一種五軸擺臂鍛壓機器人的制作方法

本實用新型涉及鍛壓生產線領域，具體涉及一種五軸擺臂鍛壓機器人。

背景技術：

五軸機械手是近年來新興的一種介于直線坐標機械手和肘節機械手之間的一種機械手，該機械手具有成本低、精度適中，滿足于中國及其它發展國家的鈑金沖壓行業及其它需要機械手搬運行業的市場。

目前市面上的五軸機械手都存在一定的問題：

1、升降組件電機與絲桿通過同步帶連接。電機通過同步帶連接，會增加一個傳動。主要有兩方面的弊端：A.傳動精度降低。B.增加維護成本，同步帶是易損耗品，工作到一定時間后需要停機更換，耗時耗力。

2、對于機械手小臂伸縮旋轉組件，一般采用的是電機+行星減速機+同步帶+負載端的傳動方式。此方式存在如下弊端：傳動精度不高、有背隙、負載不高。行星減速機，特別是那些精度不高的行星減速機，具有剛性低、傳動背隙大、精度不高的缺點。這導致在產品的移送過程中，送料不準、送料抖動厲害、不能送重量較大的產品。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種X軸采用雙行程結構，縮短機器工作行程，而且通過五軸共同作用，實現材料的快速夾取，夾取范圍廣，可將材料進行水平運輸，不會出現材料掉落的情況，實現自動化生產，代替人工的五軸擺臂鍛壓機器人。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：一種五軸擺臂鍛壓機器人，包括一個控制箱，控制箱內安裝有第一機械手旋轉軸，第一機械手旋轉軸包括一個第一旋轉電機，第一諧波減速器和一個旋轉底座，第一諧波減速器的輸出端連接旋轉底座的底部，第一旋轉電機的輸出端連接第一諧波減速器；

旋轉底座上端安裝一個機械手Z軸組件，機械手Z軸組件的前端面安裝一 個水平滑軌，機械手X軸水平滑動安裝于該水平滑軌內，機械手X軸內設置一個伸縮機械手，伸縮機械手內一側設置有第一齒條，機械手X軸內設置有第一驅動電機，第一驅動電機上安裝有第一傳動齒輪，該第一傳動齒輪與伸縮機械手一側的第一齒條嚙合實現伸縮傳動；

伸縮機械手的外部安裝有一個第二機械手旋轉軸，第二機械手旋轉軸的下端安裝有一個第三機械手旋轉軸，第三機械手旋轉軸的外側端安裝一個夾手組件。

作為優選的技術方案，所述第二機械手旋轉軸的上端安裝有一個第二旋轉電機，第二旋轉電機軸輸出端接一個第二諧波減速器，第二諧波減速器的輸出端連接第三機械手旋轉軸。

作為優選的技術方案，所述第三機械手旋轉軸包括一個機械手臂，機械手臂的尾端設置有一個第三旋轉電機，第三旋轉電機的輸出端連接一個第三諧波減速器，第三諧波減速器輸出端連接夾手組件。

作為優選的技術方案，所述夾手組件包括一個夾手支架，夾手支架內設置有兩個夾爪，夾爪通過夾緊氣缸驅動，材料通過兩個夾爪夾緊。

作為優選的技術方案，所述機械手Z軸前端面縱向設置一根滾珠絲桿副，滾珠絲桿副上安裝有一滑塊，滾珠絲桿副的兩側各設置一滑軌，滑塊的兩側正對滑軌位置設置有滑槽，滑塊兩端通過滑槽安裝于滑軌內，所述滾珠絲桿副通過一第四旋轉電機驅動，第四旋轉電機的輸出端設置一個第四諧波減速器，第四諧波減速器與滾珠絲桿副之間通過聯軸器連接。

