悬挂轨道式多臂铸造机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种悬挂轨道式多臂铸造机器人，包括行走装置、回转装置、升降装置、工作臂安装座、第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂、第四工作臂和环形轨道，在四条工作臂的末端执行器上除了设有气动手爪外，还设有抛光打磨机、气动风镐和等离子切割器等清理作业工具。本发明专利技术的行走装置采用四点悬挂支撑的方式，可实现机器人长距离稳定移动行走，四条工作臂可联合作业，四个气动手爪和四个清理工具可灵活转换，也可实现多工具同步作业，能够满足大重量、大体积和形状复杂铸件的识别、搬运、翻转、调姿、清砂、切割和抛光打磨等清理作业的需要，提高了铸件清理作业的效率和质量，降低了操作人员的劳动强度和生产成本。

Suspension track type multi arm casting robot

The invention discloses a hanging rail type multi arm casting robot, including walking device, rotary arm device, lifting device, mounting base, the first working arm, working arm, second arm, third arm work and fourth ring rail four at the end of the working arm actuators with pneumatic gripper outside also, a polishing machine, pneumatic picks and plasma cutter cleaning tools etc.. The walking device of the invention adopts four point suspension supporting mode, can realize the long distance stable mobile robot walking, four arm joint operations, four pneumatic gripper and four cleaning tools can be flexible conversion, also can realize multi tool synchronous operation, which can meet the need of great weight, large volume, shape and identification complex casting handling, turning, adjusting, cleaning, cutting and polishing and cleaning operation, improve the efficiency and quality of casting cleaning work, reduce the labor intensity of operators and production cost.

【技术实现步骤摘要】
悬挂轨道式多臂铸造机器人
本专利技术属于铸造机器人设备
，特别涉及一种悬挂轨道式多臂铸造机器人。
技术介绍
在铸件生产过程中，经常需要搬运并调整铸件的姿态，以及完成对铸件的各种清理作业。在生产中不仅要清除型芯和芯铁，切除浇口、冒口、增肉、拉筋，以及割筋、飞边、毛刺等金属多余物，清除铸件粘砂和表面异物，打磨平整铸件表面。大多数铸件至今仍主要依靠手工工具和风冲、风铲、高速手提式砂轮、悬挂砂轮等半机械化工具作业。外形不太复杂的铸件也有采用通用冲压机械和锯床的，当铸件批量大时则采用专用机床或专用生产线以实现自动化作业。铸钢件大多用氧气切割或气电切割。气电切割是利用电极与铸件间形成电弧产生的高温使金属熔化或氧化，同时用高压高速气流将熔融物吹净以达到清除铸件的飞边、毛刺和凸出物。这种方法不仅用以切割浇冒口也可用以平整铸件表面。但气电切割有产生弧光、烟气和噪声的缺点。铸件分型面上的毛刺、内浇口和浇冒口残余是铸件难免存在的结构，特别是异形铸件更是如此，必须进行清磨处理，以往铸件清理全靠人工进行清磨，工作效率极其低下，工作环境恶劣，人工成本高和劳动强度大。