CN221022198U - 五轴机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种五轴机械手，包括机台、三维平台、第一旋转模组和第二旋转模组，三维平台滑动安装于机台上；第一旋转模组包括衔接块、第一驱动机构和固定座，衔接块与三维平台连接，第一驱动机构的一端与衔接块连接、另一端安装于固定座上，衔接块通过三维平台能够相对机台沿第一方向、第二方向以及第三方向进行移动，固定座通过第一驱动机构能够相对衔接块绕第三方向进行转动，第一方向、第二方向以及第三方向相互垂直；第二旋转模组包括第二驱动机构以及用于与治具连接的固定板，第二驱动机构的一端安装于固定座上、另一端与固定板连接，固定板通过第二驱动机构能够绕第四方向进行转动，第四方向垂直于第三方向，能改变治具旋转角度和方向。

Description

五轴机械手

技术领域

本实用新型涉及注塑设备技术领域，尤其涉及一种五轴机械手。

背景技术

注塑机又名注射成型机或者注射机，它是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具容制成各种形状的塑料制品的成型设备，注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出以充满模具型腔。

机械手为传统侧取式注塑机械手，作为与注塑机配套的设备，市面上种类很多，但是，传统侧取式注塑机械手仅在X、Y、Z方向进行直线运动，不能根据工作需求任意的改变机械手上夹爪取拿件的旋转角度和方向，使用具有局限性，进而降低了机械手的使用性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种五轴机械手，以解决现有传统侧取式注塑机械手仅在X、Y、Z方向进行直线运动，不能根据工作需求任意的改变机械手上夹爪取拿件的旋转角度和方向，使用具有局限性，进而降低了机械手使用性能的技术问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供了一种五轴机械手，包括：

机台；

三维平台，滑动安装于所述机台上；

第一旋转模组，包括衔接块、第一驱动机构以及固定座，所述衔接块与所述三维平台连接，所述第一驱动机构的一端与所述衔接块连接、另一端安装于所述固定座上，所述衔接块通过所述三维平台能够相对所述机台沿第一方向、第二方向以及第三方向进行移动，所述固定座通过所述第一驱动机构能够相对所述衔接块绕所述第三方向进行转动，所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相互垂直；

第二旋转模组，包括第二驱动机构以及用于与治具连接的固定板，所述第二驱动机构的一端安装于所述固定座上、另一端与所述固定板连接，所述固定板通过所述第二驱动机构能够绕第四方向进行转动，所述第四方向垂直于所述第三方向。

进一步地，所述第一旋转模组还包括第一限位块以及用于限制所述第一限位块转动范围的第二限位块，所述第一限位块安装于所述衔接块上，所述第二限位块安装于所述第一驱动机构上，当所述固定座相对所述衔接块转动时，所述第二限位块能够抵接于所述第一限位块。

进一步地，所述第二旋转模组还包括第三限位块以及用于限制所述第三限位块转动范围的第四限位块，所述第四限位块安装于所述固定板上，所述第三限位块安装于所述第二驱动机构上，当所述固定板相对所述固定座转动时，所述第四限位块能够抵接于所述第三限位块。

进一步地，所述三维平台包括滑动安装于所述机台上的第一滑移组件、滑动安装于所述第一滑移组件上的第二滑移组件以及滑动安装于所述第二滑移组件上并与所述衔接块连接的第三滑移组件，所述第二滑移组件能够通过所述第一滑移组件沿所述第一方向往复运行，所述第三滑移组件能够通过所述第二滑移组件沿所述第二方向往复运行，所述衔接块能够通过所述第三滑移组件沿所述第三方向往复运行。

进一步地，所述第一滑移组件包括第三驱动机构、第一滑座、第一单层同步带、第一主动同步轮以及两个第一从动同步轮，所述第一滑座沿所述第一方向滑动安装于所述机台上，所述第三驱动机构安装于所述第一滑座上并与所述第一主动同步轮连接，两所述第一从动同步轮均转动安装于所述第一滑座上，所述第一单层同步带的一端固定于所述机台的一端上，所述第一单层同步带的另一端依次缠绕一所述第一从动同步轮、所述第一主动同步轮以及另一所述第一从动同步轮后固定于所述机台的另一端上，所述第二滑移组件安装于所述第一滑座上，所述第一驱动机构能够带动所述第一滑座和所述第二滑移组件一起沿所述第一方向往复滑动。