作為優選的技術方案，所述機械手Z軸組件的頂部安裝一個三色警示燈，該三色警示燈通過控制箱控制。

作為優選的技術方案，所述控制箱內安裝有一個控制主機，第一機械手旋轉軸、第二機械手旋轉軸、第三機械手旋轉軸、機械手Z軸組件和機械手X軸均通過該控制主機控制。

作為優選的技術方案，所述水平滑軌與機械手X軸之間通過齒輪齒條傳動，水平滑軌內安裝有第二傳動齒輪，機械手X軸的背部設置有第二齒條，第二傳 動齒輪與該第二齒條嚙合傳輸，第二傳動齒輪通過第二驅動電機驅動。

作為優選的技術方案，所述夾爪的尾端均設置一連接軸，連接軸的尾端設置一根連桿，連桿連接夾緊氣缸，兩個連接軸之間呈X形狀，中間設置一轉軸，連桿連接兩個連接軸的尾部，夾緊氣缸向后動作實現兩個夾爪的抓緊動作。

作為優選的技術方案，所述兩個夾爪的內側面均設置有防滑紋，夾爪內側夾緊面呈圓弧面，夾爪的內側面均形成一個弧形夾緊腔。

本實用新型的有益效果是：本實用新型可實現五個范圍的調節，主要用于鍛壓生產線領域，X軸采用雙行程結構，縮短機器工作行程，而且通過五軸共同作用，實現材料的快速夾取，夾取范圍廣，可將材料進行水平運輸，不會出現材料掉落的情況，實現自動化生產，代替人工。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的立體結構圖；

圖2為本實用新型的主視圖；

圖3為本實用新型的俯視圖；

圖4為夾爪的局部放大圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非 特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

如圖1所示，包括一個控制箱1，控制箱1內安裝有第一機械手旋轉軸2，第一機械手旋轉軸2包括一個第一旋轉電機，第一諧波減速器和一個旋轉底座，第一諧波減速器的輸出端連接旋轉底座的底部，第一旋轉電機的輸出端連接第一諧波減速器；

旋轉底座上端安裝一個機械手Z軸組件3，機械手Z軸組件3的前端面安裝一個水平滑軌4，機械手X軸5水平滑動安裝于該水平滑軌4內，機械手X軸5內設置一個伸縮機械手6，伸縮機械手6內一側設置有第一齒條(未圖示)，機械手X軸內設置有第一驅動電機(未圖示)，第一驅動電機上安裝有第一傳動齒輪(未圖示)，該第一傳動齒輪與伸縮機械手一側的第一齒條(未圖示)嚙合實現伸縮傳動；

伸縮機械手6的外部安裝有一個第二機械手旋轉軸7，第二機械手旋轉軸的下端安裝有一個第三機械手旋轉軸8，第三機械手旋轉軸的外側端安裝一個夾手組件9。

如圖2和圖3所示，第二機械手旋轉軸8的上端安裝有一個第二旋轉電機10，第二旋轉電機軸10輸出端接一個第二諧波減速器，第二諧波減速器的輸出端連接第三機械手旋轉軸。

第三機械手旋轉軸包括一個機械手臂11，機械手臂11的尾端設置有一個第三旋轉電機12，第三旋轉電機12的輸出端連接一個第三諧波減速器，第三諧波減速器輸出端連接夾手組件13，第三旋轉電機工作，第三諧波減速器工作，帶動夾手組件作360度翻轉，與此同時，第二機械手旋轉軸也啟動，通過第二旋轉電機帶動整個第三機械手旋轉軸轉動，可實現材料不同方位的夾取，也可實現材料的各個面的翻轉，能活獲得最佳的擺放面擺放于鍛壓機上，較傳統的五軸機械手更加的靈活，能夠實現運輸過程中的翻轉及位置調節，使用范圍大大的增加。