人工清理铸件过程中，异形铸件需要清理的部位多，结构厚大，清理困难，工作效率低下；而且人工清理不易控制，常导致铸件质量不稳定；异形铸件由于需要清理的部位很多，工人需要不停搬运铸件变换角度才能清理干净；清理产生的微细粉尘，散布整个车间，严重影响工人身体健康；更重要的是工人的安全得不到保证。铸件的搬运和姿态调整一般采用人工搬运或者简单的机械装置辅助进行，人工参与度高，耗费工时多，增加了制造成本，延缓了制造进度。因此，迫切需要设计一种能够同时满足铸件的搬运、调姿和清理作业清理需求，尤其是满足大重量、大体积和复杂铸件的清理作业需求的自动化装置，来提高铸件清理作业的工作效率，保证铸件产品质量。针对铸件搬运与清理中存在的问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。申请号为200810137471.1的中国专利公开了一种悬挂式接管焊接机器人，由电气滑环部分、摆动机构伸缩机构和手动升降调整机构构成，通过旋转机构和伸缩机构实现不同形状接管的自动焊接，但该技术方案只能实现单臂式作业，无法实现多臂联合作业。申请号为200710176284的中国专利公开了履带式多臂杆移动机器人，由手臂工作装置和履带行走装置组成，可替代人工在多种复杂路面上进行工作，但在抓取工件时稳定性较差，无法满足复杂铸件的作业要求。申请号为201410438219.X的中国专利公开了一种具有多臂搬运的机器人，由导轨、个别驱动的多臂等部件构成，能够同时装载及提起按既定节距单位上下装载货物(基板或晶片等)，但在搬运中均采用单臂单独工作，且只能进行简单平移和抓取。申请号为201710121995.3的中国专利公开了一种悬挂式汽车座椅立体焊接机器人，单臂式机器人本体通过外滑轮和内滑轮悬挂在外环形轨道和内环形轨道上并可沿着外环形轨道和内环形轨道移动行走，该方案采用两点悬挂固定方式，稳定性较差。申请号为201620856209.2的中国专利公开了一种自动化铸件清理装置，包括机器人、刀具库、刀具、回转工作台及控制器，使用动力头抓取刀具对待清理铸件进行清理，回转工作台可旋转，使持清理铸件位于机器人的清理范围内。申请号为201510512610.4的中国专利提出一种紧凑型机器人自动化打磨装置，使用机器人抓铸件移至打磨装置进行打磨，这类自动化打磨装置存在以下缺点：1)机器人负载能力有限，不能承载太重的铸件；2)打磨过程中的进给运动为铸件的移动，不适合体积大的铸件。申请号为201610072103.8的中国专利公开了一种铸件清理单元及清理方法，采用两台固定在地面不同工位的机器人抓取铸件进行打磨等清理作业，不仅工作效率低，而且机器人工作空间小。随着铸造技术水平的提高，大型铸件的生产及对铸件搬运、调姿和清理自动化的需求也越来越多。现有技术方案中多采用单臂机器人单机或多机作业，无法满足大重量、大体积和复杂异形铸件的搬运、调姿及清理作业需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种悬挂轨道式多臂铸造机器人，能够用于大重量、大体积和形状复杂铸件的识别、搬运、翻转、调姿、清砂、切割和抛光打磨等作业的铸造机器人，提高铸件清理作业的效率和质量，降低劳动强度和生产成本，可克服现有技术的缺陷。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。一种悬挂轨道式多臂铸造机器人，包括行走部、调节部和多臂执行部。其特征在于：所述的行走部包括行走装置和环形轨道，所述的环形轨道包括外环形轨道和内环形轨道；所述的行走装置用于驱动本专利技术沿着外环形轨道和内环形轨道移动行走，所述的行走装置包括外轮架、内轮架、驱动轮、支承轮、导向轮、张紧轮和吊架，所述的外轮架有两个且并列布置在外环形轨道上，所述的外轮架与外环形轨道之间通过驱动轮、支承轮、导向轮和张紧轮相连接，在每个外轮架上安装的驱动轮、支承轮、导向轮和张紧轮的数量均为一；所述的内轮架有两个且并列布置在内环形轨道上，所述的内轮架与内环形轨道之间通过支承轮、导向轮和张紧轮相连接，在每个内轮架上安装有两个支承轮、一个导向轮和一个张紧轮；所述的驱动轮与支承轮的外直径和轮宽均相同，且轴线位于同一水平面上，安装在外轮架上的驱动轮与支承轮位于外轮架的中上部，安装在内轮架上的两组支承轮位于内轮架的中上部，安装在外轮架上的导向轮位于外轮架的顶部外侧，安装在内轮架上的导向轮位于内轮架的顶部外侧，安装在外轮架上的张紧轮位于外轮架的底部中间位置，安装在内轮架上的张紧轮位于内轮架的底部中间位置；在所述的驱动轮内设有驱动马达，用于为驱动轮的行走提供驱动动力，所述的驱动马达采用液压伺服马达或气动伺服马达或伺服减速电机。