TW559578B - Parallel positioning mechanism, especially for machining and/or manipulation and/or measuring - Google Patents

Description

559578 五、發明說明（1) 本發明係與—接—，^ 工、操控或測量用位機構有關，尤指一種可供機械加 或操縱例如一 千：疋位機構，其具有-平台以搭栽 利用至少一定位；二件、或量測裝"，其中該平台： 位淨而與機架連結者。 糸 技術現狀 前不久， 等之平行定位 與機器人為主 構，這些平行 力’其中較佳 較佳的活力表 串列機器人中 移動件的重量 構卻較常發生 正常定位時， 失其剛性。 許多平行 用一球形接頭 接頭多屬於剛 之萬向接頭。 業界有頗多 機構推出， °相較於之 定位機構最 的剛性基本 現則因裝設 之平行臂須 ’動作自然 不正常定位 機構因具有 主要用 其適用 前使用 重要的 上係來 在機架 隨可動 較為靈 而影響 超乎尋 於機械 對象係 於串列 是具有 自格子 上的驅 臂運動 活。然 工作空 韦的自 工具或操控機器人 以手動操控之機器 機器人的定位機 更佳的剛性與活動 結構的平行臂，而 動部門不必如設在 ’故可減輕機器内 而’既有的定位機 間，而且，發生不 由度，可能因而喪 定位機構尚有另一 與機架或搭載工具 性要求不足之點接 項缺失，即：平行臂多利 的平台相接，其中該球形 觸力傳送型或活動力受限 發明本質 上述缺點可藉助本發明之 千订疋位機構做大幅度改 559578 五、發明說明（2) 善。本發明的 動接頭而以接 至少有兩個可 動導桿，其中 該平台係以接 動接頭而與該 可由另外至少 令該等滑 該平台係 此滑動導桿或 另—種選 過兩支定位臂 另一實施 結合方式與至 又—實施 結合方式與四 該平台上 形。 該等滑動 叉關係。 該專定位 而與該滑動導 之滾球螺絲而 該平台設 設計精 頭結合 旋動接 各該可 頭結合 滑動導 三支定 動導桿 可與一 另一滑 擇是， 而與此 例中， 少兩滑 例中， 支滑動 可旋動 華在於：一平台係透過至少三個可旋 方式與至少一個滑動導桿連結，其中 頭係設於一定位臂上以便接合於該滑 旋動接頭之轉轴係互相平行者。又， 方式經由至少一定位臂及進而一可旋 桿直接連結者，其中該直接連結方式 位臂予以取代。 沿直線延伸最為方便有效。 滑動導桿相接，或透過一定位臂而與 動導桿連結。 該平台係可與一滑動導桿相接，或透 滑動導桿或另一滑動導桿連結。 該平台係可透過四支定位臂而以接頭 動導桿連結。 該平台係可透過四支定位臂而以接頭 導桿連結。 梯 接頭之轉軸在一垂直面的投影為 導桿係與一或兩條直線平行，或彼此形成交 臂係透過可定位滑座或利用一線性驅動裝置 f相接’其中該可定位滑座係透過附帶螺帽 與驅動馬達銜接。 有一可平移炎頭，或在本機基座之上或之前

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設置一可平移工作支架。 對於本機基座為可移動之 該等滑動導桿係安置於一相 框架中。 本發明 平台與滑動 做三段式移 中位於一平 空間及改善 外，全部接 這種透 直接結合平 現象的發生 低本機工作 之平行 導桿做 動自由 面内之 剛性與 頭皆採 過一定 台與滑 ，同時 空間内 疋位機構 直接連結 度之控制 角度位置 動力之均 用可旋動 位臂或超 動導桿之 ，因為定 剛性與活 其建置係 ’甚或利 以連結該 因得保持 質性等機 接頭亦有 量定位臂 方式，有 位臂的大 動特性的 透過一 用超量 平台與 一定， 械特性 助於提 並利用 利於減 量使用 不均一 可定位臂將該 的四支定位臂 滑動導桿，其 具有擴增工作 之意義。另 昇剛性。 可旋動接頭以 少不正常定位 ，得以大幅降 程度。 實施例說明 一種使用於例如機械加工中心或銑床做為機械加工 途，或使用於例如工業機器人做為操控用途，或利 用 測量等用途之平行定位機構包括有一用以搭載機架2為 座1。該機架2相對於基座1為一具有剛性之可滑動二 架，内部設有若干滑動導桿4。 訪月 第1圖中，一平台3係透過三個可旋動接頭Η而 说 動導桿4連接，其中兩個可旋動接頭丨丨設於一定位臂6 ’ 而第三個則直接連結該平台3與該滑動導桿4。該等用’ 方面之可旋動接頭11與用於下述各方面之接頭u皆係由^ 559578

