一种桁架设备的制作方法

本发明涉及桁架设备，具体涉及一种可以对工件实施抓取、搬运及吊装的桁架设备。

背景技术：

1、目前，国内生产制造煤炭输送用顶梁时，所采用的工件多是人工搬运、吊装焊接而成，由于加工顶梁的所用的工件重量大，体积大，如果采用人工搬运或用行车直接吊装，作业中不但需要多人协同，吊装的危险系数高，而且还会存在吊装位置误差大，自动焊接设备无法实现精准焊接的问题。

2、本发明的申请人公开了一种自动上下料系统，申请号201922229339.x，申请日2019.12.12，该专利通过设置三坐标桁架、取放件装置和物料中转机构，利用可以沿x向、y向或者z向运动的取放件装置，将物料中转机构中的待加工物料取走或将已加工好的物料搬运到物料中转机构。

3、本发明的申请人还公开了一种装夹夹具，专利申请号202122824481.6，授权公告日为2022.03.22，该专利通过在两个夹紧座的中部设置由齿轮齿条组成的联动装置，保证两个气缸的动作的一致性，以此达到提高夹紧位置精确性的目的。

4、但是，在使用过程中，发现：

5、1.重型工件在提升过程中，一般多使用电机带动齿轮沿着轮齿条运动，提升过程对电机的要求极高，运动过程中的稳定性较差，重载时电机瞬时启动的电流极大，易损坏电机，造成断电的风险。

6、2.如果被夹持搬运的工件重量较大，当搬运过程中，出现突然断电情况时，夹具及工件会急速下坠，危险系数极高，且由于升降过程存在惯性，工件的实际位置与预设位置，总会存在一定的偏差。

7、3.当被夹持的工件纵向长度较大，当仅横向受到夹持力提升时，工件的纵向两端会上下摆动，对设备及附近的操作人员均会造成安全隐患。

8、4.由于夹紧柱的高度是一定的，仅适用于小型工件的夹持，如果夹持重型工件，则无法保证夹紧柱位于工件的重心，在对工件搬运、吊装过程中，易出现脱落的风险。

技术实现思路

1、为克服上述的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种桁架设备，相对于传统的方案来说，该桁架设备可以大幅度减小z向驱动装置的功率，而且结构更为简单。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种桁架设备，它包括，机架，所述机架设置有沿x向滑动的x向滑台，所述机架与所述x向滑台之间设置有x向驱动装置，所述x向滑台上设置有沿y向滑动的y向滑台，所述x向滑台与所述y向滑台之间设置有y向驱动装置,所述y向滑台上设置有沿z向滑动的z向纵梁，所述y向滑台与所述z向纵梁之间设置有z向驱动装置；所述y向滑台上还设置有纵梁辅助升降装置，所述纵梁辅助升降装置包括纵向伸缩缸，所述纵向伸缩缸的缸体固定连接于所述y向滑台，所述纵向伸缩缸的活塞杆连接于所述z向纵梁。

3、优选的，所述纵向伸缩缸为两组，分别安装在所述z向驱动装置的两侧。

4、优选的，所述y向滑台与所述z向纵梁之间还设有自锁机构，所述自锁机构包括电磁制动器和抱闸导杆，所述电磁制动器固定连接于所述y向滑台，所述抱闸导杆两端固定连接于所述z向纵梁，且所述抱闸导杆滑动穿透所述电磁制动器，所述电磁制动器在所述z向驱动装置断电时可以锁住所述抱闸导杆。

