[发明专利]一种四轨道龙门悬挂式双机械臂协同加工系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及数控加工领域，具体是一种四轨道龙门悬挂式双机械臂协同加工系统。

背景技术

目前的机器人加工系统多为固定式机械臂生产线，机械臂固定于流水线两侧，多机械臂协作完成工作，这种系统的优势在于在工序固定的情况下工作效率高，经济性较好，而缺陷在于工作范围限制较大，且一旦工序产生改变，这种固定系统的调整余地较小，调整较麻烦。目前也有轨道式机器人，但大多轨道式机械臂都是将轨道固定于地面上，且多为单轨道系统。固定在地面上的单轨道系统占用空间较大，占用了较多的机械臂加工台面的范围。

总体来说，目前已有的机械臂工作系统不足之处有：（1）固定式机械臂系统灵活性较为有限，工序变化较大时由于工作范围非常固定导致能做出的调整有限；（2）单轨道机器人系统由于固定在地面上的轨道较大，占掉了很多机械臂的加工范围。

发明内容

本发明的目的在于提出一种多轨道龙门悬挂式双机械臂协同加工系统，可以实现机械臂在一个较大范围的三维空间里进行工作，且可以方便的与其他机器人协同工作。

本发明提出的多轨道龙门悬挂式双机械臂协同加工系统，由两台六轴机械臂与外部轨道系统组成，其中：

外部轨道系统包括两根X轴轨道1，一根Y轴轨道2和两根Z轴轨道3，两根X轴轨道平行排布，安装于钢柱上，每要X轴轨道1上安装有X轴拖链7，Y轴轨道2侧面托架10上对称安装有两根Y轴拖链8，每根Z轴轨道3上安装有Z轴拖链9。两根Z轴轨道分别通过两个十字轨道连接器11固定于Y轴轨道2上，Y轴轨道2两端通过滑动牛腿12分别安装于两根X轴轨道1一端上；Y轴轨道2的两端分别安装有X轴伺服蜗轮蜗杆减速电机6，所述X轴伺服蜗轮蜗杆减速电机6用于控制Y轴轨道2在两根X轴轨道上滑动；两个十字轨道连接器11与Y轴轨道2连接处分别安装有Y轴伺服蜗轮蜗杆减速电机5，用于控制两个Z轴轨道3在沿Y轴轨道2的滑动；两个十字轨道连接器11与Z轴轨道3连接处安装有Z轴伺服蜗轮蜗杆减速电机4，用来控制Z轴轨道3在竖直方向上的移动；两台六轴机械臂13以倒挂的形式分别固定于两个Z轴轨道3的下方。

本发明中，所述六轴机械臂13的型号可依据实际情况进行选择。

本发明的工作过程如下：

本发明是运用六轴机械臂配合多轨道系统进行超出固定式机械臂工作范围的大尺寸加工作业。在进行加工作业之前，首先需设定两台六轴机械臂13其中任意一台机械臂为主机械臂，则另一台为仆机械臂，主机械臂的六轴配合外部轨道系统可以实现以任意姿态移动至该加工系统内的任意一点，仆机械臂则配合主机械臂完成加工工作。在进行加工作业时，预设好机械臂的加工工序后，通过针对本系统定制的多轴机械臂动作优化软件生成机器人动作控制程序，将控制程序输入至本系统中，即可开始高精度大范围的加工工作。

本发明的有益效果在于：1.将六轴机械臂的运动范围大大扩大，一般的工业六轴机械臂运动半径为1.2米至1.8米，而在本系统中，借助外部轨道系统，机械臂的运动范围可以在Y轴轨道方向达到5-8米，Z轴轨道方向达到3-5米，X轴轨道方向理论上可以无限延伸；2.将六轴机械臂悬挂在外部轨道系统上，可以将地面的加工场地全部留出来，大大扩大了加工平台的范围。3.本发明为开放的加工系统，可以依据加工需求在机械臂上安装不同的加工工具，可以适应不同的加工方法，包括铣削、焊接、堆垛和大尺寸三维打印等；4.本发明为双机械臂协同工作，可以完成复杂的协同加工工作，如空间金属弯折等。

附图说明

图1为本发明的角度一轴测图。

图2为本发明的角度二轴测图。

图中标号：1为X轴轨道；2为Y轴轨道；3为Z轴轨道；4为Z轴伺服蜗轮蜗杆减速电机；5为Y轴伺服蜗轮蜗杆减速电机；6为X轴伺服蜗轮蜗杆减速电机；7为X轴拖链；8为Y轴拖链；9为Z轴拖链；10为托架；11为十字轨道连接器；12为滑动牛腿；13为六轴机械臂。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

实施例１：

如图1和图2所示本发明由两个六轴工业机械臂13和外部轨道系统组成，外部轨道系统由两根X轴轨道1，一根Y轴轨道2和两根Z轴轨道3组成，各个轨道的移动通过各个轨道的伺服蜗轮蜗杆减速电机完成。两根X轴轨道平行排布，安装于钢柱上，每根轨道上都带有齿条并配有拖链用于安装缆线，包括安装于两根X轴轨道1上的两根X轴拖链7，安装于Y轴轨道2侧面托架10上的两边两根Y轴拖链8，以及安装于两根Z轴轨道3上的Z轴拖链9。两根Z轴轨道通过两个十字轨道连接器11固定在Y轴轨道2上，Y轴轨道2两端通过滑动牛腿12分别安装于两根X轴轨道1上。两个X轴伺服蜗轮蜗杆减速电机6位于Y轴轨道2的两端，用于控制Y轴轨道2在两根X轴轨道上滑动。两个Y轴伺服蜗轮蜗杆减速电机5分别位于两个十字轨道连接器11与Y轴轨道2连接处，用于控制两个Z轴轨道3在沿Y轴轨道2的滑动。两个Z轴伺服蜗轮蜗杆减速电机4分别位于两个十字轨道连接器11与Z轴轨道3连接处，用来控制Z轴轨道3在竖直方向上的移动。两台六轴机械臂13以倒挂的形式分别固定于两个Z轴轨道3的下方。机械臂的型号可依据实际情况进行选择。本发明在开始工作时，首先需要依据加工工具，使用为本系统定制的多轴机械臂动作优化软件来生成机器人动作控制程序，将程序输入至本系统中并开始运行，首先是外部轨道系统开始运行，依据控制程序中设定的坐标将外部轨道移动到目标位置，即加工区域，到达加工区域后，控制程序会对外部轨道系统的运动范围做一定限制，以减少机械臂自重导致外部轨道形变所带来的微小误差。外部轨道系统加工范围确定后，主机械臂开始加工工作，同时仆机械臂依据加工需求予以配合，直至加工工序完成。