CN101474734A - 多轴联动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多轴联动机构。所述多轴联动机构包括三轴直角坐标的X、Y、Z三轴机械***、工作端、含有旋转轴A轴的A轴旋转机构、伺服驱动***以及控制***，其中，所述伺服驱动***在所述控制***的控制下驱动所述X、Y、Z轴机械***运动，所述A轴旋转机构驱动工作端围绕旋转轴A的方向旋转，所述X、Y、Z三轴机械***和A轴旋转机构带动所述工作端到达空间的任何位置。本发明的多轴联动机构成本低、维护成本小，从而利于市场普及；具有较好的通用性而且具有重复定位精度高，适用于一些精度要求较高的场合的优点。

Description

多轴联动机构
技术领域
本发明涉及多轴联动机构，尤其涉及一种使用三轴机械***的多轴联动机构。
背景技术
现有焊接技术一般采用以下两种方式：焊接专机和六轴关节式机器人。焊接专机由于是针对特定的焊接工件进行设计而制造的，所以其通用性较差。一般一台焊接专机只能针对一种零组件进行焊接加工。而六轴关节式机器人由于其采用的是柔性加工技术，因此完全克服的专机的种种弊端，但是其造价昂贵，对操作人员的技术和素质要求非常高，一般都要配备一个专业的工程师和操作人员，并且其后期的维护费用较高。
发明内容
为了克服传统六轴关节式机器人成本高，维护成本昂贵的，不利于市场普及的缺点，本发明提供了一种多轴联动机构。
为了解决焊接专机通用性差，无柔性加工功能的缺点，本发明提供了一种多轴联动机构。
为了解决现有技术中的焊接工具定位精度不高且不适用于精度较高场合要求的问题，本发明提供了一种多轴联动机构。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：提供一种多轴联动机构，所述多轴联动机构包括三轴直角坐标的X、Y、Z三轴机械***、工作端、含有旋转轴A轴的A轴旋转机构、伺服驱动***以及控制***，其中，所述伺服驱动***在所述控制***的控制下，能驱动所述X、Y、Z轴机械***运动，所述A轴旋转机构驱动工作端围绕旋转轴A的方向旋转，所述X、Y、Z三轴机械***和A轴旋转机构带动所述工作端运转，并可到达空间的任何位置。
根据本发明的一优选技术方案：所述多轴联动机构进一步包括含有旋转轴B轴的B轴旋转机构，所述B轴旋转机构使所述工作端围绕所述B轴的方向旋转，所述B轴旋转机构包括驱动***和旋转机构主体，且所述B轴旋转机构设置在所述Y轴机械***上且设置在远离所述Y轴机械***的驱动***的一端上。
根据本发明的一优选技术方案：所述工作端为焊接***或者涂抹装置或者用于提拿零件的机械手。
根据本发明的一优选技术方案：所述焊接***包括焊枪。
根据本发明的一优选技术方案：所述多轴联动机构进一步包括底板，所述三轴机械***安装在底板上，其中，X、Y轴机械***安装在底板的表面上，Z轴机械***垂直于底板的表面且与X、Y轴机械***相交。
根据本发明的一优选技术方案：所述X轴机械***包括沿其长度方向的第一线性滑轨，Z轴机械***包括沿其长度方向的第二线性滑轨以及Y轴机械***包括沿其长度方向的第三线性滑轨。
根据本发明的一优选技术方案：所述伺服机械***包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器以及第一滚珠丝杆、第二滚珠丝杆、第三滚珠丝杆，其中，第一伺服电机、第一联轴器以及第一滚珠丝杆依次设置在远离三轴机械***接合处的X轴机械***的一端上，在第一伺服电机的作用下，通过第一联轴器带动第一滚珠丝杆沿所述第一线性滑轨做沿X轴的直线往复运动。
第二伺服电机、第二联轴器以及第二滚珠丝杆依次设置在远离三轴机械***接合处的Z轴机械***的一端上，在第二伺服电机的作用下，通过第二联轴器带动第二滚珠丝杆沿所述第二线性滑轨做沿Z轴的直线往复运动。
第三伺服电机、第三联轴器以及第三滚珠丝杆依次设置在远离三轴机械***接合处的Y轴机械***的一端上，在第三伺服电机的作用下，通过第三联轴器带动第三滚珠丝杆沿所述第三线性滑轨做沿Y轴的直线往复运动。
根据本发明的一优选技术方案：所述焊接***还包括焊机、送丝机以及焊丝，所述焊枪***设置在Y轴机械***上，所述焊机和送丝机设置Y轴机械***的包含有第三电机的一端外表面上，而焊枪设置Y轴机械***的另一端上，在焊枪运动时，通过送丝机把焊丝传输至焊枪，在焊机的作用下，焊枪对预定的焊接位置进行焊接。
根据本发明的一优选技术方案：所述B轴旋转机构包括驱动***和旋转机构主体，且所述B轴旋转机构设置在Y轴机械***上且设置在远离Y轴机械***的第三电机的一端上。
