一種龍門式智能上下料的機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及龍門式機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，其結(jié)構(gòu)包括龍門框架，龍門框架包括立柱和與立柱固接的橫梁，還包括垂直設(shè)置于龍門框架的第一滑軌，立柱設(shè)置于第一滑軌上，能夠沿第一滑軌滑動(dòng)；橫梁設(shè)有伸縮手臂和用于獲取材料位置的圖像采集裝置，伸縮手臂和圖像采集裝置能夠沿橫梁滑動(dòng)，伸縮手臂設(shè)置有用于拿取材料的拿取機(jī)構(gòu)和用于檢測(cè)材料與拿取機(jī)構(gòu)之間距離的距離檢測(cè)傳感器，通過龍門框架設(shè)置第一滑軌，解決了以往龍門框架不可滑動(dòng)的問題，再通過設(shè)置圖像采集裝置和距離檢測(cè)傳感器，解決以往需預(yù)先對(duì)待拿取材料或工作臺(tái)進(jìn)行定位或?qū)Φ兜膯栴}。
【專利說明】
一種龍門式智能上下料的機(jī)械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及龍門式機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種龍門式智能上下料的機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)的自動(dòng)化程度也在不斷提升，機(jī)械手被用于各種工業(yè)生產(chǎn)中來替代工人操作。目前的龍門數(shù)控加工中心，龍門式機(jī)械手模仿人體上肢的部分功能，對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制設(shè)定，使其按照預(yù)定要求進(jìn)行上料和下料的工作，從而增加產(chǎn)能，降低人力成本。
[0003]目前市場(chǎng)上龍門式機(jī)械手的傳動(dòng)方式可分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)，其中液壓傳動(dòng)精度最高且成本也高，電機(jī)驅(qū)動(dòng)成本低且精度差。目前，絕大多數(shù)的龍門式機(jī)械手的結(jié)構(gòu)包括3軸傳動(dòng)組件、拿取機(jī)構(gòu)和龍門架，其中龍門框架通常是不可滑動(dòng)的，然而機(jī)械手只能在對(duì)應(yīng)的龍門框架中進(jìn)行上下料，無法在多臺(tái)設(shè)備之間進(jìn)行上下料工作，若多臺(tái)設(shè)備都需要設(shè)置上下料機(jī)械手，則需設(shè)置多臺(tái)上下料機(jī)械手，無疑增加了成本而且占據(jù)較大的位置，除此之外，在上下料的過程中，絕大多數(shù)機(jī)械手都需要對(duì)待拿取材料和工作臺(tái)進(jìn)行定位或?qū)Φ?，再設(shè)置相關(guān)參數(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)智能的上下料，若將工作臺(tái)或材料稍作移動(dòng)，則需要重新設(shè)定參數(shù)，對(duì)上下料這個(gè)過程造成麻煩，降低工作效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種工作效率較高、能夠在多臺(tái)設(shè)備之間上下料的龍門式智能上下料的機(jī)械手。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]提供一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，包括龍門框架，所述龍門框架包括立柱和與所述立柱固接的橫梁，還包括垂直設(shè)置于所述龍門框架的第一滑軌，所述立柱設(shè)置于所述第一滑軌上，能夠沿所述第一滑軌滑動(dòng);所述橫梁設(shè)有伸縮手臂和用于獲取材料位置的圖像采集裝置，所述伸縮手臂和所述圖像采集裝置能夠沿所述橫梁滑動(dòng)，所述伸縮手臂設(shè)置有用于拿取材料的拿取機(jī)構(gòu)和用于檢測(cè)材料與所述拿取機(jī)構(gòu)之間距離的距離檢測(cè)傳感器。
[0007]其中，還包括固接于所述立柱底端的第一滑板和用于驅(qū)動(dòng)所述第一滑板在所述第一滑軌上滑動(dòng)的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0008]其中，￥軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、絲杠和絲杠螺母，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲杠，所述絲杠套設(shè)有所述絲杠螺母，所述絲杠螺母與所述第一滑板固接。
[0009]其中，還包括第二滑板、固定安裝于所述橫梁的第二滑軌和驅(qū)動(dòng)所述第二滑板在所述第二滑軌上滑動(dòng)的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述圖像采集裝置設(shè)于所述第二滑板上。
[0010]其中，所述X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括具有第一氣缸頂桿的第一氣缸和與所述第一氣缸頂桿固接的第一浮動(dòng)接頭，所述第一氣缸固定安裝于所述第二滑軌，所述第一浮動(dòng)接頭固接于所述第二滑板。
[0011]其中，所述伸縮手臂包括第三滑板、第四滑板、沿所述橫梁滑動(dòng)的第三滑軌、驅(qū)動(dòng)所述第三滑板沿所述第三滑軌滑動(dòng)的第一 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)所述第四滑板沿所述第三滑板滑動(dòng)的第二 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述距離檢測(cè)傳感器和所述拿取機(jī)構(gòu)均設(shè)于所述第四滑板的底端。
