[实用新型]木工家具大跨距曲臂龙门搬运机器人

说明书

本实用新型提供了一种木工家具大跨距曲臂龙门搬运机器人，属于木工工件搬运及输送技术领域。本实用新型提供的木工家具大跨距曲臂龙门搬运机器人，包括两相对布置的桁架，连接两桁架的支撑架，架设在两桁架上方的X轴行走机构，位于两桁架之间的Y轴行走机构、Z轴升降机构、C轴旋转机构和夹具装置。本发明通过对X、Y、Z、C四轴闭环控制，实现对木门等重载木工工件的吸附或夹取，并能将木工工件精确放置在三维空间内任意一坐标点。本实用新型适用于重载木工工件的大跨距快速精确搬运，具有安全系数高、控制精度高、维护和使用成本低等特点，为实现木工家具生产自动化智能化提供条件。

技术领域

本实用新型涉及木工家具搬运及输送技术领域，尤其涉及一种大跨距曲臂龙门搬运机器人。

背景技术

随着国内制造业及相关产业的加速发展，木门加工行业正处于加速发展期。木门等木工工件的加工过程中涉及大跨距搬运和输送，传统的龙门输送机具有固定式外伸臂结构，龙门架易变形，同时存在安全性差、工作空间小和故障率高等问题。为了降低重载工件搬运时的龙门架的变形量，现有改进的龙门架设计了复杂的三角强化结构，导致自重过大、制造和安装成本高；此外，现有龙门架完全依赖人员的直接观察和操作，缺乏自动控制与安全保障装置，因而控制精度低。因此，研制一种大跨距龙门搬运机器人，在三维立体空间范围内实现重载木工工件的快速精确搬运，已成为当务之急。

实用新型内容

为了解决上述问题和克服现有技术方案中存在的不足，本实用新型提供一种木工家具大跨距曲臂龙门搬运机器人，通过闭环控制，实现重载木工工件在三维空间内的大跨距快速精确搬运。

本实用新型是通过如下措施实现的：一种木工家具大跨距曲臂龙门搬运机器人，包括两相对布置的桁架，连接两桁架的两支撑架，布置在两桁架上的X轴行走机构，两桁架之间的Y轴行走机构，Z轴升降机构和C轴旋转机构。

具体地，所述C轴旋转机构和Z轴升降机构在竖直方向上串接，形成旋转升降机构；在旋转升降机构的末端连接有夹具装置,从而抓取或吸附工件；所述C 轴旋转机构可以布置在Z轴升降机构的上方或下方。

具体地，所述X轴行走机构包括X轴行走横梁、行走轮一、同步带轮、同步带和闭环控制伺服电机一；所述行走横梁架设在两桁架之间，可沿X方向滑动；所述行走轮一安装在行走横梁下方；所述同步带与X轴平行布置，同步带两端固定在桁架上方，X轴行走机构工作时，同步带保持不动；所述闭环控制伺服电机一的输出轴连接同步带轮，闭环控制伺服电机一驱动同步带轮转动，同步带轮与同步带始终保持啮合传动，从而带动X轴行走横梁沿X方向滑动。

具体的，所述Y轴行走机构包括Y轴行走架、闭环控制伺服电机二、行走轮二、内侧压紧轮和外侧压紧轮；所述Y轴行走机构的驱动原理与X轴类似，采用闭环控制伺服电机二驱动同步带轮相对于同步带运动，从而带动Y轴行走架沿Y方向滑动；所述内侧压紧轮和外侧压紧轮的轮轴与行走轮二的轮轴垂直，内侧压紧轮和外侧压紧轮通过螺丝调节压紧在X轴行走横梁，可防止Y轴行走架在行走过程中横向移动。

具体的，所述Z轴升降机构包括上支架、手臂、关节、连接杆、下支架、柔索、驱动电机、绝对型编码器和卷轮；所述上支架、手臂、关节和连接杆依次铰接，构成一组平行四边形，保证关节做平动；所述手臂共有四个，分别为左上手臂、左下手臂、右上手臂和右下手臂；所述驱动电机通过驱动卷轮正反转，实现柔索的卷绕收放，从而实现Z轴升降；所述柔索的底端连接在夹具装置的固定座的顶部；所述绝对型编码器可以精确测量手臂与柔索的夹角，通过几何计算公式，间接实现Z轴升降机构的精确闭环控制。

具体的，左上手臂和右上手臂之间，均设有两个扇形齿轮，以及设在两个扇形齿轮中间起传递作用的惰轮，保证两相邻手臂实现同速反向转动；左上手臂和左下手臂之间，右上手臂和右下手臂之间，均设有扇形齿轮组，保证两相邻手臂实现同速反向转动。

具体的，C轴旋转机构包括固定板、闭环控制伺服电机三和减速齿轮组；所述闭环控制伺服电机通过减速齿轮组产生旋转运动。