CN203853688U - 一种四轴联动三维运动机械臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四轴联动三维运动机械臂，包括Z轴传动机构、Y轴传动机构和X轴传动机构及旋转轴C组成的四轴联动机构，所述Z轴传动机构、Y轴传动机构和X轴传动机构依次连接，所述X轴传动机构上设有可在X轴方向上滑动的X轴滑动座，所述X轴滑动座上设有可绕平行于Z轴的旋转轴旋转的旋转座。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机械臂，尤其涉及一种四轴联动三维运动机械臂。
背景技术
在现今的金属切割领域，异型钢材分段切割一般采用液压剪剪断和人手气割两种方式。异形钢材具有三维空间的切割轨迹，而传统数控等离子切割机及激光切割机只能对单一平面进行切割，无法实现切割所需的轨迹运动和移动距离以及切割起点的准确寻找和控制，目前国内没有出现针对异型钢材的等离子切割机、激光切割机和火焰切割机。
因此急需提出一种有成本优势，运行可靠的三维控制机构，可以引导各种切割工具进行三维空间切割，满足异型钢材的等离子切割、激光切割和火焰切割需求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种四轴联动三维运动机械臂，可引导各种切割头进行三维空间切割，满足异型钢材的等离子切割、激光切割和火焰切割需求，结构合理 ，工作稳定可靠。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种四轴联动三维运动机械臂，包括Z轴传动机构、Y轴传动机构和X轴传动机构及旋转轴C组成的四轴联动机构，所述Z轴传动机构、X轴传动机构和Y轴传动机构依次连接，所述X轴传动机构上设有可在X轴方向上滑动的X轴滑动座，所述X轴滑动座上设有可绕平行于Z轴的旋转轴旋转的旋转座。
作为上述方案的改进，所述Z轴传动机构包括机座，所述机座的竖直一侧固设有Z轴导轨；所述四轴联动机构还包括齿轮和齿条，所述齿轮由Z轴电机驱动。
作为上述方案的改进，所述四轴联动机构包括设于所述Z轴导轨上并可在所述Z轴导轨上滑动的Z轴滑动座，所述Z轴滑动座通过所述齿轮和齿条驱动。
作为上述方案的改进，所述Z轴滑动座上设有Y轴导轨；所述Z轴滑动座上还设有与所述Y轴导轨平行的Y轴螺杆，所述Y轴螺杆由Y轴电机驱动。
作为上述方案的改进，所述Y轴传动机构包括设于所述Y轴导轨上并可在所述Y轴导轨上滑动的Y轴滑动座，所述Y轴滑动座通过所述Y轴螺杆驱动。
作为上述方案的改进，所述Y轴滑动座上设有X轴导轨；所述Y轴滑动座上还设有与所述X轴导轨平行的X轴螺杆，所述X轴螺杆由X轴电机驱动。
作为上述方案的改进，所述X轴滑动座上设有C轴电机，所述C轴电机的转轴与Z轴平行，所述C轴电机的转轴上设有所述旋转座。
作为上述方案的改进，所述Z轴电机、Y轴电机、X轴电机和C轴电机均为伺服或步进电机。
作为上述方案的改进，所述旋转座上设有安装接口，方便安装各种功能的工具或机构部件。
作为上述方案的改进，所述Z轴导轨、Y轴导轨和X轴导轨均由两条在同一平面内相互平行的导轨组成。
实施本实用新型，具有如下有益效果：
本实用新型提供的一种四轴联动机械臂，包括Z轴传动机构、Y轴传动机构和X轴传动机构及旋转轴C组成的四轴联动机构，满足安装于所述旋转座上的切割机构的三维切割轨迹需求，配合伺服或步进电机，可实现精确移动，适应高精度要求的场合，生产效率高。
附图说明
图1是本实用新型一种四轴联动三维运动机械臂的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种四轴联动三维运动机械臂，包括 Z轴传动机构1、Y轴传动机构2和X轴传动机构3及旋转轴C组成的四轴联动机构，所述Z轴传动机构1、Y轴传动机构2和X轴传动机构3依次连接，所述X轴传动机构3上设有可在X轴方向上滑动的X轴滑动座4，所述X轴滑动座4上设有可绕平行于Z轴的旋转轴旋转的旋转座5。
需要说明的是，本实用新型提供的一种四轴联动机械臂，满足安装于所述旋转座5上的切割机构的切割轨迹需求，解决了现有的切割机械无法进行多立面三维立体连续切割的问题。
其中，所述四轴联动机构包括机座6，所述机座6的竖直一侧固设有Z轴导轨7；所述四轴联动机构还包括齿条8和齿轮9，所述齿轮9由Z轴电机20驱动。
所述四轴联动机构包括设于所述Z轴导轨7上并可在所述Z轴导轨7上滑动的Z轴滑动座10，所述Z轴滑动座10通过所述齿轮9和齿条8驱动。
相应地，所述Z轴滑动座10上设有Y轴导轨11；所述Z轴滑动座10上还设有与所述Y轴导轨11平行的Y轴螺杆12，所述Y轴螺杆12由Y轴电机13驱动。
所述Y轴传动机构2包括设于所述Y轴导轨11上并可在所述Y轴导轨11上滑动的Y轴滑动座14，所述Y轴滑动座14通过所述Y轴螺杆12驱动。
所述Y轴滑动座14上设有X轴导轨15；所述Y轴滑动座14上还设有与所述X轴导轨15平行的X轴螺杆16，所述X轴螺杆16由X轴电机17驱动。
需要说明的是，本实用新型提供的一种四轴联动机械臂，所述Y轴传动机构2和X轴传动机构3均通过螺杆驱动，配合伺服或步进电机，可实现精确移动，适应高精度要求的切割场合，切割效率高。所述Z轴传动机构1通过齿轮9驱动，可以相对较快地进行移动，加快切割速度，提高切割效率。
