一种工业机器人非直线行走机构的制作方法

1.本技术涉及工业机器人传动装置技术领域，特别涉及一种工业机器人非直线行走机构。


背景技术：

2.如今“高柔性生产线”的概念在制造行业得到高度响应，特别是在汽车主机厂的冲压、焊装、涂装、总装四大工艺生产过程中得到充分体现。其中工业机器人的应用已然成为柔性制造、柔性生产、柔性集成的一个重要环节。同时高柔性的生产线对工业机器人之间、工业机器人与设备间的协同合作能力也提出了更高的要求。
3.在高柔性机器人生产线中，往往会出现因为某些工位的机器人工作量不饱和、工作负荷度不高，而造成了产线设备、节拍资源的浪费。如果能让这些工作负荷度不高、节拍剩余的机器人在本工位作业完毕后，再分担些其他工位的作业，将大大的提高设备利用率，使设备资源得到充分利用。并且还能节省大量设备投资成本、提升生产线节拍。
4.相关技术中，为解决上述问题，一般的工艺技术人员会通过增加转台、旋转机构、增加移行、横移机构等辅助设备，或者通过增加工业机器人数量、增加过渡工位来解决上述的“设备资源、节拍资源”平衡问题。这些改进方法只能在一定程度上解决部分现场问题，同时也会衍生出“增加工艺使用面积”、“增加设备投资成本”等问题。特别是如果遇到复杂的工况或工艺布局的制约，实施难度也会加大、或者无法解决。
5.在生产线设计过程中为了充分利用工作量及负荷度不高的工业机器人的剩余产能；当该机器人在完成自身工作之后，利用移载机将临近工位的工件进行移载，使机器人继续工作，充分利用机器人产能资源，实现生产线的高柔性。根据移载机产品特点，可以进行“两位置”的移载，且行程、载荷有限，只能在有限行程和载荷的情况下进行应用。如果工艺设计时的“产品尺寸、运动行程、载荷”等因素超出了移载机的产品参数，则无法实现部分工艺的实施，从而制约了生产线的柔性制造。
6.为了生产线上某工位工作量不大、工作负荷度不高的工业机器人在完成自身工作之后，能协助临近工位的工作量大、工作负荷度高的工业机器人共同完成部分工作。常规的做法就是增加机器人行走轴，让机器人或工装夹具从一个位置移动到另一个位置，从而满足工艺需求。根据工艺布局的特点，机器人作业场地可能存在局限性。但是机器人行走轴只能进行直线位置调整；遇有工装、夹具干涉后，就失去了实施可能性，所以机器人行走轴的“柔性”就直接受到场地、空间的制约。


技术实现要素：

7.本技术实施例提供一种工业机器人非直线行走机构，以解决相关技术中机器人行走轴受到场地、空间的制约，导致机器人行走轴难以布置的问题。
8.本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，包括：
9.非直线导轨，所述非直线导轨设有两根，两根非直线导轨等间距设置，在两根所述
非直线导轨上滑动连接有滑块，所述滑块沿非直线导轨的长度方向往复移动；
10.钢结构底座，所述钢结构底座位于两根所述非直线导轨的底部，两根所述非直线导轨固定在钢结构底座上，所述钢结构底座上固定设有与非直线导轨延伸方向相同的非直线齿条；
11.承载安装板，所述承载安装板位于两根非直线导轨的顶部且与滑块固定连接，所述承载安装板上固定设有驱动单元，所述驱动单元上设有与所述非直线齿条啮合的齿轮。
12.在一些实施例中：所述非直线导轨为多根直线段导轨与多根圆弧段导轨首尾拼接而成，所述非直线齿条为多根直线段齿条与多根圆弧段齿条首尾拼接而成。
13.在一些实施例中：所述非直线导轨为多根圆弧段导轨首尾拼接而成，多根所述圆弧段导轨首尾拼接成“c”形或“s”形，所述非直线齿条为多根圆弧段齿条首尾拼接而成，多根所述圆弧段齿条首尾拼接成“c”形或“s”形。
14.在一些实施例中：所述钢结构底座包括两根等间距设置的固定座，两根所述固定座之间通过横梁固定连接，在两根固定座的底部设有底座安装板，所述底座安装板设有多个，多个底座安装板沿固定座的长度方向间隔设置。
15.在一些实施例中：所述固定座的布置方向与非直线导轨的布置方向大致相同。
16.在一些实施例中：所述驱动单元为驱动齿轮转动的步进电机或伺服电机。
17.在一些实施例中：所述滑块上设有与非直线导轨滑动连接的导向槽，所述导向槽的侧壁上开设有多个容纳弹性件和钢球的盲孔，所述盲孔的孔口朝向所述非直线导轨的侧壁；