进一步地，所述第二滑移组件包括第四驱动机构、第二滑座、安装于所述第一滑移组件上的支撑架以及安装于所述支撑架上的滚珠丝杠传动副，所述第二滑座沿所述第二方向滑动安装于所述支撑架上，所述第四驱动机构安装于所述支撑架上，所述滚珠丝杠传动副的一端与所述第四驱动机构连接、另一端与所述第二滑座连接，所述第三滑移组件固定于所述第二滑座上，所述第四驱动机构能够带动所述第二滑座和所述第三滑移组件一起沿所述第二方向往复滑动。

进一步地，所述第二滑移组件还包括用于支撑的第五驱动机构，所述第五驱动机构的一端固定于所述支撑架上、另一端与所述第二滑座连接。

进一步地，所述第三滑移组件包括第一平移机构以及与所述衔接块连接的第二平移机构，所述第一平移机构包括第六驱动机构、第三滑座、第二单层同步带、第二主动同步轮、两个第二从动同步轮以及与所述第三滑座滑动连接的第一传动臂，所述第三滑座固定于所述第二滑移组件上，所述第六驱动机构固定于所述第三滑座上并与所述第二主动同步轮连接，两个所述第二从动同步轮均转动安装于所述第三滑座上，所述第二单层同步带的一端固定于所述第一传动臂一端上，所述第二单层同步带的另一端依次缠绕一所述第二从动同步轮、所述第二主动同步轮以及另一所述第二从动同步轮后固定于所述第一传动臂的另一端上，所述第二平移机构滑动安装于所述第一传动臂上并与所述第三滑座连接，所述第六驱动机构能够带动所述第一传动臂和所述第二平移机构一起沿所述第三方向往复运动。

进一步地，所述第二平移机构包括环形同步带、两个第三从动同步轮以及与所述衔接块连接的第二传动臂，所述第一传动臂沿所述第三方向贯穿设有收纳孔，所述第二传动臂滑动安装于所述收纳孔内，两所述第三从动同步轮分别转动安装于所述第一传动臂的两端上，所述环形同步带套设于两所述第三从动同步轮上，且所述第一传动臂的其中一侧壁位于所述环形同步带内，所述第二传动臂与位于所述收纳孔内的所述环形同步带固定连接，所述第三滑座与位于所述收纳孔外的所述环形同步带固定连接，所述第六驱动机构能够带动所述第二传动臂相对所述第一传动臂沿所述第三方向往复运行。

进一步地，所述第一旋转模组还包括两个缓冲垫，两所述缓冲垫均安装于所述衔接块上，当所述第二传动臂朝所述收纳孔内收缩时，所述缓冲垫能够抵接于所述第一传动臂。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的五轴机械手末端可以安装一治具，治具通过五轴机械手中三维平台可以实现在第一方向、第二方向以及第三方向三个相互垂直方向的平移运动，且治具通过五轴机械手中第一旋转模组能够实现绕第三方向进行转动，通过五轴机械手中第二旋转模组能够实现绕第四方向进行转动，第四方向垂直于第三方向，从而使得该五轴机械手具有五个自由度，可以完成夹取、旋转、俯仰、摇摆以及回转等动作，根据工作需求可以任意的改变治具吸取拿件的旋转角度和方向，以适应不同的工作环境，整个五轴机械手的结构相当紧凑，在有限的空间内完成各种动作，提高了五轴机械手的使用性能以及生产效率，适于大范围推广。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的五轴机械手的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的五轴机械手的结构示意图二；

图3为图2的爆炸图；

图4为本实用新型实施例提供的第一旋转模组和第二旋转模组组合后的结构示意图；

图5为图4的爆炸图；

图6为本实用新型实施例提供的机台和第一滑移组件组合后的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的机台和第一滑移组件组合后除去第二盖板后的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的第二滑移组件的结构示意图一；

图9为本实用新型实施例提供的第二滑移组件的结构示意图二；

图10为本实用新型实施例提供的第三滑移组件的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的第三滑移组件除去第三盖板后的结构示意图。