本實施例中，夾手組件包括一個夾手支架19，夾手支架內設置有兩個夾爪 13，夾爪13通過夾緊氣缸驅動，材料14通過兩個夾爪13夾緊，兩個夾爪13的內側面均設置有防滑紋，夾爪13內側夾緊面呈圓弧面，夾爪13的內側面均形成一個弧形夾緊腔，本實施例中采用夾取圓形棒料的夾爪形狀，通過弧形夾緊腔，可夾取各種不同規則形狀的材料，特別適合夾取圓形棒料，也可拆卸下夾爪，更換需要的夾爪，實現更好的夾取。

其中，機械手Z軸前端面縱向設置一根滾珠絲桿副15，滾珠絲桿副15上安裝有一滑塊(未圖示)，滾珠絲桿副15的兩側各設置一滑軌16，滑塊的兩側正對滑軌位置設置有滑槽，滑塊兩端通過滑槽安裝于滑軌內，所述滾珠絲桿副通過一第四旋轉電機驅動，第四旋轉電機的輸出端設置一個第四諧波減速器，第四諧波減速器與滾珠絲桿副之間通過聯軸器連接，整個機械手X軸可在滾珠絲桿副上上下移動調整位置，在夾取過程中能夠獲得一個最佳的夾取高度，控制時只要通過第四旋轉電機轉動，整個滾珠絲桿副轉動，安裝于滾珠絲桿副上的滑塊便在該滾珠絲桿副上上下移動，而滑塊兩側的滑槽則在滑軌內上下移動，傳輸非常穩定，實現機械手X軸的上下移動。

另外，機械手Z軸組件的頂部安裝一個三色警示燈17，該三色警示燈17通過控制箱控制，當其中一個軸發生故障時，該三色警示燈亮起，告知使用者問題出現，及時維修，使用更加安全。

控制箱內安裝有一個控制主機(未圖示)，第一機械手旋轉軸、第二機械手旋轉軸、第三機械手旋轉軸、機械手Z軸組件和機械手X軸均通過該控制主機控制，控制箱的控制系統可采用PLC自動控制方式，由于控制方式比較普遍，此處不詳細贅述。

工作時，水平滑軌與機械手X軸之間通過齒輪齒條傳動，水平滑軌內安裝有第二傳動齒輪，機械手X軸的背部設置有第二齒條，第二傳動齒輪與該第二齒條嚙合傳輸，第二傳動齒輪通過第二驅動電機驅動，通過第二電機轉動帶動第二傳動齒輪滾動，進而與第二傳動齒輪嚙合的第二齒條運動，即機械手X軸運動，第二電機的正反轉決定了機械手X軸的位置調節，而上述中伸縮機械手原理與此相同，此處不詳細贅述，通過兩個齒輪齒條傳輸方式，實現機械手X 軸的雙行程傳動，增加傳輸效率，縮短回收行程。

如圖4所示，夾爪的尾端均設置一連接軸18，連接軸的尾端設置一根連桿，連桿連接夾緊氣缸，兩個連接軸之間呈X形狀，中間設置一轉軸，連桿連接兩個連接軸的尾部，夾緊氣缸向后動作實現兩個夾爪的抓緊動作，當夾緊氣缸向后動作時，整個連接軸后拉，前端部分的夾爪之間夾緊，夾緊方式非常簡單，不用采用復雜的液壓結構。

工作流程：

1)材料由流水線或移栽機自動供料；

2)自動定位機構定位材料；

3)五軸鍛壓機械手夾取定位好的材料移送到鍛壓機模具內；

4)鍛壓機自動鍛壓成型；

5)五軸鍛壓機械手自動從模具內取出產品。

本實用新型的有益效果是：

1)運行范圍大，X軸1200MM，Z軸350MM，額定運行半徑1800mm；

2)機器做有循環冷卻水和防塵處理可耐高溫，其中X軸采用雙行程機構，縮短回縮行程，縮小機器擺放空間；

3)負載，機器人手爪額定負載6KG；

4)運行靈活，五軸水平關節機構，實現水平位置移送產品，實現自動化生產，代替人工。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。