一种重负荷龙门式机器人制造技术

一种重负荷龙门式机器人，包括直角坐标式龙门机架，该机架由水平布置的纵梁、横梁以及与其垂直连接的立柱构成，相互平行的两根纵梁和两根横梁连接成矩形框架，四根立柱连接在矩形框架的四角，机架上设有2组用于安装垂直移动机构的水平滑动机构，所述机械手连接在垂直移动机构下部，所述垂直移动机构在动力驱动下沿水平滑动机构上的轨道上、下运动，所述水平滑动机构在动力驱动下沿机架上的横向滑动轨道左、右运动。该机械人直角坐标式龙门机架承受负载大，便于组装和拆卸，更换维修部件，可根据需求进行改装，扩大工作面积范围；具有两套水平滑动机构和垂直移动机构，效率高，成本低，机械手具有三维运动路线，工作灵活，能提供更好的传动精度。

A heavy load Longmen style robot

A heavy load of Longmen mobile robot, including Longmen Cartesian frame, the machine frame is composed of a horizontal longitudinal beam and perpendicular to the connecting column structure, parallel two longitudinal beams and two beams are connected into a rectangular frame with four columns connected in four corners of the rectangular frame, the frame is provided with 2 groups for horizontal sliding installed a vertical movement mechanism, the mechanical arm is connected at the lower part of the vertical moving mechanism, the vertical moving mechanism driven by dynamic force along the horizontal sliding mechanism on the track to move up and down, the horizontal sliding mechanism in power driven along the horizontal sliding rail frame on the left and right movement. The robot Cartesian frame in Longmen under load, easy assembly and disassembly, maintenance and replacement parts can be modified according to the demand, expand the work area; there are two sets of horizontal sliding mechanism and a vertical moving mechanism, high efficiency, low cost, manipulator with three dimensional motion route, flexible operation, can provide better transmission accuracy the.

【技术实现步骤摘要】
一种重负荷龙门式机器人
本技术涉及一种机器人，特别是一种用于重负荷的龙门式机器人。
技术介绍
在生产实际中，为了提高生产效率、降低生产人力成本，常常希望使用工业机器人，而现有的工业机器人通常价格较昂贵，特别是在需要搬运、装配较大较重物体时，需要的工业机器人价格更贵，通常需要上百万元一套，而且通常为关节式机器人，而关节式机器人通常只能完成一个工序的任务，需要同时完成几个工序则需要多台机器人，当只有一台机器人时则需要频繁更换末端夹具机构，这样会导致生产效率低下，末端机构磨损加大，定位精度降低。