[发明专利]直角坐标机器人Z轴助力系统

说明书

技术领域

本发明属于搬运设备技术领域，涉及一种用于自动生产线上的直角坐标机器人Z轴助力系统。

背景技术

在当今我国装备制造业中，对于大于300kg大质量的物料搬运，多少年来一直沿用着行车搬运的方式。近年来随着现代制造业的发展，各企业争相组建自动化生产线，有些工厂也开始进口国外先进的物流搬运系统，如直角坐标机器人和关节机器人等，但因造价高昂无法得到推广使用，之后国内开始仿制，也因受元器件性能限制而无法达到设计提升重量或提升速度。

发明内容

本发明的技术方案是为了克服现有技术中存在的无法达到设计提升重量或提升速度的缺点，提供一种用于自动生产线上的直角坐标机器人Z轴助力系统。该系统可以实现其用于自动化生产线的负载大、速度高、定位精、小巧灵活的现代物流输送系统要求。

本发明的技术方案：

一种用于自动生产线上的直角坐标机器人Z轴助力系统，该系统固定在Z轴支座的上表面上，并通过Y轴直线导轨副与Y轴支架连接；Z轴升降轿箱通过两组相互平行的双直线导轨副与Z轴支座相连，并可上下滑动，下端面连接机器人夹持机构；Z轴升降伺服电机固定在Z轴支座的侧面，并通过模数为5M的齿轮齿条副与升降轿箱1连接，驱动本系统升降，齿轮齿条副的齿条固定在升降轿箱的侧面；Z轴助力气缸通过铰接支座及螺纹连接与Z轴支座相连，坐于其侧面，气缸活塞杆头通过杆端关节轴承与升降轿箱相连，并辅助升降伺服电机驱动升降轿箱上下滑动，其行程由齿条长度及气缸行程控制；助力系统气动控制盘固定在Z轴支座的上端面，并通过管路与工房主气路相连通；气动助力系统采用两组快排气减压阀分别组成高、低压两个气路，根据Z轴系统空载、负载情况切换；空载时低压气路平衡掉Z轴系统重量，负载时高压气路为升降伺服电机提供辅助提升力；Z轴系统下降时压缩空气通过快排气减压阀释放。

本发明的有益效果：本发明重复定位精度高，直线导轨副保证了运行的平稳性及可靠性，齿轮齿条副保证了定位精度，伺服驱动单元使得运行更加精确及平稳，速度更易于控制，尤其是采用了快排气减压阀组成的气动助力系统使得功耗大幅度降低，在气压3bar的情况下，负载800kg，伺服电机驱动功率仅为2.3kW，结构更加小巧，可视性强。

附图说明

本说明书共有3幅附图。

图1.是本发明正视图的结构示意图；

图2.是本发明侧视图的结构示意图；

图3.是气动助力系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步详细说明。参见图1，本发明设备结构由升降轿箱1、铰接支座2、助力气缸3、直线导轨副4、杆端关节轴承5、助力系统气动控制盘6、升降伺服电机7及齿轮齿条副8组成，气动助力系统由快排气减压阀12、换向阀13、截止阀14及气源15组成。Z轴升降轿箱1通过两组相互平行的双直线导轨副4与Z轴支座9相连，并可上下滑动，下端面通过螺钉连接机器人夹持机构；Z轴升降伺服电机7通过螺钉固定在Z轴支座9的侧面，并通过模数为5M的齿轮齿条副8与升降轿箱1连接，驱动本系统升降，齿轮齿条副8的齿条通过螺钉固定在升降轿箱1的侧面；Z轴助力气缸3通过铰接支座2及螺纹连接与Z轴支座9相连，坐于其侧面，气缸活塞杆头通过杆端关节轴承5与升降轿箱1相连，并辅助升降伺服电机7驱动升降轿箱1上下滑动，其行程由齿条长度及气缸行程控制；助力系统气动控制盘6通过螺钉固定在Z轴支座9的上端面，并通过管路与工房主气路相连通；气动助力系统采用两组快排气减压阀12分别组成高、低压两个气路，根据Z轴系统空载、负载情况切换；空载时低压气路平衡掉Z轴系统重量，负载时高压气路为升降伺服电机7提供辅助提升力；Z轴系统下降时压缩空气通过快排气减压阀12释放。参见图2，该系统通过螺钉固定在Z轴支座9的上表面上，并通过Y轴直线导轨副10与Y轴支架11连接；参见附图3，气动助力系统元件配置于助力系统气动控制盘6内，由快排气减压阀12、换向阀13、截止阀14及气源15组成。切换高、低压气路由换向阀13通过阀芯动作实现，快排气时截止阀14打开，压缩空气通过快排气减压阀12排出。

本发明和机器人其它部件以及生产线的输送系统、定位机构和动力装置共同完成工序间物流搬运工作。

(1)物料经生产线输送系统转运至指定位置，并由定位机构定位，机器人控制X轴、Y轴运动，运行至物料上方。