CN209550960U - 一种大幅面三轴机架 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于数控技术领域，涉及一种大幅面三轴机架，包括架体、x轴运动机构、y轴运动机构以及z轴运动机构，x轴运动机构设置于架体上，y轴运动机构以及z轴运动机构均设置于x轴运动机构上；x轴运动机构包括对称设置的两个x轴大梁以及分别与两个x轴大梁连接的两个x轴驱动装置，y轴运动机构包括对称设置的两个y轴大梁以及分别与两个y轴大梁连接的两个y轴驱动装置，z轴运动机构包括z轴大梁以及对称设置于z轴大梁两侧的两个z轴驱动装置。本实用新型的三轴机架在x、y、z方向上均采用双边驱动和双边支撑的对称结构，使x、y、z三个方向的支撑力和驱动力均为对称，从而消除了偏载，提高机架的结构稳定性以及运行平稳性。

Description

一种大幅面三轴机架

技术领域

本实用新型属于数控技术领域，具体涉及一种大幅面高精度三轴机架。

背景技术

机器人技术的应用越来越广泛，每一款机器人的臂展都是有固定的范围，为了提高机器人的可达到的范围，通常采用在机器人加上一个外部轴的方式，但依然不能适用于宽度和高度较大的工件，不能满足目前的市场需求。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种大幅面高精度三轴机架，大大增加了机器人的可达范围，有效提高了机器人的利用率和适应性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种大幅面三轴机架，包括架体、用于带动机器人沿x轴方向运动的x轴运动机构、用于带动机器人沿y轴方向运动的y轴运动机构以及用于带动机器人沿z轴方向运动的z轴运动机构，所述x轴运动机构设置于所述架体上，所述y轴运动机构以及z轴运动机构均设置于所述x轴运动机构上；所述x轴运动机构包括对称设置的两个x轴大梁以及分别与两个x轴大梁连接的两个x轴驱动装置，所述y轴运动机构包括对称设置的两个y轴大梁以及分别与两个y轴大梁连接的两个y轴驱动装置，所述z轴运动机构包括z轴大梁以及对称设置于所述z轴大梁两侧的两个z轴驱动装置，所述z轴大梁与所述z轴驱动装置连接。

进一步地，各所述x轴大梁上均设有第一基座，各所述第一基座分别通过x轴驱动装置与两个所述x轴大梁连接；各所述y轴大梁的两端分别与两个所述第一基座连接，两个所述y轴大梁通过第二基座连接，且所述第二基座的两侧分别通过y轴驱动装置与两个y轴大梁连接；所述z轴大梁从竖直方向上穿过所述第二基座，且所述第二基座两侧分别通过z轴驱动装置与所述z轴大梁的两侧连接。

进一步地，所述架体包括呈方形布置的四个立柱，两组左右设置的立柱分别通过两个x轴大梁连接，且两个所述x轴大梁之间通过两个连接梁连接。

进一步地，各所述x轴驱动装置均包括x轴齿条、x轴齿轮以及x轴驱动电机，所述x轴齿条设置于x轴大梁上，所述x轴驱动电机设置于第一基座上，所述x轴驱动电机与所述x轴齿轮连接，所述x轴齿轮与x轴齿条啮合。

进一步地，各所述y轴驱动装置均包括y轴齿条、y轴齿轮以及y轴驱动电机，所述y轴齿条设置于y轴大梁上，所述y轴驱动电机设置于第二基座上，所述y轴驱动电机与所述y轴齿轮连接，所述y轴齿轮与y轴齿条啮合。

进一步地，各所述z轴驱动装置均包括z轴齿条、z轴齿轮以及z轴驱动电机，所述z轴齿条设置于z轴大梁上，所述z轴驱动电机设置于第二基座上，所述z轴驱动电机与所述z轴齿轮连接，所述z轴齿轮与z轴齿条啮合。

更进一步地，两个所述y轴驱动电机分别设置于所述第二基座上相对的其中两侧，两个所述z轴驱动电机分别设置于所述第二基座上相对的另外两侧。

进一步地，所述x轴大梁、所述y轴大梁以及所述z轴大梁均采用中空设置。

进一步地，所述z轴大梁的底部设有用于倒置安装机器人的连接件。

进一步地，所述第二基座的两侧分别设有两个气缸，且两个气缸的活塞杆的顶部均通过连接板与所述z轴大梁的顶部连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型提供的大幅面三轴机架在x轴方向、y轴方向以及z轴方向上均采用双边驱动和双边支撑的对称结构，使x轴、y轴、z轴三个方向的支撑力和驱动力均为对称，从而消除了偏载，使机架受力平衡，提高机架的结构稳定性以及运行平稳性；

