双臂多轴龙门式机械手及使用该机械手的生产流水线制造技术

本发明专利技术的双臂多轴龙门式机械手，包括多个立柱、相对置的第一、第二X向横梁以及两端分别设置在第一、第二X向横梁上的第一、第二Y向横梁，在第一Y向横梁上设有第一Z向竖梁，在第一Z向竖梁下端设有第一末端多轴结构和第一夹紧装置，在第二Y向横梁上设有第二Z向竖梁，在第二Z向竖梁下端设有第二末端多轴结构和第二夹紧装置，第一、第二X向横梁上各自设有X向直线驱动机构，第一、第二Y向横梁上各自设有Y向直线驱动机构，第一、第二Z向竖梁上各自设有Z向直线驱动机构，第一末端多轴结构包括第一水平轴旋转结构和垂直轴旋转结构，第二末端多轴结构包括第二水平轴旋转结构，控制系统采用统一坐标系统实时监控第一、第二臂的各部件的位置。

【技术实现步骤摘要】
双臂多轴龙门式机械手及使用该机械手的生产流水线
本专利技术涉及一种生产流水线，特别涉及一种具有通用性的双臂多轴龙门式机械手及使用该双臂多轴龙门式机械手的生产流水线。
技术介绍
对于各类工厂的组装生产工艺，主要可以归类为码垛、插件、压入、粘贴、锁螺丝等等。不同产品的组装动作不一致，采用传统的气动+伺服自动化结构很难满足要求，采用普通的四轴或六轴机械手存在效率低及成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种精度高、稳定性好、结构简单、工作范围广、成本较低的具有较强通用性的双臂多轴龙门机械手及使用该机械手及的生产流水线的技术方案。用以实现上述目的的双臂多轴龙门机械手的技术方案，包括：多个立柱；相对置的第一、第二X向横梁，架设在所述多个立柱的上方；以及第一、第二臂Y向横梁，两端分别设置在所述相对置的第一X向横梁和第二X向横梁上，其特征在于，第一臂包括所述第一臂Y向横梁、第一臂Z向竖梁、第一臂末端多轴结构以及第一臂夹紧装置，所述第一臂Z向竖梁设在所述第一臂Y向横梁上，所述第一臂末端多轴结构设在所述第一臂Z向竖梁下端，所述第一臂夹紧装置设在所述第一臂末端多轴结构的下端，第二臂包括所述第二臂Y向横梁、第二臂Z向竖梁、第二臂末端多轴结构以及第二臂夹紧装置，所述第二臂Z向竖梁设在所述第二臂Y向横梁上，所述第二臂末端多轴结构设在所述第二臂Z向竖梁下端，所述第二臂夹紧装置设在该第二臂末端多轴结构的下端，所述第一X向横梁和所述第二X向横梁上各自设有X向直线驱动机构，所述第一臂Y向横梁和所述第二臂Y向横梁上各自设有Y向直线驱动机构，所述第一臂Z向竖梁和所述第二臂Z向竖梁上各自设有Z向直线驱动机构，其中，所述X向和Y向相垂直，所述Z向与由所述X向和所述Y向构成的平面相垂直，其中，所述第一臂末端多轴结构包括第一臂水平轴旋转结构和垂直轴旋转结构，所述第二臂末端多轴结构包括第二臂水平轴旋转结构，所述第一臂水平轴旋转结构由第一臂水平旋转驱动伺服电机驱动，所述垂直轴旋转结构由垂直旋转驱动伺服电机驱动，第二臂水平轴旋转结构由第二臂水平旋转驱动伺服电机驱动，该双臂多轴龙门式机械手包括控制系统，该控制系统采用统一的坐标系统实时监控所述第一臂和所述第二臂的各部件的位置。优选上述双臂多轴龙门式机械手的技术方案中，所述第一、第二X向横梁、所述第一、第二臂Y向横梁和所述第一、第二臂Z向竖梁上分别设有直线滑轨，所述X向直线驱动机构、所述Y向直线驱动机构、所述Z向直线驱动机构分别包括：设在相应的所述直线滑轨上的齿条；设在所述齿条上的滑动机构，包括滑块和该滑块上的活动托板；直线驱动伺服电机，设在所述滑动机构上；以及与所述齿条结合的齿轮，安装在行星减速机上，由所述直线驱动伺服电机进行驱动，所述第一、第二臂Y向横梁的两端分别设在所述第一X向横梁和所述第二X向横梁上的所述滑动机构上，所述第一臂Z向横梁设在所述第一Y向横梁上的所述滑动机构上，所述第二臂Z向横梁设在所述第二Y向横梁上的所述滑动机构上，所述第一臂末端多轴结构的一端设在所述第一臂Z向横梁上的所述滑动机构上，所述第二臂末端多轴结构的一端设在所述第二臂Z向横梁上的所述滑动机构上。优选上述双臂多轴龙门式机械手的技术方案中，所述滑动机构与所述直线驱动伺服电机之间设有预紧消隙板，用以消除所述齿轮和所述齿条之间的间隙。优选上述双臂多轴龙门式机械手的技术方案中，所述第一、第二臂末端多轴结构上分别设有机器视觉装置，所述机器视觉装置包括工业相机和视觉光源，所述视觉光源由红、绿、蓝色三种颜色的环形发光二极管构成，每一个颜色分为各自单独控制的4个光源单元，共计由12个光源单元构成，对于每一种新产品，所述控制系统控制红、绿、蓝色三种颜色的各光源单元以中等程度单独发光和组合发光，同时拍摄物料图像提取图像对比度及边缘锐度以判别当前产品适合哪一种颜色组合，然后，自动调整各光源亮度的同时拍摄图像提取图像对比度及边缘锐度以判别产品适合的亮度组合，再根据图像中亮度区域的均衡状况调整各光源单元的亮度，以求得最佳照明效果，之后自动保存12个光源单元的控制电流参数，并且，所述控制系统自动评估当前图像的亮度是否与理想亮度存在差异，从而自动调整曝光时间来拍摄物料图像，以取得适合当前物料的最佳图像。