一种六轴桁架机器人的制作方法

本发明涉及一种在自动化生产线上的机器人，特别是一种六轴桁架机器人，属于桁架机器人技术领域。

背景技术：

当前机器人换人的大时代背景下，工厂各项工作都在引进各种机器人，总体大致分为三类：独立的多关节机器人、桁架机器人、桁架+多关节机器人。其中桁架机器人在多台机床间夹持、搬运、加工上下料方面广泛应用。目前，桁架机器人广泛采用2轴、3轴方式运用，少量桁架采用4轴、5轴、6轴方式运行，但大都将两z轴分布在y轴的一侧。同时，两z轴的功能仅限分别抓取毛坯料和精料，手抓功能大致一致功能单一，不能实现针对工厂内一个机器人多种搬运方式；也偶见单z轴手臂为实现配备两种手爪采取快换手爪的技术配置，尽管快换手爪速度可以实现较快，但仍需要快换手爪时间，且稳定性差。基于目前桁架机器人使用现状，尚未见桁架机器人配备三z轴轴臂并采用不同手爪实现桁架机器人的双手功能的案例，特别是将三z轴手臂分布在y轴两侧的设计思路。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种实现加工操作灵活、集成度高、可以六轴移动的、实现多操作工序的桁架机器人。

本发明提供一种六轴桁架机器人，包括x轴滑座，所述x轴滑座上固定连接有两条相互平行的y1轴臂和y2轴臂，y1轴臂和y2轴臂上滑动连接有y轴滑座，y轴驱动组件驱动y轴滑座沿y轴方向滑动，在y1轴臂和y2轴臂外侧设置有以z轴方向为轴线的z1轴手臂和z2轴手臂，设置在y轴滑座上的z1轴驱动组件和z2轴驱动组件分别驱动z1轴手臂和z2轴手臂沿z轴方向运动，在所述y1轴臂和y2轴臂之间还设置有y3轴臂，y3轴臂一侧还设置z3轴手臂，设置在y轴滑座上的z3轴驱动组件驱动z3轴手臂沿z轴方向运动。

通过采用上述技术方案：在y1轴和y2轴之间增加了第三条z3轴机器人手臂，z轴驱动组件控制y轴双边和中间的三z轴机器手臂，在x轴、y1轴、y2轴、z1轴、z2轴、z3六轴三维空间进行多自由度的移动，能控制三条z轴手臂移动至任意所需的目标位置完成夹持、搬运、加工上下料操作，三条z轴机器人手臂能完成不同需求的操作任务。

作为本发明的进一步设置：y轴滑座包括y1轴滑座和y2轴滑座，所述y1轴滑座和y2轴滑座分离设置，y1轴滑座沿y1轴臂滑动，y2轴滑座沿y2轴臂滑动。

通过采用上述技术方案：y轴滑座设置为两滑座的形式，z1轴手臂与z2轴手臂、z3轴手臂独立控制，可以实现z1轴手臂单独在y轴和z轴进行运动，增加了本装置的灵活性。

作为本发明的进一步设置：y1轴滑座和y2轴滑座下分别均设置有y1轴滑块和y2轴滑块，y1轴滑块与y1轴臂上的沿y1轴臂轴线方向的滑轨相匹配，y2轴滑块与y2轴臂上的沿y2轴臂轴线方向的滑轨相匹配。

通过采用上述技术方案：采用滑块滑轨的方式能保证滑座与轴臂在连接紧密的情况下滑动，并且采用滑块滑轨能减小滑座滑动的振动，提高机器人手臂加工操作的精度。

作为本发明的进一步设置：y2轴滑座设置在y3轴臂上，y2轴滑座通过滑轮沿y3轴臂滑动。

通过采用上述技术方案：y2轴滑座设置在y2轴臂和y3轴臂上，能提高y2轴滑座的稳定性。

作为本发明的进一步设置：y1轴臂沿y轴向方向上固定连接有y1轴斜齿条，所述y轴驱动组件为y1轴驱动电机，所述y1轴驱动电机垂直贯穿y轴滑座的工作端上连接有y1轴驱动齿轮，所述y1轴驱动齿轮与y1轴斜齿条相互啮合。

通过采用上述技术方案：此为第一种操作方式，y轴滑座为一体式结构地设置在y1轴臂和y2轴臂上，仅由y1轴驱动电机驱动y轴滑座整体沿y轴滑动即可，实现三条z轴手臂沿y轴同步移动，针对简单操作任务，能保证较高的操作的稳定性和工作效率。

作为本发明的进一步设置：y1轴臂和y2轴臂沿y轴向方向上分别固定连接有y1轴斜齿条和y2轴斜齿条，所述y轴驱动组件包括y1轴驱动电机和y2轴驱动电机，所述y1轴驱动电机和y2轴驱动电机分别垂直贯穿y1轴滑座和y2轴滑座的工作端上连接有y1轴驱动齿轮和y2轴驱动齿轮，所述y1轴驱动齿轮与y1轴斜齿条相互啮合，y2轴驱动齿轮与y2轴斜齿条相互啮合。