18.所述盲孔内设有弹性件和钢球，所述弹性件在盲孔内弹性支撑所述钢球与非直线导轨浮动滑动连接，所述盲孔的孔口直径小于钢球的直径。
19.在一些实施例中：所述盲孔沿滑块的长度方向间隔设置，所述弹性件为螺旋压缩弹簧。
20.在一些实施例中：所述非直线导轨的侧壁上开设有与所述钢球的球面配合的沟槽，所述沟槽沿非直线导轨的长度方向延伸。
21.在一些实施例中：还包括导轨润滑装置和导轨防尘装置，所述导轨润滑装置包括位于所述承载安装板上的储存润滑油的储油腔和连接滑块的管路，所述滑块上开设有将润滑油通入非直线导轨上的注油孔；
22.所述导轨防尘装置包括位于所述滑块两端的刮板，所述刮板与滑块可拆卸连接，所述刮板为橡胶弹性体，所述刮板上开设有与非直线导轨过盈连接的凹槽。
23.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
24.本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，由于本技术的工业机器人非直线行走机构设置了非直线导轨，该非直线导轨设有两根，两根非直线导轨等间距设置，在两根非直线导轨上滑动连接有滑块，滑块沿非直线导轨的长度方向往复移动；钢结构底座，该钢结构底座位于两根非直线导轨的底部，两根非直线导轨固定在钢结构底座上，钢结构底座上固定设有与非直线导轨方向相同的非直线齿条；承载安装板，该承载安装板位于两根非直线导轨的顶部且与滑块固定连接，承载安装板上固定设有驱动单元，驱动单元上设有与非直线齿条啮合的齿轮。
25.因此，本技术通过使用非直线导轨和滑块为承载安装板提供运动导向，在承载安
装板上设有驱动单元，驱动单元通过齿轮与钢结构底座上的非直线齿条进行啮合传动，运动稳定，重复定位精度高。本技术结构简单、制造使用方便，能够将各类型工业机器人、工装夹具移动至不同作业区域，不受场地、空间的制约，极大地提高了生产线的柔性程度并降低生产线投资成本。本技术的工业机器人非直线行走机构的运行轨迹根据实际需要定制，且定位精度高、设备性能稳定。工业机器人非直线行走机构的有效行程范围广，满足各种特殊及超长行程需求；运行速度快、有效负载大、应用范围宽，可适用于汽车主机厂点焊、涂胶、搬运等行业应用。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术实施例的结构示意图；
28.图2为本技术实施例的局部结构放大图；
29.图3为本技术实施例的滑块的剖面图。
30.附图标记：
31.1、非直线导轨；2、钢结构底座；3、承载安装板；11、滑块；12、导向槽；13、盲孔；14、钢球；15、弹性件；21、固定座；22、非直线齿条；23、横梁；24、底座安装板；31、驱动单元；32、齿轮。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，其能解决相关技术中机器人行走轴受到场地、空间的制约，导致机器人行走轴难以布置的问题。
34.参见图1和图2所示，本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，包括：
35.非直线导轨1，该非直线导轨1设有两根，两根非直线导轨1等间距设置，在两根非直线导轨1上均滑动连接有滑块11，滑块11沿非直线导轨1的长度方向往复移动。两根非直线导轨1的延伸方向根据实际需要具体设定。
36.钢结构底座2，该钢结构底座2位于两根非直线导轨1的底部，两根非直线导轨1固定在钢结构底座2上，在钢结构底座2上固定设有与非直线导轨1延伸方向相同的非直线齿条22。钢结构底座2用于承载非直线导轨1，钢结构底座2的延伸方向与非直线导轨1大致相同。
37.承载安装板3，该承载安装板3位于两根非直线导轨1的顶部且与滑块11固定连接，承载安装板3上固定设有驱动单元31，驱动单元31上设有与非直线齿条22啮合的齿轮32。驱动单元31通过带动齿轮32正反向旋转驱动承载安装板3在非直线导轨1上往复运动。承载安
装板3用于安装工业机器人或机械手，以将安装工业机器人或机械手移动至设定工位作业。
38.本技术实施例的工业机器人非直线行走机构通过使用非直线导轨1和滑块11为承载安装板3提供运动导向，在承载安装板3上设有驱动单元31，驱动单元31通过齿轮32与钢结构底座2上的非直线齿条22进行啮合传动，运动稳定，重复定位精度高。
