技术领域
[0001] 本发明涉及龙门式机械手技术领域，尤其涉及龙门式机械手及龙门式机械手位置校验方法。
相关背景技术
[0002] 大型龙门式机械手常应用于发动机机加工生产线，完成前后道工序的不同机床之间工件的上下料操作，其一般包括横梁以及滑动设置于横梁的机械手安装座，机械手安装于机械手安装座。其中，大型龙门式机械手一般对应有5‑10个工位，即对应5‑10台机床，其水平跨度可达20米甚至更长，因此在大型龙门式机械手的工作过程中，需要对机械手安装座在横梁上的位置进行准确的定位。
[0003] 现有技术中，机械手安装座通常由电机驱动，并通过内置于电机内部的检测系统检测机械手安装座在横梁上运动的距离，进而获取机械手安装座相对于横梁的坐标，在电机驱动机械手安装座运动至预设坐标时，控制电机停止工作。但是，内置于电机内部的检测系统的检测精度不高，且检测结果容易受到传动系统的影响，进而导致检测结果不准确。
具体实施方式
[0054] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0055] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0056] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0057] 在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0058] 实施例一
[0059] 大型龙门式机械手一般包括横梁以及滑动设置于横梁的机械手安装座，机械手安装于机械手安装座。在大型龙门式机械手的工作过程中，需要对机械手安装座在横梁上的位置进行准确的定位。现有技术中，机械手安装座通常由电机驱动，并通过内置于电机内部的检测系统检测机械手安装座在横梁上运动的距离，进而获取机械手安装座相对于横梁的坐标，在电机驱动机械手安装座运动至预设坐标时，控制电机停止工作。但是，内置于电机内部的检测系统的检测精度不高，且检测结果容易受到传动系统的影响，进而导致检测结果不准确。
[0060] 针对上述问题，本实施例提供龙门式机械手，可用于龙门式机械手技术领域。
[0061] 参照图1‑图8，龙门式机械手包括框架100、机械手安装座200以及驱动机构300。框架100具有支撑横梁110；机械手安装座200滑动设置于支撑横梁110，机械手安装座200安装有机械手210，机械手210用于夹持被夹持物10，具体地，支撑横梁110的下方设置有机床11，机械手210用于抓取机床11上的被夹持物10，或将被夹持物10放置于机床11。驱动机构300用于驱动机械手安装座200相对于支撑横梁110滑动，从而驱动机械手安装座200沿水平方向运动，进而带动机械手210沿水平方向运动，从而完成被夹持物10的转运。具体地，机械手210包括设置于机械手安装座200的底座211以及能够相对于底座211沿水平方向运动的两个夹爪212，两个夹爪212能够相互靠近，以夹紧被夹持物10，此外，机械手安装座200上还设置有用于驱动机械手210的底座211相对于机械手安装座200沿竖直方向往复运动的机械手驱动结构，从而可通过机械手驱动结构驱动底座211沿竖直方向运动，以带动夹爪212以及被夹持物10完成升降。
[0062] 继续参照图1‑图8，龙门式机械手还包括位置检测单元400，位置检测单元400包括信号发射单元410和信号接收单元420，信号接收单元420用于接收信号发射单元410发射的信号，信号发射单元410与信号接收单元420的其中一者设置于支撑横梁110，另一者设置于机械手安装座200，本实施例中示例性地给出了信号接收单元420设置于支撑横梁110，信号发射单元410设置于机械手安装座200的方案。通过设置信号发射单元410和信号接收单元420，相比于传统方案中通过内置于电机内部的检测系统进行检测的方案，能够有效提高检测精度。
[0063] 可选地，驱动机构300包括设置于机械手安装座200的电机310，电机310用于驱动机械手安装座200相对于支撑横梁110滑动，电机310内置有检测系统340，检测系统340用于检测电机310驱动机械手安装座200运动的距离，虽然本实施例中的龙门式机械手主要通过信号发射单元410和信号接收单元420检测机械手安装座200是否到达预先设置的位置，但是仍可通过电机310内置的检测系统340进行机械手安装座200位置的检测，一方面，其检测结果可作为位置检测单元400的检测结果的参照，另一方面，也可以通过精度较高的位置检测单元400对精度较低的检测系统340的检测结果进行校验和修正。
[0064] 可选地，信号发射单元410连接有信号发射器连接线缆411，信号发射单元410通过信号发射器连接线缆411与电源以及控制器等其它结构相连；信号接收单元420连接有信号接收器连接线缆421，信号接收单元420通过信号接收器连接线缆421与电源以及控制器等其它结构相连。
[0065] 继续参照图1‑图8，驱动机构300还包括转动设置于机械手安装座200的齿轮320以及设置于支撑横梁110的齿条330，电机310用于驱动齿轮320转动，齿轮320与齿条330啮合，从而通过齿轮320与齿条330的传动带动机械手安装座200运动。检测系统340通过检测电机310的转动圈数，并根据齿轮320与齿条330之间的传动比得到检测电机310驱动机械手安装座200运动的距离，上述方案是现有技术中的常见方案，其具体原理不再赘述。
[0066] 而在其它实施例中，电机310还可以通过其它方式与机械手安装座200传动连接，例如丝杠结构。
