專利名稱：三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種自動化加工生產(chǎn)設(shè)備，特別涉及一種應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線的 三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]目前，市場上三次元機(jī)械手傳動方式普遍采用的夾緊、升降、平移分別由三套動力 獨立驅(qū)動完成；前后兩組動力頭被通過串聯(lián)多工位的夾緊臂連接起來，組成一個三次元自 動生產(chǎn)系統(tǒng)；在三次元的應(yīng)用環(huán)境中，一般省略一臺平移驅(qū)動伺服電機(jī)，所以一個三次元工 作組一般需要5套伺服控制驅(qū)動系統(tǒng)；如此多的伺服電機(jī)、精密減速機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)，導(dǎo)致 傳統(tǒng)三次元結(jié)構(gòu)繁瑣，成本高，控制系統(tǒng)復(fù)雜。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的三次元機(jī)械手自動 化生產(chǎn)設(shè)備。[0004]為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下[0005]三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，包括工位夾緊臂以及安置在工作夾緊臂兩端的三 次元動力頭；所述三次元動力頭包括[0006]三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，包括工位夾緊臂以及安置在工作夾緊臂兩端的三 次元動力頭；其特征在于，所述三次元動力頭包括[0007]一機(jī)座[0008]一安置在機(jī)座上的機(jī)械手臂；[0009]一分別從兩側(cè)推動機(jī)械手臂同步夾緊與松開的水平連桿機(jī)構(gòu)；[0010]一曲柄導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)偏心曲柄、安置在旋轉(zhuǎn)偏心曲柄上的回轉(zhuǎn)輪、安置在線 性導(dǎo)軌上的夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及安置在線性導(dǎo)軌上的橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述夾緊曲面 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)交叉安置、垂直方向錯位安置；所述夾緊曲面導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)和橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別由直線段與圓弧段組成；[0011]一升降機(jī)構(gòu)，包括安置在機(jī)座上的升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及連接升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 和機(jī)械手臂的升降連桿機(jī)構(gòu)；[0012]一驅(qū)動所述曲柄導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)工作的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。[0013]在本實用新型一個實施例中，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為一伺服電機(jī)。[0014]在本實用新型一個實施例中，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括一精密減速機(jī)。[0015]在本實用新型一個實施例中，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過同步帶輪傳動副與旋轉(zhuǎn)偏心曲柄 連接。[0016]在本實用新型一個實施例中，所述機(jī)械手臂的移動行程為0_400mm。[0017]在本實用新型一個實施例中，所述機(jī)械手臂的夾緊行程為0_150mm。[0018]在本實用新型一個實施例中，所述機(jī)械手臂的升降行程為0_50mm。[0019]在本實用新型一個實施例中，所述機(jī)座下設(shè)有調(diào)整腳。[0020]通過上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是[0021]本實用新型通過每個三次元動力頭中的旋轉(zhuǎn)偏心曲柄、夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、橫移 曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、水平連桿機(jī)構(gòu)、升降連桿機(jī)構(gòu)、線性滑軌等機(jī)構(gòu)將夾緊、升降、平移三個方向 的運動由一臺驅(qū)動伺服電機(jī)完成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、成本低、控制可靠；三次元機(jī) 械手自動化生產(chǎn)設(shè)備只需兩臺伺服電機(jī)，較傳統(tǒng)三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備省掉3臺伺 服電機(jī)，其經(jīng)濟(jì)性可觀。


[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0023]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖2為本實用新型三次元動力頭結(jié)構(gòu)示意圖；[0025]圖3為本實用新型三次元動力頭俯視圖；[0026]圖4為本實用新型三次元動力頭部分結(jié)構(gòu)示意圖。[0027]圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱[0028]10、工作夾緊臂 20、三次元動力頭 30、機(jī)座 40、機(jī)械手臂 50、水平連桿機(jī) 構(gòu)60、曲柄導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)70、旋轉(zhuǎn)偏心曲柄80、回轉(zhuǎn)輪90、線性導(dǎo)軌 向機(jī)構(gòu)110、橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)120、伺服電機(jī)130、精密減速機(jī)140、|150、皮帶160、調(diào)整腳170、升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)180、升降連桿機(jī)構(gòu)100、夾緊曲面導(dǎo) ,同步帶輪傳動副具體實施方式
[0029]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實用新型。[0030]參見圖1所示，本實用新型三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備包括工位夾緊臂10以及 安置在工作夾緊臂10兩端的三次元動力頭20。[0031]參見圖2至圖4所示，三次元動力頭20包括機(jī)座30，安置在機(jī)座30上的機(jī)械手臂 40 ;可從兩側(cè)推動機(jī)械手臂40同步夾緊與松開的水平連桿機(jī)構(gòu)50。[0032]曲柄導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)60包括旋轉(zhuǎn)偏心曲柄70、安置在旋轉(zhuǎn)偏心曲柄70上的回轉(zhuǎn)輪80、 安置在線性導(dǎo)軌90上的夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100以及安置在線性導(dǎo)軌90上的橫移曲面導(dǎo)向 機(jī)構(gòu)110，夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100與橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)Iio在水平面內(nèi)交叉安置、垂直方向 錯位安置，這樣能保證旋轉(zhuǎn)偏心曲柄70工作時依次進(jìn)入夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100、橫移曲面 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)110并完成夾緊、上升一保持一橫移一保持一松開、下降一橫移回原點的整個動 作循環(huán)。[0033]夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100和橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)110分別由直線段與圓弧段組成，這 樣可使機(jī)械手臂40沿圓滑過渡交叉雙曲線合成的矩形軌跡運動。