专利名称：三轴机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动化作业设备，特别是涉及一种三轴机械手。
背景技术：
现有一种适用于移动电话外壳喷漆作业的输送装置，如申请人所获准的中国台湾证书号M288295专利案，是利用一个输送装置用以载送移动电话外壳，并再配合数个喷漆单元进行涂装作业。 虽然利用上述的设备已能达到预期的操作目的，但是因为移动电话外壳的种类、型式繁多，当要更换不同型式的移动电话外壳进行喷漆作业之前，都必须一一地调整所述喷漆单元的喷涂方向、角度，且调整后还需要再进行试喷作业，如此反复多次调整、试喷，不但调整麻烦、喷涂品质无法确保稳定，且会降低产能。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能以自动控制调整且能确保操作品质的三轴机械手。本实用新型的三轴机械手，包含一个机架、一个摆动架、一个第一驱动单元、一个移动件、一个第二驱动单元、一个工作件及一个第三驱动单元，该机架具有一支转轴，该转轴具有一条沿一个第一方向延伸的轴线，该摆动架连结于该机架的转轴上，该第一驱动单元安装在该机架与该摆动架之间，且能驱动该摆动架以该轴线为转动中心相对于该机架转动，该移动件能滑动且安装在该摆动架上，该第二驱动单元安装在该摆动架与该移动件之间，且能驱动该移动件沿该摆动架的一个长方向产生位移，该长方向垂直于该第一方向，该工作件连结于该移动件，该第三驱动单元安装在该移动件与该工作件之间，且能驱动该工作件相对于该移动件转动。本实用新型的三轴机械手，该第一驱动单元具有一个安装在该机架的第一伺服马达、一支受该第一伺服马达所驱动的蜗杆及一个与该蜗杆啮合且固设在该转轴的蜗轮，该摆动架对应该蜗轮固设于该转轴。本实用新型的三轴机械手，还包含一个第一定位开关组，该第一定位开关组具有两个相间隔且相互之间夹一角度的安装在该机架的第一定位开关及一个固设在该转轴的第一感应件，该第一感应件与所述第一定位开关配合能限制该第一伺服马达驱动该转轴的转动角度。本实用新型的三轴机械手，该第二驱动单元具有一个安装在该摆动架的第二伺服马达、一个受该第二伺服马达所驱动的第一齿形皮带轮、一个轴设在该摆动架的第二齿形皮带轮及一条绕设在该第一齿形皮带轮与该第二齿形皮带轮之间的齿形皮带，该齿形皮带与该移动件连结。本实用新型的三轴机械手，还包含一个第二定位开关组，该第二定位开关组具有两个间隔设置在该摆动架的第二定位开关及一个固设在该移动件的第二感应件，该第二感应件与所述第二定位开关配合能限制该第二伺服马达驱动该移动件的移动距离。本实用新型的三轴机械手，该第三驱动单元具有一个安装在该移动件的第三伺服马达，该第三伺服马达具有一支输出轴，该工作件连结于该输出轴。本实用新型的三轴机械手，还包含一个第三定位开关组，该第三定位开关组具有一个安装在该移动件的第三定位开关，及一个固设在该输出轴与该第三定位开关配合使该第三伺服马达驱动该工作件达到归零定位的第三感应件。本实用新型的有益效果在于利用该第一驱动单元驱动该摆动架相对于该机架产生转动，且利用该第二驱动单元驱动该移动件相对于该摆动架产生位移，以及利用该第三驱动单元驱动该工作件相对于该移动件转动，就能达到三轴控制目的，且能精确地调整该工作件的作业方向及角度。
图I是本实用新型三轴机械手的一较佳实施例的一个立体组合图；图2是该较佳实施例的一个平面组合图；图3是该较佳实施例的一个操作示意图；图4是该较佳实施例的另一个操作示意图；图5是该较佳实施例的又一个操作示意图；图6是该较佳实施例的再一个操作示意图；图7是该较佳实施例的一个收合示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。如图I及图2所示，本实用新型三轴机械手的一个较佳实施例，包含一个机架10、一个摆动架20、一个第一驱动单元30、一个第一定位开关组40、一个移动件50、一个第二驱动单元60、一个第二定位开关组70、一个工作件80、一个第三驱动单元90及一个第三定位开关组100。该机架10直立固设于地面，并具有一个顶部11、一对固设于顶部11的固定板12及一支轴设于在所述固定板12的转轴13，该转轴13具有一条沿一个第一方向I延伸的轴线L。该摆动架20连结于该机架的转轴13上，且能随该转轴13转动，并具有一个设于该转轴13 —侧的第一端21及一个设于该转轴13另一侧的第二端22。该第一驱动单元30安装在该机架10与该摆动架20之间，且可驱动该摆动架20以该轴线L为转动中心相对于该机架10转动，该第一驱动单元30具有一个安装在该机架10的第一伺服马达31、一支受该第一伺服马达31所驱动的蜗杆32及一个与该蜗杆32啮合且固设在该转轴13的蜗轮33，该蜗轮33位于所述固定板12之间，该摆动架20对应该蜗轮33固设于该转轴13且位于所述固定板12的外侧。该第一定位开关组40具有两个相间隔且相互之间夹一角度的安装在该机架10的固定板12的第一定位开关41、42及一个固设在该转轴13的第一感应件43，所述第一定位开关41、42分别固设于固定板12的顶面与侧面，该第一感应件43与所述第一定位开关41、42配合能限制该第一伺服马达31驱动该转轴13的转动角度，本实施例的所述第一定位开关41、42相隔90度，且能限制该第一伺服马达31驱动该转轴13转动90度。