现有的机器人中，有用于搬运、装配、焊接等机器人，又可以分类为关节式机器人、直角坐标机器人，当需要搬运较重的物体或者装配较大较重的物体时，如图1所示的关节式机器人常常需要很大的关节、电机、结构才能满足要求，而这会导致机器人整体体积过大，占用的场地空间很大，而通常厂房的空间有限，最重要的是这样的关节式机器人价格昂贵，通常需要几十万甚至上百万元，一般的工厂难于承担，这也导致了大体积的关节式机器人难于大面积推广使用。关节式机器人在一个工位需要完成两个机器人的搬运、装配等任务时，常常需要线上自动更换末端机构，这样会导致工作效率低，而且频繁的更换工装夹具会导致机器人与夹具机构的配合磨损加大，定位精度影响加大。当需要搬运较重的物体或者装配较大较重的物体时，如图2所示的龙门式直角坐标机器人，该机器人通常为铝型材结构，虽然整个机器人的成本低，但是铝型材质承受的重量有限，不能用于重型物体的搬运和装配等工装，同时该机器人仅在能完成一个工位的一个工序的任务，需要完成两个工序时，需要更换末端机构，这样会导致工作效率低，而且频繁的更换工装夹具会导致机器人与夹具机构的配合磨损加大，定位精度影响加大。当需要搬运较重的物体或者装配较大较重的物体时，如图3所示的侧挂式直角坐标机器人，本体结构有钢铁材质做成，整体的机器人成本较低，10万元以内，但是侧挂式机器人无法承受较大的负载而无法完成重物体的搬运及装配等任务。由于该机器人只有一个末端操作机构，该机器人仅能完成一个工位的一个工序的任务，需要完成两个工序时，需要更换末端机构，这样会导致工作效率低，而且频繁的更换工装夹具会导致机器人与夹具机构的配合磨损加大，定位精度影响加大。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种重负荷龙门式机器人，以克服已有技术所存在的的上述不足。为解决上述问题，本技术采取的技术方案是：一种重负荷龙门式机器人，包括机架和机械手，所述机架为直角坐标式龙门机架，机架上设有2组用于安装垂直移动机构的水平滑动机构，所述机械手连接在垂直移动机构下部，所述垂直移动机构在垂直驱动装置驱动下沿水平滑动机构上的垂直滑轨上、下运动，所述水平滑动机构在水平驱动装置驱动下沿机架上的横向滑轨左、右运动；所述直角坐标式龙门机架包括水平布置的纵梁、横梁以及与其垂直连接的立柱，平行设置的两根纵梁和两根横梁通过螺栓连接构成一矩形框架，四根立柱通过螺栓连接在矩形框架的四角；直角坐标式龙门机架上安装有与横梁平行的两根横向滑轨和两根横向丝杆，横向丝杆的一端通过丝杆轴承连接在横梁的左端，横向丝杆的另一端通过联轴器与安装在横梁右端的水平驱动装置传动连接；所述水平滑动机构包括支撑架、横向滑块、丝杆螺母、垂直移动机构安装板和纵向导轨，所述横向滑块和丝杆螺母连接在支撑架底部，所述支撑架通过横向滑块与机架上的两横向滑轨滑动连接、通过丝杆螺母与机架上的两横向丝杆传动连接，横向丝杆在水平驱动装置的驱动下转动从而带动支撑架沿横向滑轨左右移动；所述垂直移动机构安装板横向安装在支撑架上部，包括前安装板和后安装板，前安装板和后安装板通过其底部的纵向滑块与支撑架上的纵向导轨滑动连接，从而使安装在垂直移动机构安装板上的垂直移动机构可沿纵向导轨前后移动；所述垂直移动机构包括垂直支撑框架以及安装在垂直支撑框架上的垂直驱动装置、垂直丝杆、垂直滑块和垂直滑轨，所述垂直移动机构通过垂直支撑框架两侧的垂直连接板与水平滑动机构之前安装板和后安装板连接，两根平行设置的垂直滑轨竖向安装在垂直支撑框架的内框，两根垂直滑轨中间安装垂直丝杆，垂直滑轨和垂直丝杆的上下端分别与垂直支撑框架顶板和垂直支撑框架底板连接，垂直丝杆伸出垂直支撑框架顶板的一端同时与垂直驱动装置传动连接，所述垂直滑块分别与两根垂直滑轨滑动连接、并通过与其连成一体的丝杆螺母与垂直丝杆传动连接，所述机械手通过滑块螺栓与垂直滑块连接，垂直丝杆在垂直驱动装置的驱动下转动从而带动垂直滑块和机械手沿垂直滑轨上下移动。其进一步的技术方案是：所述水平滑动机构的支撑架上设有用于调节垂直移动机构安装板位置的调节定位机构，包括定位板和调节螺杆，所述定位板包括依次安装在纵向导轨上的第一定位板、第二定位板、第三定位板和第四定位板，第一定位板和第四定位板通过定位块固定在纵向导轨前后端的支撑架上、并提供纵向导轨两端的安装定位，第二定位板和第三定位板滑动套装在纵向导轨的中部，第一定位板与第二定位板以及第三定位板与第四定位板之间分别连接两根调节螺杆，所述前安装板设在第一定位板与第二定位板之间、并通过底部的纵向滑块与纵向导轨滑动连接，所述后安装板设在第三定位板与第四定位板之间、并通过底部的纵向滑块与纵向导轨滑动连接，通过调节螺杆调节第二定位板和第三定位板的位置、从而调节前安装板和后安装板以及垂直移动机构在纵向滑轨的前后位置。