所述的吊架有两个，两个吊架的顶部分别与外轮架、内轮架通过铰链相连接；所述的外环形轨道和内环形轨道的直线段保持平行等距，所述的外环形轨道和内环形轨道的弧线段保持同心等距，所述的外环形轨道与内环形轨道之间通过连接板相固连；所述的外环形轨道和内环形轨道固定安装在车间的屋顶上。两个吊架的顶部与外轮架、内轮架相连接的四个铰链的轴线相互平行，且均垂直于水平面。所述的张紧轮包括张紧轮架、张紧轮体、导向轴、压缩弹簧和防脱块，用于本专利技术沿着外环形轨道和内环形轨道移动行走时为行走装置提供张紧力。其中，张紧轮体安装在张紧轮架的顶部，且在张紧轮体内部设有滚动轴承，所述的张紧轮体的转轴两端与张紧轮架之间通过过渡配合的方式相连接；所述的导向轴的顶部与张紧轮架通过焊接的方式相固连，导向轴的下端安装在外轮架或内轮架上，且与外轮架或内轮架之间通过间隙配合的方式相连接；所述的压缩弹簧套装在导向轴上，且位于张紧轮架与外轮架或内轮架之间，用于为张紧轮提供张紧力；所述的防脱块位于导向轴的下端，且与导向轴之间通过螺钉相固连，用于防止导向轴脱离外轮架或内轮架；所述的导向轴、压缩弹簧和防脱块的数量均为二。所述的调节部包括回转装置和升降装置，所述的回转装置用于实现本专利技术的回转装置以下部分绕回转装置的轴线旋转，所述的升降装置用于实现本专利技术在垂直方向的升降。所述的回转装置包括回转法兰、回转座、回转筒体、回转体、回转电机和主动齿轮。其中，起连接作用的回转法兰的外圈通过螺栓固定安装在行走本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬挂轨道式多臂铸造机器人，包括行走部、调节部和多臂执行部，其特征在于：所述的行走部包括行走装置和环形轨道，所述的环形轨道包括外环形轨道和内环形轨道；所述的行走装置包括外轮架、内轮架、驱动轮、支承轮、导向轮、张紧轮和吊架，所述的外轮架有两个且并列布置在外环形轨道上，所述的外轮架与外环形轨道之间通过驱动轮、支承轮、导向轮和张紧轮相连接，在每个外轮架上安装的驱动轮、支承轮、导向轮和张紧轮的数量均为一；两个内轮架并列布置在内环形轨道上，且与内环形轨道之间通过支承轮、导向轮和张紧轮相连接，在每个内轮架上安装有两个支承轮、一个导向轮和一个张紧轮；所述的驱动轮与支承轮的外直径和轮宽均相同，且轴线位于同一水平面上，安装在外轮架上的驱动轮与支承轮位于外轮架的中上部，安装在内轮架上的两组支承轮位于内轮架的中上部，安装在外轮架上的导向轮位于外轮架的顶部外侧，安装在内轮架上的导向轮位于内轮架的顶部外侧，安装在外轮架上的张紧轮位于外轮架的底部中间位置，安装在内轮架上的张紧轮位于内轮架的底部中间位置；两个吊架的顶部分别与外轮架、内轮架通过铰链相连接；所述的外环形轨道和内环形轨道的直线段保持平行等距，所述的外环形轨道和内环形轨道的弧线段保持同心等距，所述的外环形轨道与内环形轨道之间通过连接板相固连；所述的外环形轨道和内环形轨道固定安装在车间的屋顶上；所述的调节部包括回转装置和升降装置，所述的回转装置包括回转法兰、回转座、回转筒体、回转体、回转电机和主动齿轮，所述的回转法兰的外圈固定安装在行走装置的吊架底部，回转法兰的内圈与回转座相固连；所述的回转座位于回转筒体内且与回转法兰通过螺钉相连接，所述的回转座与回转筒体之间通过两个止推轴承和一个径向轴承相连接，所述的回转体位于回转筒体的下方，且与回转筒体通过螺钉相固连，在回转体的内侧面上设有内齿圈，在回转体的底部设有螺纹盲孔，在回转体的顶部设有螺栓孔，所述的回转电机位于回转座内的底部，所述的主动齿轮安装在回转电机的输出轴上，在回转电机的输出轴的末端还设有轴端挡圈，且与回转电机的输出轴固连，所述的主动齿轮与回转体的内齿圈保持内啮合；所述的回转电机采用伺服减速电机；所述的升降装置包括升降座和电动推杆，所述的升降座位于回转体的下方且与回转体通过螺钉相连接，所述的电动推杆有四根，且对称布置在升降座的下方，所述的电动推杆的上端与升降座通过螺栓相连接；所述的多臂执行部包括工作臂安装座、第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂，所述的工作臂安装座位于升降装置的下方，且与电动推杆的下端通过螺栓相连接，所述的第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂均为五自由度关节式串联机械臂，其上端均固定安装在工作臂安装座上，第一工作臂和第四工作臂对称布置在工作臂安装座的下方，第二工作臂和第三工作臂的结构完全相同且对称布置在工作臂安装座的下方。...

