CN208358807U - 一种四轴桁架机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种四轴桁架机器人，包括X轴滑座，所述X轴滑座上固定连接Y轴轴臂，Y轴轴臂上设置有Y轴滑座，Y轴驱动组件驱动Y轴滑座沿Y轴轴臂的轴线方向滑动，所述Y轴滑座上沿X轴方向上固定设置有相背离的Z1轴驱动组件和Z2轴驱动组件，所述Y轴滑座上两侧滑动连接有以Z轴方向为轴线的Z1轴手臂和Z2轴手臂，所述Z1轴驱动组件和Z2轴驱动组件分别控制Z1轴手臂和Z2轴手臂沿Z轴方向滑动。本实用新型提供一种加工效率高、精确性高、可以在X轴、Y轴、Z1轴和Z2轴四轴方向上移动的、实现多操作工序的桁架机器人。

Description

一种四轴桁架机器人

技术领域

本实用新型涉及一种在自动化生产线上的机器人，特别是一种四轴桁架机器人，属于桁架机器人技术领域。

背景技术

当前机器人换人的大时代背景下，工厂各项工作都在引进各种机器人，总体大致分为三类：独立的多关节机器人、桁架机器人、桁架+多关节机器人。其中桁架机器人在多台机床间夹持、搬运、加工上下料方面广泛应用。目前，桁架机器人广泛采用2轴、3轴方式运用，少量桁架采用4轴、5轴方式运行，但大都将两Z轴分布在Y轴的一侧。同时，两Z轴的功能仅限分别抓取毛坯料和精料，手抓功能大致一致功能单一，不能实现针对工厂内一个机器人多种搬运方式；也偶见单Z轴臂为实现配备两种手爪采取快换手爪的技术配置，尽管快换手爪速度可以实现较快，但仍需要快换手爪时间，且稳定性差。基于目前桁架机器人使用现状，尚未见桁架机器人配备双Z轴轴臂并采用不同手爪实现桁架机器人的双手功能的案例，特别是将双Z轴臂分布在Y轴两侧的设计思路。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种加工效率高、精确性高、可以四轴移动的、实现多操作工序的桁架机器人。

本实用新型提供一种四轴桁架机器人，包括X轴滑座，所述X轴滑座上固定连接Y轴轴臂，Y轴轴臂上设置有Y轴滑座，Y轴驱动组件驱动Y轴滑座沿Y轴轴臂的轴线方向滑动，所述Y轴滑座上沿X轴方向上固定设置有相背离的Z1轴驱动组件和Z2轴驱动组件，所述Y轴滑座上两侧滑动连接有以Z轴方向为轴线的Z1轴手臂和Z2轴手臂，所述Z1轴驱动组件和Z2轴驱动组件分别控制Z1轴手臂和Z2轴手臂沿Z轴方向滑动。

作为本实用新型的进一步改进，X轴滑座下设置有X轴横梁，所述X轴滑座与X轴横梁滑动连接，X轴驱动组件驱动X轴滑座沿X轴方向滑动。

作为本实用新型的进一步改进，Y轴滑座下设置有滑块，滑块与所述的Y轴轴臂上的沿Y轴轴臂轴线方向的滑轨相匹配。

作为本实用新型的进一步改进，Y轴轴臂沿轴向方向上固定连接有Y轴斜齿条，所述Y轴驱动组件包括Y轴驱动电机，所述Y轴驱动电机垂直贯穿Y轴滑座的工作端上连接有Y轴驱动齿轮，所述Y轴驱动齿轮与Y轴斜齿条相互啮合。该Y轴驱动方式的进一步改进也可采取同步带的驱动方式。

作为本实用新型的进一步改进，Z1轴手臂沿轴向方向上固定连接有Z1轴斜齿条，Z2轴手臂沿轴向方向上固定连接有Z2轴斜齿条，所述Z1轴驱动组件包括Z1轴驱动电机，所述Z2轴驱动组件包括Z2轴驱动电机，所述Z1轴驱动电机和Z2轴驱动电机的工作端上连接有Z1轴驱动齿轮和Z2轴驱动齿轮，所述Z1轴驱动齿轮与Z1轴斜齿条相互啮合，所述Z2轴驱动齿轮与Z2轴斜齿条相互啮合。该Z轴驱动方式的进一步改进也可采取同步带的驱动方式。

