一种Z轴+AC摆头的三轴一体自动喷涂机械手的制作方法

一种z轴+ac摆头的三轴一体自动喷涂机械手
技术领域
1.本发明涉及机械加工设备领域，具体涉及一种z轴+ac摆头的三轴一体自动喷涂机械手。


背景技术：

2.随着时代的进步，对喷涂设备有着更多功能上的需求，但是，现有的喷涂行业的设备大多都是单轴的，或者是采用机械手的形式，这种形式的喷涂设备大多存在不同程度的单一性或者价格上的昂贵问题，这也恰恰阻碍了喷涂行业的发展。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种z轴+ac摆头的三轴一体自动喷涂机械手，其所要解决的问题是实现喷涂设备的多轴、多角度、多方位喷涂，以及降低喷涂设备的成本。
4.本发明的技术方案是：
5.一种z轴+ac摆头的三轴一体自动喷涂机械手，包括机架，其特征在于，所述机架外侧固定有电箱，所述机架上设置有六轴一体装置，所述六轴一体装置包括对称设置的两条x轴横梁，所述x轴横梁上安装有x轴，所述六轴一体装置还包括y轴，所述y轴垂直设置于两条 x轴横梁中间，所述y轴上设置有使喷枪上下运动的z轴，所述z轴包括设置于装置侧面的齿轮齿条机构3，所述z轴上安装有ac摆头。
6.进一步地，所述ac摆头包括内部空心状态的c轴与a轴，所述 a轴同心设置于所述c轴内部；
7.还包括设置于装置顶部的双带轮机构，其中双带轮机构包括带轮机构一与带轮机构二，所述带轮机构一可带动c轴实现绕轴
°
旋转，所述带轮机构二可带动a轴实现绕轴
°
旋转；
8.设置于装置底部的交错齿轮机构，所述a轴与交错齿轮机构配合连接。
9.进一步地，所述带轮机构一包括c轴电机、固定所述c轴电机的电机固定板一、设置于带轮机构一侧部的顶部侧板、连接同步带轮一与同步带轮二的同步带一、固定所述同步带轮二与a轴的圆螺母，所述c轴电机与同步带轮一为可拆卸连接，所述同步带轮二与a轴为固定连接。
10.进一步地，所述带轮机构二包括a轴电机、固定所述a轴电机的电机固定板二、固定导轨上固定板、与导轨上固定板固定连接的铝管安装板、与同步带轮二同轴设置的同步带轮三、连接同步带轮三与同步带轮四的同步带二、所述a轴电机与同步带轮四为可拆卸连接，所述同步带轮四与c轴固定连接。
11.进一步地，所述交错齿轮机构包括连接a轴与c轴的轴承一与轴承二，连接件一连接c轴与交错齿轮箱，所述交错齿轮箱包括交错齿轮零件，所述交错齿轮零件与交错齿轮轴轴承连接，喷枪旋转轴连接交错齿轮轴与喷枪；所述c轴通过旋转端零件与旋转接头固定连接。
12.进一步地，所述ac摆头不限于内外双轴，可制作成单轴或两轴以上，装置内使用的带轮机构、交错齿轮机构可替换为链轮链条、同步钢带、v带传动或蜗轮蜗杆。
13.进一步地，所述齿轮齿条机构包括驱动电机三、与电机同轴连接的减速机以及与减速机相连的齿轮；所述c轴外侧设置有外壳升降轴，所述外壳升降轴侧部沿外壳升降轴竖直中心线对向设置有两组固定导轨，所述固定导轨与齿轮齿条结构上设置的导轨槽配合连接，所述外壳升降轴一侧设置有齿条，所述齿条结构与齿轮机构配合连接；所述导轨槽固定连接于导轨槽固定板上，所述导轨槽固定板一侧固定连接于齿轮外侧的齿轮安装板，另一侧固定连接于中间固定板。
14.进一步地，x轴电机连接x轴同步带轮装置从而带动x轴运动， y轴电机连接y轴同步带轮装置从而带动y轴运动，所述x轴同步带轮装置包括固定设置于x轴横梁两端部的x轴带轮座、设置于x轴横梁表面的x轴滑槽、滑动设置于x轴滑槽上且底部设置有滑轨的y轴连接件；所述y轴连接件与x轴同步带的一边固定连接；所述y轴同步带轮装置包括固定设置于两个所述y轴连接件上的y轴带轮座、设置于y轴表面的y轴滑轨、滑动设置于y轴滑轨上且配合设置有y轴滑槽的z轴连接件，所述z轴连接件与y轴同步带的一边固定连接，所述z轴连接件与中间固定板连接。
15.进一步地，所述机架底部设置有喷漆台，所述喷漆台底部设置有可驱动工作台旋转的旋转装置，摆动气缸带动喷漆台旋转运动，所述喷漆台至少设置两个工作台，当其中一个所述工作台位于机架内部时，另一个工作台位于机架外部。
16.进一步地，所述x轴与y轴上均安装有拖链，所述x轴电机安装于电机安装横梁上，x轴电机与x轴减速机连接，所述减速机中部设置有传动杆且传动杆与x轴带轮座同轴连接，所述机架外部设置有外壳。