[0012]其中，所述第一Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括具有第二氣缸頂桿的第二氣缸和與所述第二氣缸頂桿固接的第二浮動(dòng)接頭，所述第二氣缸固定安裝于所述第三滑軌，所述第二浮動(dòng)接頭固接于所述第三滑板;所述第二 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括具有第三氣缸頂桿的第三氣缸和與所述第三氣缸頂桿固接的第三浮動(dòng)接頭，所述第三氣缸固定安裝于所述第三滑板，所述第三浮動(dòng)接頭固接于所述第四滑板。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:
[0014]本實(shí)用新型的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手中，包括垂直設(shè)置于所述龍門框架的第一滑軌，所述立柱設(shè)置于所述第一滑軌上，能夠沿所述第一滑軌滑動(dòng);所述橫梁設(shè)有伸縮手臂和用于獲取材料位置的圖像采集裝置，所述伸縮手臂和所述圖像采集裝置能夠沿所述橫梁滑動(dòng)，所述伸縮手臂設(shè)置有用于拿取材料的拿取機(jī)構(gòu)和用于檢測(cè)材料與所述拿取機(jī)構(gòu)之間距離的距離檢測(cè)傳感器。通過在所述立柱底端設(shè)置第一滑軌使龍門框架能沿第一滑軌滑動(dòng)，進(jìn)而使該機(jī)械手能在多個(gè)設(shè)備之間移動(dòng)送料，解決以往龍門框架不可滑動(dòng)且需設(shè)置多個(gè)機(jī)械手的問題，再通過圖像采集裝置采集圖像判斷待拿取材料或工作臺(tái)的位置，進(jìn)而控制伸縮手臂至待拿取材料或工作臺(tái)的上方，再通過距離檢測(cè)器檢測(cè)待拿取材料或工作臺(tái)與拿取機(jī)構(gòu)之間的距離，進(jìn)而控制伸縮手臂去拿取材料或放置材料，解決以往需預(yù)先對(duì)待拿取材料或工作臺(tái)進(jìn)行定位或?qū)Φ兜膯栴}，精準(zhǔn)的檢測(cè)目標(biāo)位置提高了工作效率，故本實(shí)用新型具有工作效率較高、能夠在多臺(tái)設(shè)備之間上下料的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]利用附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0016]圖1為本實(shí)用新型的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手的第一個(gè)視角的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1中A處的放大示意圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手的第二個(gè)視角的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖1至圖3中包括有:
[0020]1-龍門框架，11-橫梁，12-立柱；
[0021 ] 2-Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，21-絲杠，22-絲杠螺母，23-電機(jī)，24-第一滑軌，25-第一滑板；
[0022]3-X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，31-第一氣缸，32-第一氣缸頂桿，33-第一浮動(dòng)接頭，34-第二滑軌，35-第二滑板；
[0023]4-第一 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，41-第二氣缸，42-第二氣缸頂桿，43-第二浮動(dòng)接頭，44-第三滑軌，45-第三滑板；
[0024]5-第二 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，51-第三氣缸，52-第三氣缸頂桿，53-第三浮動(dòng)接頭，55-第四滑板；
[0025]6-拿取機(jī)構(gòu)；
[0026]7-圖像采集裝置；
[0027]8-距離檢測(cè)傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0028]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0029]如圖1至圖3所示，本實(shí)施例的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，其結(jié)構(gòu)包括龍門框架I，龍門框架I包括立柱12和與立柱12固接的橫梁11，第一滑軌24垂直設(shè)置于龍門框架I，立柱12底端設(shè)有能沿第一滑軌24滑動(dòng)的第一滑板25，具體的，還設(shè)有驅(qū)動(dòng)第一滑板25沿第一滑軌24滑動(dòng)的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2，Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)具體為第一滑板25與絲杠螺母22固定連接，絲杠螺母22套設(shè)在絲杠21上，絲杠21的端部驅(qū)動(dòng)安裝有伺服電機(jī)23，若伺服電機(jī)23被驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)23驅(qū)動(dòng)絲杠21轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而套設(shè)在絲杠21上的絲杠螺母22沿第一滑軌24移動(dòng)(圖1中Y軸方向)，因絲杠螺母22與第一滑板25固接，因此第一滑板25連同龍門框架I一并沿第一滑軌24滑動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的機(jī)械手沿Y軸方向移動(dòng)，其中，Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2采用絲杠21機(jī)構(gòu)，能夠承載較重的物件，而且其傳動(dòng)精度比一般的機(jī)械傳動(dòng)較為精確，從而實(shí)現(xiàn)龍門框架I連同該機(jī)械手能夠在多臺(tái)設(shè)備之間移動(dòng)。
