所述横向移动电机通过所述横向移动减速机驱动所述横向传动齿轮旋转，所述横向传动齿轮与所述横向导轨上的轮齿啮合连接，所述竖向移动电机通过所述竖向移动减速机驱动所述竖向传动齿轮旋转，所述竖向传动齿轮与所述竖向滑轨上的轮齿啮合连接。
零件拾取机构5的具体结构如下：包括旋转器、取料气缸和放料气缸，所述旋转器安装于所述竖向滑轨的下端，所述取料气缸和所述放料气缸分别安装于所述旋转器上，所述取料气缸的活塞杆和所述放料气缸的活塞杆分别与取料拾取头6和放料拾取头20连接；所述横向移动电机的控制输入端、所述竖向移动电机的控制输入端、所述旋转器的控制输入端、所述取料气缸的控制输入端和所述放料气缸的控制输入端分别与所述主控计算机的控制输出端连接。
上述取料拾取头6和放料拾取头20的结构相同，具体结构如下：取料拾取头6包括取料固定爪和取料活动爪，所述取料固定爪安装于所述旋转器上，所述取料活动爪与所述取料气缸的活塞杆连接；放料拾取头20包括放料固定爪和取料活动爪，所述放料固定爪安装于所述旋转器上，所述放料活动爪与所述放料气缸的活塞杆连接。
说明：上述移动机构2、零件拾取机构5、取料拾取头6和放料拾取头20的具体结构没有在图中示出，但从上面的描述可以确定其结构是清楚并能够完全理解的。
为了便于精确控制，上述收料电机14、送料电机13、所述横向移动电机和所述竖向移动电机均为步进电机。
图1中还示出了横梁加强筋板4。
如图1和图2所示，本门桥式机械手***的工作原理如下：
***启动，在主控计算机的控制下，门式机架10下方的送料电机13带动送料传送带15向前方运动，将待加工零件从储料架(或其它装置)送到送料口17，移动机构2启动竖向移动电机，竖向滑轨1带动零件拾取机构5下移至送料口17的上方，取料拾取头6打开，拾取待加工零件后合拢完成取料，然后移动机构2启动竖向移动电机反转使竖向滑轨1上移到预定位置，然后移动机构2启动横向移动电机带动竖向滑轨1横向移动至第一机床7的上料口8或第二机床12的上料口11的上方，移动机构2启动竖向移动电机，竖向滑轨1带动零件拾取机构5下移至靠近第一机床7的上料口8或第二机床12的上料口11的位置，取料拾取头6打开，将待加工零件放在对应机床的加工位置，然后竖向滑轨1上升，机床加工零件；在机床加工完毕、加工机床停机后，移动机构2启动竖向移动电机，竖向滑轨1带动零件拾取机构5下移至靠近加工后零件的位置，放料拾取头20打开，拾取加工后零件后合拢完成零件抓取，然后竖向滑轨1上升至预定位置，然后移动机构2启动横向移动电机带动竖向滑轨1横向移动至门式机架10的中部，然后移动机构2启动竖向移动电机，竖向滑轨1带动零件拾取机构5下移至收料口18的上方，放料拾取头20打开，将加工后零件放在收料口18，完成放料，移动机构2带动竖向滑轨1复位，收料电机14带动收料传送带16向后方运动，将加工后零件送到储料架，完成另加加工和输送。
上述过程为本门桥式机械手***的应用实施例之一，根据需要还可以有更多应用方式，在此不再一一赘述。
说明：根据需要，本实施例的两个机床也可以为更多个，只要将门式机架10安装于多个机床之间即可。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种门桥式机械手***，其特征在于：包括门桥式机械手、收送料机构和主控计算机，所述门桥式机械手包括门式机架、横梁、横向导轨、竖向滑轨、移动机构和零件拾取机构，所述门式机架安装于左右排列的第一机床和第二机床之间，所述横梁安装于所述门式机架上并位于所述第一机床和所述第二机床的上方，所述横向导轨安装于所述横梁上，所述横向导轨的两端分别位于所述第一机床的上料口的上方和所述第二机床的上料口的上方，所述移动机构安装于所述横向导轨上并能够在自身控制下横向移动，所述竖向滑轨安装于所述移动机构上并能够在所述移动机构的控制下竖向移动，所述零件拾取机构安装于所述竖向滑轨的下端，所述零件拾取机构的下部设有横向并列排列的取料拾取头和放料拾取头；所述收送料机构包括收送料机架、收料电机、收料传送带、收料口、送料电机、送料传送带和送料口，所述收送料机架安装于所述门式机架的中部，所述收料传送带安装于所述收送料机架上并由所述收料电机驱动，所述收料口设于所述收料传送带的一端并位于所述放料拾取头的下方，所述送料传送带安装于所述收送料机架上并由所述送料电机驱动，所述送料口设于所述送料传送带的一端并位于所述取料拾取头的下方；所述移动机构的控制输入端、所述零件拾取机构的控制输入端、所述收料电机的控制输入端和所述送料电机的控制输入端分别与所述主控计算机的控制输出端连接。
2.根据权利要求1所述的门桥式机械手***，其特征在于：所述移动机构包括移动机架和安装于所述移动机架上的横向移动电机、横向移动减速机、横向传动齿轮、竖向移动电机、竖向移动减速机、竖向传动齿轮，所述横向移动电机通过所述横向移动减速机驱动所述横向传动齿轮旋转，所述横向传动齿轮与所述横向导轨上的轮齿啮合连接，所述竖向移动电机通过所述竖向移动减速机驱动所述竖向传动齿轮旋转，所述竖向传动齿轮与所述竖向滑轨上的轮齿啮合连接；所述零件拾取机构包括旋转器、取料气缸和放料气缸，所述旋转器安装于所述竖向滑轨的下端，所述取料气缸和所述放料气缸分别安装于所述旋转器上，所述取料气缸的活塞杆和所述放料气缸的活塞杆分别与所述取料拾取头和所述放料拾取头连接；所述横向移动电机的控制输入端、所述竖向移动电机的控制输入端、所述旋转器的控制输入端、所述取料气缸的控制输入端和所述放料气缸的控制输入端分别与所述主控计算机的控制输出端连接。
3.根据权利要求2所述的门桥式机械手***，其特征在于：所述取料拾取头包括取料固定爪和取料活动爪，所述取料固定爪安装于所述旋转器上，所述取料活动爪与所述取料气缸的活塞杆连接；所述放料拾取头包括放料固定爪和取料活动爪，所述放料固定爪安装于所述旋转器上，所述放料活动爪与所述放料气缸的活塞杆连接。
4.根据权利要求2或3所述的门桥式机械手***，其特征在于：所述收料电机、所述送料电机、所述横向移动电机和所述竖向移动电机均为步进电机。
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