17.本发明的有益效果是：
18.本发明相较于现今市场上的各种喷涂设备或机械手，有着既能实现多轴、多方位喷涂，又价格相对更加便宜实惠。
附图说明
19.图1为本实施例的整体结构示意图。
20.图2为本实施例的部分结构示意图。
21.图3为ac摆头的等轴侧示意图。
22.图4为ac摆头的顶部结构示意图。
23.图5为ac摆头的底部结构示意图。
24.图6为ac摆头的整体结构示意图。
25.图7为喷漆台的结构示意图。
26.图中序号：1、带轮机构一；2、带轮机构二；3、齿轮齿条机构； 4、交错齿轮机构；5、机架；6、电箱；7、x轴；8、y轴；9、z轴； 10、喷漆台；11、工作台；12、拖链；13、外壳。
27.101、c轴电机；102、电机固定板一；103、顶部侧板；104、同步带轮一；105、同步带一；106、同步带轮二；107、圆螺母；108、a轴；
28.109、同步带轮三；110、同步带二；111、同步带轮四；112、电机固定板二；113、导轨上固定板；114、铝管安装板；115、c轴； 116、a轴电机；
29.201、轴承一；204、轴承二；202、交错齿轮零件；210、交错齿轮轴；203、交错齿轮箱；205、连接件一；208、旋转端零件；209、旋转接头；211、喷枪旋转轴；212、喷枪。
30.301、驱动电机三；302、减速机；303、外壳升降轴；304、固定导轨；305、导轨槽；306、齿条结构；307、齿轮安装板；308、中间固定板。
31.701、x轴电机；702、x轴横梁；703、x轴带轮座；704、y轴连接件；705、x轴同步带；
32.801、y轴电机；802、y轴带轮座；803、y轴滑轨；804、y轴同步带；805、z轴连接件。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：
37.一种z轴+ac摆头的三轴一体自动喷涂机械手，包括机架5，其中机架5采用q235方通材料，通过焊接的方式制作，机架5外侧固定有电箱6，机架5上设置有六轴一体装置，六轴一体装置包括对称设置的两条x轴横梁，x轴横梁上安装有x轴7，六轴一体装置还包括y轴8，y轴8垂直设置于两条x轴横梁中间，y轴8上设置有使喷枪上下运动的z轴9，z轴9主要包括设置于装置侧面的齿轮齿条机构3，用于带动本装置轴向位移到预定位置，同时z轴上安装有ac 摆头，通过设置机械式的多个轴向位移，设计简单，实现喷涂设备的多轴、多角度、多方位喷涂，以及降低喷涂设备的成本。
38.其中ac摆头包括：内部空心状态的c轴115与a轴108，a轴108同心设置于c轴115内部；装置还包括设置于装置顶部的双带轮机构，其中双带轮机构包括带轮机构一1与带轮机构二2，带轮机构一1可带动c轴115实现绕轴360
°
旋转，带轮机构二2可带动a轴 108实现绕轴360
°
旋转；装置还包括设置于装置底部的交错齿轮机构4，a轴108与交错齿轮机构4配合连接；通过带轮机构一1、带轮机构二2分部带动内外轴进行旋转，同时a轴108与交错齿轮的配合连接，使本装置具备竖直方向位置变化、绕竖直方向的旋转及沿交错齿轮方向旋转三个不同方向的位置变化，从而实现三轴一体，且传动方式简单，成本低，a轴108同轴设置于c轴115内部，结构紧凑，同时还可以完成普通的单轴旋转机构所不能完成的加工工艺；
39.进一步地，带轮机构一1包括c轴电机101、固定c轴电机101 的电机固定板一102、设置于带轮机构一1侧部的顶部侧板103、连接同步带轮一104与同步带轮二106的同步带一
105、固定同步带轮二106与a轴108的圆螺母107，c轴电机101与同步带轮一104为可拆卸连接，同步带轮二106与a轴108为固定连接；使用带轮机构传动效率高，降低了生产成本，c轴电机101与同步带轮一104可拆卸连接，维修更换方便。
40.同时，带轮机构二2包括a轴电机116、固定a轴电机116的电机固定板二112、固定导轨304上固定板113、与导轨上固定板113 固定连接的铝管安装板114、与同步带轮二106同轴设置的同步带轮三109、连接同步带轮三109与同步带轮四111的同步带二110、a 轴电机116与同步带轮四111为可拆卸连接，同步带轮四111与c轴115固定连接；使用带轮机构传动效率高，降低了生产成本，a轴电机116与同步带轮四111为可拆卸连接，维修更换方便。
