CN203831402U - 一种智能四轴机械手 - Google Patents

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Abstract

一种智能四轴机械手,包括第一轴支架、第二轴支架、第三轴支架、第四轴支架、安装于第一轴支架内的第一轴机械手结构、安装于第二轴支架上的第二轴机械手结构、安装于第三轴支架上的第三轴机械手结构、安装于第四轴支架上的第四轴机械手结构,第四轴机械手结构上安装有吸盘。本实用新型结构设计合理,第一轴机械手结构将直线运动转变为旋转运动,第二轴机械手结构作垂直上下运动,第三轴机械手结构作前后运动,第四轴机械手结构也将直线运动转变为旋转运动;该机械手制作成本和控制成本低,性能稳定,采用程序控制,操作灵活,可快速切换,生产操作人员易学易掌握,上下料效率高,大大节省了劳动力和降低了劳动强度,特别适宜小批量多品种生产。

Description

一种智能四轴机械手
技术领域
[0001] 本实用新型涉及机械手技术领域,具体地说是指一种用于自动上下料的四轴机械手。
背景技术
[0002] 目前,企业生产中很多产品的上下料主要还是人工操作,例如五金冲压行业中,主要是人工进行上下料冲压,人工上下料工作环境差,工人的劳动强度非常大,工人容易疲劳,生产效率不稳定,容易发生安全事故。而且随着中国年龄结构的问题不断加剧,年轻劳动力供应持续减少,采用智能机械手替代人工上下料是一种必然趋势。
发明内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制作成本低、性能稳定和上下料效率高的智能四轴机械手。
[0004] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
[0005] 一种智能四轴机械手,包括安装有第一轴机械手结构的第一轴支架、安装于第一轴机械手结构上的第二轴支架、安装于第二轴支架内的第二轴机械手结构、安装于第二轴机械手结构上的第三轴支架、安装于第三轴支架上的第三轴机械手结构、安装于第三轴机械手结构上的第四轴支架、安装于第四轴支架上的第四轴机械手结构,第四轴机械手结构上安装有吸取工件的吸盘;第一轴机械手结构驱动第二轴支架作旋转运动,第二轴机械手结构驱动第三轴支架作垂直运动,第三轴机械手结构驱动第四轴支架作前后运动,第四轴机械手结构驱动吸盘作旋转运动。
[0006] 上述第一轴机械手结构包括第一轴底座、安装于第一轴底座上的第一轴伺服电机、与第一轴伺服电机连接的第一轴滚珠丝杆、安装于第一轴滚珠丝杆上的第一轴丝杆螺母、与第一轴丝杆螺母连接的第一轴固定板、安装于第一轴固定板上的第一转动轴、与第一转动轴上方螺纹连接的第一轴转动板、安装于第一轴转动板上的第一旋转主轴,第一旋转主轴通过轴承安装于轴承座上,轴承座安装于第一轴支架;在第一轴底座上还安装有第一轴直线导轨,第一轴直线导轨上安装有第一轴滑块,第一轴固定板安装于第一轴滑块上。
[0007] 上述第二轴机械手结构包括第二轴底座、安装于第二轴底座上的第二轴伺服电机、与第二轴伺服电机连接的第二轴滚珠丝杆、安装于第二轴滚珠丝杆上的第二轴丝杆螺母、与第二轴丝杆螺母连接的第二轴连接板,第二轴连接板与第三轴支架连接;在第二轴底座上还安装有第二轴直线导轨,第二轴直线导轨上安装有第二轴滑块,第二轴连接板安装于第二轴滑块上。
