一种四工位三轴桁架机械手装置的制作方法

本发明涉及一种四工位三轴桁架机械手装置，属于物料转移设备技术领域。

背景技术：

桁架机械手作为一种自动化生产工具，在生产现场得到广泛应用。随着工业的发展，自动桁架机械手被广泛应用于机械制造的各个领域。根据机械手的运动轴数量常见的有两轴及三轴桁架机械手。常规的三轴桁架机械手一般具有x、y、z三个直线运动轴，机械手末端安装双工位气动摆缸，从而实现三个方向的直线运动以及工件在平面内的固定角度旋转。常规桁架机械手无法实现双工位以上的多工位交换，无法实现机械手末端夹爪或工具不同旋转角度的无缝切换。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种四工位三轴桁架机械手装置，能够实现双工位以上的多工位交换，实现机械手末端夹爪或工具不同旋转角度的无缝切换。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种四工位三轴桁架机械手装置，包括支撑座，支撑座上具有穿孔，穿孔内设有导向杆，导向杆的下端通过轴承安装有转盘，转盘的底部具有若干夹爪；支撑座上铰接有传动箱，传动箱上安装有c轴驱动电机、z轴驱动电机、z轴导轨组件和z轴连板，z轴连板通过z轴导轨组件设置在传动箱上，传动箱内具有第二齿轮和z轴齿轮，第二齿轮和所述c轴驱动电机的输出轴固定连接，z轴齿轮和所述z轴驱动电机的输出轴固定连接；所述z轴连板上设有z轴齿条，所述z轴齿轮和所述z轴齿条啮合，所述z轴连板的下端和所述转盘固定连接；所述支撑座上固定安装有c轴齿轮，第二齿轮和c轴齿轮啮合。

前述的一种四工位三轴桁架机械手装置中，所述穿孔内设有直线轴承，所述导向杆穿过所述直线轴承。

前述的一种四工位三轴桁架机械手装置中，本装置还包括支柱、横梁、载板和x轴驱动电机，横梁固定在支柱的顶部，载板滑动设置在所述横梁上，所述支撑座固定在所述载板上，所述x轴驱动电机安装在所述载板上。

前述的一种四工位三轴桁架机械手装置中，所述横梁上设有x轴导轨组件，所述载板通过x轴导轨组件滑动设置在横梁上；所述横梁上设有x轴齿条，所述x轴驱动电机的输出轴上设有x轴齿轮，所述x轴齿轮和所述x轴齿条啮合。

与现有技术相比，本发明能够实现双工位以上的多工位交换，实现机械手末端夹爪或工具不同旋转角度的无缝切换。三个轴均采用伺服电机驱动，传动采用齿轮或齿轮齿条传动，导向采用直线导轨组件和直线轴承，整个桁架机械手结构简单、紧凑，运动精度高，运动速度快，稳定性和可靠性高，可拓展为多工位机构，解决常规机械手不能实现多工位多角度运动的问题。特别适用于需要多个夹爪转换的自动化生产场合，也可作为移动刀塔对不同工位的零件进行不同工序加工，从而实现复杂工况的简单化生产，节约生产成本，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是图2的局部剖视图。

附图标记：1-x轴驱动电机，2-载板，3-x轴导轨组件，4-x轴齿条，5-横梁，6-立柱，7-传动箱，8-z轴导轨组件，9-z轴齿条，10-z轴齿轮，11-z轴驱动电机，12-z轴连板，13-轴承，14-转盘，15-夹爪，16-导向杆，17-c轴驱动电机，18-第二齿轮，19-支撑座，20-直线轴承，21-c轴齿轮。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：一种四工位三轴桁架机械手装置，包括支撑座19，支撑座19上具有穿孔，穿孔内设有导向杆16，导向杆16的下端通过轴承13安装有转盘14，转盘14的底部具有若干夹爪15；支撑座19上铰接有传动箱7，传动箱7上安装有c轴驱动电机17、z轴驱动电机11、z轴导轨组件8和z轴连板12，z轴连板12通过z轴导轨组件8设置在传动箱7上，传动箱7内具有c轴齿轮21第二齿轮18和z轴齿轮10，c轴齿轮21第二齿轮18和所述c轴驱动电机17的输出轴固定连接，z轴齿轮10和所述z轴驱动电机11的输出轴固定连接；所述z轴连板12上设有z轴齿条9，所述z轴齿轮10和所述z轴齿条9啮合，所述z轴连板12的下端和所述转盘14固定连接；所述支撑座19上固定安装有c轴齿轮21，c轴齿轮21第二齿轮18和c轴齿轮21啮合。

