五轴机械手装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种五轴机械手装置，包括支撑架和机械手，还包括：Z轴移动机构、X轴移动机构、R轴旋转机构、Y轴移动机构和W轴旋转机构；Z轴移动机构包括：Z轴导轨、Z轴移动部件、第一电机、第一减速机和Z轴齿条；X轴移动机构包括：X轴导轨、第二电机、第二减速机和X轴齿条；R轴旋转机构包括：R轴旋转支架、第三减速机法兰、第三电机和第三减速机；Y轴移动机构包括：Y轴安装板、Y轴导轨、第四电机、第四减速机和Y轴齿条；W轴旋转机构包括：W轴安装架、旋转气缸和W轴固定架。五轴机械手装置能够实现全方位多自由度且高精度点位进行上下料，减少因为机床机构不同造成的大量非标设计量，操作更加简单方便。

Five axis manipulator

【技术实现步骤摘要】
五轴机械手装置
本技术涉及一种五轴机械手装置。
技术介绍
传统的机械手大致分为桁架机械手和六关节机械手两种。桁架机械手是一种建立在直角X，Y，Z三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备。其控制核心通过工业控制器(如：PLC，运动控制，单片机等)实现。通过控制器对各种输入(各种传感器，按钮等)信号的分析处理，做出一定的逻辑判断后，对各个输出元件(继电器，电机驱动器，指示灯等)下达执行命令，完成X，Y，Z三轴之间的联合运动，以此实现一整套的全自动作业流程。但是这种机械手设计与机床机构特点有很大关系，无法标准化、系列化。同时这样的机械手还存在大量非标设计，成本高、周期长，以及调试安装和实际工作夹取物料对中难度大的问题。六关节机械手是六个由可360°旋转的基础单元组合而成的空间六杆开链结构机器人。而这样的机械手的肘关节和肩关节轴线是平行的，当大小臂舒展成一直线时，其结构刚度比较低，作业空间大，所需防护面积加大。同时这样的机械手提供的工人可操作空间小，对清理垃圾，更换刀具以及维修造成不方便，成本很高。
技术实现思路
本技术提供了一种五轴机械手装置，采用如下的技术方案：一种五轴机械手装置，包括支撑架和机械手，五轴机械手装置还包括：Z轴移动机构、X轴移动机构、R轴旋转机构、Y轴移动机构和W轴旋转机构；Z轴移动机构包括：Z轴导轨、Z轴移动部件、第一电机、第一减速机和Z轴齿条；Z轴导轨支撑于支撑架；Z轴移动部件滑动安装至Z轴导轨；第一电机和第一减速机安装至Z轴移动部件；Z轴齿条固定至Z轴导轨；第一电机的电机轴连接至第一减速机的输入端；第一减速机的输出轴与Z轴齿条啮合；X轴移动机构包括：X轴导轨、第二电机、第二减速机和X轴齿条；X轴导轨滑动连接至Z轴移动部件；第二电机和第二减速机安装至Z轴移动部件；X轴齿条安装至X轴导轨；第二电机的输出轴与X轴齿条啮合；R轴旋转机构包括：R轴旋转支架、第三减速机法兰、第三电机和第三减速机；R轴旋转支架固定至X轴导轨的一端；第三减速机法兰转动连接至R轴旋转支架；第三减速机固定至第三减速机法兰；第三电机固定至第三减速机且第三电机的输出轴连接至第三减速机；第三减速机的输出轴与R轴旋转架啮合；Y轴移动机构包括：Y轴安装板、Y轴导轨、第四电机、第四减速机和Y轴齿条；Y轴安装板固定至第四减速机法兰盘；Y轴导轨滑动连接至Y轴安装板；第四电机和第四减速机安装至Y轴安装板；Y轴齿条安装至Y轴导轨；第四电机的电机轴连接至第四减速机；第四减速机的输出轴与Y轴齿条啮合；W轴旋转机构包括：W轴安装架、旋转气缸和W轴固定架；W轴安装架一端固定至Y轴导轨的一端；旋转气缸一端固定至W轴安装架；W轴固定架旋转连接至旋转气缸的另一端；机械手固定至W轴固定架。进一步地，X轴导轨、Z轴导轨和Y轴导轨相互垂直。进一步地，W轴固定架形成有两个安装面；机械手包含两个气缸夹爪；两个气缸夹爪分别安装至两个安装面。进一步地，两个安装面相互垂直；W轴固定架的旋转轴线与两个安装面的夹角均为45°。进一步地，W轴固定架的旋转轴线与Y轴导轨的延伸方向的夹角为45°。