[0030]本實(shí)施例中，請(qǐng)見圖3，橫梁11設(shè)有伸縮手臂，伸縮手臂能夠沿橫梁11滑動(dòng)，具體的，橫梁11上方固接有第二滑軌34和與第二滑軌34滑動(dòng)連接的第二滑板35，伸縮手臂與第二滑板35固定連接，橫梁11還設(shè)有驅(qū)動(dòng)第二滑板35沿橫梁11滑動(dòng)的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，具體的，X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括第一氣缸頂桿32、第一氣缸31和第一浮動(dòng)接頭33，第一氣缸31固定安裝于第二滑軌34的后側(cè)方，第一浮動(dòng)接頭33通過螺栓分別固接第二滑板35和第一氣缸頂桿32。具體的，工作時(shí)，電磁閥(圖中未畫出)打開，第一氣缸31充氣推動(dòng)第一氣缸頂桿32沿X軸方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而第一氣缸頂桿32帶動(dòng)第一浮動(dòng)接頭33和與第一浮動(dòng)接頭33固接的第二滑板35沿X軸方向滑動(dòng)，使第二滑板35在第二滑軌34上滑動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)伸縮手臂沿著X軸方向滑動(dòng)，而且采用氣缸的氣動(dòng)傳動(dòng)方式不僅滑動(dòng)高效快速，且傳動(dòng)精度比機(jī)械傳動(dòng)要高。橫梁11還設(shè)有用于獲取材料位置的圖像采集裝置7，圖像采集裝置7能夠沿橫梁11滑動(dòng)，具體的，在本實(shí)施例中圖像采集裝置7固定安裝于上述的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3上，當(dāng)然也可通過另外一個(gè)X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3在橫梁11上進(jìn)行滑動(dòng)。
[0031]本實(shí)施例中，請(qǐng)見圖1和圖2，伸縮手臂還包括作為伸縮手臂支撐的第三滑軌44，第三滑軌44與第二滑板35固定連接，伸縮手臂還包括第三滑板45、第四滑板55、驅(qū)動(dòng)第三滑板45在第三滑軌44上滑動(dòng)的第一 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4以及驅(qū)動(dòng)第四滑板55在第三滑板45上滑動(dòng)的第二Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5，其中，第一Z軸機(jī)構(gòu)包括第二氣缸41、第二氣缸頂桿42和第二浮動(dòng)接頭43，第二氣缸頂桿42與第二浮動(dòng)接頭43固接，第二氣缸41垂直(沿Z軸方向)固定安裝于第一滑軌24的側(cè)方，第二浮動(dòng)接頭43通過螺栓固定連接第三滑板45。第二 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括第三氣缸51、第三氣缸頂桿52和第三浮動(dòng)接頭53，第三氣缸頂桿52與第三浮動(dòng)接頭53固接，第三氣缸51垂直(沿Z軸方向)固定安裝于第三滑板45的側(cè)方，第三浮動(dòng)接頭53通過螺栓固定連接第四滑板55。具體的，工作時(shí)，第二氣缸41的氣閥(圖中未畫出)和第三氣缸51的氣閥(圖中未畫出)同時(shí)打開，第二氣缸41充氣推動(dòng)第二氣缸頂桿42沿Z軸方向滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第二浮動(dòng)接頭43和與第二浮動(dòng)接頭43固接的第三滑板45沿Z軸方向滑動(dòng)；上述第二氣缸41充氣過程中，同樣的第三氣缸51充氣推動(dòng)第三氣缸頂桿52沿Z軸方向滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第三浮動(dòng)接頭53和與第三浮動(dòng)接頭53固接的第四滑板55沿Z軸方向滑動(dòng)，上述同時(shí)充氣的過程，使第三滑板45沿第三滑軌44滑動(dòng)的同時(shí)，第四滑板55也沿第三滑板45滑動(dòng)，以使第三滑板45與第四滑板55同時(shí)向Z軸方向滑動(dòng)，進(jìn)而形成伸縮手臂，在Z軸方向可滑動(dòng)的距離比一般的機(jī)械手要長，而且上述充氣過程可同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)而使手臂能夠以較快的速度伸出。另外，伸縮手臂還設(shè)置有用于拿取材料的拿取機(jī)構(gòu)6和用于檢測(cè)材料與拿取機(jī)構(gòu)6之間距離的距離檢測(cè)傳感器8，具體的，拿取機(jī)構(gòu)6和距離檢測(cè)傳感器8固定安裝于上述第四滑板55的底端。
