申请/专利权人：金石机器人常州股份有限公司

申请日：2018-09-20

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN109048874B

主分类号：B25J9/02

分类号：B25J9/02;B25J9/12;B25J13/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.01.15#实质审查的生效;2018.12.21#公开

摘要：本发明涉及桁架机器人设备技术领域，尤其是涉及一种桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置及其补偿方法，包括横梁及设置在横梁上的竖梁，所述竖梁上设置有机械手，还包括立柱、距离传感器和处理单元，所述横梁上设置用于驱动所述竖梁水平方向位移的第一驱动装置，所述立柱安装于地面上，所述距离传感器设置在所述立柱上，本发明桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置及其补偿方法在使用时，通过在机械手的夹爪一侧设置立柱，并且在立柱上设置距离传感器，由距离传感器来判断与夹爪之间的距离，从而将判断的距离传输至处理单元，处理单元分析并控制第二驱动装置，从而使得夹爪位于指定位置，机械手与机床夹具不会发生碰撞现象。

主权项：1.一种桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置的补偿方法，其特征在于：该桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置，包括横梁1及设置在横梁1上的竖梁2，所述竖梁2上设置有机械手，还包括立柱3、距离传感器4和处理单元5，所述横梁1上设置用于驱动所述竖梁2水平方向位移的第一驱动装置6，所述立柱3安装于地面上，所述距离传感器4设置在所述立柱3上，所述机械手包括设置在所述竖梁2上的夹爪8，所述夹爪8有两个且相对设置，所述竖梁2上设置有用于驱动两个所述夹爪8相对靠拢或者远离的第二驱动装置7，所述夹爪8与所述距离传感器4相对设置，所述处理单元5分别与所述第一驱动装置6、距离传感器4和第二驱动装置7连接；所述第二驱动装置7包括气缸，两个所述夹爪8滑动设置在所述竖梁2上，所述气缸固定连接在两个所述夹爪8的其中一个夹爪8上，所述气缸的伸出端设置在两个所述夹爪8的另一个夹爪8上，所述竖梁2与所述夹爪8之间设置有用于限制两个所述夹爪8位移的限位机构；所述限位机构包括挡块9，所述挡块9与所述夹爪8相对应设置，所述竖梁2上设置有限位块10，所述挡块9沿其位移方向的两侧均设置了所述限位块10；所述竖梁2上设置有直线导轨11，所述夹爪8上设置有与所述直线导轨11相匹配的滑块12，所述滑块12滑动设置在所述直线导轨11上，所述两个所述夹爪8上均设置有导轨锁13，所述导轨锁13设置在所述直线导轨11上，首先将机械手的夹爪8设置在横梁1上的初始位置，通过第一驱动装置6带动竖梁2位移并向距离传感器4逐渐靠近，当夹爪8到达指定位置后，此时机械手由初始位置到达指定位置所行走距离为S，同时夹爪8与距离传感器4之间的距离为A1，将机械手由初始位置到达指定位置所行走距离为S及夹爪8与距离传感器4之间的距离为A1均设定为参考数值，并输入到处理单元5的数据库内存储；实际操作时，机械手的夹爪8设置在横梁1上的初始位置，通过第一驱动装置6带动竖梁2位移并向距离传感器4逐渐靠近，当机械手在横梁1上所行走距离为S时，处理单元5控制第一驱动装置6停止运行，此时再通过距离传感器4检测夹爪8与距离传感器4之间的间距A2，并通过计算A1-A2的数值，当A1-A2为正数时，处理单元5控制第二驱动装置7，第二驱动装置7带动夹爪8逐渐向距离传感器4靠拢，直至A1-A2为零，当A1-A2为负数时，处理单元5控制第二驱动装置7，第二驱动装置7带动夹爪8逐渐远离距离传感器4，直至A1-A2为零，当A1-A2为零时，处理单元5不执行任何动作。