環繞一軸旋轉之多數個接頭所構成，且永遠互呈平 態。 π狀 如第2圖所示，兩支滑動導桿4雖沿兩相交之直線追 伸，但彼等亦得為相互平行之直線。該平台3係設於^ 滑動導桿4之間並透過一定位臂6而與其中一滑動導桿4支 結，其中該定位臂6之兩端各設一可旋動接頭η，其〜， 以可旋動方式與該平台3連接，另一則與第一滑動^ ^/系 結；又，該平台3亦得透過一可在該滑動導桿4内移動1， 定位滑座5而與其中一滑動導桿4連結。再者，該平台3、可 而經由又一可旋動接頭11直接與第二滑動導桿4連結。= 時，該可旋動接頭11亦設於一可在該第二滑動導桿4内= 動之可定位滑座5上。 移 、， 第3圖亦顯示一類似第2圖之平行定位機構。圖中，談 平台3藉助於兩定位臂6而得與該第一滑動導桿4連結，其 中各定位臂6具有兩個可旋動接頭11，其中之一用以結^ 該平台3，另一透過滑座5與該滑動導桿4結合。該平與 該第二滑動導桿4連結，其功用相當於第2圖所示者。在^ 發明的架構下’第3圖若僅使用一滑動導桿4亦無不可。

從第4圖中可見一具有四支定位臂6之平行定位機構， 其中兩定位臂6分別在各端設置可旋動接頭丨丨以供連接一 滑動導桿4至該平台3，其餘兩定位臂6則連接另一滑動導 桿4至該平台3，其中該另一滑動導桿4係位於該平台3另一 侧且與該滑動導桿4形成對立姿態者。該等分設於平台3兩 侧之滑動導桿4係在各別情況下由兩導引托架所形成，其

第9頁 559578 五、發明說明（5) t可定位滑座5係可在該等導％托架 滑座5係接受該兩導引托架之引導， 又，各 頭U而與一定位臂6連結。在第一及第二严動：：旋動接 受導引的兩定位臂6各分立於上、下—⑺導#之上接 f透過—”有㈣之滾球制12而分別 連接者。解決可定位滑座5移動問題；達 後性番甚，土 -、 《XJu 擇為採用 - 卜必…二 滑座可在該機架2之滑動導桿4 運動，然後，此運動經由可旋動接頭： 二；與該平台3之定位臂6。造型剛直如 二中稜柱的定位臂6具有相當的抗熱穩定度，其形成之 —一選擇為採用線膨脹係數低的材料做為製材。另外， =滑座5與平台3之可旋動制11則係、以徑向及軸向均且 有高強度之預力錐形滚子軸承構成之。 Q勺具 該平^3搭載有一附帶工具8之夾頭7，其平面移動 "助線性滾動導子及一滑塊1 3來達成。又，帶有失頭 之該滑塊13移動時如同該定位滑座5之驅動裴置般， 賴一迴=驅動馬達與一滚柱螺絲（未示）來完成。 依 該π塊1 3搭載有ζ—軸驅動裝置及配合使用之測量 ，藉使附帶工具8之該夾頭7沿本機Ζ-轴進行平移動作、。 者該α塊1 3係架設於平台3内部線性滾動導子之上。 在本機中該平台3與機架2間設有一具備氣動缸15與加 _ 第10頁 559578 五、發明說明（6) 壓空氣槽9之平衡系統，藉其影響力以平衡該平台3及設於 其上之零件重量。 、 該迴轉馬達1 0透過傳輸及經由附帶螺帽的球面滾柱螺 絲12，在該測量系統14的協助下得以控制該等定位滑座5 在本機機架2各滑動導桿4之平移動作。第4圖中僅只顯示 一供以測量定位滑座5位置的測量系統14，直 與-滑動導桿4相互連結者；圖中並未顯示—套對稱 =測篁糸統14，其係可測量與其他滑動導桿4連結之定位 滑座5之位置者。 ^ =位滑座5的移動經可定位臂6與可轉動接頭6轉換 =二0 3在χ-γ-平面上所期待產生的動作而該平台3搭 失頭7與工具8之滑塊13。至於格轴方向的移動， 該滑塊1 3相對於平台3產生的位移來決定。該工具8 係/Γ為一加工用工具或抓取工具或量測用感測器。該夾頭 框架得以一設於本機（未示）基座1之上或之前的 工作支架取代之。另一種選擇為兼併可平移夾頭7 ，、可平移工作支架兩者之組合結構。 第4圖顯示該等滑動導桿4皆平行於一直線。今若將四 2位臂6分別交由各該滑動導桿4導引，或：支；：臂6 。配二支滑動導桿4，其亦具有一定的可行性。 =2、3、5圖顯示使用滑動導桿4的另一種選擇，其中 =新思桿係與兩直線平行。第6圖則顯示全體滑動導桿4各 二4 π 向延伸，尤指兩支滑動導桿4與另外兩支滑動導 干 為交又者。另一種可行的組合方式係將四支滑動導

