一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂，包括Z軸傳動機構、Y軸傳動機構和X軸傳動機構及旋轉軸C組成的四軸聯(lián)動機構，所述Z軸傳動機構、Y軸傳動機構和X軸傳動機構依次連接，所述X軸傳動機構上設有可在X軸方向上滑動的X軸滑動座，所述X軸滑動座上設有可繞平行于Z軸的旋轉軸旋轉的旋轉座。
【專利說明】 一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機械臂，尤其涉及一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂。

【背景技術】
[0002]在現(xiàn)今的金屬切割領域，異型鋼材分段切割一般采用液壓剪剪斷和人手氣割兩種方式。異形鋼材具有三維空間的切割軌跡，而傳統(tǒng)數(shù)控等離子切割機及激光切割機只能對單一平面進行切割，無法實現(xiàn)切割所需的軌跡運動和移動距離以及切割起點的準確尋找和控制，目前國內沒有出現(xiàn)針對異型鋼材的等離子切割機、激光切割機和火焰切割機。
[0003]因此急需提出一種有成本優(yōu)勢，運行可靠的三維控制機構，可以引導各種切割工具進行三維空間切割，滿足異型鋼材的等離子切割、激光切割和火焰切割需求。


【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂，可引導各種切割頭進行三維空間切割，滿足異型鋼材的等離子切割、激光切割和火焰切割需求，
結構合理，工作穩(wěn)定可靠。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂，包括Z軸傳動機構、Y軸傳動機構和X軸傳動機構及旋轉軸C組成的四軸聯(lián)動機構,所述Z軸傳動機構、X軸傳動機構和Y軸傳動機構依次連接，所述X軸傳動機構上設有可在X軸方向上滑動的X軸滑動座，所述X軸滑動座上設有可繞平行于Z軸的旋轉軸旋轉的旋轉座。
[0006]作為上述方案的改進，所述Z軸傳動機構包括機座，所述機座的豎直一側固設有Z軸導軌；所述四軸聯(lián)動機構還包括齒輪和齒條，所述齒輪由Z軸電機驅動。
[0007]作為上述方案的改進，所述四軸聯(lián)動機構包括設于所述Z軸導軌上并可在所述Z軸導軌上滑動的Z軸滑動座，所述Z軸滑動座通過所述齒輪和齒條驅動。
[0008]作為上述方案的改進，所述Z軸滑動座上設有Y軸導軌；所述Z軸滑動座上還設有與所述Y軸導軌平行的Y軸螺桿，所述Y軸螺桿由Y軸電機驅動。
[0009]作為上述方案的改進，所述Y軸傳動機構包括設于所述Y軸導軌上并可在所述Y軸導軌上滑動的Y軸滑動座,所述Y軸滑動座通過所述Y軸螺桿驅動。
[0010]作為上述方案的改進，所述Y軸滑動座上設有X軸導軌；所述Y軸滑動座上還設有與所述X軸導軌平行的X軸螺桿，所述X軸螺桿由X軸電機驅動。
[0011]作為上述方案的改進，所述X軸滑動座上設有C軸電機，所述C軸電機的轉軸與Z軸平行，所述C軸電機的轉軸上設有所述旋轉座。
[0012]作為上述方案的改進，所述Z軸電機、Y軸電機、X軸電機和C軸電機均為伺服或步進電機。
[0013]作為上述方案的改進，所述旋轉座上設有安裝接口，方便安裝各種功能的工具或機構部件。
[0014]作為上述方案的改進，所述Z軸導軌、Y軸導軌和X軸導軌均由兩條在同一平面內相互平行的導軌組成。
[0015]實施本實用新型，具有如下有益效果:
[0016]本實用新型提供的一種四軸聯(lián)動機械臂，包括Z軸傳動機構、Y軸傳動機構和X軸傳動機構及旋轉軸C組成的四軸聯(lián)動機構，滿足安裝于所述旋轉座上的切割機構的三維切割軌跡需求，配合伺服或步進電機，可實現(xiàn)精確移動，適應高精度要求的場合，生產效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0019]如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂，包括Z軸傳動機構1、Y軸傳動機構2和X軸傳動機構3及旋轉軸C組成的四軸聯(lián)動機構，所述Z軸傳動機構1、Y軸傳動機構2和X軸傳動機構3依次連接，所述X軸傳動機構3上設有可在X軸方向上滑動的X軸滑動座4，所述X軸滑動座4上設有可繞平行于Z軸的旋轉軸旋轉的旋轉座5。
[0020]需要說明的是，本實用新型提供的一種四軸聯(lián)動機械臂，滿足安裝于所述旋轉座5上的切割機構的切割軌跡需求，解決了現(xiàn)有的切割機械無法進行多立面三維立體連續(xù)切割的問題。
[0021]其中，所述四軸聯(lián)動機構包括機座6，所述機座6的豎直一側固設有Z軸導軌7 ;所述四軸聯(lián)動機構還包括齒條8和齒輪9，所述齒輪9由Z軸電機20驅動。
[0022]所述四軸聯(lián)動機構包括設于所述Z軸導軌7上并可在所述Z軸導軌7上滑動的Z軸滑動座10，所述Z軸滑動座10通過所述齒輪9和齒條8驅動。
[0023]相應地，所述Z軸滑動座10上設有Y軸導軌11 ;所述Z軸滑動座10上還設有與所述Y軸導軌11平行的Y軸螺桿12，所述Y軸螺桿12由Y軸電機13驅動。
[0024]所述Y軸傳動機構2包括設于所述Y軸導軌11上并可在所述Y軸導軌11上滑動的Y軸滑動座14,所述Y軸滑動座14通過所述Y軸螺桿12驅動。
