一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，包括Z軸傳動機(jī)構(gòu)、Y軸傳動機(jī)構(gòu)和X軸傳動機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)軸C組成的四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)，所述Z軸傳動機(jī)構(gòu)、Y軸傳動機(jī)構(gòu)和X軸傳動機(jī)構(gòu)依次連接，所述X軸傳動機(jī)構(gòu)上設(shè)有可在X軸方向上滑動的X軸滑動座，所述X軸滑動座上設(shè)有可繞平行于Z軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)座。
【專利說明】 一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械臂，尤其涉及一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)今的金屬切割領(lǐng)域，異型鋼材分段切割一般采用液壓剪剪斷和人手氣割兩種方式。異形鋼材具有三維空間的切割軌跡，而傳統(tǒng)數(shù)控等離子切割機(jī)及激光切割機(jī)只能對單一平面進(jìn)行切割，無法實(shí)現(xiàn)切割所需的軌跡運(yùn)動和移動距離以及切割起點(diǎn)的準(zhǔn)確尋找和控制，目前國內(nèi)沒有出現(xiàn)針對異型鋼材的等離子切割機(jī)、激光切割機(jī)和火焰切割機(jī)。
[0003]因此急需提出一種有成本優(yōu)勢，運(yùn)行可靠的三維控制機(jī)構(gòu)，可以引導(dǎo)各種切割工具進(jìn)行三維空間切割，滿足異型鋼材的等離子切割、激光切割和火焰切割需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，可引導(dǎo)各種切割頭進(jìn)行三維空間切割，滿足異型鋼材的等離子切割、激光切割和火焰切割需求，
結(jié)構(gòu)合理，工作穩(wěn)定可靠。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，包括Z軸傳動機(jī)構(gòu)、Y軸傳動機(jī)構(gòu)和X軸傳動機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)軸C組成的四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu),所述Z軸傳動機(jī)構(gòu)、X軸傳動機(jī)構(gòu)和Y軸傳動機(jī)構(gòu)依次連接，所述X軸傳動機(jī)構(gòu)上設(shè)有可在X軸方向上滑動的X軸滑動座，所述X軸滑動座上設(shè)有可繞平行于Z軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)座。
[0006]作為上述方案的改進(jìn)，所述Z軸傳動機(jī)構(gòu)包括機(jī)座，所述機(jī)座的豎直一側(cè)固設(shè)有Z軸導(dǎo)軌；所述四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)還包括齒輪和齒條，所述齒輪由Z軸電機(jī)驅(qū)動。
[0007]作為上述方案的改進(jìn)，所述四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括設(shè)于所述Z軸導(dǎo)軌上并可在所述Z軸導(dǎo)軌上滑動的Z軸滑動座，所述Z軸滑動座通過所述齒輪和齒條驅(qū)動。
[0008]作為上述方案的改進(jìn)，所述Z軸滑動座上設(shè)有Y軸導(dǎo)軌；所述Z軸滑動座上還設(shè)有與所述Y軸導(dǎo)軌平行的Y軸螺桿，所述Y軸螺桿由Y軸電機(jī)驅(qū)動。
[0009]作為上述方案的改進(jìn)，所述Y軸傳動機(jī)構(gòu)包括設(shè)于所述Y軸導(dǎo)軌上并可在所述Y軸導(dǎo)軌上滑動的Y軸滑動座,所述Y軸滑動座通過所述Y軸螺桿驅(qū)動。
[0010]作為上述方案的改進(jìn)，所述Y軸滑動座上設(shè)有X軸導(dǎo)軌；所述Y軸滑動座上還設(shè)有與所述X軸導(dǎo)軌平行的X軸螺桿，所述X軸螺桿由X軸電機(jī)驅(qū)動。
[0011]作為上述方案的改進(jìn)，所述X軸滑動座上設(shè)有C軸電機(jī)，所述C軸電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與Z軸平行，所述C軸電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有所述旋轉(zhuǎn)座。
[0012]作為上述方案的改進(jìn)，所述Z軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、X軸電機(jī)和C軸電機(jī)均為伺服或步進(jìn)電機(jī)。
[0013]作為上述方案的改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)座上設(shè)有安裝接口，方便安裝各種功能的工具或機(jī)構(gòu)部件。
[0014]作為上述方案的改進(jìn)，所述Z軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌和X軸導(dǎo)軌均由兩條在同一平面內(nèi)相互平行的導(dǎo)軌組成。
[0015]實(shí)施本實(shí)用新型，具有如下有益效果:
[0016]本實(shí)用新型提供的一種四軸聯(lián)動機(jī)械臂，包括Z軸傳動機(jī)構(gòu)、Y軸傳動機(jī)構(gòu)和X軸傳動機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)軸C組成的四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)，滿足安裝于所述旋轉(zhuǎn)座上的切割機(jī)構(gòu)的三維切割軌跡需求，配合伺服或步進(jìn)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)精確移動，適應(yīng)高精度要求的場合，生產(chǎn)效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，包括Z軸傳動機(jī)構(gòu)1、Y軸傳動機(jī)構(gòu)2和X軸傳動機(jī)構(gòu)3及旋轉(zhuǎn)軸C組成的四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)，所述Z軸傳動機(jī)構(gòu)1、Y軸傳動機(jī)構(gòu)2和X軸傳動機(jī)構(gòu)3依次連接，所述X軸傳動機(jī)構(gòu)3上設(shè)有可在X軸方向上滑動的X軸滑動座4，所述X軸滑動座4上設(shè)有可繞平行于Z軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)座5。
[0020]需要說明的是，本實(shí)用新型提供的一種四軸聯(lián)動機(jī)械臂，滿足安裝于所述旋轉(zhuǎn)座5上的切割機(jī)構(gòu)的切割軌跡需求，解決了現(xiàn)有的切割機(jī)械無法進(jìn)行多立面三維立體連續(xù)切割的問題。
[0021]其中，所述四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括機(jī)座6，所述機(jī)座6的豎直一側(cè)固設(shè)有Z軸導(dǎo)軌7 ;所述四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)還包括齒條8和齒輪9，所述齒輪9由Z軸電機(jī)20驅(qū)動。
[0022]所述四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括設(shè)于所述Z軸導(dǎo)軌7上并可在所述Z軸導(dǎo)軌7上滑動的Z軸滑動座10，所述Z軸滑動座10通過所述齒輪9和齒條8驅(qū)動。
[0023]相應(yīng)地，所述Z軸滑動座10上設(shè)有Y軸導(dǎo)軌11 ;所述Z軸滑動座10上還設(shè)有與所述Y軸導(dǎo)軌11平行的Y軸螺桿12，所述Y軸螺桿12由Y軸電機(jī)13驅(qū)動。
[0024]所述Y軸傳動機(jī)構(gòu)2包括設(shè)于所述Y軸導(dǎo)軌11上并可在所述Y軸導(dǎo)軌11上滑動的Y軸滑動座14,所述Y軸滑動座14通過所述Y軸螺桿12驅(qū)動。
[0025]所述Y軸滑動座14上設(shè)有X軸導(dǎo)軌15 ;所述Y軸滑動座14上還設(shè)有與所述X軸導(dǎo)軌15平行的X軸螺桿16，所述X軸螺桿16由X軸電機(jī)17驅(qū)動。
[0026]需要說明的是，本實(shí)用新型提供的一種四軸聯(lián)動機(jī)械臂，所述Y軸傳動機(jī)構(gòu)2和X軸傳動機(jī)構(gòu)3均通過螺桿驅(qū)動，配合伺服或步進(jìn)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)精確移動，適應(yīng)高精度要求的切割場合，切割效率高。所述Z軸傳動機(jī)構(gòu)I通過齒輪9驅(qū)動，可以相對較快地進(jìn)行移動，加快切割速度，提高切割效率。
[0027]上述三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)可以滿足切割頭的三維空間運(yùn)動需求，但是，為了進(jìn)一步優(yōu)化切割效果，需要對切割頭的切割方向進(jìn)行調(diào)整，使得切割頭的切割方向與被切割物保持垂直。因此，可以在所述X軸滑動座4上設(shè)置C軸電機(jī)18，所述C軸電機(jī)18的轉(zhuǎn)軸與Z軸平行，所述C軸電機(jī)18的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有所述旋轉(zhuǎn)座5。
[0028]當(dāng)切割頭被所述三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)帶動在三維空間內(nèi)進(jìn)行切割運(yùn)動時，由于被切割物可能為不規(guī)則結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)座5在切割移動過程中及時調(diào)整切割頭的朝向，保證切割頭的切割方向與被切割物保持垂直，使切割工藝穩(wěn)定可靠。
[0029]優(yōu)選地，為了精確控制所述三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)的活動范圍，所述Z軸電機(jī)20、Y軸電機(jī)
13、X軸電機(jī)17和C軸電機(jī)18均為伺服或步進(jìn)電機(jī)。所述電機(jī)對螺桿或齒輪進(jìn)行精確控制，使所述Y軸傳動機(jī)構(gòu)2和X軸傳動機(jī)構(gòu)3的移動精確，提高切割精度。
