用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的制作方法

本实用新型涉及精密零部件加工技术领域，尤其涉及精密零部件加工用搬运机械手技术领域，具体是指一种用于精密零部件加工的精定位搬运机械手。

背景技术：

现有用于3C行业精密零部件加工用的精定位搬运机械手包含不同的结构形式和结构细节，结构形式主要包括龙门结构式、机械臂式、悬臂结构式。龙门结构式针对不同尺寸机床加工面的机床适用性差，机械臂式在制造成本和控制精度上要求较高，悬臂结构式是构件数目少，机床适用性高的经济方案。

悬臂机构式搬运机械手三个运动方向的传动一般采用丝杆丝母机构配以精密直线滑动部件的形式，Y轴一般采用直线气缸配以高精度直线滑动部件，部分采用同步带传动配以高精度直线滑动部件。丝杆丝母机构配以精密直线滑动部件成本较高，直线气缸的运动规律无法满足加工件精定位时的动作要求，同步带传动需要专用张紧机构且寿命较低。改进型的齿轮齿条机构运动规律可调、寿命长、维护成本低的合理方案。

搬运机械手的各直线滑动部件的防锈一般采用伸缩套，实际使用过程中，伸缩套无法防护湿盐气体的渗入，保护效果较差且伸缩套寿命较短。

用于3C行业精密零部件加工用的精定位搬运机械手的治具一般内含气缸，但气缸需要频繁维护更换，更换后治具需要装配定位，维护成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种机床适用性高、维护成本低、使用寿命长、运动精度高的用于3C行业精密零部件加工用悬臂机械手的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手。

为了实现上述目的，本实用新型的具有如下构成：

该用于精密零部件加工的精定位搬运机械手，其特征在于，所述的机械手包括主机模块、治具模块、料架模块、伸缩轴模块、取放料模块和附属气动及控制模块，所述的伸缩轴模块与所述的主机模块连接，所述的取放料模块与所述的伸缩轴模块连接，所述的附属气动及控制模块分别与所述的主机模块、治具模块、伸缩轴模块和取放料模块连接。

较佳地，所述的主机模块包括X轴组件和Z轴组件，所述的X轴组件与所述的Z轴组件垂直连接，所述的X轴组件方向与机床工作面T型槽方向平行。

更佳地，所述的X轴组件包括X轴直线导轨、X轴丝杆、X轴丝母、X轴丝母转接座、X轴底座、X轴端盖、X轴伺服电机、X轴联轴器、X轴丝杆安装座和Z轴转接板，所述的X轴伺服电机与所述的X轴端盖连接，所述的X轴端盖与所述的X轴底座连接，所述的X轴伺服电机通过所述的X轴联轴器与所述的X轴丝杆同轴连接，所述的X轴丝杆通过所述的X轴丝杆安装座与所述的X轴底座连接，所述的X轴丝杆与所述的X轴丝母连接，所述的X轴丝母转接座与所述的X轴丝母连接，所述的Z轴转接板与所述的X轴丝母转接座连接。

更佳地，所述的Z轴组件包括Z轴直线导轨、Z轴丝杆、Z轴丝母、Z轴丝母转接座、Z轴底座、Z轴端盖、Z轴伺服电机、Z轴联轴器、Z轴丝杆安装座和Y轴转接板，所述的Z轴伺服电机与所述的Z轴端盖连接，所述的Z轴端盖与所述的Z轴底座连接，所述的Z轴伺服电机通过所述的Z轴联轴器与所述的Z轴丝杆同轴连接，所述的Z轴丝杆通过所述的Z轴丝杆安装座与所述的Z轴底座连接，所述的Z轴丝杆与所述的Z轴丝母连接，所述的Z轴丝母转接座与所述的Z轴丝母连接，所述的Y轴转接板与所述的Z轴丝母转接座连接。

