五軸機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種五軸機(jī)械手，其包括由至少四根立柱、兩根X向橫梁及兩根Y向橫梁組成的支架、設(shè)置在支架上的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及設(shè)置在Z軸升降座上的水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)、設(shè)置在水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)上的刀具傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及刀具驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座。本實(shí)用新型的五軸機(jī)械手在對工件進(jìn)行加工時(shí)，定位更加精準(zhǔn)，對工件不需要做任何的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整，刀具可以一次性完成對工件的加工，可以在三維空間實(shí)現(xiàn)對工件的全自動(dòng)加工，加工效率和精度顯著提高。
【專利說明】五軸機(jī)械手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種五軸機(jī)械手。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們出于提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善工人勞 動(dòng)條件，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的考慮，發(fā)明了機(jī)械臂，并把它大量應(yīng)用于生產(chǎn) 過程中，尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，機(jī)械臂更是得到了 廣泛的應(yīng)用。機(jī)械臂是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)系 統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)機(jī)械手中，通常只能進(jìn)行XYZ三軸直線運(yùn)動(dòng)，只能實(shí) 現(xiàn)簡單的運(yùn)動(dòng)軌跡，無法實(shí)現(xiàn)多自由度、三維空間內(nèi)對工件進(jìn)行加工，因此，需要對現(xiàn)有的 機(jī)械手臂進(jìn)行改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于針對【背景技術(shù)】中所指出的現(xiàn)有的機(jī)械手無法實(shí)現(xiàn)多自由 度、三維空間內(nèi)對弓箭進(jìn)行加工的問題，提供一種能夠解決前述問題的五軸機(jī)械手。
[0004] 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：
[0005] -種五軸機(jī)械手，其包括由至少四根立柱、兩根X向橫梁及兩根Y向橫梁組成的支 架、設(shè)置在支架上的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及設(shè)置在Z軸升降座上的水 平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)、設(shè)置在水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)上的刀具傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及刀具驅(qū)動(dòng)電機(jī) 固定座，所述的水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)包括與Z軸升降座連接的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定板、堅(jiān)直設(shè) 置的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及與堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接的轉(zhuǎn)架，該轉(zhuǎn)架包括水平部分和堅(jiān)直 部分，水平部分與堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接，所述的刀具傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括水平設(shè) 置的水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)、水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承及刀具驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座，所述的水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)和水 平驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承裝配在轉(zhuǎn)架的堅(jiān)直部分上，水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與刀具驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座 固定連接。
[0006] 上述方案中所述的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿著Y軸方向設(shè)置的傳動(dòng)橫梁，在支架的兩 個(gè)X向橫梁上沿著X方向分別設(shè)置有導(dǎo)軌，傳動(dòng)橫梁的兩端分別設(shè)置有與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的 滑塊，在其中一個(gè)X向橫梁上沿著X軸方向設(shè)置有齒條，在傳動(dòng)橫梁上設(shè)置有與該齒條對應(yīng) 的齒輪，該齒輪與設(shè)置在傳動(dòng)橫梁上的X向傳動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接。
[0007] 上述方案中所述的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在傳動(dòng)橫梁上的Y向傳動(dòng)座和齒輪齒條 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒條沿著Y軸方向設(shè)置在傳動(dòng)橫梁上，齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的Y向傳動(dòng)電機(jī)設(shè)置 在Y向傳動(dòng)座上，在傳動(dòng)橫梁的上下兩側(cè)分別沿著Y方向設(shè)置有導(dǎo)軌，Y向傳動(dòng)座上分別設(shè) 置有與之對應(yīng)的滑塊。
[0008] 上述方案中所述的Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可沿著Z軸方向傳動(dòng)的Z軸升降座、設(shè)置在 Y向傳動(dòng)座上的Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和絲杠，絲杠的螺母塊設(shè)置在Z軸升降座上，Z軸升降座的兩 側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌，Y向傳動(dòng)座上設(shè)置有與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的滑塊，Y向傳動(dòng)座上還設(shè)置有絲杠軸 承。
[0009] 上述方案中所述的電機(jī)輸出軸連接主動(dòng)皮帶輪，在絲杠的上端設(shè)置有從動(dòng)皮帶 輪，主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪通過皮帶連接。