通过采用上述技术方案：此为第二种操作方式，与两分开滑座的形式相对应，y轴滑座设置为两滑座的形式，实现z1轴手臂与z2轴手臂同步操作、z3轴手臂独立操作，可以应对不同工位操作需求，增加了本装置的灵活性。

作为本发明的进一步设置：z1轴手臂、z2轴手臂、z3轴手臂沿z轴向方向上固定连接有z1轴斜齿条、z2轴斜齿条和z3轴斜齿条，所述z1轴驱动组件包括z1轴驱动电机，所述z2轴驱动组件包括z2轴驱动电机，所述z3轴驱动组件包括z3轴驱动电机，所述z1轴驱动电机、z2轴驱动电机和z3轴驱动电机的工作端上连接有z1轴驱动齿轮、z2轴驱动齿轮和z3轴驱动齿轮，所述z1轴驱动齿轮与z1轴斜齿条相互啮合，所述z2轴驱动齿轮与z2轴斜齿条相互啮合，所述z3轴驱动齿轮与z3轴斜齿条相互啮合。

通过采用上述技术方案：三条z轴手臂可以独立实现不同步工作，完成三优先级的工作，对一个待操作部件先通过z1轴手臂进行夹持，然后采用z2轴手臂进行加工等，再通过z3轴进行二次辅助加工，实现移动至操作工位，多级工序集成实施，提高了加工操作效率和加工精度。

作为本发明的进一步设置：z1轴手臂、z2轴手臂和z3轴手臂伸出的工作端上设置有夹具。根据z轴手臂上设置有不同工作需求来更换不同的夹具，夹具可以是夹取夹具、钻孔操作夹具、冲孔操作夹具、电焊操作夹具等。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的六轴桁架机器人为五轴桁架机器人的优化设计，在y1轴和y2轴之间增加了第三条z3轴机器人手臂，z轴驱动组件控制y轴双边和中间的三z轴机器手臂，在x轴、y1轴、y2轴、z1轴、z2轴、z3六轴三维空间进行多自由度的移动，能控制三条z轴手臂移动至任意所需的目标位置完成夹持、搬运、加工上下料操作，三条z轴机器人手臂能完成不同需求的操作任务，设备实用性强，市场前景好。

2、本发明的z轴驱动组件与y轴轴臂通过齿轮和齿条的方式进行传动，搬运工件时，机器人手臂与承重的工件重量较大，齿轮齿条的传动方式能提高z轴机器人手臂沿z轴移动的稳定性，保证本装置的操作精确性。

3、本发明的六轴桁架机器人包括双y轴承载臂、设置在双y轴承载臂两侧的z1、z2轴手臂和设置在双y轴承载臂中间的z3轴手臂，三条z轴手臂可以独立实现不同步工作，完成三优先级的工作，对一个待操作部件先通过z1轴手臂进行夹持，然后采用z2轴手臂进行加工等，再通过z3轴进行二次辅助加工，实现移动至操作工位，多级工序集成实施，提高了加工操作效率和加工精度。

4、本发明的z1轴手臂、z2轴、z3轴手臂三手臂同时实现两手臂同步工作、另一手臂不同步工作，三手臂均同步工作两种方式进行协同工作的模式，能适合多种加工操作需求，并且三手臂协同操作的加工效率高，加工精细程度高。

附图说明

图1是本发明的六轴桁架机器人的第一实施例结构示意图一；

图2是本发明的六轴桁架机器人的第一实施例结构示意图二；

图3是本发明的六轴桁架机器人的第一实施例结构示意图三；

图4是本发明的六轴桁架机器人的第一实施例结构示意图四；

图5是本发明的六轴桁架机器人的第一实施例结构示意图五；

图6是本发明的六轴桁架机器人的第二实施例结构示意图一；

图7是本发明的六轴桁架机器人的第二实施例结构示意图二。

图中：1、x轴滑座；2、y1轴臂；3、y2轴臂；4、y轴滑座；5、y轴驱动组件；6、z1轴手臂；7、z2轴手臂；8、z1轴驱动组件；9、z2轴驱动组件；10、y3轴臂；11、z3轴手臂；12、z3轴驱动组件；13、y1轴滑座；14、y2轴滑座；15、y1轴滑块；16、y2轴滑块；17、滑轮；18、y1轴斜齿条；19、y1轴驱动电机；20、y1轴驱动齿轮；21、y2轴斜齿条；22、y2轴驱动电机；23、y2轴驱动齿轮；24、z1轴斜齿条；25、z2轴斜齿条；26、z3轴斜齿条；27、z1轴驱动电机；28、z2轴驱动电机；29、z3轴驱动电机；30、z1轴驱动齿轮；31、z2轴驱动齿轮；32、z3轴驱动齿轮；33、夹具。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，本发明的“x轴”、“y轴”、“z轴”不仅仅限制于文字定义的“x轴”、“y轴”、“z轴”，两两相互垂直的轴线或不一定是完全垂直平行的轴或者平面均属于本发明的保护范围。