[0034]升降機(jī)構(gòu)包括安置在機(jī)座30上的升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)170以及連接升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)170和機(jī)械手臂40的升降連桿機(jī)構(gòu)180，升降連桿機(jī)構(gòu)180為一連桿傳動機(jī)構(gòu)，可以產(chǎn) 生升降位移；機(jī)械手臂40在夾緊過程中，升降連桿機(jī)構(gòu)180接觸升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)170后， 機(jī)械手臂40上升，升降連桿機(jī)構(gòu)180脫離升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)170后，機(jī)械手臂40的上升因 自重而下降。[0035]另外，升降機(jī)構(gòu)還設(shè)有壓縮彈簧(圖中未標(biāo)出)，機(jī)械手臂40通過升降連桿機(jī)構(gòu) 180與升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)170實現(xiàn)升降的過程中，壓縮彈簧起到減少提升力及緩沖升降連 桿機(jī)構(gòu)180與升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)170的撞擊。這在加工過程中很重要，可以有效保護(hù)設(shè)備。[0036]驅(qū)動機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)120和精密減速機(jī)130組成，伺服電機(jī)120通過皮帶150與 同步帶輪傳動副140連接，同步帶輪傳動副140與旋轉(zhuǎn)偏心曲柄70連接,并帶動旋轉(zhuǎn)偏心 曲柄70工作。[0037]為了便于移動和調(diào)整位置，本實用新型在機(jī)座30下設(shè)有調(diào)整腳160。[0038]三次元動力頭的工作原理如下[0039]打開電源，伺服電機(jī)120和精密減速機(jī)130開始工作、來至驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動力通過皮 帶150帶動同步帶輪傳動副140旋轉(zhuǎn)，同步帶輪傳動副140帶動旋轉(zhuǎn)偏心曲柄70上的回轉(zhuǎn) 輪80進(jìn)入夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100初始1/4圓弧軌道，在線性滑軌90的導(dǎo)向下完成夾緊的 150mm行程；在即將完成夾緊行程的同時，升降連桿機(jī)構(gòu)180、升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)170聯(lián)動完 成上升50mm的行程。[0040]旋轉(zhuǎn)偏心曲柄70上的回轉(zhuǎn)輪80繼續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)入夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100第二個1/4 圓弧軌道，系統(tǒng)進(jìn)入橫移前的瞬間保持階段；旋轉(zhuǎn)偏心曲柄70上的回轉(zhuǎn)輪80繼續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)入 橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)110，在線性滑軌90的導(dǎo)向下完成橫移的400mm行程并再次進(jìn)入夾緊曲 面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100，直到夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100與橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)110相切，結(jié)束保持進(jìn)入 下步動作。[0041]旋轉(zhuǎn)偏心曲柄70上的回轉(zhuǎn)輪80繼續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)入夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)100的另一半軌 道并配合橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)110依次完成松開、下降、橫移回原點的動作。[0042]工位夾緊臂10可根據(jù)實際工位、工序等工藝要求進(jìn)行夾緊臂的間隔及數(shù)量上的 調(diào)整，以滿足生產(chǎn)要求。[0043]本實用新型三次元動力頭由單一伺服馬達(dá)驅(qū)動，實現(xiàn)夾緊、升降、橫移運動合一， 其結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、定位準(zhǔn)確、運行平穩(wěn)、機(jī)構(gòu)穩(wěn)定可靠。[0044]本實用新型機(jī)械手臂的移送最快速度為lm/s,夾緊最快速度為O. 35m/s,移送最 大行程為400mm，夾緊最大行程為150mm，升降最大行程50mm。[0045]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，包括工位夾緊臂以及安置在工位夾緊臂兩端的三次元動力頭；其特征在于，所述三次元動力頭包括一機(jī)座一安置在機(jī)座上的機(jī)械手臂；一分別從兩側(cè)推動機(jī)械手臂同步夾緊與松開的水平連桿機(jī)構(gòu)；一曲柄導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)偏心曲柄、安置在旋轉(zhuǎn)偏心曲柄上的回轉(zhuǎn)輪、安置在線性導(dǎo)軌上的夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及安置在線性導(dǎo)軌上的橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)交叉安置、垂直方向錯位安置；所述夾緊曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和橫移曲面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別由直線段與圓弧段組成；一升降機(jī)構(gòu)，包括安置在機(jī)座上的升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及連接升降阻擋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和機(jī)械手臂的升降連桿機(jī)構(gòu)；一驅(qū)動所述曲柄導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)工作的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為一伺服電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括一精密減速機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過同步帶輪傳動副與旋轉(zhuǎn)偏心曲柄連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)械手臂的移動彳丁程為O—400mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)械手臂的夾緊行程為O — 150mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)械手臂的升降行程為O—50mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)座下設(shè)有調(diào)整腳。
專利摘要本實用新型公開了三次元機(jī)械手自動化生產(chǎn)設(shè)備，包括工位夾緊臂以及安置在工位夾緊臂兩端的三次元動力頭；所述三次元動力頭包括機(jī)座、安置在機(jī)座上的機(jī)械手臂；分別從兩側(cè)推動機(jī)械手臂同步夾緊與松開的水平連桿機(jī)構(gòu)；控制機(jī)械手臂夾緊、移動的曲柄導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)；控制機(jī)械手臂升降的升降機(jī)構(gòu)；驅(qū)動所述曲柄導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)工作的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。本實用新型在工作時只需兩臺伺服電機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、成本低、控制可靠。
文檔編號B25J15/02GK202825835SQ20122046405
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者王燚 申請人:上海通彩自動化設(shè)備有限公司