[0010] 上述方案中所述的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定板包括相互垂直設(shè)置的堅(jiān)板和橫板，堅(jiān)板固 定連接在Z軸升降座上，堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝在橫板上，堅(jiān)板與橫板之間設(shè)置有加強(qiáng)肋板。
[0011] 本實(shí)用新型的五軸機(jī)械手在X、Y、Z三軸定位機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)置了水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位 機(jī)構(gòu)和刀具傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)可以在水平方向360°范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 刀具的刀頭的方向，通過刀具傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以在堅(jiān)直方向180°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)刀具的 刀頭的方向，通過這種設(shè)置，在對工件進(jìn)行加工時(shí)，定位更加精準(zhǔn)，對工件不需要做任何的 轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整，刀具可以一次性完成對工件的加工，可以在三維空間實(shí)現(xiàn)對工件的全自動(dòng)加工， 加工效率和精度顯著提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型的五軸機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本實(shí)用新型的五軸機(jī)械手的左視圖；
[0014] 圖3為圖1中A部的局部放大示意圖；
[0015] 圖4為圖2中B部的局部放大示意圖；
[0016] 圖5為本實(shí)用新型的五軸機(jī)械手的Y向、Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖中，1為立柱，2為X向橫梁，3為Y向橫梁，4為Z軸升降座，5為堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 6為堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定板，7為加強(qiáng)肋板，8為轉(zhuǎn)架，9為水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)，10為水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸 承，11為刀具驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座，12為傳動(dòng)橫梁，13為導(dǎo)軌,14為滑塊,15為齒條,16為齒輪， 17為X向傳動(dòng)電機(jī)，18為Y向傳動(dòng)座，19為Y向傳動(dòng)電機(jī)，20為Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，21為絲杠， 22為螺母塊，23為絲杠軸承，24為主動(dòng)皮帶輪，25為從動(dòng)皮帶輪。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 參照圖1至圖5所示的一種五軸機(jī)械手，其包括由至少四根立柱1、兩根X向橫梁 2及兩根Y向橫梁3組成的支架、設(shè)置在支架上的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)及設(shè)置在Z軸升降座上的水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)、設(shè)置在水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)上的刀具傾斜角 度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及刀具驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座，所述的水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)包括與Z軸升降座4連接 的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定板6、堅(jiān)直設(shè)置的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)5以及與堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)5的輸出軸連接 的轉(zhuǎn)架8,該轉(zhuǎn)架8包括水平部分和堅(jiān)直部分，水平部分與堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)5的輸出軸連接，所 述的刀具傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括水平設(shè)置的水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)9、水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承10及刀具 驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座11，所述的水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)9和水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承10裝配在轉(zhuǎn)架8的堅(jiān)直部 分上，水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)9的輸出軸與刀具驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座11固定連接。刀具固定座上可以安 裝多種常用的刀具，也可以安裝激光切割頭，通過五軸機(jī)械手可以一次性完成對工件的切 割加工，在加工過程中，工件不需要移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，所有的運(yùn)動(dòng)都由機(jī)械手帶動(dòng)刀具完成，力口 工精度和生產(chǎn)效率都得到了提升，通過這種改進(jìn)，能夠大幅度提升產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0019] 上述方案中所述的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿著Y軸方向設(shè)置的傳動(dòng)橫梁12,在支架的 兩個(gè)X向橫梁上沿著X方向分別設(shè)置有導(dǎo)軌13,傳動(dòng)橫梁12的兩端分別設(shè)置有與導(dǎo)軌13 滑動(dòng)配合的滑塊14,在其中一個(gè)X向橫梁2上沿著X軸方向設(shè)置有齒條15,在傳動(dòng)橫梁12 上設(shè)置有與該齒條15對應(yīng)的齒輪16,該齒輪16與設(shè)置在傳動(dòng)橫梁12上的X向傳動(dòng)電機(jī) 17的輸出軸連接。
[0020] 上述方案中所述的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在傳動(dòng)橫梁12上的Y向傳動(dòng)座18和齒 輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒條沿著Y軸方向設(shè)置在傳動(dòng)橫梁12上，齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的Y向傳 動(dòng)電機(jī)19設(shè)置在Y向傳動(dòng)座18上，在傳動(dòng)橫梁12的上下兩側(cè)分別沿著Y方向設(shè)置有導(dǎo)軌， Y向傳動(dòng)座上分別設(shè)置有與之對應(yīng)的滑塊。