作为本实用新型的进一步改进，X轴驱动组件包括X轴驱动电机，所述X轴驱动电机垂直贯穿X轴滑座的工作端上连接有X轴驱动齿轮，所述X轴驱动齿轮与X轴横梁上沿轴向方向上固定连接的X轴斜齿条X轴斜齿条相互啮合。该X轴驱动方式的进一步改进也可采取同步带的驱动方式。

作为本实用新型的进一步改进，Z1轴手臂和Z2轴手臂伸出的工作端上设置有夹具。两边的夹具可相同、相似也可不相同不相似。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的四轴桁架机器人为双边的Z轴驱动组件控制双侧的手臂在X轴、Y轴、Z1轴和Z2轴四轴三维空间进行多自由度的移动，能控制双边手臂移动至所需的目标位置完成操作，自由度高，自动化程度高，操作灵活度高，相比单边手臂，机器人手臂利用效率能提高2倍以上。

2、本实用新型的双侧的Z轴的驱动组件与Y轴轴臂的两外侧的侧壁上通过齿轮和齿条进行传动，双侧Z轴的驱动组件带动双Z轴手臂，增加了双Z轴手臂的移动行程，提高了装置的活动范围，扩大了装置的应用领域。

3、本实用新型双侧的Z轴手臂在Y轴方向上的移动是同步的，在需要将Y轴上同步移动时，本实用新型则具有结构简单、简化控制的优点，本实用新型的Z1轴手臂和Z2轴手臂也可以独立实现不同步工作，完成不同优先级的工作，对一个待操作部件先通过Z1轴手臂进行夹持，然后采用Z2轴桁架机器人轴臂进行加工等，实现工厂对机器人多功能操作的需要。本实用新型的Z1轴手臂和Z2轴手臂可配备不同的手爪，分别完成不同工作内容，如Z1轴手臂的手爪负责抓取整个放置零件的托盘，Z2轴手臂配备抓取单个零件的手爪负责单个零件的或搬运或装配或机床上下料等工作。而且在同一部位进行操作能减少移动至不同工序造成的精度降低，或者生产效率降低等；Z1轴手臂和Z2轴手臂也可以实现同步工作，对比较需要协同搬运的工件采用两侧双Z轴手臂同步搬运，增加了被搬运工件的移动、着陆的稳定性。

4、本实用新型的四轴桁架机器人结构合理、集中，将占用的空间压缩至最小，减小了企业投入的空间成本，并提高了设备的集成度。

附图说明

图1是本实用新型的四轴桁架机器人的上前方方向视角的结构示意图；

图2是本实用新型的四轴桁架机器人的左下方方向视角的结构示意图；

图3是本实用新型的四轴桁架机器人的右后方方向视角的结构示意图。

图中：X轴滑座1，Y轴轴臂2，Y轴滑座3，Z1轴驱动组件4，Z2轴驱动组件5，Z1轴手臂6，Z2轴手臂7，X轴横梁8，X轴驱动组件9，滑块10，Y轴斜齿条11，Y轴驱动电机12，Y轴驱动齿轮13，Z1轴斜齿条14，Z2轴斜齿条15，Z1轴驱动电机16，Z2轴驱动电机17，Z1轴驱动齿轮18，Z2轴驱动齿轮19，X轴驱动电机20，X轴驱动齿轮21，X轴斜齿条22，Y轴驱动组件23。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，本实用新型的“X轴”、“Y轴”、“Z轴”不仅仅限制于文字定义的“X轴”、“Y轴”、“Z轴”，两两相互垂直的轴线或不一定是完全垂直平行的轴或者平面均属于本实用新型的保护范围。