图中：

10、机台；11、第一滑轨；20、三维平台；21、第一滑移组件；211、第三驱动机构；2111、第三电机；2112、第三减速器；212、第一滑座；2121、第一滑块；213、第一单层同步带；214、第一主动同步轮；215、第一从动同步轮；216、第三原点开关；217、第一限位开关；218、限位缓冲块；219、第二盖板；22、第二滑移组件；221、第四驱动机构；2211、第四电机；222、第二滑座；2221、第二滑块；223、支撑架；2231、第二滑轨；224、滚珠丝杠传动副；2241、丝杆；2242、滚珠；225、第五驱动机构；226、第四原点开关；227、第二限位开关；23、第三滑移组件；24、第一平移机构；241、第六驱动机构；2411、第五电机；2412、第四减速器；242、第三滑座；2421、第三滑块；243、第二单层同步带；244、第二主动同步轮；245、第二从动同步轮；246、第一传动臂；2461、第三滑轨；2462、收纳孔；2463、第四滑块；25、第二平移机构；251、环形同步带；252、第三从动同步轮；253、第二传动臂；2531、第四滑轨；26、光电开关；27、位置感应片；28、第三盖板；30、第一旋转模组；31、衔接块；32、第一驱动机构；321、第一电机；322、第一减速器；33、固定座；34、第一限位块；35、第二限位块；36、端子排；37、集装阀；38、第一盖板；39、缓冲垫；40、第二旋转模组；41、第二驱动机构；411、第二电机；412、第二减速器；42、固定板；43、第三限位块；44、第四限位块；50、电柜；51、容纳空间；52、排气扇孔；53、按钮指示灯孔；60、报警灯；70、油水分离器；

X、第一方向；Z、第二方向；Y、第三方向；N、第四方向。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参阅图1至图5所示，本实用新型实施例公开了一种五轴机械手，五轴机械手是机械手细分化领域的一个分支，应用于注塑行业生产过程中，五轴机械手主要针对高端注塑制品，如航空和医疗领域，它代替人工取出塑料产品，降低劳动强度并降低取出过程中塑料产品表面划伤的几率。

本实施例中，五轴机械手包括机台10、三维平台20、第一旋转模组30以及第二旋转模组40，机台10底部安装有膨胀螺丝固定件，用以将机台10固定在地面上，三维平台20滑动安装于机台10上，第二旋转模组40通过第一旋转模组30固定于三维平台20上，第二旋转模组40末端用于安装治具，治具可以为夹爪或者安装有吸盘的治具板，整个五轴机械手结构相当紧凑，在有限的空间内，可以完成五轴机械手的动作。

第一旋转模组30包括衔接块31、第一驱动机构32以及固定座33，衔接块31与三维平台20连接，第一驱动机构32的一端与衔接块31连接、另一端安装于固定座33上，衔接块31通过三维平台20能够相对机台10沿第一方向X、第二方向Z以及第三方向Y进行移动，当第一驱动机构32转动时，固定座33通过第一驱动机构32能够相对衔接块31绕第三方向Y进行转动，第一方向X、第二方向Z以及第三方向Y相互垂直，第一方向X为机台10的长度方向，第二方向Z为机台10的高度方向，第三方向Y为机台10的宽度方向。

第二旋转模组40包括第二驱动机构41以及用于与治具连接的固定板42，第二驱动机构41的一端安装于固定座33上、另一端与固定板42连接，当第二驱动机构41转动时，固定板42通过第二驱动机构41能够绕第四方向N进行转动，第四方向N垂直于第三方向Y，第四方向N为固定座33的厚度方向，该五轴机械手对传统侧取式注塑机械手进行了升级，极大的提高了五轴机械手的操作精度、节拍以及占地空间，提高了生产效率。

第一旋转模组30还包括第一限位块34以及用于限制第一限位块34转动范围的第二限位块35，第一限位块34安装于衔接块31上，第二限位块35安装于第一驱动机构32上，当固定座33相对衔接块31转动时，第二限位块35能够抵接于第一限位块34，以避免在转动的过程中固定座33会搅断第一驱动机构32上的缆线。