进一步地，第三减速机法兰的旋转轴线与Y轴导轨的滑动方向平行。进一步地，Z轴移动机构还包括Z轴移动拖链和Z轴拖链支架；Z轴拖链支架固定至Z轴导轨且与Z轴导轨平行设置；Z轴移动拖链的两端分别连接至Z轴移动部件和Z轴拖链支架。进一步地，X轴移动机构还包括X轴移动拖链；X轴移动拖链的两端分别连接至Z轴移动部件和X轴导轨。进一步地，Y轴移动机构还包括Y轴移动拖链；Y轴移动拖链的两端分别连接至Y轴安装板和Y轴导轨。进一步地，Y轴安装板固定有Y轴连接件；Y轴移动拖链的两端分别连接至Y轴连接件和Y轴导轨。本技术的有益之处在于提供的五轴机械手装置采用Z轴移动机构、X轴移动机构、R轴旋转机构、Y轴移动机构和W轴旋转机构协同控制机械手进行抓取操作，能够实现全方位多自由度且高精度点位进行上下料，减少因为机床机构不同造成的大量非标设计量，操作更加简单方便。同时，这样的结构使得产品能够模式化生产，降低人员成本，增加台班产量。附图说明图1是本技术的一种五轴机械手装置的示意图；图2是图1中的五轴机械手装置去除栅栏保护框和货物储藏箱的示意图；图3是图2中的五轴机械手装置的Z轴移动机构、X轴移动机构、Y轴移动机构和W轴旋转机构的示意图；图4是图3中的五轴机械手装置的W轴旋转机构的放大图；图5是图2中的五轴机械手装置的R轴旋转机构的示意图。五轴机械手装置10，支撑架11，机械手100，气缸夹爪101，Z轴移动机构12，Z轴导轨121，Z轴移动部件122，第一电机(图中未示出)，第一减速机(图中未示出)，Z轴齿条125，Z轴移动拖链126，Z轴拖链支架127，X轴移动机构13，X轴导轨131，第二电机132，第二减速机133，X轴齿条134，X轴移动拖链135，R轴旋转机构14，R轴旋转支架141，第三减速机法兰142，第三电机143，第三减速机144，Y轴移动机构15，Y轴安装板151，Y轴导轨152，第四电机153，第四减速机154，Y轴齿条155，Y轴连接件156，Y轴移动拖链157，W轴旋转机构16，W轴安装架161，旋转气缸162，W轴固定架163，安装面164，栅栏保护框17，料仓18。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作具体的介绍。如图1至图5所示，一种五轴机械手装置10，包括支撑架11和机械手100，五轴机械手装置10还包括：Z轴移动机构12、X轴移动机构13、R轴旋转机构14、Y轴移动机构15和W轴旋转机构16。Z轴移动机构12、X轴移动机构13、R轴旋转机构14、Y轴移动机构15和W轴旋转机构16能够调节机械手100分别在Z轴、X轴、R轴、Y轴和W轴方向上的位置。作为具体的实施方式，本方案中的X轴、Z轴和Y轴相互垂直。五轴机械手装置10采用Z轴移动机构12、X轴移动机构13、R轴旋转机构14、Y轴移动机构15和W轴旋转机构16协同控制机械手100进行抓取操作，能够实现全方位多自由度且高精度点位进行上下料，减少因为机床机构不同造成的大量非标设计量，操作更加简单方便。同时，这样的结构使得产品能够模式化生产，降低人员成本，增加台班产量。具体地实施方案如下：Z轴移动机构12包括：Z轴导轨121、Z轴移动部件122、第一电机、第一减速机和Z轴齿条125。Z轴导轨121支撑于支撑架11。Z轴移动部件122滑动安装至Z轴导轨121。第一电机和第一减速机安装至Z轴移动部件122。Z轴齿条125固定至Z轴导轨121。第一电机的电机轴连接至第一减速机的输入端。第一减速机的输出轴与Z轴齿条125啮合。具体而言，机械手100连接Z轴移动部件122从而能够跟随Z轴移动部件122沿Z轴导轨121互动进而调节机械手100在Z轴方向上的位置。