5、优选的，所述z向纵梁的底部连接有连接架，所述连接架的中部安装有主抓手单元，所述连接架的两端分别设置有辅助抓手单元。

6、优选的，所述z向纵梁呈中空矩形，所述自锁机构位于所述z向驱动装置对立面；所述纵向伸缩缸对称安装于所述z向驱动装置的两侧。

7、优选的，所述主抓手单元包括导轨座、滑座和夹板，所述导轨座设有滑轨，两个所述滑座分别滑动安装于所述滑轨，每个所述滑座均设有一个所述夹板，所述滑座与所述导轨座之间设有夹紧驱动装置，所述夹紧驱动装置用于驱动两个所述滑座相向运动以使两个所述夹板趋近或远离；所述导轨座还设有联动装置，所述联动装置包括齿轮和两个啮合于所述齿轮相对两侧的齿条，所述齿轮转动安装于所述导轨座，两个所述齿条分别与两个所述滑座一一固定；每个所述夹板的相向面均设有第一电磁铁，且所述夹板上设置有伸缩式托爪装置。

8、优选的，所述伸缩式托爪装置包括托爪和连接所述托爪的第一驱动装置，所述夹板上设有与所述托爪匹配的限位孔，且所述托爪的承托面位于所述第一电磁铁的下端；所述夹板上固定连接有连接座，所述第一驱动装置固定连接所述连接座，所述连接座上滑动设有第一导杆，所述第一导杆的端部固定连接所述托爪。

9、优选的，所述辅助抓手单元包括第二电磁铁，所述第二电磁铁由第二驱动装置驱动，所述第二驱动装置固定于所述连接架上，所述第二驱动装置的伸缩方向与所述夹板的开合方向垂直。

10、优选的，所述第二电磁铁固定于第二电磁铁安装座，所述第二驱动装置固定连接于所述连接架，所述连接架上滑动设有第二导杆，所述第二导杆与所述第二电磁铁安装座固定连接，所述第二电磁铁安装座与所述第二驱动装置之间设置有浮动接头。

11、优选的，所述第二电磁铁安装座与所述第二电磁铁之间设置有缓冲装置；所述缓冲装置包括连接板，所述第二电磁铁上安装有磁铁销轴，所述磁铁销轴滑动连接所述连接板；所述磁铁销轴上套设有缓冲弹簧，且所述缓冲弹簧夹压于所述第二电磁铁与所述连接板之间。

12、采用了上述技术方案后，本发明所取得的有益技术效果是：

13、1.本发明在y向滑台上分别设置有z向驱动装置和纵梁辅助提升装置，一方面，利用纵梁辅助提升装置对z向纵梁提供一个辅助拉力，平衡z向纵梁以及吊装工件的自身重力，另一方面，利用z向驱动装置(优选为电机驱动的齿轮齿条机构)带动z向纵梁的升降，进而大幅度减小电机功率，相对于传统的用配重块来平衡z向纵梁及吊装工件的自身重力的方案来说，结构更为简单。

14、2.当抓取的工件质量较大时，通过在z轴方向设置自锁机构，利用电磁制动器和抱闸导杆，对下坠的夹具及工件限位，增加多种应对突发情况的保险装置，大幅度提高运输过程的安全性的同时，还可以提高工件吊装位置的精准性。

15、3.抓取工件时，通过在夹板上安装第一电磁铁，增加工件与夹板之间的摩擦力，进而保证夹持中的稳定性。通过在第一电磁铁的下端设置伸缩托爪，当第一电磁铁出现故障时，依然可以保证工件不会掉落，进一步提高安全性。

16、4.当抓取的工件跨度较大时，通过设置在连接架两侧的辅助抓手单元，对工件的两端进行固定。这样在搬运过程中，即使工件的端部发生旋转，也可以通过辅助抓手单元限制工件的旋转角度，提高运输时稳定性的同时，还可以满足对多种形状工件的夹持。

技术特征：

1.一种桁架设备，包括，机架，所述机架设置有沿x向滑动的x向滑台，所述机架与所述x向滑台之间设置有x向驱动装置，所述x向滑台上设置有沿y向滑动的y向滑台，所述x向滑台与所述y向滑台之间设置有y向驱动装置,所述y向滑台上设置有沿z向滑动的z向纵梁，所述y向滑台与所述z向纵梁之间设置有z向驱动装置；其特征在于，