上述三轴联动机构可以满足切割头的三维空间运动需求，但是，为了进一步优化切割效果，需要对切割头的切割方向进行调整，使得切割头的切割方向与被切割物保持垂直。因此，可以在所述X轴滑动座4上设置C轴电机18，所述C轴电机18的转轴与Z轴平行，所述C轴电机18的转轴上设有所述旋转座5。
当切割头被所述三轴联动机构带动在三维空间内进行切割运动时，由于被切割物可能为不规则结构，所述旋转座5在切割移动过程中及时调整切割头的朝向，保证切割头的切割方向与被切割物保持垂直，使切割工艺稳定可靠。
优选地，为了精确控制所述三轴联动机构的活动范围，所述Z轴电机20、Y轴电机13、X轴电机17和C轴电机18均为伺服或步进电机。所述电机对螺杆或齿轮进行精确控制，使所述Y轴传动机构2和X轴传动机构3的移动精确，提高切割精度。
本实用新型提供的四轴联动机械臂可广泛应用于不同切割工艺、焊接工艺，这些工艺的转换可以通过在所述旋转座5上安装不同的切割或焊接机构来实现。为了便于不同机构的安装，所述旋转座5上设有便于与不同机械结构连接的安装接口19，各类切割头，如激光切割头、火焰切割头或等离子切割头，均可以通过所述安装接口19固定于所述旋转座5上，安装便利，适应范围广，也有利于日后维护。
优选地，所述Z轴导轨7、Y轴导轨11和X轴导轨15均由两条在同一平面内相互平行的导轨组成。
需要说明的是，本实用新型提供的机械臂各导轨承受的侧向扭力较大，因此，本实用新型实施例优选采用两条在同一平面内相互平行的导轨，以较好地承受侧向扭力，提升加工精度和设备稳定性。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，包括Z轴传动机构、Y轴传动机构和X轴传动机构及旋转轴C组成的四轴联动机构，所述X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构依次连接，所述X轴传动机构上设有可在X轴方向上滑动的X轴滑动座，所述X轴滑动座上设有可绕平行于Z轴的旋转轴旋转的旋转座。
2.如权利要求1所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述四轴联动机构包括机座，所述机座的竖直一侧固设有Z轴导轨；所述四轴联动机构还包括齿轮和齿条，所述齿轮由Z轴电机驱动。
3.如权利要求2所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述四轴联动机构包括设于所述Z轴导轨上并可在所述Z轴导轨上滑动的Z轴滑动座，所述Z轴滑动座通过所述齿轮和齿条传动。
4.如权利要求3所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述Z轴滑动座上设有Y轴导轨；所述Z轴滑动座上还设有与所述Y轴导轨平行的Y轴螺杆，所述Y轴螺杆由Y轴电机驱动。
5.如权利要求4所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述Y轴传动机构包括设于所述Y轴导轨上并可在所述Y轴导轨上滑动的Y轴滑动座，所述Y轴滑动座通过所述Y轴螺杆传动。
6.如权利要求5所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述Y轴滑动座上设有X轴导轨；所述Y轴滑动座上还设有与所述X轴导轨平行的X轴螺杆，所述X轴螺杆由X轴电机驱动。
7.如权利要求1或6所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述X轴滑动座上设有C轴电机，所述C轴电机的转轴与Z轴平行，所述C轴电机的转轴上设有所述旋转座。
8.如权利要求6所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述Z轴电机、Y轴电机、X轴电机和C轴电机均为伺服或步进电机。
9.如权利要求7所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述旋转座上设有安装接口，方便安装各种功能的工具或机构部件。
10.如权利要求7所述的四轴联动三维运动机械臂，其特征在于，所述Z轴导轨、Y轴导轨和X轴导轨均由两条在同一平面内相互平行的导轨组成。
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| CN201420054701.9U CN203853688U (zh) | 2014-01-28 | 2014-01-28 | 一种四轴联动三维运动机械臂 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112756433A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-07 | 泰州祥福工程装备有限公司 | 一种钢板折弯检测装置 |
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2014
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