较佳地，所述的伸缩轴模块包括Y轴主体、Y轴伺服电机、伺服电机调节滑杆、齿轮、齿条、Y轴铜镶套、Y轴光杆、Y轴末端转接板和间隙调整螺钉，所述的Y轴伺服电机与所述的伺服电机调节滑杆连接，所述的伺服电机调节滑杆与所述的Y轴主体连接，所述的伺服电机调节滑杆的末端通过间隙调整螺钉与所述的Y轴主体连接，所述的齿轮与所述的Y轴伺服电机的伺服电机轴同轴连接，所述的齿条与所述的齿轮啮合连接，所述的Y轴铜镶套与所述的Y轴主体连接，所述的Y轴光杆与所述的Y轴铜镶套同轴间隙配合连接，所述的Y轴光杆和所述的齿条的两端均与所述的Y轴末端转接板平行连接。

更佳地，所述的Y轴主体设有间隙配合孔，所述的伺服电机调节滑杆通过所述的间隙配合孔与所述的Y轴主体连接。

更佳地，所述的Y轴主体设有润滑油流通孔道。

更佳地，所述的Y轴铜镶套内设有至少一条Y轴多头螺纹气槽。

更佳地，所述的伸缩轴模块还包括弹性缓冲元件，所述的弹性缓冲元件位于所述的间隙调整螺钉和Y轴主体之间。

更进一步地，所述的弹性缓冲元件包括弹性垫圈、胶垫、弹簧中的任一种或组合。

更佳地，所述的取放料模块包括动作气缸、翻转板、吸盘和限位块，所述的动作气缸与所述的Y轴末端转接板连接，所述的限位块与所述的动作气缸连接，所述的翻转板与所述的动作气缸同轴连接，所述的吸盘与所述的翻转板垂直连接。

更进一步地，所述的取放料模块还包括除水喷头和喷头安装架，所述的喷头安装架设置于所述的限位块上，所述的除水喷头与所述的喷头安装架连接。

更进一步地，所述的动作气缸包括旋转气缸或手指气缸。

较佳地，所述的治具模块包括治具底座、气缸固定块、直线气缸、铜镶套、光杆、L型块、L尺、治具衬板、定位螺钉和匀气盖板，所述的治具底座与所述的气缸固定块连接，所述的直线气缸与所述的气缸固定块连接，所述的铜镶套与所述的气缸固定块连接，所述的光杆与所述的铜镶套滑动连接，所述的光杆与所述的L型块连接，所述的直线气缸与所述的L型块连接，所述的L尺与所述的L型块连接，所述的治具衬板与所述的气缸固定块连接，所述定位螺钉与所述的L型块连接，所述的定位螺钉顶面与所述的气缸固定块接触，所述的匀气盖板与所述的直线气缸的气缸杆同心间隙配合连接，所述的匀气盖板与所述的L型块通过螺纹连接。

更佳地，所述的铜镶套内设有至少一条多头螺纹气槽。

更佳地，所述的治具衬板包括加工零件外形适应结构，所述的加工零件外形适应结构包括适应曲面、适应槽和固定孔。

更佳地，所述的治具底座上设有压缩气孔道和转接头。

较佳地，所述的料架模块包括两块端面板、齿形卡条、至少四根方杆、压条、两块定位块和圆杆，所述的方杆的两端分别与两块所述的端面板连接，所述的齿形卡条和方杆均通过所述的压条与所述的方杆连接，所述的圆杆两端分别与两块所述的定位块连接，所述的端面板与所述的圆杆连接。