39.本技术实施例的工业机器人非直线行走机构结构简单、制造使用方便，可根据场地条件和需求灵活布置，能够将各类型工业机器人、工装夹具移动至不同作业区域，不受场地、空间的制约，极大地提高了生产线的柔性程度并降低生产线投资成本。
40.本技术实施例的工业机器人非直线行走机构的运行轨迹根据实际需要定制，且定位精度高、设备性能稳定。本技术的工业机器人非直线行走机构的有效行程范围广，满足各种特殊及超长行程需求；运行速度快、有效负载大、应用范围宽，可适用于汽车主机厂点焊、涂胶、搬运等行业应用。
41.在一些可选实施例中：本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，该工业机器人非直线行走机构的非直线导轨1为多根直线段导轨与多根圆弧段导轨首尾拼接而成，非直线齿条22为多根直线段齿条与多根圆弧段齿条首尾拼接而成。
42.本技术实施例的非直线导轨1采用多根直线段导轨与多根圆弧段导轨首尾拼接而成，直线段导轨和圆弧段导轨首尾连接组合成非直线导轨1。非直线齿条22采用多根直线段齿条与多根圆弧段齿条首尾拼接而成，直线段齿条和圆弧段齿条首尾连接组合成非直线齿条22。
43.直线段导轨和直线段齿条的长度根据实际需要具体设定，圆弧段导轨和圆弧段齿条的长度和半径根据实际需要具体设定，以避开障碍物，保证工业机器人非直线行走机构将工业机器人或机械手移动至设定工位。
44.在一些可选实施例中：参见图1所示，本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，该工业机器人非直线行走机构的非直线导轨1为多根圆弧段导轨首尾拼接而成，多根圆弧段导轨首尾拼接成“c”形或“s”形，非直线齿条22为多根圆弧段齿条首尾拼接而成，多根圆弧段齿条首尾拼接成“c”形或“s”形。
45.本技术实施例的非直线导轨1采用多根圆弧段导轨首尾拼接而成，将多根圆弧段导轨首尾拼接成“c”形或“s”形。非直线齿条22采用多根圆弧段齿条首尾拼接成，将多根圆弧段齿条首尾拼接成“c”形或“s”形。
46.圆弧段导轨和圆弧段齿条的长度和半径根据实际需要具体设定，以避开障碍物，保证工业机器人非直线行走机构将工业机器人或机械手移动至设定工位。
47.在一些可选实施例中：参见图2所示，本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，该工业机器人非直线行走机构的钢结构底座2包括两根等间距设置的固定座21，两根固定座21之间通过横梁23固定连接，在两根固定座21的底部均设有底座安装板24，底座安装板24设有多个，多个底座安装板24沿固定座21的长度方向间隔设置。
48.本技术实施例的钢结构底座2采用两根等间距设置的固定座21来固定安装两根非直线导轨1，两根固定座21之间通过横梁23固定连接成一体，每根固定座21的顶部固定安装一根非直线导轨1。固定座21的布置方向与非直线导轨的布置方向大致相同，固定座21和横梁23均采用设定强度的矩形型材制作。两根固定座21的底部均设有底座安装板24，底座安装板24通过地脚螺丝将固定座21固定在地面上，确保机构运行的稳定性。
49.在一些可选实施例中：参见图2所示，本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，该工业机器人非直线行走机构的驱动单元31为驱动齿轮32转动的伺服电机，当然驱动单元31还可选用步进电机。伺服电机由伺服控制器进行控制，定位精度高、设备性能稳定。伺服控制器和伺服电机通过连接电缆电连接，其中连接电缆包含动力线、通讯线缆等，连接电缆采用拖链保护，连接电缆位于拖链内腔内，可有效避免铁屑、焊渣、胶体等对连接电缆的腐蚀、伤害。
50.在一些可选实施例中：参见图3所示，本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，该工业机器人非直线行走机构的滑块11上设有与非直线导轨1滑动连接的导向槽12，导向槽12与非直线导轨1间隙配合，导向槽12与非直线导轨1间隙的大小以保证滑块11在非直线导轨1上顺畅滑动即可。