[0030]本實(shí)用新型提供的四軸聯(lián)動機(jī)械臂可廣泛應(yīng)用于不同切割工藝、焊接工藝，這些工藝的轉(zhuǎn)換可以通過在所述旋轉(zhuǎn)座5上安裝不同的切割或焊接機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。為了便于不同機(jī)構(gòu)的安裝，所述旋轉(zhuǎn)座5上設(shè)有便于與不同機(jī)械結(jié)構(gòu)連接的安裝接口 19，各類切割頭，如激光切割頭、火焰切割頭或等離子切割頭，均可以通過所述安裝接口 19固定于所述旋轉(zhuǎn)座5上，安裝便利，適應(yīng)范圍廣，也有利于日后維護(hù)。
[0031]優(yōu)選地，所述Z軸導(dǎo)軌7、Y軸導(dǎo)軌11和X軸導(dǎo)軌15均由兩條在同一平面內(nèi)相互平行的導(dǎo)軌組成。
[0032]需要說明的是，本實(shí)用新型提供的機(jī)械臂各導(dǎo)軌承受的側(cè)向扭力較大，因此，本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選采用兩條在同一平面內(nèi)相互平行的導(dǎo)軌，以較好地承受側(cè)向扭力，提升加工精度和設(shè)備穩(wěn)定性。
[0033]以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，包括Z軸傳動機(jī)構(gòu)、Y軸傳動機(jī)構(gòu)和X軸傳動機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)軸C組成的四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu),所述X軸傳動機(jī)構(gòu)、Y軸傳動機(jī)構(gòu)和Z軸傳動機(jī)構(gòu)依次連接，所述X軸傳動機(jī)構(gòu)上設(shè)有可在X軸方向上滑動的X軸滑動座，所述X軸滑動座上設(shè)有可繞平行于Z軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)座。
2.如權(quán)利要求1所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括機(jī)座，所述機(jī)座的豎直一側(cè)固設(shè)有Z軸導(dǎo)軌；所述四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)還包括齒輪和齒條，所述齒輪由Z軸電機(jī)驅(qū)動。
3.如權(quán)利要求2所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述四軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括設(shè)于所述Z軸導(dǎo)軌上并可在所述Z軸導(dǎo)軌上滑動的Z軸滑動座，所述Z軸滑動座通過所述齒輪和齒條傳動。
4.如權(quán)利要求3所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述Z軸滑動座上設(shè)有Y軸導(dǎo)軌；所述Z軸滑動座上還設(shè)有與所述Y軸導(dǎo)軌平行的Y軸螺桿,所述Y軸螺桿由Y軸電機(jī)驅(qū)動。
5.如權(quán)利要求4所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述Y軸傳動機(jī)構(gòu)包括設(shè)于所述Y軸導(dǎo)軌上并可在所述Y軸導(dǎo)軌上滑動的Y軸滑動座，所述Y軸滑動座通過所述Y軸螺桿傳動。
6.如權(quán)利要求5所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述Y軸滑動座上設(shè)有X軸導(dǎo)軌；所述Y軸滑動座上還設(shè)有與所述X軸導(dǎo)軌平行的X軸螺桿，所述X軸螺桿由X軸電機(jī)驅(qū)動。
7.如權(quán)利要求1或6所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述X軸滑動座上設(shè)有C軸電機(jī)，所述C軸電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與Z軸平行，所述C軸電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有所述旋轉(zhuǎn)座。
8.如權(quán)利要求6所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述Z軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、X軸電機(jī)和C軸電機(jī)均為伺服或步進(jìn)電機(jī)。
9.如權(quán)利要求7所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)座上設(shè)有安裝接口，方便安裝各種功能的工具或機(jī)構(gòu)部件。
10.如權(quán)利要求7所述的四軸聯(lián)動三維運(yùn)動機(jī)械臂，其特征在于，所述Z軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌和X軸導(dǎo)軌均由兩條在同一平面內(nèi)相互平行的導(dǎo)軌組成。
【文檔編號】B23Q5/02GK203853688SQ201420054701
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】白文星, 方橋清 申請人:白文星, 方橋清