工业机器人物料搬运机械系统的制作方法

本发明涉及一种机器人，特别是用于实现物料搬运功能的笛卡尔坐标式伺服电机驱动的机器人系统。

背景技术：
机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，机器人是机器人的一个重要分支。机器人是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机器人是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重老的以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用机器人实现自动化生产，从而保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。传统的机械加工实践中，对加工材料的输送需要人工操作，既耗费大量的人力和物力，还可能会产生一些不安全的因素，且达不到输送要求，因此对加工材料的自动化输送具有重要意义。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种工业机器人物料搬运机械系统，使用本发明一种工业机器人物料搬运机械系统，能够实现机械制造过程中对物料的快速搬运操作，提高生产效率。一种工业机器人物料搬运机械系统，包括：X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台、手臂、一号电机、一号同步驱动轴、二号电机、二号同步驱动轴、尼龙拖链、一号谐波减速器、二号谐波减速器；所述X轴滑台为相互平行布置，两个所述X轴滑台之间用所述一号同步驱动轴连接，所述X轴滑台上固连所述一号谐波减速器，所述一号谐波减速器上固连所述一号电机；所述Y轴滑台为相互平行布置，两个所述Y轴滑台之间用所述二号同步驱动轴连接，所述Y轴滑台在上固连所述二号谐波减速器，所述二号谐波减速器上固连所述二号电机，所述Y轴滑台固连于所述X轴滑台的X滑台上；所述Z轴滑台固连于所述Y轴滑台的Y滑台上，所述手臂固连于所述Z轴滑台的Z滑台上；所述手臂的下部固连所述机械手爪；所述机械手爪包括：壳体、止推弹簧、滑动销，所述壳体的内部设置容腔；所述滑动销的端部的上平面设置托台，在所述托台的下部设置斜坡，所述托台的一部分位于所述容腔中；在所述滑动销的后部设置止推弹簧。更具体地，所述X轴滑台上所述X滑台的运动方向和X轴方向同向，所述Y轴滑台上所述Y滑台的运动方向和Y轴方向同向，所述Z轴滑台上所述Z滑台的运动方向和Z轴方向同向。更具体地，所述X轴滑台、Y轴滑台边上分别设置用于容纳导线的尼龙拖链。更具体地，所述X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台采用线性模组制作。在线性模组的两头设置有同步带轮，中间用同步带连接，用同步带带动滑块的滑动。该种线性模组在市场上有技术成熟的成品。采用这种方式构建的工业机器人物料搬运机械系统，由于线性模组的技术成熟、精度高，可以直接购买获得，从而大大缩短了制造周期，为开发提供诸多好处。和传统技术相比，本发明的有益效果是：所述X轴滑台上固连所述一号谐波减速器，所述一号谐波减速器上固连所述一号电机，经过所述一号谐波减速器后所述X轴滑台的驱动力进行了放大。所述一号电机驱动所述X滑台沿所述笛卡尔坐标系的X轴方向运动。同理，所述Y轴滑台在上固连所述二号谐波减速器，所述二号谐波减速器上固连所述二号电机，所述Y轴滑台固连于所述X轴滑台的X滑台上。经过所述二号谐波减速器后所述Y轴滑台的驱动力进行了放大。所述二号电机驱动所述Y轴滑台上的所述Y滑台沿所述笛卡尔坐标系的Y轴方向运动。所述Y轴滑台的数量为两个，所述Y轴滑台为相互平行布置，是的所述Y轴滑台的刚性更好，运动性能更加稳定。所述X轴滑台的数量为两个，采用平行的布置方式，布置于所述Y轴滑台的两端，使得本发明工业机器人物料搬运机械系统构成龙门结构，可以获得更好的刚性和更稳定的运动性能。所述手臂固连于所述Z轴滑台的Z滑台上，所述Z轴滑台驱动所述手臂沿所述笛卡尔坐标系的Z轴方向运动。所述手臂的下部固连所述机械手爪。进一步做原理分析，描述本发明工业机器人物料搬运机械系统抓取所述物料和放下所述物料的过程：所述物料放置于地面上。所述物料包括：主体段、滑环、导柱、头部；所述主体段为圆柱形结构，所述导柱位于所述主体段和所述头部，在所述导柱上滑动连接所述滑环，所述导柱的直径小于所述头部的直径，所述导柱的直径小于所述主体段的直径。