优选上述双臂多轴龙门式机械手的技术方案中，在所述机器视觉装置附近设有激光位置传感器，用于在用所述工业相机拍摄物料前，先由所述激光位移传感器测量与物料表面之间的距离；所述控制系统根据已知的所述激光位移传感器与所述工业相机之间距离以及所测量的所述激光位移传感器测量与物料表面之间的距离，计算出所述工业相机与物料表面之间的距离，并根据该工业相机与物料表面之间距离调整所述工业相机高度，以确保每次检测时物距一致。优选上述双臂多轴龙门式机械手的技术方案中，所述第一、第二X向横梁由相同规格的梁体构成，在所述梁体的一端或两端设有模组连接结构，用以连接多个梁体来构建三个以上龙门结构。优选所述控制系统将所述第一X向横梁和第二X向横梁中某一X向横梁作为主动轴，将另一X向横梁作为从动轴，在所述双臂多轴龙门式机械手调试过程中，所述控制系统控制所述主动轴和所述从动轴上的各臂同步进行原点回归动作，以保证主从轴位置一致，在所述双臂多轴龙门式机械手运行过程中，所述控制系统实时监控各臂在所述第一X向横梁和所述第二X向横梁上的偏差值，如发现有偏差过大超过设定阈值时，立即自动补偿位置，从而保证双轴同步。优选所述控制系统将所述各臂的各部件控制成，在各部件的每个运动循环结束后，使得被驱动的各部件自动回归到机械原点位置，当快接近原点位置时减速而以低速接近原点，并进行原点搜索，当搜索到原点信号时，再次减速，以当前位置作为坐标零点来进行坐标自动归零，从而消除累计误差。用以实现上述目的的生产流水线的技术方案，包括：滚子链条；放置在所述滚子链条上的工装托板；以及设在所述工装托板上方的上述双臂多轴龙门式机械手。优选上述生产流水线的技术方案中，还包括：光电传感器，用以感应所述工装托板；以及限位气缸，用于定位所述工装托板。上述双臂多轴龙门式机械手，具有精度高、稳定性好、结构简单、工作范围广、成本较低、较强通用性。另外，上述双臂多轴龙门式机械手整体可作为一个模组单元，可通过模组连接结构等模块化结构，连接多个梁体来构建三个以上龙门结构来适用于生产流水线。附图说明图1是示出本专利技术的一优选实施例的双臂多轴龙门式机械手的示意图。图2是示出上述实施例的双臂多轴龙门式机械手的另一方向示意图。图3是示出上述实施例中滚子链流水线的具体示意图。图4是示出上述实施例中X向、Y向、Z向直线驱动机构的放大示意图。图5是示出上述实施例中X向、Y向、Z向直线驱动机构的局部放大示意图。附图标记说明如下：1立柱，2高度调整螺栓，3X1向横梁，4直线滑轨，5第一臂X1向直线驱动伺服电机，6第一臂Y向横梁，7第一臂Z向直线驱动伺服电机，8第一臂Y向驱动伺服电机，9第一臂X2向直线驱动伺服电机，10X2向横梁，11X2向齿条，12第二臂Y向横梁，13第二臂X2向直线驱动伺服电机，14模组连接块，15第二臂Y向驱动伺服电机，16第二臂Z向驱动伺服电机，17第二臂X1向直线驱动伺服电机，18工装托板，19滚子链，20第二臂夹紧装置，21第二臂夹紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双臂多轴龙门式机械手，包括：多个立柱；相对置的第一、第二X向横梁，架设在所述多个立柱的上方；以及第一、第二臂Y向横梁，两端分别设置在所述相对置的第一X向横梁和第二X向横梁上，其特征在于，第一臂包括所述第一臂Y向横梁、第一臂Z向竖梁、第一臂末端多轴结构以及第一臂夹紧装置，所述第一臂Z向竖梁设在所述第一臂Y向横梁上，所述第一臂末端多轴结构设在所述第一臂Z向竖梁下端，所述第一臂夹紧装置设在所述第一臂末端多轴结构的下端，第二臂包括所述第二臂Y向横梁、第二臂Z向竖梁、第二臂末端多轴结构以及第二臂夹紧装置，所述第二臂Z向竖梁设在所述第二臂Y向横梁上，所述第二臂末端多轴结构设在所述第二臂Z向竖梁下端，所述第二臂夹紧装置设在该第二臂末端多轴结构的下端，所述第一X向横梁和所述第二X向横梁上各自设有X向直线驱动机构，所述第一臂Y向横梁和所述第二臂Y向横梁上各自设有Y向直线驱动机构，所述第一臂Z向竖梁和所述第二臂Z向竖梁上各自设有Z向直线驱动机构，其中，所述X向和Y向相垂直，所述Z向与由所述X向和所述Y向构成的平面相垂直，其中，所述第一臂末端多轴结构包括第一臂水平轴旋转结构和垂直轴旋转结构，所述第二臂末端多轴结构包括第二臂水平轴旋转结构，所述第一臂水平轴旋转结构由第一臂水平旋转驱动伺服电机驱动，所述垂直轴旋转结构由垂直旋转驱动伺服电机驱动，第二臂水平轴旋转结构由第二臂水平旋转驱动伺服电机驱动，该双臂多轴龙门式机械手包括控制系统，该控制系统采用统一的坐标系统实时监控所述第一臂和所述第二臂的各部件的位置。...

