一種龍門式智能上下料的機械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及龍門式機械手技術領域，具體涉及一種龍門式智能上下料的機械手，其結構包括龍門框架，龍門框架包括立柱和與立柱固接的橫梁，還包括垂直設置于龍門框架的第一滑軌，立柱設置于第一滑軌上，能夠沿第一滑軌滑動；橫梁設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，伸縮手臂設置有用于拿取材料的拿取機構和用于檢測材料與拿取機構之間距離的距離檢測傳感器，通過龍門框架設置第一滑軌，解決了以往龍門框架不可滑動的問題，再通過設置圖像采集裝置和距離檢測傳感器，解決以往需預先對待拿取材料或工作臺進行定位或對刀的問題。
【專利說明】
一種龍門式智能上下料的機械手
技術領域
[0001]本實用新型涉及龍門式機械手技術領域，具體涉及一種龍門式智能上下料的機械手。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的迅速發展，生產的自動化程度也在不斷提升，機械手被用于各種工業生產中來替代工人操作。目前的龍門數控加工中心，龍門式機械手模仿人體上肢的部分功能，對其進行自動控制設定，使其按照預定要求進行上料和下料的工作，從而增加產能，降低人力成本。
[0003]目前市場上龍門式機械手的傳動方式可分為電機驅動、液壓驅動和氣壓驅動，其中液壓傳動精度最高且成本也高，電機驅動成本低且精度差。目前，絕大多數的龍門式機械手的結構包括3軸傳動組件、拿取機構和龍門架，其中龍門框架通常是不可滑動的，然而機械手只能在對應的龍門框架中進行上下料，無法在多臺設備之間進行上下料工作，若多臺設備都需要設置上下料機械手，則需設置多臺上下料機械手，無疑增加了成本而且占據較大的位置，除此之外，在上下料的過程中，絕大多數機械手都需要對待拿取材料和工作臺進行定位或對刀，再設置相關參數才能夠實現智能的上下料，若將工作臺或材料稍作移動，則需要重新設定參數，對上下料這個過程造成麻煩，降低工作效率。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的之一在于針對現有技術中的不足，而提供一種工作效率較高、能夠在多臺設備之間上下料的龍門式智能上下料的機械手。
[0005]本實用新型的目的通過以下技術方案實現:
[0006]提供一種龍門式智能上下料的機械手，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，還包括垂直設置于所述龍門框架的第一滑軌，所述立柱設置于所述第一滑軌上，能夠沿所述第一滑軌滑動;所述橫梁設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，所述伸縮手臂設置有用于拿取材料的拿取機構和用于檢測材料與所述拿取機構之間距離的距離檢測傳感器。
[0007]其中，還包括固接于所述立柱底端的第一滑板和用于驅動所述第一滑板在所述第一滑軌上滑動的Y軸傳動機構。
[0008]其中，￥軸傳動機構包括電機、絲杠和絲杠螺母，所述電機驅動所述絲杠，所述絲杠套設有所述絲杠螺母，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動所述第二滑板在所述第二滑軌上滑動的X軸傳動機構，所述圖像采集裝置設于所述第二滑板上。
[0010]其中，所述X軸傳動機構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、沿所述橫梁滑動的第三滑軌、驅動所述第三滑板沿所述第三滑軌滑動的第一 Z軸傳動機構和驅動所述第四滑板沿所述第三滑板滑動的第二 Z軸傳動機構，所述距離檢測傳感器和所述拿取機構均設于所述第四滑板的底端。
[0012]其中，所述第一Z軸傳動機構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，所述第二浮動接頭固接于所述第三滑板;所述第二 Z軸傳動機構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，所述第三浮動接頭固接于所述第四滑板。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]本實用新型的一種龍門式智能上下料的機械手中，包括垂直設置于所述龍門框架的第一滑軌，所述立柱設置于所述第一滑軌上，能夠沿所述第一滑軌滑動;所述橫梁設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，所述伸縮手臂設置有用于拿取材料的拿取機構和用于檢測材料與所述拿取機構之間距離的距離檢測傳感器。通過在所述立柱底端設置第一滑軌使龍門框架能沿第一滑軌滑動，進而使該機械手能在多個設備之間移動送料，解決以往龍門框架不可滑動且需設置多個機械手的問題，再通過圖像采集裝置采集圖像判斷待拿取材料或工作臺的位置，進而控制伸縮手臂至待拿取材料或工作臺的上方，再通過距離檢測器檢測待拿取材料或工作臺與拿取機構之間的距離，進而控制伸縮手臂去拿取材料或放置材料，解決以往需預先對待拿取材料或工作臺進行定位或對刀的問題，精準的檢測目標位置提高了工作效率，故本實用新型具有工作效率較高、能夠在多臺設備之間上下料的特點。