更进一步：所述垂直丝杆的上下端通过锥形滚珠轴承分别与垂直支撑框架顶板和垂直支撑框架底板转动连接。更进一步：所述横向滑轨两端设有限位块，限位块外侧设有定位传感器。所述水平驱动装置包括水平伺服电机和精密水平减速器，所述垂直驱动装置包括垂直伺服电机和精密垂直减速器，所述垂直伺服电机和水平伺服电机为带刹车功能伺服电机。所述机械手包括垂直手臂杆和末端手爪，所述垂直手臂杆上端与垂直滑块连接，下端与末端手爪连接，所述末端手爪夹紧端带有齿形结构。所述纵梁采用矩形钢管制成，所述横梁采用工字梁制成，所述横向滑轨采用“H”形型钢制成，所述立柱底端通过加强筋连接平板状底座，底座上设安装螺孔。所述水平滑动机构、垂直移动机构和机械手的控制系统采用西门子工业控制器。由于采用上述技术方案，本技术之一种重负荷龙门式机器人具有如下有益效果：1．本技术的机架为直角坐标式龙门机架，双纵梁、双横梁、四立柱均采用钢铁材质加工而成，纵梁采用刚度、强度较高的工字梁，双横梁采取矩形钢管制成，设有重载型的H型横向滑轨，整个机架能承受很大的负载，负载重量甚至达到1吨，能很好的满足负载要求；立柱下连接平板形底座，可增大立柱的安装固定面积，使机器人更加平稳；2．本技术的机架为直角坐标式龙门机架，双纵梁、双横梁，四立柱均通过螺栓连接，不仅便于组装和拆卸，利于更换维修部件，而且可根据需求进行改装，加长、加宽纵梁和横梁，从而扩大工作面积范围；3．本技术采用了两套水平滑动机构和两套垂直移动机构，两套垂直机构同时工作，实现物体的搬运、装配等任务，因而具有效率高，成本低，能很好的满足市场特别是广大中小企业的需求；4．本技术之水平滑动机构和垂直移动机构采用的丝杆、滑块传动，丝杆通过联轴器与减速机和马达连接，同时采用了控制精度较高的伺服电机和精密减速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重负荷龙门式机器人，包括机架和机械手（A），其特征在于：所述机架为直角坐标式龙门机架（B），机架上设有2组用于安装垂直移动机构（C）的水平滑动机构（D），所述机械手连接在垂直移动机构下部，所述垂直移动机构在垂直驱动装置驱动下沿水平滑动机构上的垂直滑轨上、下运动，所述水平滑动机构在水平驱动装置驱动下沿机架上的横向滑轨左、右运动；所述直角坐标式龙门机架包括水平布置的纵梁（5）、横梁（7）以及与其垂直连接的立柱（2），平行设置的两根纵梁和两根横梁通过螺栓连接构成一矩形框架，四根立柱通过螺栓连接在矩形框架的四角；直角坐标式龙门机架上安装有与横梁（7）平行的两根横向滑轨（24）和两根横向丝杆（12），横向丝杆的一端通过丝杆轴承（11）连接在横梁左端，横向丝杆的另一端通过联轴器与安装在横梁右端的水平驱动装置传动连接；所述水平滑动机构包括支撑架（22）、横向滑块(23)、丝杆螺母(26)、垂直移动机构安装板和纵向导轨(18)，所述横向滑块(23)和丝杆螺母(26)连接在支撑架底部，所述支撑架通过横向滑块与机架上的两横向滑轨(24)滑动连接、通过丝杆螺母与机架上的两横向丝杆(12)传动连接，横向丝杆在水平驱动装置的驱动下转动从而带动支撑架沿横向滑轨左右移动；所述垂直移动机构安装板横向安装在支撑架上部，包括前安装板(14)和后安装板(19)，前安装板（14）和后安装板（19）通过其底部的纵向滑块（25）与支撑架上的纵向导轨（18）滑动连接，从而使安装在垂直移动机构安装板上的垂直移动机构可沿纵向导轨(18)前后移动；所述垂直移动机构包括垂直支撑框架（32）以及安装在垂直支撑框架上的垂直驱动装置、垂直丝杆(40)、垂直滑块（33）和垂直滑轨（34），所述垂直移动机构通过垂直支撑框架两侧的垂直连接板（42）与水平滑动机构之前安装板（14）和后安装板（19）连接，两根平行设置的垂直滑轨（34）竖向安装在垂直支撑框架的内框，两根垂直滑轨中间安装垂直丝杆（40），垂直滑轨和垂直丝杆的上下端分别与垂直支撑框架顶板（35）和垂直支撑框架底板（44）连接，垂直丝杆伸出垂直支撑框架顶板的一端同时与垂直驱动装置传动连接，所述垂直滑块（33）分别与两根垂直滑轨（34）滑动连接、并通过与其连成一体的丝杆螺母与垂直丝杆（40）传动连接，所述机械手通过滑块螺栓（41）与垂直滑块连接，垂直丝杆在垂直驱动装置的驱动下转动从而带动垂直滑块和机械手沿垂直滑轨上下移动。...