在一些实施例中，第一驱动机构32包括第一电机321以及安装于第一电机321输出端上的第一减速器322，第一电机321安装于固定座33上，第二限位块35和衔接块31均与第一减速器322连接，第一减速器322可以为谐波减速器。

第二旋转模组40还包括第三限位块43以及用于限制第三限位块43转动范围的第四限位块44，第四限位块44安装于固定板42上，第三限位块43安装于第二驱动机构41上，当固定板42通过第二驱动机构41相对固定座33转动时，第四限位块44能够抵接于第三限位块43，以避免在转动的过程中固定板42会搅断第二驱动机构41上的缆线。

在一些实施例中，第二驱动机构41包括第二电机411以及安装于第二电机411输出端上的第二减速器412，第二电机411安装于固定座33上，固定板42与第二减速器412转动连接，第三限位块43固定于第二减速器412上，第二减速器412可以为谐波减速器，第一电机321和第二电机411均为伺服电机驱动，可以根据产品最终的姿态调整治具的位置。

五轴机械手还包括控制板、伺服驱动器、排气扇以及指示灯等，三维平台20、第一驱动机构32、第二驱动机构41、排气扇、指示灯以及伺服驱动器均通过相应的线缆与控制板电连接，机台10旁侧安装有电柜50，电柜50设计有箱式密闭的容纳空间51，控制板以及伺服驱动器均安装于容纳空间51里面，在电柜50的正面开设有与容纳空间51连通的排气扇孔52、按钮指示灯孔53以及进线孔，排气扇、指示灯以及线缆等分别安装于相应的孔位内，以保证容纳空间51内部的散热、以及外部走线的美观性。

第一旋转模组30还包括第一原点开关，第二旋转模组40还包括第二原点开关，第一原点开关和第二原点开关均采取埋入式的接近开关，可以节省安装体积，第一原点开关和第二原点开关均安装于固定座33上，第一原点开关和第二原点开关均与控制板电连接，以使第一驱动机构32和第二驱动机构41可以精确复位，同时，固定座33的两侧装有端子排36和集装阀37，端子排36与控制板电连接以给第一驱动机构32和第二驱动机构41提供电量，起到中转作用，外部气体通过集装阀37与治具上的吸盘连接。

第一旋转模组30还包括第一盖板38，第一盖板38安装于固定座33上并覆盖部分第一驱动机构32和部分第二驱动机构41，以使五轴机械手的外形更美观。

请进一步参阅图1至图3、以及图6至图11，本实施例中，三维平台20包括滑动安装于机台10上的第一滑移组件21、滑动安装于第一滑移组件21上的第二滑移组件22以及滑动安装于第二滑移组件22上并与衔接块31连接的第三滑移组件23，第二滑移组件22能够通过第一滑移组件21沿第一方向X往复运行，第三滑移组件23能够通过第二滑移组件22沿第二方向Z往复运行，衔接块31能够通过第三滑移组件23沿第三方向Y往复运行，以使最终的治具能够通过三维平台20相对机台10沿第一方向X、第二方向Z以及第三方向Y进行随意移动。

第一滑移组件21包括第三驱动机构211、第一滑座212、第一单层同步带213、第一主动同步轮214以及两个第一从动同步轮215，第一滑座212沿第一方向X滑动安装于机台10上，第三驱动机构211安装于第一滑座212上并与第一主动同步轮214连接，两个第一从动同步轮215均转动安装于第一滑座212上，第一主动同步轮214和两个第一从动同步轮215呈“品”字形结构设置，第一主动同步轮214至机台10的距离大于第一从动同步轮215至机台10的距离，第一单层同步带213的一端固定于机台10的一端上，第一单层同步带213的另一端依次缠绕一个第一从动同步轮215、第一主动同步轮214以及另一个第一从动同步轮215后固定于机台10的另一端上，第二滑移组件22安装于第一滑座212上，第一驱动机构32能够带动第一滑座212和第二滑移组件22一起沿第一方向X往复滑动，以实现五轴机械手上的治具沿第一方向X往复滑动，第三驱动机构211与控制板电连接。