全文数据：桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置及其补偿方法技术领域本发明涉及桁架机器人设备技术领域，尤其是涉及一种桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置及其补偿方法。背景技术桁架机器人同于用于搬运货物等，现有桁架机器人的机械手比较长，在受到外界温度的影响下会出现热胀冷缩现象，从而导致桁架机器人Z轴机械手远离桁架的一端会往一侧偏移，从而导致在搬运货物时出现误差，影响搬运精度，因为高精度的夹具一般间隙较小，因桁架机器人受温度影响，Z轴发生变形时，出现偏差容易与夹具发生碰撞。发明内容本发明要解决的技术问题是：为了解决现有桁架机器人的机械手比较长，在受到外界温度的影响下会出现热胀冷缩现象，从而导致桁架机器人Z轴机械手远离桁架的一端会发生偏移，从而导致在搬运货物时出现误差的问题，现提供了一种桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置及其补偿方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置，包括横梁及设置在横梁上的竖梁，所述竖梁上设置有机械手，还包括立柱、距离传感器和处理单元，所述横梁上设置用于驱动所述竖梁水平方向位移的第一驱动装置，所述立柱安装于地面上，所述距离传感器设置在所述立柱上，所述机械手包括设置在所述竖梁上的夹爪，所述夹爪有两个且相对设置，所述竖梁上设置有用于驱动两个所述夹爪相对靠拢或者远离的第二驱动装置，所述夹爪与所述距离传感器相对设置，所述处理单元分别与所述第一驱动装置、距离传感器和第二驱动装置连接。通过在机械手的夹爪一侧设置立柱，并且在立柱上设置距离传感器，由距离传感器来判断与夹爪之间的距离，从而将判断的距离传输至处理单元，处理单元分析并控制第二驱动装置，从而使得夹爪位于指定位置。为了能够实现第二驱动装置带动夹爪在竖梁上滑动，进一步地，所述第二驱动装置包括气缸，两个所述夹爪滑动设置在所述竖梁上，所述气缸固定连接在两个所述夹爪的其中一个夹爪上，所述气缸的伸出端设置在两个所述夹爪的另一个夹爪上，所述竖梁与所述夹爪之间设置有用于限制两个所述夹爪位移的限位机构。通过气缸带动夹爪在竖梁上位移，气缸伸出竖梁一侧的夹爪相对于另一侧夹爪逐渐远离，气缸收缩，带动夹爪逐渐靠拢。为了能够实现对夹爪的限位，进一步地，所述限位机构包括挡块，所述挡块与所述夹爪相对应设置，所述竖梁上设置有限位块，所述挡块沿其位移方向的两侧均设置了所述限位块。通过在夹爪上挡块的两侧设置在竖梁限位块，从而限制了夹爪的位移。为了实现夹爪在竖梁上滑动，进一步地，所述竖梁上设置有直线导轨，所述夹爪上设置有与所述直线导轨相匹配的滑块，所述滑块滑动设置在所述直线导轨上，所述两个所述夹爪上均设置有导轨锁，所述导轨锁设置在所述直线导轨上。通过夹爪上设置的滑块与竖梁上的直线导轨配合，从而实现夹爪在竖梁上滑动，并且导轨锁起到对夹爪的锁定和松开作用。一种如上述的桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置的补偿方法，首先将机械手的夹爪设置在横梁上的初始位置，通过第一驱动装置带动竖梁位移并向距离传感器逐渐靠近，当夹爪到达指定位置后，此时机械手由初始位置到达指定位置所行走距离为S，同时夹爪与距离传感器之间的距离为A1，将机械手由初始位置到达指定位置所行走距离为S及夹爪与距离传感器之间的距离为A1均设定为参考数值，并输入到处理单元的数据库内存储；实际操作时，机械手的夹爪设置在横梁上的初始位置，通过第一驱动装置带动竖梁位移并向距离传感器逐渐靠近，当机械手在横梁上所行走距离为S时，处理单元控制第一驱动装置停止运行，此时再通过距离传感器检测夹爪与距离传感器之间的间距A2，并通过计算A1-A2的数值，当A1-A2为正数时，处理单元控制第二驱动装置，第二驱动装置带动夹爪逐渐向距离传感器靠拢，直至A1-A2为零，当A1-A2为负数时，处理单元控制第二驱动装置，第二驱动装置带动夹爪逐渐远离距离传感器，直至A1-A2为零，当A1-A2为零时，处理单元不执行任何动作。通过机械手在横梁上所行走距离的S，从而来使得距离传感器来测量与夹爪之间的间距A2，并将测量的数据传输给处理单元，处理单元计算参考值A1-A2的数值，从而来控制第三驱动装置，并实现夹爪相对距离传感器的靠近或者远离。本发明的有益效果是：本发明桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置及其补偿方法在使用时，通过在机械手的夹爪一侧设置立柱，并且在立柱上设置距离传感器，由距离传感器来判断与夹爪之间的距离，从而将判断的距离传输至处理单元，处理单元分析并控制第二驱动装置，从而使得夹爪位于指定位置，保证相邻两竖梁上的机械手不会发生碰撞现象，避免了现有桁架机器人的机械手比较长，在受到外界温度的影响下会出现热胀冷缩现象，从而导致桁架机器人Z轴机械手远离桁架的一端会往一侧偏移，从而导致在搬运货物时出现误差，影响搬运精度，因为高精度的夹具一般间隙较小，因桁架机器人受温度影响，Z轴发生变形时，出现偏差容易与夹具发生碰撞。