紧凑型三轴工业机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工业机器人，尤其涉及一种具有三个自由度的工业机器人。
【背景技术】
[0002]工业机器人是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
[0003]工业机器人主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为工业机器人的自由度。控制系统是通过对工业机器人每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。
[0004]现有的关节式工业机器人或者直角坐标机器人，往往体积庞大、都需要占据很大的工作产地，对于某些专业设备，机器人的工作场地是不得不考虑的重要问题。
[0005]因此，需要开发结构紧凑的工业机器人，用于在流水线上实现工件的搬运作业，还可以大幅度地降低技改成本投入。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种紧凑型三轴工业机器人，用于实现工件的抓取和转移;本发明提供了一种紧凑型三轴工业机器人，结构紧凑、占地面积小、成本低;本发明提供了一种紧凑型三轴工业机器人采用直线导轨作为传动件，摩擦阻力小、无噪音、传动精度尚O
[0007]为实现上述目的，本发明公开了一种紧凑型三轴工业机器人，包括:支架、Y轴滑台、Z轴滑台、X轴转台，所述Y轴滑台的Y轴底座固连于所述支架上，所述Z轴滑台的Z轴底座固连于所述Y轴滑台的Y轴滑板上，所述X轴转台固连于所述Z轴滑台的Z轴滑板上；
[0008 ]所述Y轴滑板的运动方向和笛卡尔坐标系的Y轴平行，所述Z轴滑板的运动方向和所述笛卡尔坐标系的Z轴平行，所述X轴转台的X轴工作台绕所述笛卡尔坐标系的X轴转动；[0009 ]所述Y轴滑台包括:Y轴底座、Y轴丝杠、Y轴螺母、Y轴电机、Y轴同步带传动机构、Y轴支撑板、Y轴导轨、Y轴滑块、Y轴滑板，所述Y轴底座固连于所述支架上，所述Y轴支撑板、Y轴导轨固连于所述Y轴底座，所述Y轴丝杠活动连接于所述Y轴支撑板，所述Y轴螺母活动连接于所述Y轴丝杠，所述Y轴丝杠通过所述Y轴同步带传动机构连接所述Y轴电机的输出轴，所述Y轴电机固连于所述Y轴支撑板;所述Y轴滑板的一端固连于所述Y轴螺母，所述Y轴滑板的另一端固连于所述Z轴滑台，所述Y轴滑板的中间部位固连于所述Y轴滑块，所述Y轴滑块活动连接于所述Y轴导轨；
[0010]所述Z轴滑台包括:Z轴底座、Z轴丝杠、Z轴电机、Z轴同步带传动机构、Z轴支撑板、Z轴导轨、Z轴滑块、Z轴滑板、Z轴螺母，所述Z轴底座固连于所述Y轴滑板，所述Z轴底座垂直于所述Y轴滑板;所述Z轴支撑板、Z轴导轨固连于所述Z轴底座，所述Z轴丝杠活动连接于所述Z轴支撑板，所述Z轴螺母活动连接于所述Z轴丝杠;所述Z轴丝杠通过所述Z轴同步带传动机构连接于所述Z轴电机的输出轴，所述Z轴电机固连于所述Z轴支撑板;所述Z轴滑板的一端固连于所述Z轴螺母，所述Z轴滑板的另一端固连于所述X轴转台，所述Z轴滑板的中间部位固连于所述Z轴滑块，所述Z轴滑块固连于所述Z轴导轨。
[0011]优选地，所述X轴转台包括:X轴电机、X轴工作台、转盘、X轴传感器，所述X轴电机固连于所述Z轴滑板上，所述X轴工作台固连于所述X轴电机的输出轴上，所述转盘固连于所述X轴电机的另外一端的输出轴上，所述X轴传感器固连于所述Z轴滑板，所述转盘和所述X轴传感器相匹配。
[0012]优选地，所述Y轴滑台包括:Y轴传感器、感应块，在所述Y轴底座上固连所述Y轴传感器，在所述Y轴螺母上固连所述感应块，所述Y轴传感器和所述感应块相匹配。
[0013]优选地，所述Z轴滑台包括:Z轴传感器、Z轴感应块，在所述Z轴底座上固连所述Z轴传感器，在所述Z轴螺母上固连所述Z轴感应块，所述Z轴传感器和所述Z轴感应块相匹配。
[0014]和传统技术相比，本发明紧凑型三轴工业机器人具有以下积极作用和有益效果:
[0015]本发明紧凑型三轴工业机器人，机器人的末端执行器固连于所述X轴工作台上，用于执行对工件的抓取和转移等作业。本发明紧凑型三轴工业机器人具备三个自由度，即沿所述笛卡尔坐标系的Y轴、Z轴移动、绕X轴转动。本发明紧凑型三轴工业机器人通过巧妙的结构配置，实现了机器人的紧凑型设计，减小了机器人的占地面积，并实现灵活、快速的运动效果。