在一些实施例中，第三驱动机构211包括第三电机2111以及安装于第三电机2111输出端上的第三减速器2112，第三减速器2112安装于第一滑座212上，第一主动同步轮214与第三减速器2112连接，第三减速器2112可以为普通减速器。

在一些实施例中，机台10的顶部凸设有若干第一滑轨11，第一滑座212凸设有若干第一滑块2121，第一滑块2121设有与第一滑轨11相配合的第一滑槽，第一滑轨11装配于第一滑槽内，以使第一滑座212能稳定的相对于机台10进行滑动。

在一些实施例中，第一滑移组件21还包括第三原点开关216、两个第一限位开关217以及两个限位缓冲块218，两个限位缓冲块218分别安装于机台10的左右两端，以防止第一滑座212冲出限位造成设备损坏，第三原点开关216以及两个第一限位开关217均安装于机台10上，以对第一滑座212的行程做进一步的限位约束，第三原点开关216和第一限位开关217均与控制板电连接。

第一滑移组件21还包括若干第二盖板219，第二盖板219安装于第一滑座212上并覆盖部分第一主动同步轮214、第一从动同步轮215以及部分第三驱动机构211，以使五轴机械手的外形更美观。

本实施例中，第二滑移组件22包括第四驱动机构221、第二滑座222、安装于第一滑移组件21上的支撑架223以及安装于支撑架223上的滚珠丝杠传动副224，支撑架223与第一滑座212垂直连接，第二滑座222沿第二方向Z滑动安装于支撑架223上，第四驱动机构221安装于支撑架223上，滚珠丝杠传动副224的一端与第四驱动机构221连接、另一端与第二滑座222连接，第三滑移组件23固定于第二滑座222上，第四驱动机构221能够带动第二滑座222和第三滑移组件23一起沿第二方向Z往复滑动，以使五轴机械手上的治具能够沿竖向方向往复滑动，第四驱动机构221与控制板电连接。

第四驱动机构221包括第四电机2211，第四电机2211安装于支撑架223上，滚珠丝杠传动副224包括丝杆2241以及转动安装于丝杆2241上的滚珠2242，丝杆2241转动安装于支撑架223上，且丝杆2241安装于第四电机2211的输出端上，滚珠2242与第三滑座242连接，第三滑座242能够随滚珠2242一起上下运行。

在一些实施例中，第二滑移组件22还包括用于支撑的第五驱动机构225，第五驱动机构225的一端固定于支撑架223上、另一端与第二滑座222连接，第五驱动机构225为气缸，第五驱动机构225能够抵消第二滑座222上第三滑移组件23的结构重力。

在一些实施例中，支撑架223的侧面凸设有若干第二滑轨2231，第二滑座222凸设有若干第二滑块2221，第二滑块2221设有与第二滑轨2231相配合的第二滑槽，第二滑轨2231装配于第二滑槽内，以使第二滑座222能稳定的相对于支撑架223进行滑动。

第二滑移组件22还包括第四原点开关226和两个第二限位开关227，第四原点开关226和两个第二限位开关227均安装于支撑架223上，第四原点开关226和第二限位开关227均与控制板电连接，以限制第二滑座222的行程。

在一些实施例中，五轴机械手还包括报警灯60，报警灯60安装于支撑架223的上端，报警灯60与控制板电连接，实时监控设备的运行状态，在设备异常时给出报警声，正常运行为绿灯，故障为红灯。

五轴机械手还包括与控制板电连接的油水分离器70，油水分离器70安装在机台10的侧面，油水分离器70通过气管与第五驱动机构225和治具连接，用于给第五驱动机构225和治具提供过滤后的气体，可以直观观察当前气压的数值。