当部件被称为“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的部件，“设置”表示一种存在的方式，可以是连接、安装、固定连接、活性连接等连接方式。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1-5，为本发明六轴桁架机器人的第一种实施例，包括作为基座的x轴滑座1，x轴滑座1上固定连接有两条相互平行的y1轴臂2和y2轴臂3，y1轴臂2和y2轴臂3上滑动连接有y轴滑座4，y1轴滑座13和y2轴滑座14下分别均设置有y1轴滑块15和y2轴滑块16，y1轴滑块15与y1轴臂2上的沿y1轴臂2轴线方向的滑轨相匹配，y2轴滑块16与y2轴臂3上的沿y2轴臂3轴线方向的滑轨相匹配，y1轴臂2沿y轴向方向上固定连接有y1轴斜齿条18，y轴驱动组件5为y1轴驱动电机19，y1轴驱动电机19垂直贯穿y轴滑座4的工作端上连接有y1轴驱动齿轮20，所述y1轴驱动齿轮20与y1轴斜齿条18相互啮合，当y轴驱动组件5工作时驱动y轴滑座4沿y轴方向正向/反向滑动。本发明的六轴桁架机器人为五轴桁架机器人的优化设计，在y1轴和y2轴之间增加了第三条z3轴机器人手臂，z轴驱动组件控制y轴双边和中间的三z轴机器手臂，在x轴、y1轴、y2轴、z1轴、z2轴、z3六轴三维空间进行多自由度的移动，能控制三条z轴手臂移动至任意所需的目标位置完成夹持、搬运、加工上下料操作，三条z轴机器人手臂能完成不同需求的操作任务，设备实用性强，市场前景好。

具体的，在y1轴臂2和y2轴臂3外侧设置有以z轴方向为轴线的z1轴手臂6和z2轴手臂7，设置在y轴滑座4上的z1轴驱动组件8和z2轴驱动组件9分别驱动z1轴手臂6和z2轴手臂7沿z轴方向运动，在y1轴臂2和y2轴臂3之间还设置有y3轴臂10，y3轴臂10一侧还设置z3轴手臂11，设置在y轴滑座4上的z3轴驱动组件12驱动z3轴手臂11沿z轴方向运动。

具体的，z1轴手臂6、z2轴手臂7、z3轴手臂11沿z轴向方向上固定连接有z1轴斜齿条24、z2轴斜齿条25和z3轴斜齿条26，所述z1轴驱动组件8包括z1轴驱动电机27，所述z2轴驱动组件9包括z2轴驱动电机28，所述z3轴驱动组件12包括z3轴驱动电机29，所述z1轴驱动电机27、z2轴驱动电机28和z3轴驱动电机29的工作端上连接有z1轴驱动齿轮30、z2轴驱动齿轮31和z3轴驱动齿轮32，所述z1轴驱动齿轮30与z1轴斜齿条24相互啮合，所述z2轴驱动齿轮31与z2轴斜齿条25相互啮合，所述z3轴驱动齿轮32与z3轴斜齿条26相互啮合。本发明的z轴驱动组件与y轴轴臂通过齿轮和齿条的方式进行传动，搬运工件时，机器人手臂与承重的工件重量较大，齿轮齿条的传动方式能提高z轴机器人手臂沿z轴移动的稳定性，保证本装置的操作精确性。

具体的，z1轴手臂6、z2轴手臂7和z3轴手臂11伸出的工作端上设置有夹具33。

参见图6-7，为本发明六轴桁架机器人的第二种实施例，y轴滑座4包括y1轴滑座13和y2轴滑座14，所述y1轴滑座13和y2轴滑座14分离设置，y1轴滑座13沿y1轴臂2滑动，y2轴滑座14沿y2轴臂3滑动。

具体的，y1轴滑座13和y2轴滑座14下分别均设置有y1轴滑块15和y2轴滑块16，y1轴滑块15与y1轴臂2上的沿y1轴臂2轴线方向的滑轨相匹配，y2轴滑块16与y2轴臂3上的沿y2轴臂3轴线方向的滑轨相匹配。

具体的，y2轴滑座14设置在y3轴臂10上，y2轴滑座14通过滑轮17沿y3轴臂10滑动。

具体的，z1轴手臂6、z2轴手臂7和z3轴手臂11伸出的工作端上设置有夹具33。

本发明的六轴桁架机器人包括双y轴承载臂、设置在双y轴承载臂两侧的z1、z2轴手臂7和设置在双y轴承载臂中间的z3轴手臂11，三条z轴手臂可以独立实现不同步工作，完成三优先级的工作，对一个待操作部件先通过z1轴手臂6进行夹持，然后采用z2轴手臂7进行加工等，再通过z3轴进行二次辅助加工，实现移动至操作工位，多级工序集成实施，提高了加工操作效率和加工精度。

本发明的z1轴手臂6、z2轴、z3轴手臂11三手臂同时实现两手臂同步工作、另一手臂不同步工作，三手臂均同步工作两种方式进行协同工作的模式，能适合多种加工操作需求，并且三手臂协同操作的加工效率高，加工精细程度高。

以上对本发明所提供的一种六轴桁架机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。