附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的主视图；图2是图1中A的局部放大图；图3是本发明中立柱、距离传感器、机械手及竖梁之间的后视图。图中：1、横梁，2、竖梁，3、立柱，4、距离传感器，5、处理单元，6、第一驱动装置，7、第二驱动装置，8、夹爪，9、挡块，10、限位块，11、直线导轨，12、滑块，13、导轨锁。具体实施方式现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。实施例如图1-3所示，一种桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置，包括横梁1及设置在横梁1上的竖梁2，所述竖梁2上设置有机械手，还包括立柱3、距离传感器4和处理单元5，所述横梁1上设置用于驱动所述竖梁2水平方向位移的第一驱动装置6，所述立柱3安装于地面上，所述距离传感器4设置在所述立柱3上，所述机械手包括设置在所述竖梁2上的夹爪8，所述夹爪8有两个且相对设置，所述竖梁2上设置有用于驱动两个所述夹爪8相对靠拢或者远离的第二驱动装置7，所述夹爪8与所述距离传感器4相对设置，所述处理单元5分别与所述第一驱动装置6、距离传感器4和第二驱动装置7连接。第一驱动装置6上设置有用于驱动竖梁2沿竖直方向位移的第三驱动装置，第一驱动装置6和第三驱动装置由伺服电机配合齿轮箱架导向轮，从而通过导向轮在横梁1上的位移，从而实现竖梁2在横梁1上的位移，当然第一驱动装置6和第三驱动装置也可以是伺服电机配合齿轮齿条机构，从而实现竖梁2在横梁1上位移，当然第一驱动装置6和第三驱动装置还要能够实现竖梁2在横梁1上位移即可。所述第二驱动装置7包括气缸，两个所述夹爪8滑动设置在所述竖梁2上，所述气缸固定连接在两个所述夹爪8的其中一个夹爪8上，所述气缸的伸出端设置在两个所述夹爪8的另一个夹爪8上，所述竖梁2与所述夹爪8之间设置有用于限制两个所述夹爪8位移的限位机构。所述限位机构包括挡块9，所述挡块9与所述夹爪8相对应设置，所述竖梁2上设置有限位块10，所述挡块9沿其位移方向的两侧均设置了所述限位块10。所述竖梁2上设置有直线导轨11，所述夹爪8上设置有与所述直线导轨11相匹配的滑块12，所述滑块12滑动设置在所述直线导轨11上，所述两个所述夹爪8上均设置有导轨锁13，所述导轨锁13设置在所述直线导轨11上。一种上述的桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置的补偿方法，其特征在于：首先将机械手的夹爪8设置在横梁1上的初始位置，通过第一驱动装置6带动竖梁2位移并向距离传感器4逐渐靠近，当夹爪8到达指定位置后，此时机械手由初始位置到达指定位置所行走距离为S，同时夹爪8与距离传感器4之间的距离为A1，将机械手由初始位置到达指定位置所行走距离为S及夹爪8与距离传感器4之间的距离为A1均设定为参考数值，并输入到处理单元5的数据库内存储；实际操作时，机械手的夹爪8设置在横梁1上的初始位置，通过第一驱动装置6带动竖梁2沿横梁1轴向位移并向距离传感器4逐渐靠近，当机械手在横梁1上所行走距离为S时，处理单元5控制第一驱动装置6停止运行，此时再通过距离传感器4检测夹爪8与距离传感器4之间的间距A2，并通过计算A1-A2的数值，当A1-A2为正数时，处理单元5控制第二驱动装置7，第二驱动装置7带动夹爪8逐渐向距离传感器4靠拢，直至A1-A2为零，当A1-A2为负数时，处理单元5控制第二驱动装置7，第二驱动装置7带动夹爪8逐渐远离距离传感器4，直至A1-A2为零，当A1-A2为零时，处理单元5不执行任何动作。第一驱动装置6的伺服电机、第二驱动装置7的气缸和第三驱动装置的伺服电机通过线缆和处理单元5连接，并且处理单元5、第一驱动装置6及第三驱动装置的电机均与外接电源连接，气缸与外接气源连接。上述桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置在补偿时，首先处理单元5控制第一驱动装置6处的伺服电机带动竖梁2在横梁1上横向位移，使得竖梁2上机械手的夹爪8逐渐向立柱3上的距离传感器4靠拢，当竖梁2在横梁1上的行走距离为S时，处理单元5控制第一驱动装置6的伺服电机停止运行，通过距离传感器4测量夹爪8与距离传感器4之间的距离A2，并将测量的数值A2发送至处理单元5，处理单元5进行分析，通过计算A1-A2的数值，当A1-A2为正数时，处理单元5控制第二驱动装置7的气缸，气缸带动夹爪8在竖梁2上位移逐渐向距离传感器4靠拢，直至A1-A2为零，当A1-A2为负数时，处理单元5控制第二驱动装置7的气缸，气缸带动夹爪8在竖梁2上位移逐渐远离距离传感器4，直至A1-A2为零，当A1-A2为零时，处理单元5不执行任何动作。上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