559578 五、發明說明（7) 桿4彼此形成交叉關係。 在本發明的架構中，亦可採用偏離直線延伸之滑動導 桿結構，惟確保全體可旋動接頭之轉軸互呈平行狀態是其 必要條件。

第12頁 559578 圖式簡單說明 為使本發明之平行定位機構更易於瞭解起見，以下茲 舉實施例配合相關圖式詳細說明之，其中： 第1圖顯示一與平台連接之滑動導桿； 第2圖顯示該平台係透過一定位臂而與多個滑動導桿 連接； 第3圖顯示該平台係透過兩支定位臂而與多個滑動導 桿連接，； 第4圖係該平台透過四支定位臂而與多個滑動導桿連 接之實寸比例視圖； 第5圖係第4圖所示定位機構之正視圖，圖中顯示該定 & 位機構之滑動導桿具有不同的結合方式；及 第6圖顯示另一種可供選擇的應用方式，其中該平台 係透過四支定位臂而與四支交叉之滑動導桿連結者。 【圖式標號說明】 1 ------基座 2 ------機架 3 ------平台 4 ------滑動導桿 5 ------可定位滑座 6 ------定位臂 7 ------夾頭 8 ------工具 9 ------加壓空氣槽

第13頁 559578 圖式簡單說明 ίο-----驅動馬達 11 -----可旋動接頭 12 -----滚球螺絲 13 -----滑塊 14 -----測量系統 15 -----氣動缸

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Claims (1)

1. 559578 ^S_9Hl4472 修正 曰 六、申請專利範圍 8·如f請專利範圍第1項所述之平行定位機構，其特徵在 於該平台（3)係透過一可定位滑座（5)而與該滑動導桿（4) 連、纟σ 其令該可定位滑座（5 )係透過一附帶有螺帽之滾球 螺絲（1 2)而與一驅動馬達（1 0)連接者。 9·如申請專利範圍第1項所述之平行定位機構，其特徵在 於該平台（3)係透過與一線性驅動裝置連結之可定位滑座 (5)而與該滑動導桿（4)連結者。 I 0 ·如申請專利範圍第1項所述之平行定位機構，其特徵在 於該平台（3)具有一可平移之夾頭（7)。 II ·如申請專利範圍第1項所述之平行定位機構，其特徵在 於一機器基座（1 )相對於一工作支架係以可滑動方式設置 12·如申請專利範圍第1項所述之平行定位機構，其特徵在 於該等滑動導桿（4 )相對於該機器基座（1)係以可位移方式 設置於一機器機架（2)中。

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