一种具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手，包括设在车间工作面上的Y轴系统、悬浮在Y轴系统上的X轴系统以及依次设置在X轴系统上的Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统，Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统随X轴运动实现工件X向的运动移动，Y轴系统带动X轴系统、Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统运动实现工件Y向的运动和调整；Y轴系统、X轴系统、Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统均电连接有控制系统，X向Y向运动过程中能够实现工件智能装配过程中的装配阻力的感知度与人工装配时的人手力的感知度相当，对装配质量的控制奠定基础，采用控制系统的自学习能力，提升装配工件的精度及准确度。升装配工件的精度及准确度。升装配工件的精度及准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手


[0001]本技术属于重型工程机械产品生产中的智能装配机械装备领域，涉及一种具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手，尤其涉及一种重型工程机械装配中有关下车架的组装装配时的智能多轴机械手。

技术介绍

[0002]随着国家工业和信息化部智能制造试点示范工厂的推进和国家智能制造的发展需要，工程机械装备的智能化生产、灯塔工厂、黑灯生产线等的出现是必然；目前大型重载的工程机械装备如桩工机械、非开挖机械、能源钻采机械、矿隧装备等这些产能不是很大但品种规格繁多的属于多品种少批量生产性质的重型产品(自身重量超过100吨～180吨)的装配线，对于这类生产工艺水平的提高，关键因素是其主线物流的搬运装备的自动化水平和智能化管理程度的提高。
[0003]目前，大型重载的工程机械装备如桩工机械、非开挖机械、能源钻采机械、矿隧装备等都是以H型底盘为基础的下车架，组合式上车架和工作专机构成整机。下车架由H型底盘(H架的支撑脚四周为加工耐磨面)、伸出液压油缸、工件(工件上与H架支撑脚配合装配面为焊接件毛面，装配间歇约1～2mm)、履带等组成。
[0004]传统的装配工艺是：首先是将H架的四个方形支撑脚腔内的伸出油缸及配套液压管路安装好，完成H架的部件装配；再完成工件梁体与减速器与驱动轮组件、涨紧轮及引导装置、承重轮、夹轨器的部件装配；再完成工件与履带的部装；最后进行合架装配。典型的合架装配是将H架固定在车间地面的支架上，由一台双钩行车共同悬吊着一侧的工件到H架的一侧通过人工观察、手动调整工件姿态，人手推动工件，反复调整工件姿态和向H架的两支撑脚试着推进或强力撞击推进或强力敲打推进装配，直至完成一侧工件与H架一侧的两支撑脚装配，随后再完成伸出油缸与工件的连接。重复上述操作流程完成另一侧的工件与H架的装配。至此通过2～3人和借助通用起重装置和吊具的共同努力配合完成合架装配工艺，整个装配过程多借助人工完成。此法的优点是：1、利用人手推进装配，在装配过程中可以发现工件配套孔的质量问题，及时进行人工修整调整，不需要特别的装配工装，投资和使用成本低；2、装配的适应性强，能够满足多种产品的生产；3、使用场地小。但是缺点为：1、人工需要多；2、装配操作在起重机下甚至在起吊工件下方操作，安全性不高，安全隐患大；3、对装配状况不能够直接观察和明了，往往采取撞击式推进或强力推进式试装配模式，容易损伤H架上的支撑脚的支撑面，影响后期使用；4、对操作者的装配操作经验要求和安全责任心要求高；5、整体装配不和谐：一侧的工件装配完成后，另一侧的H架支撑脚的倾斜角和扭转角变化无常，使得另一侧工件装配难度增大，更不容易装配，大多数仅靠撞击和多次试推进或外力强行推进完成装配；6、装配质量不高；不便于生产管理和控制；7、效率不稳定，难于组织和安排生产，不能满足现代化工厂装配生产线的要求；8、对装配过程及成果无数字化记录，归档信息欠缺。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术为了解决现有的下车架的组装装配时存在装配质量不高、无法实现智能装配、装配精度低的问题，提供一种具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手。
[0006]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手，包括设在车间工作面上的Y轴系统、悬浮在Y轴系统上的X轴系统以及依次设置在X轴系统上的Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统，Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统随X轴运动实现工件X向的运动移动，Y轴系统带动X轴系统、Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统运动实现工件Y向的运动和调整；