第三滑移组件23包括第一平移机构24以及与衔接块31连接的第二平移机构25，第一平移机构24包括第六驱动机构241、第三滑座242、第二单层同步带243、第二主动同步轮244、两个第二从动同步轮245以及与第三滑座242滑动连接的第一传动臂246，第三滑座242固定于第二滑移组件22上，第六驱动机构241固定于第三滑座242上并与第二主动同步轮244连接，两个第二从动同步轮245均转动安装于第三滑座242上，第二主动同步轮244和两个第二从动同步轮245呈“品”字形结构设置，第二主动同步轮244至第一传动臂246之间的距离大于第二从动同步轮245至第一传动臂246之间的距离，第二单层同步带243的一端固定于第一传动臂246一端上，第二单层同步带243的另一端依次缠绕一个第二从动同步轮245、第二主动同步轮244以及另一个第二从动同步轮245后固定于第一传动臂246的另一端上，第二平移机构25滑动安装于第一传动臂246上并与第三滑座242连接，第六驱动机构241能够带动第一传动臂246和第二平移机构25一起沿第三方向Y往复运动，以便于五轴机械手上的治具能够沿第三方向Y往复运动，第六驱动机构241与控制板电连接。

在一些实施例中，第一传动臂246的外壁凸设有若干第三滑轨2461，第三滑座242的底部凸设有若干第三滑块2421，第三滑块2421设有与第三滑轨2461相配合的第三滑槽，第三滑轨2461装配于第三滑槽内，以使第一传动臂246能稳定的相对于第三滑座242进行滑动。

第六驱动机构241包括第五电机2411以及安装于第五电机2411输出端上的第四减速器2412，第四减速器2412安装于第三滑座242上，第四减速器2412与第二主动同步轮244连接。

第二平移机构25包括环形同步带251、两个第三从动同步轮252以及与衔接块31连接的第二传动臂253，第一传动臂246沿第三方向Y贯穿设有收纳孔2462，第二传动臂253滑动安装于收纳孔2462内，两个第三从动同步轮252分别转动安装于第一传动臂246的两端上，环形同步带251套设于两个第三从动同步轮252上，且第一传动臂246的其中一侧壁位于环形同步带251内，第二传动臂253与位于收纳孔2462内的环形同步带251固定连接，第三滑座242与位于收纳孔2462外的环形同步带251固定连接，第六驱动机构241能够带动第二传动臂253相对第一传动臂246沿第三方向Y往复运行，第三滑移组件23的行程采用双行程伸缩臂，可以有效减少取料时间。

在一些实施例中，第二传动臂253的外壁凸设有若干第四滑轨2531，收纳孔2462的内壁设有若干第四滑块2463，第四滑块2463设有与第四滑轨2531相配合的第四滑槽，第四滑轨2531装配于第四滑槽内，以使第二传动臂253能稳定的相对于第一传动臂246进行滑动。

在一些实施例中，第三滑移组件23还设有三个光电开关26以及两个位置感应片27，三个光电开关26均安装在第三滑座242上并均与控制板电连接，两个位置感应片27分别安装在第一传动臂246两端，用以检测第三滑座242运行的位置，第六驱动机构241驱动第二主动同步轮244运动，第一传动臂246会伸出一段距离，同时由于第一传动臂246的运动，环形同步带251带动第二传动臂253也会运动一段距离，两段距离叠加，第六驱动机构241运动一圈，第二传动臂253末端距离相对于地面伸出了两圈的距离。

第一滑移组件21还包括若干第三盖板28，第三盖板28安装于第三滑座242上并覆盖部分第二主动同步轮244、第二从动同步轮245以及部分第六驱动机构241，以使五轴机械手的外形更美观。

第一旋转模组30还包括两个缓冲垫39，两个缓冲垫39均安装于衔接块31上，当第二传动臂253朝收纳孔2462内收缩时，缓冲垫39能够抵接于第一传动臂246，以避免发生磕碰现象。

五轴机械手的工作原理：

五轴机械手包括机台10、三维平台20、第一旋转模组30以及第二旋转模组40，三维平台20滑动安装于机台10上，第二旋转模组40通过第一旋转模组30固定于三维平台20的末端上，其中，三维平台20包括滑动安装于机台10上的第一滑移组件21、滑动安装于第一滑移组件21上的第二滑移组件22以及滑动安装于第二滑移组件22上并与第一旋转模组30连接的第三滑移组件23，第二滑移组件22能够通过第一滑移组件21沿第一方向X往复运行，第三滑移组件23能够通过第二滑移组件22沿第二方向Z往复运行，第一旋转模组30能够通过第三滑移组件23沿第三方向Y往复运行，第二旋转模组40能够通过第一旋转模组30中第一驱动机构32相对第三滑移组件23绕第三方向Y进行转动，第二旋转模组40末端用于与治具连接，治具能够通过第二旋转模组40中第二驱动机构41绕第四方向N进行转动，第一方向X为机台10的长度方向，第二方向Z为机台10的高度方向，第三方向Y为机台10的宽度方向，第四方向N垂直于第三方向Y，第四方向N为固定座33的厚度方向，整个五轴机械手结构相当紧凑，在有限的空间内能够完成夹取、旋转、俯仰、摇摆以及回转等动作。