权利要求：1.一种桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置，包括横梁1及设置在横梁1上的竖梁2，所述竖梁2上设置有机械手，其特征在于：还包括立柱3、距离传感器4和处理单元5，所述横梁1上设置用于驱动所述竖梁2水平方向位移的第一驱动装置6，所述立柱3安装于地面上，所述距离传感器4设置在所述立柱3上，所述机械手包括设置在所述竖梁2上的夹爪8，所述夹爪8有两个且相对设置，所述竖梁2上设置有用于驱动两个所述夹爪8相对靠拢或者远离的第二驱动装置7，所述夹爪8与所述距离传感器4相对设置，所述处理单元5分别与所述第一驱动装置6、距离传感器4和第二驱动装置7连接。2.根据权利要求1所述的桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置，其特征在于：所述第二驱动装置7包括气缸，两个所述夹爪8滑动设置在所述竖梁2上，所述气缸固定连接在两个所述夹爪8的其中一个夹爪8上，所述气缸的伸出端设置在两个所述夹爪8的另一个夹爪8上，所述竖梁2与所述夹爪8之间设置有用于限制两个所述夹爪8位移的限位机构。3.根据权利要求2所述的桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置，其特征在于：所述限位机构包括挡块9，所述挡块9与所述夹爪8相对应设置，所述竖梁2上设置有限位块10，所述挡块9沿其位移方向的两侧均设置了所述限位块10。4.根据权利要求2或3所述的桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置，其特征在于：所述竖梁2上设置有直线导轨11，所述夹爪8上设置有与所述直线导轨11相匹配的滑块12，所述滑块12滑动设置在所述直线导轨11上，所述两个所述夹爪8上均设置有导轨锁13，所述导轨锁13设置在所述直线导轨11上。5.一种如权利要求1-4任一项所述的桁架机器人Z轴机械手温度补偿装置的补偿方法，其特征在于：首先将机械手的夹爪8设置在横梁1上的初始位置，通过第一驱动装置6带动竖梁2位移并向距离传感器4逐渐靠近，当夹爪8到达指定位置后，此时机械手由初始位置到达指定位置所行走距离为S，同时夹爪8与距离传感器4之间的距离为A1，将机械手由初始位置到达指定位置所行走距离为S及夹爪8与距离传感器4之间的距离为A1均设定为参考数值，并输入到处理单元5的数据库内存储；实际操作时，机械手的夹爪8设置在横梁1上的初始位置，通过第一驱动装置6带动竖梁2位移并向距离传感器4逐渐靠近，当机械手在横梁1上所行走距离为S时，处理单元5控制第一驱动装置6停止运行，此时再通过距离传感器4检测夹爪8与距离传感器4之间的间距A2，并通过计算A1-A2的数值，当A1-A2为正数时，处理单元5控制第二驱动装置7，第二驱动装置7带动夹爪8逐渐向距离传感器4靠拢，直至A1-A2为零，当A1-A2为负数时，处理单元5控制第二驱动装置7，第二驱动装置7带动夹爪8逐渐远离距离传感器4，直至A1-A2为零，当A1-A2为零时，处理单元5不执行任何动作。

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