41.具体地，交错齿轮机构4包括连接a轴108与c轴115的轴承一 201与轴承二204，连接件一205连接c轴115与交错齿轮箱203，交错齿轮箱203包括交错齿轮零件202，交错齿轮零件202与交错齿轮轴210轴承连接，喷枪旋转轴211连接交错齿轮轴210与喷枪212；通过交错齿轮箱203与内c轴115的配合连接，结构紧凑。
42.进一步地，c轴115通过旋转端零件208与旋转接头209固定连接；本发明针对市场上现有单轴旋转设备在工作时气管油管缠绕混乱的情况，设计采用了旋转接头209，以便旋转轴能够实现360
°
甚至更大角度的自由旋转，同时考虑到油管可能出现的爆管、破裂等情况，同时结合前面结构，装置通过旋转轴空心设计，实现油管单独通路，方便拆卸及更换。
43.值得注意的是，ac摆头不限于内外双轴，可制作成单轴或两轴以上，用以实现本发明更大角度的自由旋转。
44.值得说明的是，装置内使用的带轮机构、交错齿轮机构4可替换为链轮链条、同步钢带、v带传动或蜗轮蜗杆等多种驱动方式，对本发明的实施并无影响，同时ac摆头也可以用于其它相关设备内，因此采用增减轴数，改用非带轮驱动的方式，或者用在其它设备上面都在此专利的保护范围内。
45.具体来说，齿轮齿条机构3包括驱动电机三301、与电机同轴连接的减速机302以及与减速机302相连的齿轮机构；c轴115外侧设置有外壳升降轴303，外壳升降轴303侧部沿外壳升降轴303竖直中心线对向设置有两组固定导轨304，固定导轨304与齿轮齿条结构306 上设置的导轨槽305配合连接，导轨槽305固定连接于导轨槽305固定板上，导轨槽305固定板一侧固定连接于齿轮机构外侧的齿轮安装板307，另一侧固定连接于中间固定板308。对向设置两组固定导轨 304，装置在竖直方向上的传动更加平稳；外壳升降轴303一侧设置有齿条，齿条结构306与齿轮机构配合连接，传动的精确度更能得到保障。
46.进一步地，x轴电机701连接x轴同步带轮装置从而带动x轴7 运动，y轴电机801连接y轴同步带轮装置从而带动y轴8运动，x 轴同步带轮装置包括固定设置于x轴横梁702两端部的x轴带轮座 703、设置于x轴横梁702表面的x轴滑槽、滑动设置于x轴滑槽上且底部设置有滑轨的y轴连接件704；y轴连接件704与x轴同步带 705的一边固定连接；y轴同步带轮装置包括固定设置于两个y轴连接件704上的y轴带轮座802、设置于y轴表面的y轴滑轨803、滑动设置于y轴滑轨803上且配合设置有y轴滑槽的z轴连接件805， z轴连接件805与y轴同步带804的一边固定连接，z轴连接件805 与中间固定板308连接，x轴7、y轴8通过滑槽滑块限位以及同步带与同步带轮的配合传动实现了机械式的平稳传动。
47.机架5底部设置有喷漆台10，喷漆台10底部设置有可驱动工作台11旋转的摆动气缸，摆动气缸带动喷漆台10旋转运动，喷漆台 10沿喷漆台中心对称设置两个工作台11，当
其中一个工作台11位于机架5内部时，另一个工作台11位于机架5外部；通过设置可旋转的喷漆台10，设计合理，方便上下料。
48.进一步地，x轴7与y轴8上均安装有拖链12，x轴电机701安装于电机安装横梁上，x轴电机701与x轴减速机连接，减速机中部设置有传动杆且传动杆与x轴带轮座同轴连接，机架5外部设置有外壳13；x轴电机安装在电机安装横梁上，采用传动杆传动的方式使得传动平稳，精度高，其中各部分元器件皆汇总到电箱6，操作时可通过操作面板控制各部分的动作，同时钣金外壳13则用来保护及装饰该设备，在设备底部还设置有漏网，方便清扫。
49.使用时，将待喷涂工件放置于喷漆台10上的工作台11上，通过电箱2内的元器件控制工作台11旋转至合适的加工位置，ac摆头本身具备绕竖直方向z轴9的旋转、沿交错齿轮方向旋转及喷枪212本身的180
°
旋转三个不同方向的位置变化，实现三轴一体，再加上x 轴7、y轴8、z轴9三个方向的位置变化，实现了喷涂设备的六轴联动。
50.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。