具体地，第一电机的电机轴带动第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴机械手装置，包括支撑架和机械手，其特征在于，所述五轴机械手装置还包括：Z轴移动机构、X轴移动机构、R轴旋转机构、Y轴移动机构和W轴旋转机构；所述Z轴移动机构包括：Z轴导轨、Z轴移动部件、第一电机、第一减速机和Z轴齿条；所述Z轴导轨支撑于所述支撑架；所述Z轴移动部件滑动安装至所述Z轴导轨；所述第一电机和所述第一减速机安装至所述Z轴移动部件；所述Z轴齿条固定至所述Z轴导轨；所述第一电机的电机轴连接至所述第一减速机的输入端；所述第一减速机的输出轴与所述Z轴齿条啮合；所述X轴移动机构包括：X轴导轨、第二电机、第二减速机和X轴齿条；所述X轴导轨滑动连接至所述Z轴移动部件；所述第二电机和所述第二减速机安装至所述Z轴移动部件；所述X轴齿条安装至所述X轴导轨；所述第二电机的输出轴与所述X轴齿条啮合；所述R轴旋转机构包括：R轴旋转支架、第三减速机法兰、第三电机和第三减速机；所述R轴旋转支架固定至所述X轴导轨的一端；所述第三减速机法兰转动连接至所述R轴旋转支架；所述第三减速机固定至所述第三减速机法兰；所述第三电机固定至所述第三减速机且所述第三电机的输出轴连接至所述第三减速机；所述第三减速机的输出轴与所述R轴旋转架啮合；所述Y轴移动机构包括：Y轴安装板、Y轴导轨、第四电机、第四减速机和Y轴齿条；所述Y轴安装板固定至所述第四减速机法兰盘；所述Y轴导轨滑动连接至所述Y轴安装板；所述第四电机和所述第四减速机安装至所述Y轴安装板；所述Y轴齿条安装至所述Y轴导轨；所述第四电机的电机轴连接至所述第四减速机；所述第四减速机的输出轴与所述Y轴齿条啮合；所述W轴旋转机构包括：W轴安装架、旋转气缸和W轴固定架；所述W轴安装架一端固定至所述Y轴导轨的一端；所述旋转气缸一端固定至所述W轴安装架；所述W轴固定架旋转连接至所述旋转气缸的另一端；所述机械手固定至所述W轴固定架。/n...

【技术特征摘要】
1.一种五轴机械手装置，包括支撑架和机械手，其特征在于，所述五轴机械手装置还包括：Z轴移动机构、X轴移动机构、R轴旋转机构、Y轴移动机构和W轴旋转机构；所述Z轴移动机构包括：Z轴导轨、Z轴移动部件、第一电机、第一减速机和Z轴齿条；所述Z轴导轨支撑于所述支撑架；所述Z轴移动部件滑动安装至所述Z轴导轨；所述第一电机和所述第一减速机安装至所述Z轴移动部件；所述Z轴齿条固定至所述Z轴导轨；所述第一电机的电机轴连接至所述第一减速机的输入端；所述第一减速机的输出轴与所述Z轴齿条啮合；所述X轴移动机构包括：X轴导轨、第二电机、第二减速机和X轴齿条；所述X轴导轨滑动连接至所述Z轴移动部件；所述第二电机和所述第二减速机安装至所述Z轴移动部件；所述X轴齿条安装至所述X轴导轨；所述第二电机的输出轴与所述X轴齿条啮合；所述R轴旋转机构包括：R轴旋转支架、第三减速机法兰、第三电机和第三减速机；所述R轴旋转支架固定至所述X轴导轨的一端；所述第三减速机法兰转动连接至所述R轴旋转支架；所述第三减速机固定至所述第三减速机法兰；所述第三电机固定至所述第三减速机且所述第三电机的输出轴连接至所述第三减速机；所述第三减速机的输出轴与所述R轴旋转架啮合；所述Y轴移动机构包括：Y轴安装板、Y轴导轨、第四电机、第四减速机和Y轴齿条；所述Y轴安装板固定至所述第四减速机法兰盘；所述Y轴导轨滑动连接至所述Y轴安装板；所述第四电机和所述第四减速机安装至所述Y轴安装板；所述Y轴齿条安装至所述Y轴导轨；所述第四电机的电机轴连接至所述第四减速机；所述第四减速机的输出轴与所述Y轴齿条啮合；所述W轴旋转机构包括：W轴安装架、旋转气缸和W轴固定架；所述W轴安装架一端固定至所述Y轴导轨的一端；所述旋转气缸一端固定至所述W轴安装架；所述W轴固定架旋转连接至所述旋转气缸的另一端；所述机械手固定至所述W轴固定架。
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【专利技术属性】
技术研发人员：孔晓武，苏岚，
申请(专利权)人：武创智达科技杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33