更佳地，所述的端面板设有卡槽，所述的端面板通过所述的卡槽与所述的圆杆连接。

更佳地，所述的端面板设有方杆安装位置调节孔和方杆安装位置调节槽。

较佳地，所述的附属气动及控制模块包括电源、控制板卡、驱动板卡、电磁阀和过滤器。

采用了该实用新型中的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手，其伸缩轴模块可适应不同机加工机床工作台面或部件位置，配合主机模块及治具模块的动作配合关系可以实现精密加工部件的精准定位，料架模块可以适应不同的外形尺寸零件的取放，附属气动及控制模块可以实现动作过程中各项参数的灵活设定和零部件的防锈保护，减少了构件数目从而提高装配维护效率，无需修改主机模块零件即可安装在相近尺寸机床工作面，Y轴运动位置及运动规律可调，提高加工件定位精度，降低齿轮齿条装配要求，提高Y轴传动精度，维护方便，寿命较长，螺旋气道防锈方案有效提高防腐蚀效果、装配后无需更换、干燥运动部件接合面，其治具与气缸相互分离的设计使得主要易损件气缸和治具其他模块是可以拆卸的，替换容易，降低了加工和维护成本，有效减少人工上下料带的的各项成本及不确定性，具有广泛的应用范围。

附图说明

图1为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的整体示意图。

图2为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的铜镶套多头螺纹通气润滑槽示意图。

图3为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的Y轴整体示意图。

图4为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的Y轴通气润滑通道示意图。

图5为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的Y轴齿轮间隙调整机构示意图。

图6为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的治具模块整体外观图。

图7为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的L型块连接结构示意图。

图8为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的取放料模块外观图。

图9为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的X轴/Z轴组件外观图。

图10为本实用新型的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手的料架模块外观图。

附图标记说明：

1 主机模块

2 治具模块

3 料架模块

4 伸缩轴模块

5 取放料模块

6 附属气动及控制模块

8 Y轴伺服电机

9 伺服电机调节滑杆

10 Y轴主体

11 弹性缓冲元件

12 齿条

13 齿轮

14 Y轴铜镶套

15 Y轴光杆

16 Y轴末端转接板

17 气缸固定块

18 直线气缸

19 铜镶套

20 光杆

21 L型块

22 L尺

23 治具衬板

24 定位螺钉

25 匀气盖板

26 治具底座

27 动作气缸

28 翻转板

29 限位块

30 除水喷头

31 喷头安装架

32 X轴直线导轨

33 X轴丝杆

34 X轴丝母

35 X轴丝母转接座

36 X轴底座

37 X轴端盖

38 X轴伺服电机

39 X轴联轴器

40 X轴丝杆安装座

41 Z轴转接板

42 Z轴直线导轨

43 Z轴丝杆

44 Z轴丝母

45 Z轴丝母转接座

46 Z轴底座

47 Z轴端盖

48 Z轴伺服电机

49 Z轴联轴器

50 Z轴丝杆安装座

51 Y轴转接板

52 端面板

53 齿形卡条

54 方杆

55 压条

56 定位块

57 圆杆

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

在一种有效的实施方式中，该用于精密零部件加工的精定位搬运机械手，其中，所述的机械手包括主机模块1、治具模块2、料架模块3、伸缩轴模块4、取放料模块5和附属气动及控制模块6，所述的伸缩轴模块4与所述的主机模块1连接，所述的取放料模块5与所述的伸缩轴模块4连接，所述的附属气动及控制模块6分别与所述的主机模块1、治具模块2、伸缩轴模块4和取放料模块5连接。

在一种较佳的实施方式中，所述的主机模块1包括X轴组件和Z轴组件，所述的X轴组件与所述的Z轴组件垂直连接，所述的X轴组件方向与机床工作面T型槽方向平行。

在一种更佳的实施方式中，所述的X轴组件包括X轴直线导轨32、X轴丝杆33、X轴丝母34、X轴丝母转接座35、X轴底座36、X轴端盖37、X轴伺服电机38、X轴联轴器39、X轴丝杆安装座40和Z轴转接板41，所述的X轴伺服电机38与所述的X轴端盖37连接，所述的X轴端盖37与所述的X轴底座36连接，所述的X轴伺服电机38通过所述的X轴联轴器39与所述的X轴丝杆33同轴连接，所述的X轴丝杆33通过所述的X轴丝杆安装座40与所述的X轴底座36连接，所述的X轴丝杆33与所述的X轴丝母34连接，所述的X轴丝母转接座35与所述的X轴丝母34连接，所述的Z轴转接板41与所述的X轴丝母转接座35连接。