所述头部的直径小于等于所述主体段的直径。本发明工业机器人物料搬运机械系统将所述机械手爪运动至所述物料的上方。此时，所述滑动销在所述止推弹簧的弹性压力作用下，所述托台的一部分伸出于所述容腔中。所述机械手爪向下运动，所述物料的上部进入所述容腔中，所述斜坡接触到所述头部，所述头部推动所述滑动销向所述止推弹簧所在位置运动。所述机械手爪向下运动，直到所述托台到达所述头部的下方，所述滑动销在所述止推弹簧的弹性推力作用下向，所述托台向所述导柱所在的位置运动。所述托台的一部分位于所述头部的下方。此时所述机械手爪停止向下运动，所述机械手爪完成对所述物料的抓取，所述机械手爪可以将所述物料移动至任何其他位置。接下来描述如何放下所述物料。所述机械手爪到达需要放置所述物料的地方，所述机械手爪向下运动，直到所述托台位于所述滑环的下部，此时，所述手爪停止向下运动。接着，所述手爪向上运动，所述滑环在所述滑动销的压力作用下，随所述滑动销一同向上运动，直到所述滑动销接触到所述头部。所述机械手爪继续上升运动，由于所述滑动销和所述头部紧密配合，所述托台无法进入所述头部的下部，导致所述滑动销逐渐脱离所述物料。本发明工业机器人物料搬运机械系统在抓取或者放下所述物料的过程中，由机械式触发动作完成对所述物料的抓取或者放下，动作简单，性能可靠。传统的机器人上，需要配置气动机械手实现对物料的抓取或者放下，气动系统的建立，需要引入气动手指、气管、电磁阀、气泵等一系列的气动元件，带来了硬件成本的上升。由于元器件的数量增加了，设备的故障率也提高了。同时，本发明工业机器人物料搬运机械系统降低了对控制系统的要求，由于不采用气动手指，控制系统可以不对气动手指实施控制，当所述物料的一部分伸入至所述容腔中后，所述机械手爪自动完成对所述物料的抓取，减少了动作节拍，提高了生产效率。同时，所述机械手爪接触所述地面后，所述物料自动掉落至所述地面上。本发明工业机器人物料搬运机械系统降低了对控制系统的负担，简化了控制流程，减少了动作节拍，提高了工作效率。附图说明图1、2、3是本发明工业机器人物料搬运机械系统的外部总体结构示意图；图4、5、6、7、8、9是本发明工业机器人物料搬运机械系统的搬运物料过程的结构示意图。11X轴滑台、12Y轴滑台、13Z轴滑台、14手臂、15一号电机、16一号同步驱动轴、17二号电机、18二号同步驱动轴、19尼龙拖链、20一号谐波减速器、21二号谐波减速器、22笛卡尔坐标系、23X滑台、24Y滑台、25Z滑台、26机械手爪、82壳体、90地面、91止推弹簧、92滑动销、93托台、94斜坡、95容腔、96物料、97主体段、98滑环、99导柱、100头部。具体实施方式下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种工业机器人物料搬运机械系统，本发明用于机械制造过程中用于物料的搬运操作，避免了业已广泛采用的气动手指，所述机器人采用机械触发式原理完成对物料的抓取和松开，速度快、动作简单。图1、2、3是本发明工业机器人物料搬运机械系统的外部总体结构示意图，图4、5、6、7、8、9是本发明工业机器人物料搬运机械系统的搬运物料过程的结构示意图。一种工业机器人物料搬运机械系统，包括：X轴滑台11、Y轴滑台12、Z轴滑台13、手臂14、一号电机15、一号同步驱动轴16、二号电机17、二号同步驱动轴18、尼龙拖链19、一号谐波减速器20、二号谐波减速器21；所述X轴滑台11为相互平行布置，两个所述X轴滑台11之间用所述一号同步驱动轴16连接，所述X轴滑台11上固连所述一号谐波减速器20，所述一号谐波减速器20上固连所述一号电机15；所述Y轴滑台12为相互平行布置，两个所述Y轴滑台12之间用所述二号同步驱动轴18连接，所述Y轴滑台12在上固连所述二号谐波减速器21，所述二号谐波减速器21上固连所述二号电机17，所述Y轴滑台12固连于所述X轴滑台11的X滑台23上；所述Z轴滑台13固连于所述Y轴滑台12的Y滑台24上，所述手臂14固连于所述Z轴滑台13的Z滑台25上；所述手臂14的下部固连所述机械手爪26；所述机械手爪26包括：壳体82、止推弹簧91、滑动销92，所述壳体82的内部设置容腔95；所述滑动销92的端部的上平面设置托台93，在所述托台93的下部设置斜坡94，所述托台93的一部分位于所述容腔95中；在所述滑动销92的后部设置止推弹簧91。更具体地，所述X轴滑台11上所述X滑台23的运动方向和X轴方向同向，所述Y轴滑台12上所述Y滑台24的运动方向和Y轴方向同向，所述Z轴滑台13上所述Z滑台25的运动方向和Z轴方向同向。