本发明的多轴联动机构具有以下优点：其一，克服了传统六轴关节式机器人成本高，维护成本昂贵的，不利于市场普及的缺点，所以本发明的多轴联动机构成本低、维护成本小，从而利于市场普及；。其二，解决了焊接专机通用性差，无柔性加工功能的缺点，所以本发明的多轴联动机构具有较好的通用性。其三，重复定位精度高，适用于一些对精度要求较高的场合。
附图说明
图1本发明一种多轴联动机构正视图；
图2本发明一种多轴联动机构侧视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的多轴联动机构进行进一步的描述和说明：
图中：第一伺服电机1，第二伺服电机6，第三伺服电机10；第一联轴器2，第二联轴器7，第三联轴器11；第一滚珠丝杆3，第二滚珠丝杆8，第三滚珠丝杆12；第一线性滑轨4，第二线性滑轨9，第三线性滑轨13；底板5；B轴驱动***14；B轴旋转主体15：焊枪16；送丝机17。
请参阅图1和图2，本发明提供了一种多轴联动机构。具体地，所述多轴联动机构包括：三轴直角坐标的X、Y、Z三轴机械***、工作端、含有旋转轴A轴的A轴旋转机构、伺服驱动***以及控制***，其中，X、Y、Z三轴机械***和A轴旋转机构带动工作端到达空间的任何位置，带动工作端作曲线灵活运动，而且活动自如。
另外，所述多轴联动机构进一步包括含有旋转轴B轴的B轴旋转机构，所述B轴旋转机构使所述工作端围绕所述B轴的方向旋转，并且与X、Y、Z三轴机械***和A轴旋转机构一起带动工作端到达空间的任何位置，带动工作端作曲线灵活运动，而且活动自如。
优选地，所述工作端接焊接***或者涂抹装置或者用于提拿零件的机械手。更优选地，所述焊接***包括焊枪16。
优选地，所述多轴联动机构进一步包括底板5，所述三轴机械***安装在底板5上，其中，X、Y轴机械***安装在底板5的表面上，Z轴机械***垂直于底板5的表面且与X、Y轴机械***相交。
所述X轴机械***包括沿其长度方向的第一线性滑轨4，Z轴机械***包括沿其长度方向的第二线性滑轨9以及Y轴机械***包括沿其长度方向的第三线性滑轨13，如图1和图2所示。
所述伺服机械***包括第一伺服电机1、第二伺服电机6、第三伺服电机10，第一联轴器2、第二联轴器7、第三联轴器11以及第一滚珠丝杆3、第二滚珠丝杆8、第三滚珠丝杆12，其中，第一伺服电机1、第一联轴器2以及第一滚珠丝杆3依次设置在X轴机械***上，在第一伺服电机1的作用下，通过第一联轴器2带动第一滚珠丝杆3沿所述第一线性滑轨4做沿X轴的直线往复运动。
可以理解，第二伺服电机6、第二联轴器7以及第二滚珠丝杆8依次设置在Z轴机械***上，在第二伺服电机6的作用下，通过第二联轴器7带动第二滚珠丝杆8沿所述第二线性滑轨9做沿Z轴的直线往复运动。
类似地，第三伺服电机10、第三联轴器11以及第三滚珠丝杆12依次设置在Y轴机械***上，在第三伺服电机10的作用下，通过第三联轴器11带动第三滚珠丝杆12沿所述第三线性滑轨13做沿Y轴的直线往复运动。
所述焊接***还包括焊枪、送丝机17以及焊丝(未标示)，所述焊接***设置在Y轴机械***上，所述送丝机17设置在Y轴机械***的包含有第三电机10的一端外表面上，而焊枪16设置在Y轴机械***的另一端上，在焊枪运动时，通过送丝机17把焊丝传输至焊枪16，通过焊枪16对预定的焊接位置进行焊接。
优选地，所述多轴联动机构还包括含有旋转轴A轴的A轴旋转机构，该A轴旋转机构使得焊接***的焊枪16沿围绕A轴的方向旋转，用来改变焊枪16的姿态，并且与上述的三轴机械***配和进行四轴联动，从而使焊枪16走出不同形状的轨迹，例如使焊枪走出如图2所示出的围绕A轴的圆形轨迹。
优选地，所述多轴联动机构进一步包括含有旋转轴B轴的B轴旋转机构，该B轴旋转机构使得焊接***的焊枪16沿围绕B轴的方向旋转，并且与上述的三轴机械***配合进行四轴联动，从而使焊枪16走出不同形状的轨迹。
可以理解，根据实际需要，以及操作的简易性，所述多轴联动机构还可同时包括A轴旋转机构和B轴旋转机构，其中，所述A轴旋转机构使得焊接***的焊枪沿围绕A轴的方向旋转，所述B轴旋转机构使得焊接***的焊枪沿围绕B轴的方向旋转，并且所述旋转轴A轴或旋转轴B轴与上述的三轴机械***配合进行五轴联动，从而使焊枪走出不同形状的轨迹。
本实施例所述的多轴联动机构同时包括A轴旋转机构和B轴旋转机构。本领域技术人员可以根据实际需要和用途进行相应的选择，需要指出的是，即使没有A轴和B轴旋转机构，本发明的多轴联动机构只需要根据焊接***在上述的X、Y、Z三轴机械***上的运动即可实现对预定位置的焊接。