[0025]所述Y軸滑動座14上設有X軸導軌15 ;所述Y軸滑動座14上還設有與所述X軸導軌15平行的X軸螺桿16，所述X軸螺桿16由X軸電機17驅動。
[0026]需要說明的是，本實用新型提供的一種四軸聯(lián)動機械臂，所述Y軸傳動機構2和X軸傳動機構3均通過螺桿驅動，配合伺服或步進電機，可實現(xiàn)精確移動，適應高精度要求的切割場合，切割效率高。所述Z軸傳動機構I通過齒輪9驅動，可以相對較快地進行移動，加快切割速度，提高切割效率。
[0027]上述三軸聯(lián)動機構可以滿足切割頭的三維空間運動需求，但是，為了進一步優(yōu)化切割效果，需要對切割頭的切割方向進行調整，使得切割頭的切割方向與被切割物保持垂直。因此，可以在所述X軸滑動座4上設置C軸電機18，所述C軸電機18的轉軸與Z軸平行，所述C軸電機18的轉軸上設有所述旋轉座5。
[0028]當切割頭被所述三軸聯(lián)動機構帶動在三維空間內進行切割運動時，由于被切割物可能為不規(guī)則結構，所述旋轉座5在切割移動過程中及時調整切割頭的朝向，保證切割頭的切割方向與被切割物保持垂直，使切割工藝穩(wěn)定可靠。
[0029]優(yōu)選地，為了精確控制所述三軸聯(lián)動機構的活動范圍，所述Z軸電機20、Y軸電機
13、X軸電機17和C軸電機18均為伺服或步進電機。所述電機對螺桿或齒輪進行精確控制，使所述Y軸傳動機構2和X軸傳動機構3的移動精確，提高切割精度。
[0030]本實用新型提供的四軸聯(lián)動機械臂可廣泛應用于不同切割工藝、焊接工藝，這些工藝的轉換可以通過在所述旋轉座5上安裝不同的切割或焊接機構來實現(xiàn)。為了便于不同機構的安裝，所述旋轉座5上設有便于與不同機械結構連接的安裝接口 19，各類切割頭，如激光切割頭、火焰切割頭或等離子切割頭，均可以通過所述安裝接口 19固定于所述旋轉座5上，安裝便利，適應范圍廣，也有利于日后維護。
[0031]優(yōu)選地，所述Z軸導軌7、Y軸導軌11和X軸導軌15均由兩條在同一平面內相互平行的導軌組成。
[0032]需要說明的是，本實用新型提供的機械臂各導軌承受的側向扭力較大，因此，本實用新型實施例優(yōu)選采用兩條在同一平面內相互平行的導軌，以較好地承受側向扭力，提升加工精度和設備穩(wěn)定性。
[0033]以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
【權利要求】
1.一種四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，包括Z軸傳動機構、Y軸傳動機構和X軸傳動機構及旋轉軸C組成的四軸聯(lián)動機構,所述X軸傳動機構、Y軸傳動機構和Z軸傳動機構依次連接，所述X軸傳動機構上設有可在X軸方向上滑動的X軸滑動座，所述X軸滑動座上設有可繞平行于Z軸的旋轉軸旋轉的旋轉座。
2.如權利要求1所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述四軸聯(lián)動機構包括機座，所述機座的豎直一側固設有Z軸導軌；所述四軸聯(lián)動機構還包括齒輪和齒條，所述齒輪由Z軸電機驅動。
3.如權利要求2所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述四軸聯(lián)動機構包括設于所述Z軸導軌上并可在所述Z軸導軌上滑動的Z軸滑動座，所述Z軸滑動座通過所述齒輪和齒條傳動。
4.如權利要求3所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述Z軸滑動座上設有Y軸導軌；所述Z軸滑動座上還設有與所述Y軸導軌平行的Y軸螺桿,所述Y軸螺桿由Y軸電機驅動。
5.如權利要求4所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述Y軸傳動機構包括設于所述Y軸導軌上并可在所述Y軸導軌上滑動的Y軸滑動座，所述Y軸滑動座通過所述Y軸螺桿傳動。
6.如權利要求5所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述Y軸滑動座上設有X軸導軌；所述Y軸滑動座上還設有與所述X軸導軌平行的X軸螺桿，所述X軸螺桿由X軸電機驅動。
7.如權利要求1或6所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述X軸滑動座上設有C軸電機，所述C軸電機的轉軸與Z軸平行，所述C軸電機的轉軸上設有所述旋轉座。
8.如權利要求6所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述Z軸電機、Y軸電機、X軸電機和C軸電機均為伺服或步進電機。
9.如權利要求7所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述旋轉座上設有安裝接口，方便安裝各種功能的工具或機構部件。
10.如權利要求7所述的四軸聯(lián)動三維運動機械臂，其特征在于，所述Z軸導軌、Y軸導軌和X軸導軌均由兩條在同一平面內相互平行的導軌組成。
【文檔編號】B23Q5/02GK203853688SQ201420054701
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權日:2014年1月28日
【發(fā)明者】白文星, 方橋清 申請人:白文星, 方橋清