[0008] 上述第三轴机械手结构包括第三轴底座、安装于第三轴底座上的第三轴伺服电机、与第三轴伺服电机连接的第三轴同步带,与第三轴同步带连接的第三轴连接板,第三轴连接板与第四轴支架连接。
[0009] 上述第四轴机械手结构包括第四轴底座、安装于第四轴底座上的第四轴伺服电机、与第四轴伺服电机连接的第四轴滚珠丝杆、安装于第一轴滚珠丝杆上的第四轴丝杆螺母、与第四轴丝杆螺母连接的第四轴滑块、与第四轴滑块连接的第四轴连杆、与第四轴连杆末端连接的第四轴齿条、与第四轴齿条啮合连接的第四轴齿轮,吸盘安装于第四轴齿轮轴上;在第四轴底座上还安装有第四轴直线导轨,第四轴滑块安装于第四轴直线导轨上。
[0010] 上述第四轴滑块上安装有第四轴直线轴承,在第四轴底座上安装有与第四轴直线轴承安装配合的第四轴导杆,第四轴滑块运动时带动第四轴直线轴承沿第四轴导杆滑动。
[0011] 本实用新型具有以下显著效果:
[0012] 本实用新型智能四轴机械手结构设计合理,第一轴机械手结构将直线运动转变为旋转运动,第二轴机械手结构作垂直上下运动,第三轴机械手结构作前后运动,第四轴机械手结构也将直线运动转变为旋转运动。该机械手制作成本和控制成本低,性能稳定,采用程序控制,操作灵活,可快速切换,生产操作人员易学易掌握,上下料效率高,大大节省了劳动力和降低了劳动强度,特别适宜小批量多品种生产。
附图说明
[0013] 附图1为本实用新型主视结构示意图;
[0014] 附图2为本实用新型第一轴机械手结构主视示意图;
[0015] 附图3为本实用新型第四轴机械手结构主视示意图。
具体实施方式
[0016] 为了便于本领域技术人员理解,下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。
[0017] 如附图1-3所示,本实施例所揭示的智能四轴机械手主要用于生产中上下料工件,包括第一轴支架10、第二轴支架20、第三轴支架30、第四轴支架40,第一轴支架10内安装有第一轴机械手结构I,第二轴支架20安装于第一轴机械手结构I上,第二轴支架20内安装有第二轴机械手结构,第三轴支架30安装于第二轴机械手结构上,第三轴支架30上安装有第三轴机械手结构3,第四轴支架安装于第三轴机械手结构上,第四轴支架40上安装有第四轴机械结构4,第四轴机械手结构4上安装有吸盘5。
[0018] 本实施例中,第一轴机械手结构I包括安装于第一轴支架10内的第一轴底座11、安装于第一轴底座11上的第一轴伺服电机12、与第一轴伺服电机12连接的第一轴滚珠丝杆、安装于第一轴滚珠丝杆上的第一轴丝杆螺母、与第一轴丝杆螺母连接的第一轴固定板13、安装于第一轴固定板13上的第一转动轴14、与第一转动轴14上方连接的第一轴转动板15和安装于第一轴转动板15上的第一旋转主轴16,第一旋转主轴16通过轴承安装于轴承座17上,轴承座17安装于第二轴支架20上;在第一轴底座11上还安装有第一轴直线导轨,第一轴直线导轨上安装有第一轴滑块18,第一轴固定板13安装于第一轴滑块18上;在此,第一转动轴14与第一轴转动板15采用螺纹连接。第一轴伺服电机12工作时,第一轴伺服电机12驱动第一轴滚珠丝杆旋转,第一轴滚珠丝杆旋转时带动第一轴丝杆螺母运动,第一轴丝杆螺母带动第一轴固定板13运动,同时,第一轴丝杆螺母带动第一轴滑块18在第一轴直线导轨上导向运动,由于第一转动轴14与第一轴转动板15采用螺纹连接,第一轴固定板13运动时驱动第一轴转动板15作旋转运动,则第一轴转动板15带动第一旋转主轴16作旋转运动,第一旋转主轴16带动第二轴支架20作旋转运动。