51.在导向槽12两侧的侧壁上均开设有多个容纳弹性件15和钢球14的盲孔13，盲孔13的孔口朝向非直线导轨1的侧壁。在盲孔13内设有弹性件15和钢球14，弹性件15在盲孔13内弹性支撑钢球14与非直线导轨1浮动滑动连接，盲孔13的孔口直径小于钢球14的直径。
52.多个盲孔13沿滑块11的长度方向等间距间隔设置，弹性件15优选为螺旋压缩弹簧。在非直线导轨1的侧壁上开设有与钢球14的球面配合的沟槽，沟槽沿非直线导轨1的长度方向延伸。沟槽可为滑块11上的钢球14在非直线导轨1上滚动提供定位，以使滑块11与非直线导轨1可靠滑动连接，同时降低滑块11与非直线导轨1之间的磨损。
53.本技术实施例的工业机器人非直线行走机构在滑块11的导向槽12两侧的侧壁上均开设有多个容纳弹性件15和钢球14的盲孔13，该盲孔13内设有弹性件15和钢球14，弹性件15弹性支撑钢球14与非直线导轨1的侧壁浮动滑动连接。
54.当滑块11在非直线导轨1的圆弧段导轨上滑动时，弹性件15和钢球14能够根据滑块11与非直线导轨1之间的间隙的大小变化自适应的自动伸出和缩回，以适应圆弧段导轨曲率的变化，避免滑块11在滑动过程中与非直线导轨1产生卡滞和干涉，以使滑块11能在圆弧段导轨上顺畅滑动。
55.盲孔13的孔口直径略小于钢球14的直径，以使盲孔13的孔口对钢球14进行限位，防止钢球14从盲孔13内脱出。钢球14在安装时在滑块11的外部开孔，将弹性件15和钢球14装入孔内后，将滑块11外部的孔口用堵头封闭形成盲孔13即可。
56.在一些可选实施例中：本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，该工业机器人非直线行走机构还包括导轨润滑装置(图中未画出)和导轨防尘装置(图中未画出)，该导轨润滑装置包括位于承载安装板3上的储存润滑油的储油腔和连接滑块11的管路，在滑块11上开设有将润滑油通入非直线导轨1上的注油孔。注油孔将润滑油流入非直线导轨1与滑块11之间的滑动面，以使滑块11在非直线导轨1上可靠滑动，减少非直线导轨1与滑块11之间磨损。
57.导轨防尘装置包括位于滑块11两端的刮板，刮板与滑块11可拆卸连接，刮板为橡胶弹性体，在刮板上开设有与非直线导轨1过盈连接的凹槽。滑块11在非直线导轨1上往复滑动过程中，滑块11带动刮板清除位于非直线导轨1上的杂物，以防止位于非直线导轨1上的杂物进入滑块11与非直线导轨1之间的滑动面卡持滑块11滑动。刮板与滑块11之间可拆卸连接，当刮板出现磨损后可跟换新的刮板继续清理非直线导轨上的杂物。
58.工作原理
59.本技术实施例提供了一种工业机器人非直线行走机构，由于本技术的工业机器人非直线行走机构设置了非直线导轨1，该非直线导轨1设有两根，两根非直线导轨1等间距设置，在两根非直线导轨1上滑动连接有滑块11，滑块11沿非直线导轨1的长度方向往复移动；钢结构底座2，该钢结构底座2位于两根非直线导轨1的底部，两根非直线导轨1固定在钢结构底座2上，钢结构底座2上固定设有与非直线导轨1方向相同的非直线齿条22；承载安装板3，该承载安装板3位于两根非直线导轨1的顶部且与滑块11固定连接，承载安装板3上固定设有驱动单元31，驱动单元31上设有与非直线齿条22啮合的齿轮32。
60.因此，本技术通过使用非直线导轨1和滑块11为承载安装板3提供运动导向，在承载安装板3上设有驱动单元31，驱动单元31通过齿轮32与钢结构底座2上的非直线齿条22进行啮合传动，运动稳定，重复定位精度高。本技术结构简单、制造使用方便，能够将各类型工业机器人、工装夹具移动至不同作业区域，不受场地、空间的制约，极大地提高了生产线的柔性程度并降低生产线投资成本。
61.本技术的工业机器人非直线行走机构的运行轨迹根据实际需要定制，且定位精度高、设备性能稳定。工业机器人非直线行走机构的有效行程范围广，满足各种特殊及超长行程需求；运行速度快、有效负载大、应用范围宽，可适用于汽车主机厂点焊、涂胶、搬运等行业应用。
62.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
63.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
64.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。