实施例2：一种四工位三轴桁架机械手装置，包括支撑座19，支撑座19上具有穿孔，穿孔内设有导向杆16，导向杆16的下端通过轴承13安装有转盘14，转盘14的底部具有若干夹爪15；支撑座19上铰接有传动箱7，传动箱7上安装有c轴驱动电机17、z轴驱动电机11、z轴导轨组件8和z轴连板12，z轴连板12通过z轴导轨组件8设置在传动箱7上，传动箱7内具有c轴齿轮21第二齿轮18和z轴齿轮10，c轴齿轮21第二齿轮18和所述c轴驱动电机17的输出轴固定连接，z轴齿轮10和所述z轴驱动电机11的输出轴固定连接；所述z轴连板12上设有z轴齿条9，所述z轴齿轮10和所述z轴齿条9啮合，所述z轴连板12的下端和所述转盘14固定连接；所述支撑座19上固定安装有c轴齿轮21，c轴齿轮21第二齿轮18和c轴齿轮21啮合。

所述穿孔内设有直线轴承20，所述导向杆16穿过所述直线轴承20。本装置还包括立柱6、横梁5、载板2和x轴驱动电机1，横梁5固定在立柱6的顶部，载板2滑动设置在所述横梁5上，所述支撑座19固定在所述载板2上，所述x轴驱动电机1安装在所述载板2上。

实施例3：一种四工位三轴桁架机械手装置，包括支撑座19，支撑座19上具有穿孔，穿孔内设有导向杆16，导向杆16的下端通过轴承13安装有转盘14，转盘14的底部具有若干夹爪15；支撑座19上铰接有传动箱7，传动箱7上安装有c轴驱动电机17、z轴驱动电机11、z轴导轨组件8和z轴连板12，z轴连板12通过z轴导轨组件8设置在传动箱7上，传动箱7内具有c轴齿轮21第二齿轮18和z轴齿轮10，c轴齿轮21第二齿轮18和所述c轴驱动电机17的输出轴固定连接，z轴齿轮10和所述z轴驱动电机11的输出轴固定连接；所述z轴连板12上设有z轴齿条9，所述z轴齿轮10和所述z轴齿条9啮合，所述z轴连板12的下端和所述转盘14固定连接；所述支撑座19上固定安装有c轴齿轮21，c轴齿轮21第二齿轮18和c轴齿轮21啮合。

所述穿孔内设有直线轴承20，所述导向杆16穿过所述直线轴承20。本装置还包括立柱6、横梁5、载板2和x轴驱动电机1，横梁5固定在立柱6的顶部，载板2滑动设置在所述横梁5上，所述支撑座19固定在所述载板2上，所述x轴驱动电机1安装在所述载板2上。所述横梁5上设有x轴导轨组件3，所述载板2通过x轴导轨组件3滑动设置在横梁5上；所述横梁5上设有x轴齿条4，所述x轴驱动电机1的输出轴上设有x轴齿轮，所述x轴齿轮和所述x轴齿条4啮合。

本发明的一种实施例的工作原理：该四工位三轴桁架机械手具有横向运动的x轴、竖向运动的z轴和旋转运动的c轴，三个轴均有伺服电机驱动。桁架机械手采用龙门结构，主体由两根立柱6和一根横梁5组成，横梁5架在两根立柱6上。横梁5上安装有x轴导轨组件3和x轴齿条4，载板2安装在x轴导轨组件3上，x轴驱动电机1安装在载板2上，x轴驱动电机1其电机轴上装有x轴齿轮与x轴齿条4啮合，从而实现x轴驱动电机1驱动载板2在x轴方向上运动。

另有一支撑座19安装在载板2上，支撑座19下端安装有直线轴承20可使导向杆16进行精确直线运动。支撑座19中部装有一对角接触球轴承，角接触球轴承同时与传动箱7配合可使传动箱7绕支撑座19转动。支撑座19上端固定安装有一c轴齿轮21第二齿轮18，传动箱7上安装有一c轴驱动电机17，电机轴上安装有c轴齿轮21第二齿轮18，c轴齿轮21第二齿轮19与c轴齿轮21啮合，因此，c轴齿轮21第二齿轮19转动可通过两个齿轮驱动传动箱7转动。

此外，传动箱7上安装有一z轴驱动电机11，该电机轴上安装有z轴齿轮10，传动箱7上还安装有z轴导轨组件8，该导轨组件同时安装在z轴接板12上，z轴接板12上还安装有z轴齿条9，z轴齿条9与z轴齿轮10啮合，z轴接板12同时与转盘14连接，转盘14上装有夹爪15，通过以上机构，z轴驱动电机11可以驱动转盘14及夹爪15作上下运动，导向杆16及z轴导轨组件8有导向及定位作用，可保证运动的精确性和稳定性，c轴驱动电机17可驱动传动箱7带动转盘14及夹爪15绕导向杆16和支撑座19作旋转运动，角接触球轴承13可保证c轴旋转运动的精确性和可靠性。