注塑机在完成注射成型动作后，五轴机械手可以伸入到注塑机中，治具能够通过五轴机械手调整姿态后，完成吸取动作，再退回至设定位置，完成放料动作，等待下一次循环，五轴机械手在使用过程之前，需要根据不同的机台10设定参数，包括X/Y/Z轴的放料位置、取料位置、等待位置、以及第一旋转模组30与第二旋转模组40的回转位置。

五轴机械手的有益效果为：

1、通过第三滑移组件23的双行程伸缩臂，将节拍从30秒提高到10秒；

2、通过机械装配和材料选型，将五轴机械手的精度提高至0.2mm；

3、五轴机械手具备5个自由度，增加了回转和摇摆动作，以适应不同的工作环境；

4、五轴机械手各个部件可以采取国产配件，避免国外卡脖子现象；

5、在机台10上配备电柜50，将电柜50与设备做成一体，结构紧凑，占地面积小；

6、三维平台20的第一滑移组件21传动采取了电机随动和同步带固定的方式传输，提高了传动效率；

7、第三滑移组件23采用了二级传动臂结构，电机转动一圈，第二传动臂253末端可伸出双倍距离，提高了传动效率；

8、第二滑移组件22中第四驱动机构221采用电机+滚珠丝杠传动副224传动，并且第五驱动机构225配平衡气缸，可以提高传动的平稳性；

9、常规加工工艺为：初加工-时效处理-精加工-表面处理烤漆，为了避免加工变形、热变形以及机械手在高速运动过程中产生的挠性变形，机械手框架结构部件加工顺序则变更为：初加工-基本精加工-表面处理烤漆-时效处理-精加工。

综上所述，该五轴机械手具有五个自由度，可以完成夹取、旋转、俯仰、摇摆以及回转等动作，根据工作需求可以任意的改变治具吸取拿件的旋转角度和方向，以适应不同的工作环境，整个五轴机械手的结构相当紧凑，在有限的空间内完成各种动作，提高了五轴机械手的使用性能，适于大范围推广。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种五轴机械手，其特征在于，包括：

机台；

三维平台，滑动安装于所述机台上；

第一旋转模组，包括衔接块、第一驱动机构以及固定座，所述衔接块与所述三维平台连接，所述第一驱动机构的一端与所述衔接块连接、另一端安装于所述固定座上，所述衔接块通过所述三维平台能够相对所述机台沿第一方向、第二方向以及第三方向进行移动，所述固定座通过所述第一驱动机构能够相对所述衔接块绕所述第三方向进行转动，所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相互垂直；

第二旋转模组，包括第二驱动机构以及用于与治具连接的固定板，所述第二驱动机构的一端安装于所述固定座上、另一端与所述固定板连接，所述固定板通过所述第二驱动机构能够绕第四方向进行转动，所述第四方向垂直于所述第三方向。

2.根据权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于，所述第一旋转模组还包括第一限位块以及用于限制所述第一限位块转动范围的第二限位块，所述第一限位块安装于所述衔接块上，所述第二限位块安装于所述第一驱动机构上，当所述固定座相对所述衔接块转动时，所述第二限位块能够抵接于所述第一限位块。

3.根据权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于，所述第二旋转模组还包括第三限位块以及用于限制所述第三限位块转动范围的第四限位块，所述第四限位块安装于所述固定板上，所述第三限位块安装于所述第二驱动机构上，当所述固定板相对所述固定座转动时，所述第四限位块能够抵接于所述第三限位块。