【技术特征摘要】
1.一种悬挂轨道式多臂铸造机器人，包括行走部、调节部和多臂执行部，其特征在于：所述的行走部包括行走装置和环形轨道，所述的环形轨道包括外环形轨道和内环形轨道；所述的行走装置包括外轮架、内轮架、驱动轮、支承轮、导向轮、张紧轮和吊架，所述的外轮架有两个且并列布置在外环形轨道上，所述的外轮架与外环形轨道之间通过驱动轮、支承轮、导向轮和张紧轮相连接，在每个外轮架上安装的驱动轮、支承轮、导向轮和张紧轮的数量均为一；两个内轮架并列布置在内环形轨道上，且与内环形轨道之间通过支承轮、导向轮和张紧轮相连接，在每个内轮架上安装有两个支承轮、一个导向轮和一个张紧轮；所述的驱动轮与支承轮的外直径和轮宽均相同，且轴线位于同一水平面上，安装在外轮架上的驱动轮与支承轮位于外轮架的中上部，安装在内轮架上的两组支承轮位于内轮架的中上部，安装在外轮架上的导向轮位于外轮架的顶部外侧，安装在内轮架上的导向轮位于内轮架的顶部外侧，安装在外轮架上的张紧轮位于外轮架的底部中间位置，安装在内轮架上的张紧轮位于内轮架的底部中间位置；两个吊架的顶部分别与外轮架、内轮架通过铰链相连接；所述的外环形轨道和内环形轨道的直线段保持平行等距，所述的外环形轨道和内环形轨道的弧线段保持同心等距，所述的外环形轨道与内环形轨道之间通过连接板相固连；所述的外环形轨道和内环形轨道固定安装在车间的屋顶上；所述的调节部包括回转装置和升降装置，所述的回转装置包括回转法兰、回转座、回转筒体、回转体、回转电机和主动齿轮，所述的回转法兰的外圈固定安装在行走装置的吊架底部，回转法兰的内圈与回转座相固连；所述的回转座位于回转筒体内且与回转法兰通过螺钉相连接，所述的回转座与回转筒体之间通过两个止推轴承和一个径向轴承相连接，所述的回转体位于回转筒体的下方，且与回转筒体通过螺钉相固连，在回转体的内侧面上设有内齿圈，在回转体的底部设有螺纹盲孔，在回转体的顶部设有螺栓孔，所述的回转电机位于回转座内的底部，所述的主动齿轮安装在回转电机的输出轴上，在回转电机的输出轴的末端还设有轴端挡圈，且与回转电机的输出轴固连，所述的主动齿轮与回转体的内齿圈保持内啮合；所述的回转电机采用伺服减速电机；所述的升降装置包括升降座和电动推杆，所述的升降座位于回转体的下方且与回转体通过螺钉相连接，所述的电动推杆有四根，且对称布置在升降座的下方，所述的电动推杆的上端与升降座通过螺栓相连接；所述的多臂执行部包括工作臂安装座、第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂，所述的工作臂安装座位于升降装置的下方，且与电动推杆的下端通过螺栓相连接，所述的第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂均为五自由度关节式串联机械臂，其上端均固定安装在工作臂安装座上，第一工作臂和第四工作臂对称布置在工作臂安装座的下方，第二工作臂和第三工作臂的结构完全相同且对称布置在工作臂安装座的下方。2.根据权利要求1所述的一种悬挂轨道式多臂铸造机器人，其特征在于：所述的第一工作臂包括第一肩部电机、第一肩座、第一大臂电机、第一大臂、第一小臂电机、第一小臂、第一带传动装置和第一末端执行器，所述的第一肩部电机固定安装在工作臂安装座上，所述的第一肩座位于工作臂安装座的下方且与第一肩部电机的输出法兰相连接；所述的第一大臂的上端与第一肩座通过第一大臂电机相连接，第一大臂的下端与第一小臂的上端通过第一小臂电机相连接；所述的第一末端执行器位于第一工作臂的最下端，且与第一小臂通过铰链和第一带传动装置相连接，所述的第一带传动装置安装在第一小臂的第一小臂体一侧的空腔内，在所述的第一小臂体外设有第一封盖；所述的第一末端执行器包括第一腕部电机、第一叉形架、第一气动手爪和抛光打磨机，所述的第一腕部电机的顶部与第一小臂体的下端通过铰链和第一带传动装置相连接，所述的第一叉形架的顶部与第一腕部电机的输出轴相固连，所述的第一气动手爪固定安装在第一叉形架的一侧，所述的抛光打磨机固定安装在第一叉形架的另一侧；所述的第一带传动装置包括第一摆腕电机、第一主动带轮、第一传动带、第一从动带轮和第一从动轴，所述的第一摆腕电机安装在第一小臂体的上端，所述的第一主动带轮固定安装在第一摆腕电机的输出轴上，所述的第一主动带轮与第一从动带轮通过第一传动带相连接，所述的第一从动带轮安装在第一从动轴的一端，第一从动轴的另一端与第一腕部电机的壳体相固连；所述的第三工作臂包括第三肩部电机、第三肩座、第三大臂电机、第三大臂、第三小臂电机、第三小臂、第三带传动装置和第三末端执行器，所述的第三肩部电机固定安装在工作臂安装座上，所述的第三肩座位于工作臂安装座的下方且与第三肩部电机的输出法兰相连接；所述的第三大臂的上端与第三肩座通过第三大臂电机相连接，第三大臂的下端与第三小臂的上端通过第三小臂电机相连接；所述的第三末端执行器位于第三工作臂的最下端，且与第三小臂的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成军，郭永存，邾志伟，沈豫浙，郑艳，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34