（2）本实用新型提供的大幅面三轴机架通过x轴运动机构、y轴运动机构以及z轴运动机构，大大增加了机器人的可达范围，有效提高了机器人的利用率和适应性，适用于使用同一台机器人来加工尺寸较大的工件，尤其适合于产品复杂多样的对外加工用户。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的大幅面三轴机架的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的大幅面三轴机架的局部放大示意图；

图中：1、立柱，2、第一基座，3、第二基座，4、x轴大梁，5、y轴大梁，6、z轴大梁，7、连接梁，8、x轴驱动电机，9、y轴驱动电机，10、z轴驱动电机，11、活塞杆，12、连接板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种大幅面三轴机架，包括架体、用于带动机器人沿x轴方向运动的x轴运动机构、用于带动机器人沿y轴方向运动的y轴运动机构以及用于带动机器人沿z轴方向运动的z轴运动机构，所述x轴运动机构设置于所述架体上，所述y轴运动机构以及z轴运动机构均设置于所述x轴运动机构上；所述x轴运动机构包括对称设置的两个x轴大梁4以及分别与两个x轴大梁4连接的两个x轴驱动装置，所述y轴运动机构包括对称设置的两个y轴大梁5以及分别与两个y轴大梁5连接的两个y轴驱动装置，所述z轴运动机构包括z轴大梁6以及对称设置于所述z轴大梁6两侧的两个z轴驱动装置，两个所述z轴驱动装置均与所述z轴大梁6连接。本实施例提供的大幅面高精度三轴机架在x轴方向、y轴方向以及z轴方向上均采用双边驱动和双边支撑的对称结构，使x轴、y轴、z轴三个方向的支撑力和驱动力均为对称，从而消除了偏载，使机架受力平衡，提高机架的结构稳定性以及运行平稳性。

进一步地，各所述x轴大梁4上均设有第一基座2，各所述第一基座2分别通过x轴驱动装置与两个所述x轴大梁4连接；各所述y轴大梁5的两端分别与两个所述第一基座2连接，两个所述y轴大梁5通过第二基座3连接，且所述第二基座3的两侧分别通过y轴驱动装置与两个y轴大梁5连接；所述z轴大梁6从竖直方向上穿过所述第二基座3，且所述第二基座3两侧分别通过z轴驱动装置与所述z轴大梁6的两侧连接。

进一步地，所述架体包括呈方形布置的四个立柱1，两组左右设置的立柱1分别通过两个x轴大梁4连接，且两个所述x轴大梁4之间通过两个连接梁7连接。在两个x轴大梁4的两端分别用两个连接梁7进行连接，进一步提高三轴机架的稳定性。

进一步地，如图2所示，各所述x轴驱动装置均包括x轴齿条、x轴齿轮以及x轴驱动电机8，所述x轴齿条设置于x轴大梁4上，所述x轴驱动电机8设置于第一基座2上，所述x轴驱动电机8与所述x轴齿轮连接，所述x轴齿轮与x轴齿条啮合。本实施例中的x轴驱动电机8的输出轴与x轴齿轮键连接，通过电机转动带动x轴齿轮转动，而x轴齿轮与x轴齿条啮合，实现第一基座2以及设置于第一基座2上的y轴运动机构和z轴运动机构在两个x轴大梁4上作x向运动。

进一步地，如图2所示，各所述y轴驱动装置均包括y轴齿条、y轴齿轮以及y轴驱动电机9，所述y轴齿条设置于y轴大梁5上，所述y轴驱动电机9设置于第二基座3上，所述y轴驱动电机9与所述y轴齿轮连接，所述y轴齿轮与y轴齿条啮合。本实施例中的y轴驱动电机9的输出轴与y轴齿轮键连接，通过电机转动带动y轴齿轮转动，而y轴齿轮与y轴齿条啮合，实现第二基座3以及z轴运动机构在两个y轴大梁5上作y向运动。

进一步地，如图2所示，各所述z轴驱动装置均包括z轴齿条、z轴齿轮以及z轴驱动电机10，所述z轴齿条设置于z轴大梁6上，所述z轴驱动电机10设置于第二基座3上，所述z轴驱动电机10与所述z轴齿轮连接，所述z轴齿轮与z轴齿条啮合。本实施例中的z轴驱动电机10的输出轴与z轴齿轮键连接，通过电机转动带动z轴齿轮转动，而z轴齿轮与z轴齿条啮合，实现z轴运动机构在第二基座3上作x向运动。

更进一步地，如图2所示，两个所述y轴驱动电机9分别设置于所述第二基座3上相对的其中两侧，两个所述z轴驱动电机10分别设置于所述第二基座3上相对的另外两侧，以提高机架的稳定性。