在一种更佳的实施方式中，所述的Z轴组件包括Z轴直线导轨42、Z轴丝杆43、Z轴丝母44、Z轴丝母转接座45、Z轴底座46、Z轴端盖47、Z轴伺服电机48、Z轴联轴器49、Z轴丝杆安装座50和Y轴转接板51，所述的Z轴伺服电机48与所述的Z轴端盖47连接，所述的Z轴端盖47与所述的Z轴底座46连接，所述的Z轴伺服电机48通过所述的Z轴联轴器49与所述的Z轴丝杆43同轴连接，所述的Z轴丝杆43通过所述的Z轴丝杆安装座50与所述的Z轴底座46连接，所述的Z轴丝杆43与所述的Z轴丝母44连接，所述的Z轴丝母转接座45与所述的Z轴丝母44连接，所述的Y轴转接板51与所述的Z轴丝母转接座45连接。

在一种较佳的实施方式中，所述的伸缩轴模块4包括Y轴主体10、Y轴伺服电机8、伺服电机调节滑杆9、齿轮13、齿条12、Y轴铜镶套14、Y轴光杆15、Y轴末端转接板16和间隙调整螺钉，所述的Y轴伺服电机8与所述的伺服电机调节滑杆9连接，所述的伺服电机调节滑杆9与所述的Y轴主体10连接，所述的伺服电机调节滑杆9的末端通过间隙调整螺钉与所述的Y轴主体10连接，所述的齿轮13与所述的Y轴伺服电机8的伺服电机轴同轴连接，所述的齿条12与所述的齿轮13啮合连接，所述的Y轴铜镶套14与所述的Y轴主体10连接，所述的Y轴光杆15与所述的Y轴铜镶套14同轴间隙配合连接，所述的Y轴光杆15和所述的齿条12的两端均与所述的Y轴末端转接板16平行连接。

在一种更佳的实施方式中，所述的Y轴主体10设有间隙配合孔，所述的伺服电机调节滑杆9通过所述的间隙配合孔与所述的Y轴主体10连接。

在一种更佳的实施方式中，所述的Y轴主体10设有润滑油流通孔道。

在一种更佳的实施方式中，所述的Y轴铜镶套14内设有至少一条Y轴多头螺纹气槽。

在一种更佳的实施方式中，所述的伸缩轴模块4还包括弹性缓冲元件11，所述的弹性缓冲元件11位于所述的间隙调整螺钉和Y轴主体10之间。

在一种更进一步的实施方式中，所述的弹性缓冲元件包括弹性垫圈、胶垫、弹簧中的任一种或组合。

在一种更佳的实施方式中，所述的取放料模块5包括动作气缸27、翻转板28、限位块29，所述的动作气缸27与所述的Y轴末端转接板16连接，所述的限位块29与所述的动作气缸27连接，所述的翻转板28与所述的动作气缸27同轴连接。

在一种更进一步的实施方式中，所述的取放料模块5还包括除水喷头30和喷头安装架31，所述的喷头安装架31设置于所述的限位块29上，所述的除水喷头30与所述的喷头安装架31连接。

在一种更进一步的实施方式中，所述的动作气缸27包括旋转气缸或手指气缸。

在一种较佳的实施方式中，所述的治具模块2包括治具底座26、气缸固定块17、直线气缸18、铜镶套19、光杆20、L型块21、L尺22、治具衬板23、定位螺钉24和匀气盖板25，所述的治具底座26与所述的气缸固定块17连接，所述的直线气缸18与所述的气缸固定块17连接，所述的铜镶套19与所述的气缸固定块17连接，所述的光杆20与所述的铜镶套19滑动连接，所述的光杆20与所述的L型块21连接，所述的直线气缸18与所述的L型块21连接，所述的L尺22与所述的L型块21连接，所述的治具衬板23与所述的气缸固定块17连接，所述定位螺钉24与所述的L型块连接，所述的定位螺钉24顶面与所述的气缸固定块17接触，所述的匀气盖板25与所述的直线气缸18的气缸杆同心间隙配合连接，所述的匀气盖板25与所述的L型块通过螺纹连接。