2.根据权利要求1所述的桁架设备，其特征在于，所述纵向伸缩缸为两组，分别安装在所述z向驱动装置的两侧。

3.根据权利要求2所述的桁架设备，其特征在于，所述y向滑台与所述z向纵梁之间还设有自锁机构，所述自锁机构包括电磁制动器和抱闸导杆，所述电磁制动器固定连接于所述y向滑台，所述抱闸导杆两端固定连接于所述z向纵梁，且所述抱闸导杆滑动穿透所述电磁制动器，所述电磁制动器在所述z向驱动装置断电时可以锁住所述抱闸导杆。

4.根据权利要求1～3任一项所述的桁架设备，其特征在于，所述z向纵梁的底部连接有连接架，所述连接架的中部安装有主抓手单元，所述连接架的两端分别设置有辅助抓手单元。

5.根据权利要求3所述的桁架设备，其特征在于，所述z向纵梁呈中空矩形，所述自锁机构位于所述z向驱动装置对立面；所述纵向伸缩缸对称安装于所述z向驱动装置的两侧。

6.根据权利要求4所述的桁架设备，其特征在于，所述主抓手单元包括导轨座、滑座和夹板，所述导轨座设有滑轨，两个所述滑座分别滑动安装于所述滑轨，每个所述滑座均设有一个所述夹板，所述滑座与所述导轨座之间设有夹紧驱动装置，所述夹紧驱动装置用于驱动两个所述滑座相向运动以使两个所述夹板趋近或远离；

7.根据权利要求6所述的桁架设备，其特征在于，所述伸缩式托爪装置包括托爪和连接所述托爪的第一驱动装置，所述夹板上设有与所述托爪匹配的限位孔，且所述托爪的承托面位于所述第一电磁铁的下端；所述夹板上固定连接有连接座，所述第一驱动装置固定连接所述连接座，所述连接座上滑动设有第一导杆，所述第一导杆的端部固定连接所述托爪。

8.根据权利要求4所述的桁架设备，其特征在于，所述辅助抓手单元包括第二电磁铁，所述第二电磁铁由第二驱动装置驱动，所述第二驱动装置固定于所述连接架上，所述第二驱动装置的伸缩方向与所述夹板的开合方向垂直。

9.根据权利要求8所述的桁架设备，其特征在于，所述第二电磁铁固定于第二电磁铁安装座，所述第二驱动装置固定连接于所述连接架，所述连接架上滑动设有第二导杆，所述第二导杆与所述第二电磁铁安装座固定连接，所述第二电磁铁安装座与所述第二驱动装置之间设置有浮动接头。

10.根据权利要求9所述的桁架设备，其特征在于，所述第二电磁铁安装座与所述第二电磁铁之间设置有缓冲装置；所述缓冲装置包括连接板，所述第二电磁铁上安装有磁铁销轴，所述磁铁销轴滑动连接所述连接板；所述磁铁销轴上套设有缓冲弹簧，且所述缓冲弹簧夹压于所述第二电磁铁与所述连接板之间。

技术总结本发明公开了一种桁架设备，涉及桁架设备技术领域，包括，机架，机架设置有沿X向滑动的X向滑台，机架与X向滑台之间设置有X向驱动装置，X向滑台上设置有沿Y向滑动的Y向滑台，X向滑台与Y向滑台之间设置有Y向驱动装置,Y向滑台上设置有沿Z向滑动的Z向纵梁，Y向滑台与Z向纵梁之间设置有Z向驱动装置；Y向滑台上还设置有纵梁辅助升降装置，纵梁辅助升降装置包括纵向伸缩缸和纵向固定座，纵向伸缩缸固定连接纵向固定座，纵向固定座固定连接所述Y向滑台。借此，本发明通过增加纵梁辅助升降装置，为Z向纵梁提供额外的拉力，减小Z向驱动装置的额定功率，并提高升降过程的平稳性。技术研发人员：祝燕,李聪,冯佳,卓海强受保护的技术使用者：山东矿机华能装备制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17