末端具有主轴电机的机械手的制作方法

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种末端具有主轴电机的机械手。

背景技术

现有的常规机械手的末端具有末端轴和通过传动装置带动末端轴转动的末端电机，末端轴的转速普遍较低，一般不超过200rpm(英文全称revolutionsperminute，中文为转每分)，因此仅能完成拾取工件等简单动作，而无法进行雕刻、去毛刺等动作。

而为了进行雕刻、去毛刺等动作，通常需要在机械手末端附加一个转动的主轴电机，主轴电机的转速可达到1000rpm以上。但是这样会导致以下几个问题：

第一，不仅装置结构复杂，而且导致机械手的末端轴和末端电机闲置，形成一定的浪费；

第二，为控制附加的主轴电机，还需要额外配置一个控制器，该控制器作为主控制器同时连接并控制机械手和主轴电机，造成成本增加；

第三，还得为附加的主轴电机额外单独配置供电模块，造成成本增加；

第四，附加的主轴电机需要通过线缆连接控制器和供电模块，线缆易缠绕、打结，进而影响到机械手的运动。

技术实现要素：

为至少解决上述技术问题之一，本发明的目的在于提供一种末端具有主轴电机的机械手。

为实现上述发明目标，本发明一实施例提供了一种末端具有主轴电机的机械手，所述机械手包括基座、机械臂以及控制器，所述机械臂包括活动设置在所述基座上并限定出所述机械臂末端的支架机构、固定于所述支架机构末端的主轴电机、刀具夹头以及刀具，所述主轴电机的输出轴固定连接所述刀具夹头，所述刀具可拆卸地组装于所述刀具夹头上，所述控制器连接并控制所述主轴电机，所述主轴电机驱动刀具夹头带动刀具绕主轴电机的输出轴旋转。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述刀具设置为雕刻刀具、去毛刺刀具、抛光刀具、磨削刀具、孔钻、丝钻的任意一个。

作为本发明一实施例的进一步改进，在所述控制器的控制下，所述主轴电机旋转的转速不小于1000rpm。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述机械手还包括第一电机，所述第一电机设置于所述基座或所述支架机构上，所述控制器连接并控制所述第一电机，所述第一电机驱动所述支架机构相对所述基座运动。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述机械手还包括供电电源，所述供电电源连接所述第一电机和所述主轴电机。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述机械手还包括供电线缆，所述供电线缆连接所述供电电源和所述主轴电机，所述供电线缆自所述基座至所述主轴电机的部分布设于所述支架机构内部。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述支架机构的末端具有于第一方向上相对设置的第一侧和第二侧，所述第一方向平行于所述输出轴的延伸方向；所述主轴电机设置于所述第一侧，所述刀具夹头设置于所述第二侧，所述输出轴贯穿地设置于所述支架机构上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：机械臂末端自带主轴电机，在控制器的控制下，主轴电机高速旋转而驱动刀具夹头带动刀具绕主轴电机的输出轴高速旋转，同时刀具可拆卸地设置在刀具夹头上，方便用户根据需求选择合适的刀具，进而完成如雕刻、去毛刺、抛光等在高速旋转下才可完成的动作，且无需用户二次组装，节约成本，降低组装繁琐度。

附图说明

图1为本发明一实施例的机械手的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参图1所示的本发明一实施例的机械手100，机械手100配合至放置有待加工工件的操作台处，以对操作台上的待加工工件进行机械作业。

在本实施例中，机械手100设置为末端具有主轴电机的机械手，其包括基座10、机械臂20以及控制器。

具体地，基座10构成机械手100其他部件的支撑结构。

机械臂20包括支架机构、主轴电机22、刀具夹头25以及刀具。其中，机械臂20具有连接于基座10上的前端201和远离基座10并靠近操作台的末端202；支架机构限定出机械臂20的前端201和末端202，也即，支架机构的前端活动设置在基座10上，并且支架机构的末端靠近操作台；主轴电机22固定于支架机构的末端；主轴电机22的输出轴23固定连接刀具夹头25；刀具可拆卸地组装于刀具夹头25上。

控制器连接并控制主轴电机22开启或关闭。其中，当主轴电机22开启时，主轴电机22高速旋转，以驱动刀具夹头25带动刀具绕主轴电机22的输出轴23(亦即轴线t4)高速旋转，这样，可控制刀具高速旋转，同时刀具可拆卸地设置在刀具夹头25上，方便用户根据需求选择合适的刀具，进而完成在高速旋转下才可完成的动作，使机械手100成为一台多功能机床，与现有机械手相比，无需用户为了进行高速旋转才可完成的动作时额外自行附加主轴电机，降低设备安装的繁琐度和成本，避免了线缆缠绕的问题发生。