【技术特征摘要】
1.一种双臂多轴龙门式机械手，包括：多个立柱；相对置的第一、第二X向横梁，架设在所述多个立柱的上方；以及第一、第二臂Y向横梁，两端分别设置在所述相对置的第一X向横梁和第二X向横梁上，其特征在于，第一臂包括所述第一臂Y向横梁、第一臂Z向竖梁、第一臂末端多轴结构以及第一臂夹紧装置，所述第一臂Z向竖梁设在所述第一臂Y向横梁上，所述第一臂末端多轴结构设在所述第一臂Z向竖梁下端，所述第一臂夹紧装置设在所述第一臂末端多轴结构的下端，第二臂包括所述第二臂Y向横梁、第二臂Z向竖梁、第二臂末端多轴结构以及第二臂夹紧装置，所述第二臂Z向竖梁设在所述第二臂Y向横梁上，所述第二臂末端多轴结构设在所述第二臂Z向竖梁下端，所述第二臂夹紧装置设在该第二臂末端多轴结构的下端，所述第一X向横梁和所述第二X向横梁上各自设有X向直线驱动机构，所述第一臂Y向横梁和所述第二臂Y向横梁上各自设有Y向直线驱动机构，所述第一臂Z向竖梁和所述第二臂Z向竖梁上各自设有Z向直线驱动机构，其中，所述X向和Y向相垂直，所述Z向与由所述X向和所述Y向构成的平面相垂直，其中，所述第一臂末端多轴结构包括第一臂水平轴旋转结构和垂直轴旋转结构，所述第二臂末端多轴结构包括第二臂水平轴旋转结构，所述第一臂水平轴旋转结构由第一臂水平旋转驱动伺服电机驱动，所述垂直轴旋转结构由垂直旋转驱动伺服电机驱动，第二臂水平轴旋转结构由第二臂水平旋转驱动伺服电机驱动，该双臂多轴龙门式机械手包括控制系统，该控制系统采用统一的坐标系统实时监控所述第一臂和所述第二臂的各部件的位置。2.如权利要求1所述的双臂多轴龙门式机械手，其特征在于，所述第一、第二X向横梁、所述第一、第二臂Y向横梁和所述第一、第二臂Z向竖梁上分别设有直线滑轨，所述X向直线驱动机构、所述Y向直线驱动机构、所述Z向直线驱动机构分别包括：设在相应的所述直线滑轨上的齿条；设在所述齿条上的滑动机构，包括滑块和该滑块上的活动托板；直线驱动伺服电机，设在所述滑动机构上；以及与所述齿条结合的齿轮，安装在行星减速机上，由所述直线驱动伺服电机进行驱动，所述第一臂Y向横梁的两端分别设在所述第一X向横梁和所述第二X向横梁上的所述X向直线驱动机构的所述活动托板上，所述第二臂Y向横梁的两端分别设在所述第一X向横梁和所述第二X向横梁上的所述X向直线驱动机构的所述活动托板上，所述第一臂Z向横梁设在所述第一Y向横梁上的所述Y向直线驱动机构的所述活动托板上，所述第二臂Z向横梁设在所述第二Y向横梁上的所述Y向直线驱动机构的所述活动托板上，所述第一臂末端多轴结构的一端设在所述第一臂Z向横梁上的所述Z向直线驱动机构的所述活动托板上，所述第二臂末端多轴结构的一端设在所述第二臂Z向横梁上的所述Z向直线驱动机构的所述活动托板上。3.如权利要求2所述的双臂多轴龙门式机械手，其特征在于，所述滑动机构与所述直线驱动伺服电机之间设有预紧消隙板，用以消除所述齿轮和所述齿条之间的间隙。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱飞虎，
申请(专利权)人：深圳市泰格自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44