[0019] 第二轴机械手结构包括安装于第二轴支架20内的第二轴底座、安装于第二轴底座上的第二轴伺服电机、与第二轴伺服电机连接的第二轴滚珠丝杆、安装于第二轴滚珠丝杆上的第二轴丝杆螺母、与第二轴丝杆螺母连接的第二轴连接板,第二轴连接板与第三轴支架连接;在第二轴底座上还安装有第二轴直线导轨,第二轴直线导轨上安装有第二轴滑块,第二轴连接板安装于第二轴滑块上。第二轴伺服电机工作时,第二轴伺服电机驱动第二轴滚珠丝杆旋转,第二轴滚珠丝杆旋转时带动第二轴丝杆螺母运动,第二轴丝杆螺母带动第二轴连接板运动,同时,第二轴丝杆螺母带动第二轴滑块在第二轴直线导轨上导向运动,第二轴连接板带动第三轴支架作垂直上下运动。
[0020] 第三轴机械手结构3包括安装于第三轴支架3上的第三轴底座、安装于第三轴底座上的第三轴伺服电机、与第三轴伺服电机连接的第三轴同步带31,与第三轴同步带31连接的第三轴连接板32,第三轴连接板32与第四轴支架40连接。第三轴伺服电机工作时,第三轴伺服电机驱动第三轴同步带31运动,第三轴同步带31带动第三轴连接板32前后运动,第三轴连接板32带动第四轴支架40也作前后运动。
[0021] 第四轴机械手结构4包括安装于第四轴支架40上的第四轴底座41、安装于第四轴底座41上的第四轴伺服电机42、与第四轴伺服电机42连接的第四轴滚珠丝杆43、安装于第一轴滚珠丝杆43上的第四轴丝杆螺母431、与第四轴丝杆螺母431连接的第四轴滑块44、与第四轴滑块44连接的第四轴连杆45、与第四轴连杆45末端连接的第四轴齿条46、与第四轴齿条46啮合连接的第四轴齿轮47,吸盘5安装于第四轴齿轮轴上;在第四轴底座41上还安装有第四轴直线导轨,第四轴滑块安装于第四轴直线导轨上。第四轴伺服电机42工作时,第四轴伺服电机42驱动第四轴滚珠丝杆43旋转,第四轴滚珠丝杆43旋转时带动第四轴丝杆螺母431运动,第四轴丝杆螺母431带动第四轴滑块44,第四轴滑块44带动第四轴连杆45运动,第四轴连杆45带动第四轴齿条46运动,第四轴齿条46驱动第四轴齿轮47旋转,第四轴齿轮47带动吸盘5作旋转运动。
[0022] 为了提高吸盘5吸取工件的精度,在第四轴滑块44上安装有第四轴直线轴承48,在第四轴底座41上安装有与第四轴直线轴承48安装配合的第四轴导杆49,第四轴滑块44运动时带动第四轴直线轴承48沿第四轴导杆49滑动。
[0023] 本实用新型可通过运动控制卡或微机进行程序控制。该机械手可专门开发一套运动控制程序,运动控制程序的卡上有专用的四轴控制芯片及ARM芯片。
[0024] 本实用新型工作时,第一轴机械手结构I可驱动其他轴支架和机械手结构以及吸盘5作旋转运动,第二轴机械手结构可驱动第三轴支架30、第三轴机械手结构3、第四轴支架40、第四轴机械手结构4以及吸盘5作垂直上下运动,第三轴机械手结构3可驱动第四轴支架40、第四轴机械手结构4以及吸盘5作前后运动,第四轴机械手结构4可驱动吸盘5作旋转运动,吸盘5吸取工件,从而可以实现自动上下料。
[0025] 本实用新型智能四轴机械手结构设计合理,第一轴机械手结构I将直线运动转变为旋转运动,第二轴机械手结构作垂直上下运动,第三轴机械手结构3作前后运动,第四轴机械手结构4也将直线运动转变为旋转运动,各机械手结构配合工作带动吸盘5作旋转、上下和垂直运动。该机械手制作成本和控制成本低,性能稳定,采用程序控制,操作灵活,可快速切换,生产操作人员易学易掌握,上下料效率高,大大节省了劳动力和降低了劳动强度,特别适宜小批量多品种生产。