【附圖說明】
[0015]利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
[0016]圖1為本實用新型的一種龍門式智能上下料的機械手的第一個視角的結構示意圖。
[0017]圖2為圖1中A處的放大示意圖。
[0018]圖3為本實用新型的一種龍門式智能上下料的機械手的第二個視角的結構示意圖。
[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軸傳動機構，21-絲杠，22-絲杠螺母，23-電機，24-第一滑軌，25-第一滑板；
[0022]3-X軸傳動機構，31-第一氣缸，32-第一氣缸頂桿，33-第一浮動接頭，34-第二滑軌，35-第二滑板；
[0023]4-第一 Z軸傳動機構，41-第二氣缸，42-第二氣缸頂桿，43-第二浮動接頭，44-第三滑軌，45-第三滑板；
[0024]5-第二 Z軸傳動機構，51-第三氣缸，52-第三氣缸頂桿，53-第三浮動接頭，55-第四滑板；
[0025]6-拿取機構；
[0026]7-圖像采集裝置；
[0027]8-距離檢測傳感器。
【具體實施方式】
[0028]結合以下實施例對本實用新型作進一步描述。
[0029]如圖1至圖3所示，本實施例的一種龍門式智能上下料的機械手，其結構包括龍門框架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垂直設置于龍門框架I，立柱12底端設有能沿第一滑軌24滑動的第一滑板25，具體的，還設有驅動第一滑板25沿第一滑軌24滑動的Y軸傳動機構2，Y軸傳動機構2的結構具體為第一滑板25與絲杠螺母22固定連接，絲杠螺母22套設在絲杠21上，絲杠21的端部驅動安裝有伺服電機23，若伺服電機23被驅動，伺服電機23驅動絲杠21轉動，進而套設在絲杠21上的絲杠螺母22沿第一滑軌24移動(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，進而實現本實施例的機械手沿Y軸方向移動，其中，Y軸傳動機構2采用絲杠21機構，能夠承載較重的物件，而且其傳動精度比一般的機械傳動較為精確，從而實現龍門框架I連同該機械手能夠在多臺設備之間移動。
[0030]本實施例中，請見圖3，橫梁11設有伸縮手臂，伸縮手臂能夠沿橫梁11滑動，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還設有驅動第二滑板35沿橫梁11滑動的X軸傳動機構3，具體的，X軸傳動機構3包括第一氣缸頂桿32、第一氣缸31和第一浮動接頭33，第一氣缸31固定安裝于第二滑軌34的后側方，第一浮動接頭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，電磁閥(圖中未畫出)打開，第一氣缸31充氣推動第一氣缸頂桿32沿X軸方向運動，進而第一氣缸頂桿32帶動第一浮動接頭33和與第一浮動接頭33固接的第二滑板35沿X軸方向滑動，使第二滑板35在第二滑軌34上滑動，進而實現伸縮手臂沿著X軸方向滑動，而且采用氣缸的氣動傳動方式不僅滑動高效快速，且傳動精度比機械傳動要高。橫梁11還設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，具體的，在本實施例中圖像采集裝置7固定安裝于上述的X軸傳動機構3上，當然也可通過另外一個X軸傳動機構3在橫梁11上進行滑動。
[0031]本實施例中，請見圖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、驅動第三滑板45在第三滑軌44上滑動的第一 Z軸傳動機構4以及驅動第四滑板55在第三滑板45上滑動的第二Z軸傳動機構5，其中，第一Z軸機構包括第二氣缸41、第二氣缸頂桿42和第二浮動接頭43，第二氣缸頂桿42與第二浮動接頭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的側方，第二浮動接頭43通過螺栓固定連接第三滑板45。第二 Z軸傳動機構5包括第三氣缸51、第三氣缸頂桿52和第三浮動接頭53，第三氣缸頂桿52與第三浮動接頭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的側方，第三浮動接頭53通過螺栓固定連接第四滑板55。