进一步地，如图1所示，所述x轴大梁4、所述y轴大梁5以及所述z轴大梁6均采用中空设置。由于x轴大梁4、y轴大梁5以及z轴大梁6的体型较大，采用中空设置，在不影响强度的同时降低了重量，节约了制作成本。

进一步地，所述z轴大梁6的底部设有用于倒置安装机器人的连接件。机器人倒置安装在该连接件上，该连接件可以带动机器人沿着x轴、y轴、z轴三个方向运动，并且该运动可以与机器人的6轴做联动，大大增加机器人的作业范围，工作幅面可达到6000mm×4600mm，有效提高了机器人的利用率和适应性，适用于使用同一台机器人来加工宽度和高度较大的工件，尤其适合于产品复杂多样的对外加工用户。

进一步地，如图2所示，所述第二基座3的两侧分别设有两个气缸，且两个气缸的活塞杆11的顶部均通过连接板12与所述z轴大梁6的顶部连接。两个气缸也分别设置于所述第二基座3上相对的另外两侧，即第二基座3上相对的另外两侧的每一侧既设有z轴驱动电机10，又设有气缸；因为负载比较大，在通过z轴驱动电机10进行驱动的同时，通过气缸的活塞杆11对z轴大梁6进行辅助支撑，进一步地提高机架的结构稳定性以及运行稳定性。

本实施例中x轴运动机构、y轴运动机构、z轴运动机构均包括调节装置、导向装置以及润滑装置。本实施例的大幅面高精度三轴机架与焊接头、机器人、防护装置，工装平台等等集成一套焊接系统，可用于焊接类似车身的大型零件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大幅面三轴机架，其特征在于：包括架体、用于带动机器人沿x轴方向运动的x轴运动机构、用于带动机器人沿y轴方向运动的y轴运动机构以及用于带动机器人沿z轴方向运动的z轴运动机构，所述x轴运动机构设置于所述架体上，所述y轴运动机构以及z轴运动机构均设置于所述x轴运动机构上；所述x轴运动机构包括对称设置的两个x轴大梁以及分别与两个x轴大梁连接的两个x轴驱动装置，所述y轴运动机构包括对称设置的两个y轴大梁以及分别与两个y轴大梁连接的两个y轴驱动装置，所述z轴运动机构包括z轴大梁以及对称设置于所述z轴大梁两侧的两个z轴驱动装置，所述z轴大梁与所述z轴驱动装置连接。

2.如权利要求1所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：各所述x轴大梁上均设有第一基座，各所述第一基座分别通过x轴驱动装置与两个所述x轴大梁连接；各所述y轴大梁的两端分别与两个所述第一基座连接，两个所述y轴大梁通过第二基座连接，且所述第二基座的两侧分别通过y轴驱动装置与两个y轴大梁连接；所述z轴大梁从竖直方向上穿过所述第二基座，且所述第二基座两侧分别通过z轴驱动装置与所述z轴大梁的两侧连接。

3.如权利要求1所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：所述架体包括呈方形布置的四个立柱，两组左右设置的立柱分别通过两个x轴大梁连接，且两个所述x轴大梁之间通过两个连接梁连接。

4.如权利要求2所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：各所述x轴驱动装置均包括x轴齿条、x轴齿轮以及x轴驱动电机，所述x轴齿条设置于x轴大梁上，所述x轴驱动电机设置于第一基座上，所述x轴驱动电机与所述x轴齿轮连接，所述x轴齿轮与x轴齿条啮合。

5.如权利要求2所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：各所述y轴驱动装置均包括y轴齿条、y轴齿轮以及y轴驱动电机，所述y轴齿条设置于y轴大梁上，所述y轴驱动电机设置于第二基座上，所述y轴驱动电机与所述y轴齿轮连接，所述y轴齿轮与y轴齿条啮合。

6.如权利要求5所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：各所述z轴驱动装置均包括z轴齿条、z轴齿轮以及z轴驱动电机，所述z轴齿条设置于z轴大梁上，所述z轴驱动电机设置于第二基座上，所述z轴驱动电机与所述z轴齿轮连接，所述z轴齿轮与z轴齿条啮合。

7.如权利要求6所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：两个所述y轴驱动电机分别设置于所述第二基座上相对的其中两侧，两个所述z轴驱动电机分别设置于所述第二基座上相对的另外两侧。

8.如权利要求1所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：所述x轴大梁、所述y轴大梁以及所述z轴大梁均采用中空设置。

9.如权利要求2所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：所述z轴大梁的底部设有用于倒置安装机器人的连接件。

10.如权利要求2所述的一种大幅面三轴机架，其特征在于：所述第二基座的两侧分别设有两个气缸，且两个气缸的活塞杆的顶部均通过连接板与所述z轴大梁的顶部连接。