[0026] 上述实施例仅为本实用新型的较佳的实施方式,除此之外,本实用新型还可以有其他实现方式。也就是说,在没有脱离本实用新型发明构思的前提下,任何显而易见的替换均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能四轴机械手,其特征在于:包括安装有第一轴机械手结构(I)的第一轴支架(10)、安装于第一轴机械手结构上的第二轴支架(20)、安装于第二轴支架内的第二轴机械手结构、安装于第二轴机械手结构上的第三轴支架(30)、安装于第三轴支架上的第三轴机械手结构(3)、安装于第三轴机械手结构上的第四轴支架(40)、安装于第四轴支架上的第四轴机械手结构(4),第四轴机械手结构上安装有吸取工件的吸盘(5);第一轴机械手结构驱动第二轴支架作旋转运动,第二轴机械手结构驱动第三轴支架作垂直运动,第三轴机械手结构驱动第四轴支架作前后运动,第四轴机械手结构驱动吸盘作旋转运动。
2.根据权利要求1所述的智能四轴机械手,其特征在于:所述第一轴机械手结构(I)包括第一轴底座(11)、安装于第一轴底座上的第一轴伺服电机(12)、与第一轴伺服电机连接的第一轴滚珠丝杆、安装于第一轴滚珠丝杆上的第一轴丝杆螺母、与第一轴丝杆螺母连接的第一轴固定板(13)、安装于第一轴固定板上的第一转动轴(14)、与第一转动轴上方螺纹连接的第一轴转动板(15)、安装于第一轴转动板上的第一旋转主轴(16),第一旋转主轴通过轴承安装于轴承座(17)上,轴承座安装于第一轴支架;在第一轴底座上还安装有第一轴直线导轨,第一轴直线导轨上安装有第一轴滑块(18),第一轴固定板安装于第一轴滑块上。
3.根据权利要求2所述的智能四轴机械手,其特征在于:所述第二轴机械手结构包括第二轴底座、安装于第二轴底座上的第二轴伺服电机、与第二轴伺服电机连接的第二轴滚珠丝杆、安装于第二轴滚珠丝杆上的第二轴丝杆螺母、与第二轴丝杆螺母连接的第二轴连接板,第二轴连接板与第三轴支架连接;在第二轴底座上还安装有第二轴直线导轨,第二轴直线导轨上安装有第二轴滑块,第二轴连接板安装于第二轴滑块上。
4.根据权利要求3所述的智能四轴机械手,其特征在于:所述第三轴机械手结构(3)包括第三轴底座、安装于第三轴底座上的第三轴伺服电机、与第三轴伺服电机连接的第三轴同步带(31),与第三轴同步带连接的第三轴连接板(32),第三轴连接板与第四轴支架连接。
5.根据权利要求4所述的智能四轴机械手,其特征在于:所述第四轴机械手结构(4)包括第四轴底座(41)、安装于第四轴底座上的第四轴伺服电机(42)、与第四轴伺服电机连接的第四轴滚珠丝杆(43)、安装于第四轴滚珠丝杆上的第四轴丝杆螺母(431)、与第四轴丝杆螺母连接的第四轴滑块(44)、与第四轴滑块连接的第四轴连杆(45)、与第四轴连杆末端连接的第四轴齿条(46)、与第四轴齿条啮合连接的第四轴齿轮(47),吸盘安装于第四轴齿轮轴上;在第四轴底座上还安装有第四轴直线导轨,第四轴滑块安装于第四轴直线导轨上。
6.根据权利要求5所述的智能四轴机械手,其特征在于:所述第四轴滑块上安装有第四轴直线轴承(48),在第四轴底座上安装有与第四轴直线轴承安装配合的第四轴导杆(49),第四轴滑块运动时带动第四轴直线轴承沿第四轴导杆滑动。
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