[0032]在上料的過程中，在橫梁11上滑動(dòng)的圖像采集裝置7采集待拿取材料的位置信息并且反饋至Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，然后Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)本實(shí)施例的機(jī)械手移動(dòng)至待拿取材料的上方，再通過距離檢測(cè)傳感器8獲取拿取機(jī)構(gòu)6與待拿取材料之間的距離信息且反饋至伸縮手臂，然后伸縮手臂的第一Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4和第二Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)拿取機(jī)構(gòu)6去拿取材料，然后圖像采集裝置7再獲取工作臺(tái)的位置信息并反饋給X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2，把伸縮手臂控制至工作臺(tái)的上方，距離檢測(cè)傳感器8再獲取拿取機(jī)構(gòu)6與工作臺(tái)之間的距離信息且反饋至伸縮手臂，最后第一 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4和第二 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5根據(jù)反饋的距離信息驅(qū)動(dòng)拿取機(jī)構(gòu)6把材料放置在工作臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)上料動(dòng)作，其中下料工作原理與上料相同，在此不再進(jìn)行贅述。上述方式解決以往需預(yù)先對(duì)待拿取材料或工作臺(tái)進(jìn)行定位或?qū)Φ兜膯栴}，通過圖像采集裝置7與距離檢測(cè)裝置結(jié)合運(yùn)用，從而精準(zhǔn)的確定目標(biāo)所在位置，從而進(jìn)行上下料，該方式提高了工作效率，故本實(shí)施例的機(jī)械手具有工作效率較高的特點(diǎn)。
[0033]另外，在橫梁11上還可以設(shè)置多個(gè)伸縮手臂，由此在橫梁11下方設(shè)置多臺(tái)設(shè)備，進(jìn)而能夠同時(shí)對(duì)多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行上下料工作，更加高效快速地提高工作效率，使該機(jī)械手能夠適用于不同的工作環(huán)境。
[0034]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，包括龍門框架，所述龍門框架包括立柱和與所述立柱固接的橫梁，其特征在于:還包括垂直設(shè)置于所述龍門框架的第一滑軌，所述立柱設(shè)置于所述第一滑軌上，能夠沿所述第一滑軌滑動(dòng);所述橫梁設(shè)有伸縮手臂和用于獲取材料位置的圖像采集裝置，所述伸縮手臂和所述圖像采集裝置能夠沿所述橫梁滑動(dòng)，所述伸縮手臂設(shè)置有用于拿取材料的拿取機(jī)構(gòu)和用于檢測(cè)材料與所述拿取機(jī)構(gòu)之間距離的距離檢測(cè)傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，其特征在于:還包括固接于所述立柱底端的第一滑板和用于驅(qū)動(dòng)所述第一滑板在所述第一滑軌上滑動(dòng)的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，其特征在于:Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、絲杠和絲杠螺母，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲杠，所述絲杠套設(shè)有所述絲杠螺母，所述絲杠螺母與所述第一滑板固接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，其特征在于:還包括第二滑板、固定安裝于所述橫梁的第二滑軌和驅(qū)動(dòng)所述第二滑板在所述第二滑軌上滑動(dòng)的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述圖像采集裝置設(shè)于所述第二滑板上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，其特征在于:所述X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括具有第一氣缸頂桿的第一氣缸和與所述第一氣缸頂桿固接的第一浮動(dòng)接頭，所述第一氣缸固定安裝于所述第二滑軌，所述第一浮動(dòng)接頭固接于所述第二滑板。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，其特征在于:所述伸縮手臂包括第三滑板、第四滑板、沿所述橫梁滑動(dòng)的第三滑軌、驅(qū)動(dòng)所述第三滑板沿所述第三滑軌滑動(dòng)的第一 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)所述第四滑板沿所述第三滑板滑動(dòng)的第二 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述距離檢測(cè)傳感器和所述拿取機(jī)構(gòu)均設(shè)于所述第四滑板的底端。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種龍門式智能上下料的機(jī)械手，其特征在于:所述第一Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括具有第二氣缸頂桿的第二氣缸和與所述第二氣缸頂桿固接的第二浮動(dòng)接頭，所述第二氣缸固定安裝于所述第三滑軌，所述第二浮動(dòng)接頭固接于所述第三滑板;所述第二 Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括具有第三氣缸頂桿的第三氣缸和與所述第三氣缸頂桿固接的第三浮動(dòng)接頭，所述第三氣缸固定安裝于所述第三滑板，所述第三浮動(dòng)接頭固接于所述第四滑板。
【文檔編號(hào)】B25J18/02GK205630619SQ201620392444
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】王榮華, 劉玲, 王景學(xué), 武艷慧, 牛海霞
【申請(qǐng)人】內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院