[0008]X轴系统、Y轴系统采用气浮模式支撑，X向及Y向均装配有多套力传感器，且X向及Y向导向为低摩擦导向，Y轴系统、X轴系统、Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统均电连接有控制系统，且控制系统由驱动控制系统、通讯系统、检测系统、虚拟工件姿态控制系统、智能图像生成系统及管理系统组成。
[0009]本基础方案的有益效果在于：X轴系统、Y轴系统采用气浮模式支撑，X向Y向运动过程中为低摩擦导向，能够实现工件智能装配过程中的装配阻力的感知度与人工装配时的人手力的感知度相当，控制、提高了装配质量；力传感器能够实时检测和反馈的不同装配位置的装配阻力，X向、Y向智能调节工件姿态，实现智能装配；通过控制系统提升了装配的精度及准确度。
[0010]进一步，Y轴系统包括安装在车间工作面上两端的Y轴底座、固定在Y轴底座上的Y轴气浮装置、固定在Y轴气浮装置上的Y轴驱动装置、Y轴滑台X轴底座及安装在Y轴驱动装置上的Y轴力传感器。有益效果：装配作业时，通过Y轴气浮装置通气工作悬浮在Y轴底座上，在Y轴驱动装置作用下实现Y方向的运到，通过四套力传感器测试和反馈不同方向的力的大小和方向。
[0011]进一步，X轴系统包括设置在Y轴系统中Y轴滑台X轴底座上的X轴气浮装置、X轴驱动装置、X轴滑台Z轴底座以及安装在X轴驱动装置上的X轴力传感器。有益效果：通过X轴气浮装置通气工作悬浮在Y轴滑台X轴底座上，在X轴驱动装置作用下实现X方向的运到，通过四套力传感器测试和反馈不同方向的力的大小和方向。
[0012]进一步，Z轴系统设置在X轴滑台Z轴底座上，包括固定在X轴滑台Z轴底座上的Z轴导向的驱动装置、固定在Z轴导向的驱动装置上的Z轴滑台U轴底座以及与Z轴滑台U轴底座相适配的导向机构。有益效果：Z向的行程控制和检测反馈取自Z轴导向的驱动装置。
[0013]进一步，U轴系统设置在Z轴滑台U轴底座上，包括固定在Z轴滑台U轴底座上的U轴支撑及驱动装置、固定在U轴支撑及驱动装置上的U轴回装台V&W轴底座。
[0014]进一步，U轴支撑采用平面回转支撑结构；驱动装置采用伺服驱动装置。有益效果：回转角的检测反馈取自驱动装置。
[0015]进一步，V轴系统设置在U轴回装台V&W轴底座上，包括设置在U轴回装台V&W轴底座上的V轴摆动叉架、V轴摆动叉架的导向和支撑系统、V轴限位器、V轴驱动装置。有益效果：V轴摆动叉架通过V轴驱动装置的作用在一定范围内摆动，最大摆角由V轴限位器限制，同时V轴限位器也作为V轴的安全保护；V轴驱动装置采用伺服驱动，摆动角的控制和信号反馈取自V轴驱动装置。
[0016]进一步，W轴系统设置在U轴回装台V&W轴底座上，包括设置在U轴回装台V&W轴底座上的W轴摆动叉架、W轴摆动叉架的导向和支撑系统、W轴限位器、W轴驱动装置。有益效果：W轴摆动叉架通过W轴驱动装置的作用在一定范围内摆动，最大摆角由W轴限位器限制，同时W轴限位器也作为W轴的安全保护W轴驱动装置采用伺服驱动，摆动角的控制和信号反馈取自W轴驱动装置。
[0017]进一步，V轴系统与W轴系统共用一个U轴回装台V&W轴底座，V轴系统与W轴系统上放置工件。
[0018]进一步，Y向的导向采用Y轴滑台两侧面与Y轴底座本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手，其特征在于，包括设在车间工作面上的Y轴系统、悬浮在Y轴系统上的X轴系统以及依次设置在X轴系统上的Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统，所述Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统随X轴运动实现工件X向的运动移动，所述Y轴系统带动X轴系统、Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统运动实现工件Y向的运动和调整；所述X轴系统、Y轴系统采用气浮模式支撑，X向及Y向均装配有多套力传感器，且X向及Y向导向为低摩擦导向，所述Y轴系统、X轴系统、Z轴系统、U轴系统、V轴系统、W轴系统均电连接有控制系统，且控制系统由驱动控制系统、通讯系统、检测系统、虚拟工件姿态控制系统、智能图像生成系统及管理系统组成。2.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手，其特征在于，所述Y轴系统包括安装在车间工作面上两端的Y轴底座、固定在Y轴底座上的气浮装置、固定在气浮装置上的Y轴驱动装置、Y轴滑台X轴底座及安装在Y轴驱动装置上的Y轴力传感器。3.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手，其特征在于，所述X轴系统包括设置在Y轴系统中Y轴滑台X轴底座上的X轴气浮装置、X轴驱动装置、X轴滑台Z轴底座以及安装在X轴驱动装置上的X轴力传感器。4.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手，其特征在于，所述Z轴系统设置在X轴滑台Z轴底座上，包括固定在X轴滑台Z轴底座上的Z轴导向的驱动装置、固定在Z轴导向的驱动装置上的Z轴滑台U轴底座以及与Z轴滑台U轴底座相适...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐荣联，巫江，汪华平，王革，
申请(专利权)人：中机中联工程有限公司，
类型：新型
国别省市：