当部件被称为“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的部件，“设置”表示一种存在的方式，可以是连接、安装、固定连接、活性连接等连接方式。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1、图2和图3，一种四轴桁架机器人，包括X轴滑座1，所述X轴滑座1上固定连接Y轴轴臂2，Y轴轴臂2上设置有Y轴滑座3，Y轴驱动组件23驱动Y轴滑座3沿Y轴轴臂2的轴线方向滑动，所述Y轴滑座3上沿X轴方向上固定设置有相背离的Z1轴驱动组件4和Z2轴驱动组件5，所述Y轴滑座3上两侧滑动连接有以Z轴方向为轴线的Z1轴手臂6和Z2轴手臂7，所述Z1轴驱动组件4和Z2轴驱动组件5分别控制Z1轴手臂6和Z2轴手臂7沿Z轴方向滑动。

作为本实用新型的进一步改进，X轴滑座1下设置有X轴横梁8，所述X轴滑座1与X轴横梁8滑动连接，X轴驱动组件9驱动X轴滑座1沿X轴方向滑动。本实用新型的四轴桁架机器人为双侧Z轴驱动组件控制双手臂在X轴、Y轴、Z1轴和Z2轴四轴三维空间进行多自由度的移动，能控制双边手臂移动至所需的目标位置完成操作，自由度高，自动化程度高，操作灵活度高，相比单手臂，机器人手臂利用效率能提高2倍以上。本实用新型双侧的Z轴手臂在Y轴方向上的移动是同步的，在需要将Y轴上同步移动时，本实用新型则具有结构简单、简化控制的优点，本实用新型的Z1轴手臂6和Z2轴手臂7也可以独立实现不同步工作，完成不同优先级的工作，对一个待操作部件进行先通过Z1轴手臂6进行夹持，然后采用Z2轴桁架机器人轴臂进行加工等，实现工厂对机器人多功能操作的需要。本实用新型的Z1轴手臂6和Z2轴手臂7可配备不同的手爪，分别完成不同工作内容，如Z1轴手臂6的手爪/夹具负责抓取整个放置零件的托盘，Z2轴手臂7配备抓取单个零件的手爪负责单个零件的或搬运或装配或机床上下料等工作。而且在同一部位进行操作能减少移动至不同工序造成的精度降低，或者生产效率降低等；Z1轴手臂6和Z2轴手臂7也可以实现同步工作，对比较需要协同搬运的工件采用两侧双Z轴手臂同步搬运，增加了被搬运工件的移动、着陆的稳定性。

作为本实用新型的进一步改进，Y轴滑座3下设置有滑块10，滑块10与所述的Y轴轴臂2上的沿Y轴轴臂2轴线方向的滑轨相匹配。

作为本实用新型的进一步改进，Y轴轴臂2沿轴向方向上固定连接有Y轴斜齿条11，所述Y轴驱动组件23包括Y轴驱动电机12，所述Y轴驱动电机12垂直贯穿Y轴滑座3的工作端上连接有Y轴驱动齿轮13，所述Y轴驱动齿轮13与Y轴斜齿条11相互啮合。该Y轴驱动方式的进一步改进也可采取同步带的驱动方式。本实用新型的双侧的Z轴驱动组件与Y轴轴臂的两外侧的侧壁上通过齿轮和齿条进行传动，Z轴的驱动组件带动双侧Z轴手臂，增加了双Z轴手臂的移动行程，提高了装置的活动范围，扩大了装置的应用领域。

作为本实用新型的进一步改进，Z1轴手臂6沿轴向方向上固定连接有Z1轴斜齿条14，Z2轴手臂7沿轴向方向上固定连接有Z2轴斜齿条15，所述Z1轴驱动组件4包括Z1轴驱动电机16，所述Z2轴驱动组件5包括Z2轴驱动电机17，所述Z1轴驱动电机16和Z2轴驱动电机17的工作端上连接有Z1轴驱动齿轮18和Z2轴驱动齿轮19，所述Z1轴驱动齿轮18与Z1轴斜齿条14相互啮合，所述Z2轴驱动齿轮19与Z2轴斜齿条15相互啮合。该Z轴驱动方式的进一步改进也可采取同步带的驱动方式。