在一种更佳的实施方式中，所述的铜镶套19内设有至少一条多头螺纹气槽。

在一种更佳的实施方式中，所述的治具衬板23包括加工零件外形适应结构，所述的加工零件外形适应结构包括适应曲面、适应槽和固定孔。

在一种更佳的实施方式中，所述的治具底座26上设有压缩气孔道和转接头。

在一种较佳的实施方式中，所述的料架模块3包括两块端面板52、齿形卡条53、至少四根方杆54、压条55、两块定位块56和圆杆57，所述的方杆54的两端分别与两块所述的端面板52连接，所述的齿形卡条53和方杆54均通过所述的压条55与所述的方杆54连接，所述的圆杆57两端分别与两块所述的定位块56连接，所述的端面板52与所述的圆杆57连接。

在一种更佳的实施方式中，所述的端面板52设有卡槽，所述的端面板52通过所述的卡槽与所述的圆杆57连接。

在一种更佳的实施方式中，所述的端面板52设有方杆54安装位置调节孔和方杆54安装位置调节槽。

在一种较佳的实施方式中，所述的附属气动及控制模块6包括电源、控制板卡、驱动板卡、电磁阀和过滤器。

在实际使用当中，请参阅图1所示，本实用新型主机模块1、治具模块2、料架模块3别与机床工作面通过螺钉连接在机床工作面上，所述的伸缩轴模块4通过螺钉和销钉连接在主机模块1的Z轴滑板上，所述的取放料模块5通过螺钉和销钉连接在伸缩轴模块4的末端转接板上。所述的主机模块1X轴方向与机床工作面T型槽方向平行，两者通过螺钉连接在一起，所述的治具模块2的X轴方向与机床工作面T型槽方向平行，两者通过螺钉连接在一起，所述的料架模块3依取放料模块5的动作方向选择与机床工作面T型槽方向平行或者垂直，两者通过螺钉连接在一起。参阅图9，所述的X轴和Z轴通过螺钉垂直的连接在一起，所述的X轴端盖37与X轴底座36通过螺钉连接在一起，所述的X轴伺服电机38与X轴丝杆33通过X轴联轴器39同心紧固在一起，所述的X轴丝杆33与X轴底座36通过X轴丝杆安装座40连接在一起，所述的X轴丝杆33与X轴丝母34通过螺纹连接在一起，所述的X轴丝母转接座35与X轴丝母34通过螺钉连接在一起，所述的Z轴转接板41与X轴丝母转接座35通过螺钉连接在一起，所述的Z轴伺服电机48通过螺钉连接在Z轴端盖47上，所述的Z轴端盖47与Z轴底座46通过螺钉连接在一起，所述的伺服电机与Z轴丝杆43通过Z轴联轴器49同心紧固在一起，所述的Z轴丝杆43与Z轴底座46通过Z轴丝杆安装座50连接在一起，所述的Z轴丝杆43与Z轴丝母44通过螺纹连接在一起，所述的Z轴丝母转接座45与Z轴丝母44通过螺钉连接在一起，所述的Y轴转接板51与Z轴丝母转接座45通过螺钉连接在一起。参阅图6，所述的治具底座26和气缸固定块17通过螺钉和销钉连接在一起，所述的直线气缸18通过螺钉连接在气缸固定块17上，所述的铜镶套19通过气缸固定块17上的孔紧配在缸体固定块上，所述的光杆20与铜镶套19内孔滑动连接，所述的光杆20与L型块21通过螺钉连接在一起，所述的直线气缸18与L型块21通过螺钉连接在一起，所述的L尺22通过螺钉连接在L型块21上，所述的治具衬板23通过螺钉连接在气缸固定块17上，所述定位螺钉24与L型块通过螺纹连接。参阅图7，所述的定位螺钉24顶面与气缸固定块17相接触，匀气盖板25与气缸杆同心间隙配合，与L型块通过螺纹连接。参阅图10，所述的齿形卡条53和方杆54通过压条55及螺钉连接在方杆54上，所述的圆杆57两端连接着两个定位块56，所述的端面板52通过端面的卡槽与圆杆57连接在一起。参阅图8，所述的动作气缸27通过螺钉连接于Y轴末端转接板16上，所述的限位块29通过螺钉连接于动作气缸27上，所述的喷头安装架31通过螺钉安装在限位块29上，所述的除水喷头30通过螺钉安装在喷头安装架31上，所述的翻转板28通过螺钉同心连接在动作气缸27的轴上。