进一步地，在控制器的控制下，主轴电机22旋转的转速不小于1000rpm。

进一步地，刀具设置为雕刻刀具、去毛刺刀具、抛光刀具、磨削刀具、孔钻、丝钻的任意一个。这样，用户可根据需求选择合适的刀具，进而完成雕刻、去毛刺、抛光、磨削、钻孔、攻丝等在高速旋转下才可完成的动作。

进一步地，机械手100还包括第一电机40，在本实施例中，第一电机40设置于基座10上，控制器连接并控制第一电机40的开启或关闭。其中，当第一电机40开启时，第一电机40驱动支架机构相对基座10运动。当然，在替代的实施例中，第一电机40还可设置于支架机构上。这样，控制器同时与第一电机40和主轴电机相连接，使第一电机40和主轴电机在同一个控制器的控制下，利用机械手100的自身系统统一编程，无需用户再针对主轴电机附加控制器以及额外进行编程，使用更加方便，且主轴电机通讯更方便迅速。

进一步地，机械手100还包括供电电源，供电电源连接第一电机40和主轴电机22，以向第一电机40和主轴电机22供电。也就是说，第一电机40和主轴电机22采用同一个供电电源供电，无需为主轴电机22单独供电，节约成本。

另外，机械手100还包括供电线缆，供电线缆连接供电电源和主轴电机22，供电线缆自基座10至主轴电机22的部分布设于支架机构内部。也就是说，为主轴电机22供电的供电线缆在支架机构内部走线，使得机械手100更加美观，而且不会造成供电线缆缠绕、打结等问题，进而保证机械手100的顺畅运动不因线缆而受到影响。

本发明的机械手100的结构适用于任意复数轴的机械手上，例如两轴、三轴、四轴、五轴等等。在附图所示实施例中，机械手100具体为一优选地四轴机械手，下面对本实施例的机械手100进行介绍，当然，机械手100的结构不以此为限。

在本实施例中，第一电机40固设于基座10的一端；基座10卧式布置，沿其长度方向设置两根轴向导杆11，两根轴向导杆11平行于第一电机40的输出轴；支架机构包括套装于轴向导杆11上的第一传动座211。

第一电机40的输出端通过丝杆12螺纹连接第一传动座211内的丝杆螺母。当第一电机40开启时，第一传动座211可沿轴向导杆11的长度方向移动，该移动方向构成机械手100的第一轴。

支架机构还包括第二传动座212，第二传动座212的前端连接至第一传动座211的末端；第一传动座211上设置有第二电机242，第二电机242的输出端通过齿轮传动机构连接第二传动座212。当第二电机242开启时，第二电机242驱动第二传动座17相对第一传动座211绕第二轴t2在与第一轴相垂直的平面内摆动。

支架机构还包括第三传动座213，第三传动座213的前端连接至第二传动座212的末端；第二传动座212上设置有第三电机243，第三电机243的输出端通过齿轮传动机构连接第三传动座213。当第三电机243开启时，第三电机243驱动第三传动座213相对第二传动座212绕第三轴t3在与第一轴相垂直的平面内摆动。

其中，第一轴、第二轴t2、第三轴t3相互平行，也即，第一电机40的输出轴、第二电机242的输出轴、第三电机243的输出轴相互平行，可以确保整个结构占地面积少，并使得整个机械臂的工作范围大；并且，第一传动座211、第二传动座212、第三传动座213的端面相互平行，确保机械手100工作所覆盖的范围足够大。

第三传动座213具有圆形前部以及纵长延伸的后部214，后部214的末端限定出机械臂20的末端。后部214包括在第一方向上相对设置的第一侧和第二侧，第一方向平行于第一轴(即输出轴23的延伸方向)；主轴电机22设置于第一侧处，输出轴23自第一侧贯穿后部214延伸至第二侧，以使得刀具夹头25位于第二侧处。也即，输出轴23的延伸方向(即轴线t4)平行于第一轴，其构成机械手100的第四轴。

进一步地，控制器连接并控制第二电机242以及第三电机243。也即，机械手100的全部电机(包括第一电机40、第二电机242、第三电机243以及主轴电机)均由控制器统一控制。

本实施例的机械手100具有以下有益效果：可控制刀具高速旋转，同时刀具可拆卸地设置在刀具夹头25上，方便用户根据需求选择合适的刀具，进而完成在高速旋转下才可完成的动作，使机械手100成为一台多功能机床，与现有机械手相比，无需用户为了进行高速旋转才可完成的动作时额外自行附加主轴电机，降低设备安装的繁琐度和成本，避免了线缆缠绕的问题发生。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。