在本实施例中，同时具有A轴旋转机构和B轴旋转机构的情况下，所述B轴旋转机构包括驱动***14和旋转机构主体15，且所述B轴旋转机构设置在Y轴机械***上且设置在远离Y轴机械***的第三电机10的一端上。
可以理解，对于本发明中的焊接***与三轴机械***之间的位置关系，本领域技术人员可以进行适当的调整，并不仅限于本实施例所示出的设置在Y轴机械***上的方式，例如也可设置在X轴机械***或Z轴机械***上。
本发明的多轴联动机构具有以下优点：其一，克服了传统六轴关节式机器人成本高，维护成本昂贵的，不利于市场普及的缺点，所以本发明的多轴联动机构成本低、维护成本小，从而利于市场普及。其二，解决了焊接专机通用性差，无柔性加工功能的缺点，所以本发明的多轴联动机构具有较好的通用性。其三，重复定位精度高，适用于一些对精度要求较高的场合。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多轴联动机构，其特征在于：所述多轴联动机构包括三轴直角坐标的X、Y、Z三轴机械***、工作端、含有旋转轴A轴的A轴旋转机构、伺服驱动***以及控制***，其中，所述伺服驱动***在所述控制***的控制下驱动所述X、Y、Z轴机械***运动，所述A轴旋转机构驱动工作端围绕旋转轴A的方向旋转，所述X、Y、Z三轴机械***和A轴旋转机构带动所述工作端运转。
2.根据权利要求1所述多轴联动机构，其特征在于：所述多轴联动机构进一步包括含有旋转轴B轴的B轴旋转机构，所述B轴旋转机构使所述工作端围绕所述B轴的方向旋转，所述B轴旋转机构包括驱动***(14)和旋转机构主体(15)，且所述B轴旋转机构设置在所述Y轴机械***上且设置在远离所述Y轴机械***的驱动***的一端上。
3.根据权利要求1-2项任一项所述的多轴联动机构，其特征在于：所述工作端为焊接***、涂抹装置或者用于提拿零件的机械手。
4.根据权利要求3所述的多轴联动机构，其特征在于：所述焊接***包括焊枪(16)。
5.根据权利要求4项中任一项所述的多轴联动机构，其特征在于：所述多轴联动机构进一步包括底板(5)，所述X、Y、Z三轴机械***安装在所述底板(5)上，其中，X、Y轴机械***安装在所述底板(5)的表面上，所述Z轴机械***垂直于所述底板(5)的表面且与所述X、Y轴机械***相交。
6.根据权利要求5所述的多轴联动机构，其特征在于：所述X轴机械***包括沿其长度方向的第一线性滑轨(4)，Z轴机械***包括沿其长度方向的第二线性滑轨(9)以及Y轴机械***包括沿其长度方向的第三线性滑轨(13)。
7.根据权利要求6所述的多轴联动机构，其特征在于：所述伺服机械***包括第一伺服电机(1)、第二伺服电机(6)、第三伺服电机(10)、第一联轴器(2)、第二联轴器(7)、第三联轴器(11)以及第一滚珠丝杆(3)、第二滚珠丝杆(8)、第三滚珠丝杆(12)，其中，第一伺服电机(1)、第一联轴器(2)以及第一滚珠丝杆(3)依次设置在远离三轴机械***接合处的X轴机械***的一端上，在第一伺服电机(1)的作用下，通过第一联轴器(2)带动第一滚珠丝杆(3)沿所述第一线性滑轨(4)做沿X轴的直线往复运动；
第二伺服电机(6)、第二联轴器(7)以及第二滚珠丝杆(8)依次设置在远离三轴机械***接合处的Z轴机械***的一端上，在第二伺服电机(6)的作用下，通过第二联轴器(7)带动第二滚珠丝杆(8)沿所述第二线性滑轨(9)做沿Z轴的直线往复运动；
第三伺服电机(10)、第三联轴器(11)以及第三滚珠丝杆(12)依次设置在远离三轴机械***接合处的Y轴机械***的一端上，在第三伺服电机(10)的作用下，通过第三联轴器(11)带动第三滚珠丝杆(12)沿所述第三线性滑轨(13)做沿Y轴的直线往复运动。
8.根据权利要求7所述的多轴联动机构，其特征在于：所述焊接***还包括焊机、送丝机(17)以及焊丝，所述焊枪***设置在所述Y轴机械***上，所述焊机和所述送丝机(17)设置在所述Y轴机械***的包含有第三电机(10)的一端外表面上，所述焊枪(16)设置在所述Y轴机械***的另一端上，在所述焊枪运动时，通过所述送丝机(17)把焊丝传输至焊枪(16)，在焊机的作用下，所述焊枪(16)对预定的焊接位置进行焊接。
9.根据权利要求8所述的多轴联动机构，其特征在于，所述B轴旋转机构包括驱动***(14)和旋转机构主体(15)，且所述B轴旋转机构设置在所述Y轴机械***上且设置在远离所述Y轴机械***的第三电机(10)的一端上。
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Open date: 20090708