[0016]所述Y轴滑台的Y轴底座固连于所述支架上，所述Z轴滑台的Z轴底座固连于所述Y轴滑台的Y轴滑板上，所述X轴转台固连于所述Z轴滑台的Z轴滑板上。三个自由度为:所述Y轴滑板的运动方向和笛卡尔坐标系的Y轴平行，所述Z轴滑板的运动方向和所述笛卡尔坐标系的Z轴平行，所述X轴转台的X轴工作台绕所述笛卡尔坐标系的X轴转动。
[0017]所述Y轴滑台、Z轴滑台、采用单丝杠配置，传统的机器人技术中多采用双丝杠配置。单丝杠配置的滑台结构减少了丝杠数量，减少了占地面积。
[0018]所述Y轴滑板的一端固连于所述Y轴螺母，所述Y轴滑板的另一端固连于所述Z轴滑台，所述Y轴滑板的中间部位固连于所述Y轴滑块，所述Y轴滑块活动连接于所述Y轴导轨。所述Y轴滑板采用对称的结构布置，在所述轴滑板的中间部位固连于所述Y轴滑块，在所述Y轴滑块的两侧分别固连所述Y轴螺母和Z轴滑台，由于负载分别位于所述Y轴滑块的两侧，，所述Y轴滑板、Y轴滑块的受力状态良好，有利于所述Y轴滑块和Y轴导轨的长久使用寿命。
[0019]所述Y轴丝杠有较大的视角暴露于操作视野内，使对所述Y轴丝杠的维护和检修变得非常方便。传统的滑台中，由于丝杠位于两个导轨的中间位置，使得丝杠只有较小的面积暴漏于操作视野下，大大提高了维护和检修的难度。大的视野面积，有利于操作工人的操作。
[0020]同样道理。所述Z轴滑板的一端固连于所述Z轴螺母，所述Z轴滑板的另一端固连于所述X轴转台，所述Z轴滑板的中间部位固连于所述Z轴滑块，所述Z轴滑块固连于所述Z轴导轨。所述Z轴滑板采用对称的结构布置，在所述Z轴滑板的中间部位固连于所述Z轴滑块，在所述Z轴滑块的两侧分别固连所述Z轴螺母和X轴转台，由于负载分别位于所述Z轴滑块的两侦U，所述Z轴滑板、Z轴滑块的受力状态良好，有利于所述Z轴滑块和Z轴导轨的长久使用寿命O
[0021 ]所述Z轴丝杠有较大的视角暴露于操作视野内，使对所述Z轴丝杠的维护和检修变得非常方便。传统的滑台中，由于丝杠位于两个导轨的中间位置，使得丝杠只有较小的面积暴漏于操作视野下，大大提高了维护和检修的难度。大的视野面积，有利于操作工人的操作。
[0022]通过以下的描述并结合附图，本发明紧凑型三轴工业机器人将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
【附图说明】
[0023]图1为本发明紧凑型三轴工业机器人的结构示意图；
[0024]图2、3为本发明紧凑型三轴工业机器人在另外一个视角下的结构示意图。
[0025]I支架、2Y轴滑台、3Z轴滑台、4X轴转台、5Y轴底座、6Y轴丝杠、7Y轴螺母、8Y轴传感器、9Y轴电机、1Y轴同步带传动机构、11Y轴支撑板、12感应块、13Y轴导轨、14Y轴滑块、15Y轴滑板、16坐标系、17Z轴底座、18Z轴丝杠、19Z轴传感器、20Z轴电机、21Z轴同步带传动机构、22Z轴支撑板、23Z轴感应块、24Z轴导轨、25Z轴滑块、26Z轴滑板、27X轴电机、28X轴工作台、29转盘、30X轴传感器、31Z轴螺母。
【具体实施方式】
[0026]现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种紧凑型三轴工业机器人，用于实现工件的抓取和转移，结构紧凑、占地面积小、成本低。
[0027]一种紧凑型三轴工业机器人，包括:支架1、Y轴滑台2、Z轴滑台3、X轴转台4，所述Y轴滑台2的Y轴底座5固连于所述支架I上，所述Z轴滑台3的Z轴底座17固连于所述Y轴滑台2的Y轴滑板15上，所述X轴转台4固连于所述Z轴滑台3的Z轴滑板26上；
[0028]所述Y轴滑板15的运动方向和笛卡尔坐标系16的Y轴平行，所述Z轴滑板26的运动方向和所述笛卡尔坐标系16的Z轴平行，所述X轴转台4的X轴工作台28绕所述笛卡尔坐标系16的X轴转动；
[0029]所述Y轴滑台2包括:Y轴底座5、Y轴丝杠6、Y轴螺母7、Y轴电机9、Y轴同步带传动机构10、γ轴支撑板11、￥轴导轨13、￥轴滑块14、￥轴滑板15，所述￥轴底座5固连于所述支架1上，所述Y轴支撑板11、Y轴导轨13固连于所述Y轴底座5，所述Y