4.根据权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于，所述三维平台包括滑动安装于所述机台上的第一滑移组件、滑动安装于所述第一滑移组件上的第二滑移组件以及滑动安装于所述第二滑移组件上并与所述衔接块连接的第三滑移组件，所述第二滑移组件能够通过所述第一滑移组件沿所述第一方向往复运行，所述第三滑移组件能够通过所述第二滑移组件沿所述第二方向往复运行，所述衔接块能够通过所述第三滑移组件沿所述第三方向往复运行。

5.根据权利要求4所述的五轴机械手，其特征在于，所述第一滑移组件包括第三驱动机构、第一滑座、第一单层同步带、第一主动同步轮以及两个第一从动同步轮，所述第一滑座沿所述第一方向滑动安装于所述机台上，所述第三驱动机构安装于所述第一滑座上并与所述第一主动同步轮连接，两所述第一从动同步轮均转动安装于所述第一滑座上，所述第一单层同步带的一端固定于所述机台的一端上，所述第一单层同步带的另一端依次缠绕一所述第一从动同步轮、所述第一主动同步轮以及另一所述第一从动同步轮后固定于所述机台的另一端上，所述第二滑移组件安装于所述第一滑座上，所述第一驱动机构能够带动所述第一滑座和所述第二滑移组件一起沿所述第一方向往复滑动。

6.根据权利要求4所述的五轴机械手，其特征在于，所述第二滑移组件包括第四驱动机构、第二滑座、安装于所述第一滑移组件上的支撑架以及安装于所述支撑架上的滚珠丝杠传动副，所述第二滑座沿所述第二方向滑动安装于所述支撑架上，所述第四驱动机构安装于所述支撑架上，所述滚珠丝杠传动副的一端与所述第四驱动机构连接、另一端与所述第二滑座连接，所述第三滑移组件固定于所述第二滑座上，所述第四驱动机构能够带动所述第二滑座和所述第三滑移组件一起沿所述第二方向往复滑动。

7.根据权利要求6所述的五轴机械手，其特征在于，所述第二滑移组件还包括用于支撑的第五驱动机构，所述第五驱动机构的一端固定于所述支撑架上、另一端与所述第二滑座连接。

8.根据权利要求4所述的五轴机械手，其特征在于，所述第三滑移组件包括第一平移机构以及与所述衔接块连接的第二平移机构，所述第一平移机构包括第六驱动机构、第三滑座、第二单层同步带、第二主动同步轮、两个第二从动同步轮以及与所述第三滑座滑动连接的第一传动臂，所述第三滑座固定于所述第二滑移组件上，所述第六驱动机构固定于所述第三滑座上并与所述第二主动同步轮连接，两个所述第二从动同步轮均转动安装于所述第三滑座上，所述第二单层同步带的一端固定于所述第一传动臂一端上，所述第二单层同步带的另一端依次缠绕一所述第二从动同步轮、所述第二主动同步轮以及另一所述第二从动同步轮后固定于所述第一传动臂的另一端上，所述第二平移机构滑动安装于所述第一传动臂上并与所述第三滑座连接，所述第六驱动机构能够带动所述第一传动臂和所述第二平移机构一起沿所述第三方向往复运动。

9.根据权利要求8所述的五轴机械手，其特征在于，所述第二平移机构包括环形同步带、两个第三从动同步轮以及与所述衔接块连接的第二传动臂，所述第一传动臂沿所述第三方向贯穿设有收纳孔，所述第二传动臂滑动安装于所述收纳孔内，两所述第三从动同步轮分别转动安装于所述第一传动臂的两端上，所述环形同步带套设于两所述第三从动同步轮上，且所述第一传动臂的其中一侧壁位于所述环形同步带内，所述第二传动臂与位于所述收纳孔内的所述环形同步带固定连接，所述第三滑座与位于所述收纳孔外的所述环形同步带固定连接，所述第六驱动机构能够带动所述第二传动臂相对所述第一传动臂沿所述第三方向往复运行。

10.根据权利要求9所述的五轴机械手，其特征在于，所述第一旋转模组还包括两个缓冲垫，两所述缓冲垫均安装于所述衔接块上，当所述第二传动臂朝所述收纳孔内收缩时，所述缓冲垫能够抵接于所述第一传动臂。