具體的，工作時，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)同時打開，第二氣缸41充氣推動第二氣缸頂桿42沿Z軸方向滑動，進而帶動第二浮動接頭43和與第二浮動接頭43固接的第三滑板45沿Z軸方向滑動；上述第二氣缸41充氣過程中，同樣的第三氣缸51充氣推動第三氣缸頂桿52沿Z軸方向滑動，進而帶動第三浮動接頭53和與第三浮動接頭53固接的第四滑板55沿Z軸方向滑動，上述同時充氣的過程，使第三滑板45沿第三滑軌44滑動的同時，第四滑板55也沿第三滑板45滑動，以使第三滑板45與第四滑板55同時向Z軸方向滑動，進而形成伸縮手臂，在Z軸方向可滑動的距離比一般的機械手要長，而且上述充氣過程可同時進行，進而使手臂能夠以較快的速度伸出。另外，伸縮手臂還設置有用于拿取材料的拿取機構6和用于檢測材料與拿取機構6之間距離的距離檢測傳感器8，具體的，拿取機構6和距離檢測傳感器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軸驅動機構和X軸傳動機構3，然后Y軸驅動機構和X軸驅動機構驅動本實施例的機械手移動至待拿取材料的上方，再通過距離檢測傳感器8獲取拿取機構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軸傳動機構4和第二Z軸傳動機構5驅動拿取機構6去拿取材料，然后圖像采集裝置7再獲取工作臺的位置信息并反饋給X軸傳動機構3和Y軸傳動機構2，把伸縮手臂控制至工作臺的上方，距離檢測傳感器8再獲取拿取機構6與工作臺之間的距離信息且反饋至伸縮手臂，最后第一 Z軸傳動機構4和第二 Z軸傳動機構5根據反饋的距離信息驅動拿取機構6把材料放置在工作臺，從而實現上料動作，其中下料工作原理與上料相同，在此不再進行贅述。上述方式解決以往需預先對待拿取材料或工作臺進行定位或對刀的問題，通過圖像采集裝置7與距離檢測裝置結合運用，從而精準的確定目標所在位置，從而進行上下料，該方式提高了工作效率，故本實施例的機械手具有工作效率較高的特點。
[0033]另外，在橫梁11上還可以設置多個伸縮手臂，由此在橫梁11下方設置多臺設備，進而能夠同時對多臺設備進行上下料工作，更加高效快速地提高工作效率，使該機械手能夠適用于不同的工作環境。
[0034]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.一種龍門式智能上下料的機械手，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:還包括垂直設置于所述龍門框架的第一滑軌，所述立柱設置于所述第一滑軌上，能夠沿所述第一滑軌滑動;所述橫梁設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，所述伸縮手臂設置有用于拿取材料的拿取機構和用于檢測材料與所述拿取機構之間距離的距離檢測傳感器。2.根據權利要求1所述的一種龍門式智能上下料的機械手，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動所述第一滑板在所述第一滑軌上滑動的Y軸傳動機構。3.根據權利要求2所述的一種龍門式智能上下料的機械手，其特征在于:Y軸傳動機構包括電機、絲杠和絲杠螺母，所述電機驅動所述絲杠，所述絲杠套設有所述絲杠螺母，所述絲杠螺母與所述第一滑板固接。4.根據權利要求1所述的一種龍門式智能上下料的機械手，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動所述第二滑板在所述第二滑軌上滑動的X軸傳動機構，所述圖像采集裝置設于所述第二滑板上。5.根據權利要求4所述的一種龍門式智能上下料的機械手，其特征在于:所述X軸傳動機構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，所述第一浮動接頭固接于所述第二滑板。6.根據權利要求1所述的一種龍門式智能上下料的機械手，其特征在于:所述伸縮手臂包括第三滑板、第四滑板、沿所述橫梁滑動的第三滑軌、驅動所述第三滑板沿所述第三滑軌滑動的第一 Z軸傳動機構和驅動所述第四滑板沿所述第三滑板滑動的第二 Z軸傳動機構，所述距離檢測傳感器和所述拿取機構均設于所述第四滑板的底端。7.根據權利要求6所述的一種龍門式智能上下料的機械手，其特征在于:所述第一Z軸傳動機構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，所述第二浮動接頭固接于所述第三滑板;所述第二 Z軸傳動機構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，所述第三浮動接頭固接于所述第四滑板。
【文檔編號】B25J18/02GK205630619SQ201620392444
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】王榮華, 劉玲, 王景學, 武艷慧, 牛海霞
【申請人】內蒙古機電職業技術學院