作为本实用新型的进一步改进，X轴驱动组件9包括X轴驱动电机20，所述X轴驱动电机20垂直贯穿X轴滑座1的工作端上连接有X轴驱动齿轮21，所述X轴驱动齿轮21与X轴横梁8上沿轴向方向上固定连接的X轴斜齿条X轴斜齿条22相互啮合。该X轴驱动方式的进一步改进也可采取同步带的驱动方式。本实用新型的四轴桁架机器人结构合理、集中，将占用的空间压缩至最小，减小了企业投入的空间成本，并提高了设备的集成度。

作为本实用新型的进一步改进，Z1轴手臂6和Z2轴手臂7伸出的工作端上设置有夹具。两边的夹具可相同、相似的用来实现双侧手臂配合协同同步操作的，也可不相同不相似，用来完成不同功能操作，如对一个加工过程的不同工序。

以上对本实用新型所提供的一种四轴桁架机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种四轴桁架机器人，其特征在于：包括X轴滑座(1)，所述X轴滑座(1)上固定连接Y轴轴臂(2)，Y轴轴臂(2)上设置有Y轴滑座(3)，Y轴驱动组件(23)驱动Y轴滑座(3)沿Y轴轴臂(2)的轴线方向滑动，所述Y轴滑座(3)上沿X轴方向上固定设置有相背离的Z1轴驱动组件(4)和Z2轴驱动组件(5)，所述Y轴滑座(3)上两侧滑动连接有以Z轴方向为轴线的Z1轴手臂(6)和Z2轴手臂(7)，所述Z1轴驱动组件(4)和Z2轴驱动组件(5)分别控制Z1轴手臂(6)和Z2轴手臂(7)沿Z轴方向滑动。

2.根据权利要求1所述的一种四轴桁架机器人，其特征在于：所述X轴滑座(1)下设置有X轴横梁(8)，所述X轴滑座(1)与X轴横梁(8)滑动连接，X轴驱动组件(9)驱动X轴滑座(1)沿X轴方向滑动。

3.根据权利要求1所述的一种四轴桁架机器人，其特征在于：所述Y轴滑座(3)下设置有滑块(10)，滑块(10)与所述的Y轴轴臂(2)上的沿Y轴轴臂(2)轴线方向的滑轨相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种四轴桁架机器人，其特征在于：所述Y轴轴臂(2)沿轴向方向上固定连接有Y轴斜齿条(11)，所述Y轴驱动组件(23)包括Y轴驱动电机(12)，所述Y轴驱动电机(12)垂直贯穿Y轴滑座(3)的工作端上连接有Y轴驱动齿轮(13)，所述Y轴驱动齿轮(13)与Y轴斜齿条(11)相互啮合。

5.根据权利要求1所述的一种四轴桁架机器人，其特征在于：Z1轴手臂(6)沿轴向方向上固定连接有Z1轴斜齿条(14)，Z2轴手臂(7)沿轴向方向上固定连接有Z2轴斜齿条(15)，所述Z1轴驱动组件(4)包括Z1轴驱动电机(16)，所述Z2轴驱动组件(5)包括Z2轴驱动电机(17)，所述Z1轴驱动电机(16)和Z2轴驱动电机(17)的工作端上连接有Z1轴驱动齿轮(18)和Z2轴驱动齿轮(19)，所述Z1轴驱动齿轮(18)与Z1轴斜齿条(14)相互啮合，所述Z2轴驱动齿轮(19)与Z2轴斜齿条(15)相互啮合。

6.根据权利要求2所述的一种四轴桁架机器人，其特征在于：所述X轴驱动组件(9)包括X轴驱动电机(20)，所述X轴驱动电机(20)垂直贯穿X轴滑座(1)的工作端上连接有X轴驱动齿轮(21)，所述X轴驱动齿轮(21)与X轴横梁(8)上沿轴向方向上固定连接的条X轴斜齿条(22)相互啮合。

7.根据权利要求1所述的一种四轴桁架机器人，其特征在于：所述Z1轴手臂(6)和Z2轴手臂(7)伸出的工作端上设置有夹具。