更具体地，所述X轴滑台11、Y轴滑台12边上分别设置用于容纳导线的尼龙拖链19。更具体地，所述X轴滑台11、Y轴滑台12、Z轴滑台13采用线性模组制作。在线性模组的两头设置有同步带轮，中间用同步带连接，用同步带带动滑块的滑动。该种线性模组在市场上有技术成熟的成品。采用这种方式构建的工业机器人物料搬运机械系统，由于线性模组的技术成熟、精度高，可以直接购买获得，从而大大缩短了制造周期，为开发提供诸多好处。以下结合图1至9，进一步描述本发明工业机器人物料搬运机械系统的工作过程和工作原理：所述X轴滑台11上固连所述一号谐波减速器20，所述一号谐波减速器20上固连所述一号电机15，经过所述一号谐波减速器20后所述X轴滑台11的驱动力进行了放大。所述一号电机15驱动所述X滑台23沿所述笛卡尔坐标系22的X轴方向运动。同理，所述Y轴滑台12在上固连所述二号谐波减速器21，所述二号谐波减速器21上固连所述二号电机17，所述Y轴滑台12固连于所述X轴滑台11的X滑台23上。经过所述二号谐波减速器21后所述Y轴滑台12的驱动力进行了放大。所述二号电机17驱动所述Y轴滑台12上的所述Y滑台24沿所述笛卡尔坐标系22的Y轴方向运动。所述Y轴滑台12的数量为两个，所述Y轴滑台12为相互平行布置，是的所述Y轴滑台12的刚性更好，运动性能更加稳定。所述X轴滑台11的数量为两个，采用平行的布置方式，布置于所述Y轴滑台12的两端，使得本发明工业机器人物料搬运机械系统构成龙门结构，可以获得更好的刚性和更稳定的运动性能。所述手臂14固连于所述Z轴滑台13的Z滑台25上，所述Z轴滑台13驱动所述手臂14沿所述笛卡尔坐标系22的Z轴方向运动。所述手臂14的下部固连所述机械手爪26。见图4至9，描述本发明工业机器人物料搬运机械系统抓取所述物料和放下所述物料的过程：所述物料96放置于地面上。所述物料96包括：主体段97、滑环98、导柱99、头部100；所述主体段97为圆柱形结构，所述导柱99位于所述主体段97和所述头部100，在所述导柱99上滑动连接所述滑环98，所述导柱的直径小于所述头部100的直径，所述导柱的直径小于所述主体段97的直径。所述头部100的直径小于等于所述主体段97的直径。本发明工业机器人物料搬运机械系统将所述机械手爪26运动至所述物料96的上方。此时，所述滑动销92在所述止推弹簧91的弹性压力作用下，所述托台93的一部分伸出于所述容腔95中。所述机械手爪26向下运动，所述物料96的上部进入所述容腔95中，所述斜坡94接触到所述头部100，所述头部100推动所述滑动销92向所述止推弹簧91所在位置运动。所述机械手爪26向下运动，直到所述托台93到达所述头部100的下方，所述滑动销92在所述止推弹簧91的弹性推力作用下向，所述托台93向所述导柱99所在的位置运动。所述托台93的一部分位于所述头部100的下方。此时所述机械手爪26停止向下运动，所述机械手爪26完成对所述物料96的抓取，所述机械手爪26可以将所述物料96移动至任何其他位置。接下来描述如何放下所述物料96。所述机械手爪26到达需要放置所述物料96的地方，所述机械手爪26向下运动，直到所述托台93位于所述滑环98的下部，此时，所述手爪26停止向下运动。接着，所述手爪26向上运动，所述滑环98在所述滑动销92的压力作用下，随所述滑动销92一同向上运动，直到所述滑动销92接触到所述头部100。所述机械手爪26继续上升运动，由于所述滑动销92和所述头部100紧密配合，所述托台93无法进入所述头部100的下部，导致所述滑动销92逐渐脱离所述物料96。本发明工业机器人物料搬运机械系统在抓取或者放下所述物料的过程中，由机械式触发动作完成对所述物料96的抓取或者放下，动作简单，性能可靠。传统的机器人上，需要配置气动机械手实现对物料的抓取或者放下，气动系统的建立，需要引入气动手指、气管、电磁阀、气泵等一系列的气动元件，带来了硬件成本的上升。由于元器件的数量增加了，设备的故障率也提高了。同时，本发明工业机器人物料搬运机械系统降低了对控制系统的要求，由于不采用气动手指，控制系统可以不对气动手指实施控制，当所述物料96的一部分伸入至所述容腔95中后，所述机械手爪26自动完成对所述物料96的抓取，减少了动作节拍，提高了生产效率。同时，所述机械手爪26接触所述地面90后，所述物料96自动掉落至所述地面90上。本发明工业机器人物料搬运机械系统降低了对控制系统的负担，简化了控制流程，减少了动作节拍，提高了工作效率。最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。