[0067] 继续参照图1‑图8，支撑横梁110的下方一般会设置有多个机床11，对此，信号发射单元410设置有多个，多个信号发射单元410沿支撑横梁110的长度方向间隔设置于支撑横梁110，信号接收单元420仅设置有一个，且信号接收单元420设置于机械手安装座200；或者是，信号接收单元420设置有多个，多个信号接收单元420沿支撑横梁110的长度方向间隔设置于支撑横梁110，信号发射单元410仅设置有一个，且信号发射单元410设置于机械手安装座200，以适配不同位置的多个机床11。本实施例中示例性地采用多个信号接收单元420沿支撑横梁110的长度方向间隔设置于支撑横梁110，信号发射单元410仅设置有一个，且信号发射单元410设置于机械手安装座200的方案，以尽量减少信号发射单元410的数量，减少能量损耗。
[0068] 继续参照图1‑图8，信号发射单元410包括发射单元安装基座以及设置于发射单元安装基座的多个信号发射器，信号接收单元420包括接收单元安装基座以及设置于接收单元安装基座的多个信号接收器，多个信号接收器能够一一对应地接收多个信号发射器发射的信号，可在多个信号接收器同时接收到多个信号发射器发射的信号时才确认机械手安装座200到达预先设置的位置，可降低因偶然因素导致的检测误差。
[0069] 实施例二
[0070] 本实施例提供龙门式机械手位置校验方法，通过上述实施例一中的龙门式机械手实施。本实施例提供的龙门式机械手位置校验方法的目的就是校验检测系统340的检测精度。
[0071] 参照图7，龙门式机械手位置校验方法包括如下步骤。
[0072] S100：手动操作机械手安装座200运动至预设位置，并记录此时机械手安装座200在支撑横梁110上的预设位置坐标x1。
[0073] 其中，预设位置对应机床11的上下料位置，也是后续机械手安装座200运动的目标位置。
[0074] S200：将信号发射单元410与信号接收单元420的其中一者安装于支撑横梁110，将信号发射单元410与信号接收单元420的另一者安装于机械手安装座200，以使信号接收单元420能够接收到信号发射单元410发射的信号。
[0075] 该步骤的作用是，将信号发射单元410与信号接收单元420正对安装，在后续机械手安装座200的运动过程中，在信号接收单元420接收到信号发射单元410发射的信号时，即可表明此时机械手安装座200已经位于预设位置，误差较小。
[0076] S300：将机械手安装座200移动至初始位置，并记录此时机械手安装座200在支撑横梁110上的初始位置坐标x0。
[0077] 初始位置为后续机械手安装座200移动时所参照的基准位置，一般为距离预设位置较远的位置。
[0078] S400：通过电机310驱动机械手安装座200相对于支撑横梁110滑动，并在信号接收单元420接收到信号发射单元410发射的信号时控制机械手安装座200停止运动。
[0079] 由于位置检测单元400的检测精度较高，因此在信号接收单元420接收到信号发射单元410发射的信号时机械手安装座200的实际位置与预设位置之间的偏差较小。
[0080] 具体地，参照图10，步骤S400包括步骤S4001‑步骤S4004。
[0081] S4001：通过电机310驱动机械手安装座200相对于支撑横梁110以第一速度滑动，同时实时获取机械手安装座200的实时坐标。
[0082] 机械手安装座200的实时坐标可基于初始位置坐标x0以及检测系统340检测的电机310驱动机械手安装座200运动的距离，获取机械手安装座200的实时坐标。
[0083] S4002：判断实时坐标与速度调整坐标的大小，其中，速度调整坐标为预设位置坐标x1减去预设数值。
[0084] 若实时坐标不小于速度调整坐标，则执行如下步骤：
[0085] S4003：驱动机械手安装座200以第二速度滑动，第二速度小于第一速度。
[0086] 速度调整坐标所在位置较为靠近预设位置，如此可在机械手安装座200运动至速度调整坐标所在位置时，降低机械手安装座200的运动速度，便于对机械手安装座200的精确控制。
[0087] 本实施例中，预设数值位于10mm‑100mm之间。
[0088] S4004：判断信号接收单元420是否接收到信号发射单元410发射的信号。
[0089] 若是，则表明此时机械手安装座200已运动至预设位置，因而控制机械手安装座200停止运动。
[0090] S500：基于初始位置坐标x0以及检测系统340检测的电机310驱动机械手安装座200运动的距离，获取机械手安装座200的检测坐标x2。
[0091] 具体而言，初始位置坐标x0为已知量，初始位置坐标x0加上电机310驱动机械手安装座200运动的距离即可得到此时机械手安装座200所在位置的坐标，即检测坐标x2。
[0092] S600：比较预设位置坐标x1与检测坐标x2的差值与差值阈值的大小。
[0093] 若差值不超过差值阈值，则表明此时检测系统340检测到的检测坐标x2接近预设位置坐标x1，检测结果较为准确，因而确定检测系统340的检测精度正常。
[0094] 若差值超过差值阈值，则表明此时检测系统340检测到的检测坐标x2与预设位置坐标x1的差异较大，检测结果不准确，因而确定检测系统340的检测精度异常。此时工作人员需停机检修，检查电机310、检测系统340是否出现故障，并检查齿轮320与齿条330的状态。
[0095] 可选地，上述差值阈值为0.5mm。
[0096] 该龙门式机械手位置校验方法通过设置一个预设位置坐标x1作为目标点的坐标，并控制电机310驱动机械手安装座200相对于支撑横梁110滑动，在检测精度较高的位置检测单元400检测到机械手安装座200到达目标点时控制机械手安装座200停止运动，此时比较预设位置坐标x1与检测坐标x2的差值与差值阈值的大小，若差值较小，则表明此时检测系统340检测的数据较为准确，如此能够对检测系统340的检测精度进行校验。
[0097] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