【技术特征摘要】
1.一种重负荷龙门式机器人，包括机架和机械手（A），其特征在于：所述机架为直角坐标式龙门机架（B），机架上设有2组用于安装垂直移动机构（C）的水平滑动机构（D），所述机械手连接在垂直移动机构下部，所述垂直移动机构在垂直驱动装置驱动下沿水平滑动机构上的垂直滑轨上、下运动，所述水平滑动机构在水平驱动装置驱动下沿机架上的横向滑轨左、右运动；所述直角坐标式龙门机架包括水平布置的纵梁（5）、横梁（7）以及与其垂直连接的立柱（2），平行设置的两根纵梁和两根横梁通过螺栓连接构成一矩形框架，四根立柱通过螺栓连接在矩形框架的四角；直角坐标式龙门机架上安装有与横梁（7）平行的两根横向滑轨（24）和两根横向丝杆（12），横向丝杆的一端通过丝杆轴承（11）连接在横梁左端，横向丝杆的另一端通过联轴器与安装在横梁右端的水平驱动装置传动连接；所述水平滑动机构包括支撑架（22）、横向滑块(23)、丝杆螺母(26)、垂直移动机构安装板和纵向导轨(18)，所述横向滑块(23)和丝杆螺母(26)连接在支撑架底部，所述支撑架通过横向滑块与机架上的两横向滑轨(24)滑动连接、通过丝杆螺母与机架上的两横向丝杆(12)传动连接，横向丝杆在水平驱动装置的驱动下转动从而带动支撑架沿横向滑轨左右移动；所述垂直移动机构安装板横向安装在支撑架上部，包括前安装板(14)和后安装板(19)，前安装板（14）和后安装板（19）通过其底部的纵向滑块（25）与支撑架上的纵向导轨（18）滑动连接，从而使安装在垂直移动机构安装板上的垂直移动机构可沿纵向导轨(18)前后移动；所述垂直移动机构包括垂直支撑框架（32）以及安装在垂直支撑框架上的垂直驱动装置、垂直丝杆(40)、垂直滑块（33）和垂直滑轨（34），所述垂直移动机构通过垂直支撑框架两侧的垂直连接板（42）与水平滑动机构之前安装板（14）和后安装板（19）连接，两根平行设置的垂直滑轨（34）竖向安装在垂直支撑框架的内框，两根垂直滑轨中间安装垂直丝杆（40），垂直滑轨和垂直丝杆的上下端分别与垂直支撑框架顶板（35）和垂直支撑框架底板（44）连接，垂直丝杆伸出垂直支撑框架顶板的一端同时与垂直驱动装置传动连接，所述垂直滑块（33）分别与两根垂直滑轨（34）滑动连接、并通过与其连成一体的丝杆螺母与垂直丝杆（40）传动连接，所述机械手通过滑块螺栓（41）与垂直滑块连接，垂直丝杆在垂直驱动装置的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明海，姜峰，关颖，王娟，李远哲，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21