[0021] 上述方案中所述的Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可沿著Z軸方向傳動(dòng)的Z軸升降座4、設(shè)置在 Y向傳動(dòng)座18上的Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)20和絲杠21，絲杠21的螺母塊22設(shè)置在Z軸升降座4 上，Z軸升降座4的兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌，Y向傳動(dòng)座18上設(shè)置有與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的滑塊，Y向 傳動(dòng)座上還設(shè)置有絲杠軸承23。
[0022] 上述方案中所述的電機(jī)輸出軸連接主動(dòng)皮帶輪24,在絲杠21的上端設(shè)置有從動(dòng) 皮帶輪25,主動(dòng)皮帶輪24和從動(dòng)皮帶輪25通過皮帶連接。
[0023] 上述方案中所述的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定板6包括相互垂直設(shè)置的堅(jiān)板和橫板，堅(jiān)板 固定連接在Z軸升降座4上，堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)5裝在橫板上，堅(jiān)板與橫板之間設(shè)置有加強(qiáng)肋板 7。
【權(quán)利要求】
1. 一種五軸機(jī)械手，其特征在于：其包括由至少四根立柱、兩根X向橫梁及兩根Y向橫 梁組成的支架、設(shè)置在支架上的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Υ軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Ζ軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及設(shè)置在Ζ軸升 降座上的水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)、設(shè)置在水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)上的刀具傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及刀 具驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座，所述的水平轉(zhuǎn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)包括與Ζ軸升降座連接的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定 板、堅(jiān)直設(shè)置的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及與堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接的轉(zhuǎn)架，該轉(zhuǎn)架包括水平 部分和堅(jiān)直部分，水平部分與堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接，所述的刀具傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 包括水平設(shè)置的水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)、水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承及刀具驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座，所述的水平驅(qū) 動(dòng)電機(jī)和水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承裝配在轉(zhuǎn)架的堅(jiān)直部分上，水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與刀具驅(qū)動(dòng) 電機(jī)固定座固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸機(jī)械手，其特征在于：所述的X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿著Υ軸 方向設(shè)置的傳動(dòng)橫梁，在支架的兩個(gè)X向橫梁上沿著X方向分別設(shè)置有導(dǎo)軌，傳動(dòng)橫梁的兩 端分別設(shè)置有與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的滑塊，在其中一個(gè)X向橫梁上沿著X軸方向設(shè)置有齒條，在 傳動(dòng)橫梁上設(shè)置有與該齒條對應(yīng)的齒輪，該齒輪與設(shè)置在傳動(dòng)橫梁上的X向傳動(dòng)電機(jī)的輸 出軸連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的五軸機(jī)械手，其特征在于：所述的Υ軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在 傳動(dòng)橫梁上的Υ向傳動(dòng)座和齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒條沿著Υ軸方向設(shè)置在傳動(dòng)橫梁上，齒輪 和驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的Υ向傳動(dòng)電機(jī)設(shè)置在Υ向傳動(dòng)座上，在傳動(dòng)橫梁的上下兩側(cè)分別沿著Υ 方向設(shè)置有導(dǎo)軌，Υ向傳動(dòng)座上分別設(shè)置有與之對應(yīng)的滑塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的五軸機(jī)械手，其特征在于：所述的Ζ軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可沿著 Ζ軸方向傳動(dòng)的Ζ軸升降座、設(shè)置在Υ向傳動(dòng)座上的Ζ向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和絲杠，絲杠的螺母塊設(shè) 置在Ζ軸升降座上，Ζ軸升降座的兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌，Υ向傳動(dòng)座上設(shè)置有與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的 滑塊，Υ向傳動(dòng)座上還設(shè)置有絲杠軸承。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的五軸機(jī)械手，其特征在于：所述的電機(jī)輸出軸連接主動(dòng)皮帶 輪，在絲杠的上端設(shè)置有從動(dòng)皮帶輪，主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪通過皮帶連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸機(jī)械手，其特征在于：所述的堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定板包括 相互垂直設(shè)置的堅(jiān)板和橫板，堅(jiān)板固定連接在Ζ軸升降座上，堅(jiān)直驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝在橫板上，堅(jiān) 板與橫板之間設(shè)置有加強(qiáng)肋板。
【文檔編號】B25J9/00GK203875884SQ201420174235
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】金加法, 徐曉東, 夏麗華, 高慶強(qiáng) 申請人:常州市璟勝自動(dòng)化科技有限公司