请参阅图2所示，所述的铜镶套19孔内设有多头螺纹气槽。

请参阅图3所示，所述的Y轴伺服电机8与伺服电机调节滑杆9通过螺钉连接在一起，所述的伺服电机调节滑杆9与Y轴主体10通过Y轴主体10上的间隙配合孔相互连接，所述的伺服电机调节滑杆9末端与Y轴主体10通过间隙调整螺钉连接，所述的间隙调整螺钉与Y轴主体10夹有弹性缓冲元件11，所述的齿轮13与Y轴伺服电机8的伺服电机轴同心连接，所述的齿条12与齿轮13相互啮合，所述的Y轴铜镶套14与Y轴主体10通过Y轴主体10的孔紧配合连接，所述的Y轴光杆15与Y轴铜镶套14同心间隙配合连接，所述的Y轴光杆15和齿条12的两端通过螺钉平行连接在Y轴末端转接板16上。

请参阅图4所示，所述的Y轴铜镶套14孔内设有多头螺纹气槽，以及包括但不限于用于通气、润滑、清洁作用的相同槽或孔，所述的Y轴主体10设有用于流通润滑油所需的孔道。

伸缩轴部分设有用于通过气体或润滑油的孔道，Y轴主体10内部设有连通齿条12和Y轴光杆15的孔道，Y轴铜镶套14内孔设有通气孔道；Y轴铜镶套14通气孔道为Y轴铜镶套14内孔的浅槽与光杆间隙配合共同构成，该Y轴铜镶套14内孔的浅槽在末端有多个出气孔，该浅槽可以为曲线型或者直线型；治具模块2的气缸固定块17与气缸可以拆卸分离；治具模块2的铜镶套内孔的浅槽在末端有多个出气孔，该浅槽可以为曲线型或者直线型；匀气盖板25与气缸杆间隙同心，气体通过气孔进入由匀气盖板25与L型块21构成的腔体后，由所述的匀气盖板25与气缸杆同心间隙均匀流出；治具模块2的气缸固定块17与L型块的间距由定位螺钉24的旋进旋出决定。

采用了该实用新型中的用于精密零部件加工的精定位搬运机械手，其伸缩轴模块4可适应不同机加工机床工作台面或部件位置，配合主机模块1及治具模块2的动作配合关系可以实现精密加工部件的精准定位，料架模块3可以适应不同的外形尺寸零件的取放，附属气动及控制模块6可以实现动作过程中各项参数的灵活设定和零部件的防锈保护，减少了构件数目从而提高装配维护效率，无需修改主机模块1零件即可安装在相近尺寸机床工作面，Y轴运动位置及运动规律可调，提高加工件定位精度，降低齿轮齿条12装配要求，提高Y轴传动精度，维护方便，寿命较长，螺旋气道防锈方案有效提高防腐蚀效果、装配后无需更换、干燥运动部件接合面，其治具与气缸相互分离的设计使得主要易损件气缸和治具其他模块是可以拆卸的，替换容易，降低了加工和维护成本，有效减少人工上下料带的的各项成本及不确定性，具有广泛的应用范围。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。