该移动件50能滑动且安装在该摆动架20，并具有一个连结端51及一个与该连结端51相反的伸出端52。该第二驱动单元60安装在该摆动架20与该移动件50之间，且能驱动该移动件50沿该摆动架20的长方向II产生位移，该长方向II垂直于该第一方向I。该第二驱动单兀60具有一个安装在该摆动架20的第一端21的第二伺服马达61、一个受该第二伺服马达61所驱动的第一齿形皮带轮62、一个轴设在该摆动架20的第二端22的第二齿形皮带轮63及一条绕设在该第一齿形皮带轮62与该第二齿形皮带轮63之间的齿形皮带64，该齿形皮带64与该移动件50连结。该第二定位开关组70具有两个呈间隔设置且分别安装在该摆动架20的第一端21 与该第二端22的第二定位开关71、72及一个固设在该移动件50的连结端51的第二感应件73，该第二感应件73与所述第二定位开关71、72配合能限制该第二伺服马达61驱动该移动件50的移动距离。本实施例的工作件80为喷漆枪，能利用该第三驱动单元90连结于该移动件50的伸出端52。该第三驱动单元90安装在该移动件50与该工作件80之间，且能驱动该工作件80相对于该移动件50转动。该第三驱动单元90具有一个安装在该移动件50的伸出端52的第三伺服马达91及一支沿该第一方向I设置的输出轴911，该工作件80连结于该输出轴911。该第三定位开关组100具有一个安装在该移动件50的伸出端52的第三定位开关110及一个固设在该输出轴911的第三感应件120，该第三感应件120与该第三定位开关110配合可使该第三伺服马达91驱动该工作件80达到归零定位。再如图2所示，当本实用新型的三轴机械手组装完成且位于一个正常位置时，该摆动架20相对于该机架10保持垂直设置，此时，该第一定位开关组40的第一感应件43位在所述第一定位开关41、42之间，该移动件50相对于该摆动架20位于一个缩入状态，且该连结端51对应于该摆动架20的第一端21、该伸出端52对应于该第二端22，该第二定位开关组70的第二感应件73对应于其中一个第二定位开关71之间。该第三驱动单元90也驱动该工作件80位于一个工作位置(此时该第三定位开关组100的第三感应件120远离于该第三定位开关110)。当欲进行喷漆作业时，本实用新型的三轴机械手能依设定进行下列操作动作一、如图3所示，启动该第二驱动单元60的第二伺服马达61，透过该第一齿形皮带轮62、该第二齿形皮带轮63、该齿形皮带64可带动该移动件50沿该长方向II相对于该摆动架20产生位移，且利用该第二定位开关组70的第二感应件73与该等第二定位开关71、72的配合，可以限制该移动件50的移动行程。二、如图3所示，启动该第三驱动单元90的第三伺服马达91，利用该输出轴911可以带动该工作件80产生转动，达到调整喷漆角度的目的。三、如图4所示，启动该第一驱动单元30的第一伺服马达31，利用该第一驱动单元30的第一伺服马达31、驱动该蜗杆32，能带动该蜗轮33、该转轴13、该摆动架20转动，且当该第一定位开关组40的第一感应件43对应于该第一定位开关41时，该第一伺服马达31随即停止运转，且使该摆动架20摆动至一个极限工作仰角。四、如图5所示，继图4的动作，当再启动该第三驱动单元90的第三伺服马达91，能带动该工作件80相对于该移动件50产生转动，达到调整喷漆角度的目的。五、如图6所示，启动该第一驱动单元30的第一伺服马达31，利用该第一驱动单元30的第一伺服马达31带动该转轴13转动,且该转轴13又带动该第一感应件43对应于该第一定位开关42时，该第一伺服马达31随即停止运转，且使该摆动架20摆动至一个极限工作俯角。若再启动该第三驱动单元90的第三伺服马达91，也能带动该工作件80相对于该移动件50产生转动，达到调整喷漆角度的目的。六、如图7所示，在不使用的状态下，启动该第三驱动单元90的第三伺服马达91， 且利用该输出轴911带动该第三感应件120对应于该第三定位开关110时，能使该工作件80相对于该移动件50转动至一个收合位置，此处的收合位置即为前述工作件归零定位的位置。该第二驱动单元60也能再驱动该移动件50相对于该摆动架20位于缩入状态，且再操作该摆动架20的第一端21相对于该机架10靠合，就能使得该三轴机械手整体收合成较小体积。因此，本实用新型的三轴机械手利用该机架10、该摆动架20、该第一驱动单元30、该第一定位开关组40、该移动件50、该第二驱动单元60、该第二定位开关组70、该第三驱动单元90及该第三定位开关组100的配合，不但能依预先的数值设定，而配合所欲喷涂的工作而调整该工作件80的工作高度、方向、角度，且当要更换不同型式的移动电话外壳进行喷漆作业的操作相当容易，且调整后的高度、方向、角度精准，不需要反复多次调整、试喷，可以确保喷涂品质，且能提升产能。
权利要求1.一种三轴机械手，其特征在于包含 一个机架，具有一支转轴，该转轴具有一条沿一个第一方向延伸的轴线； 一个摆动架，连结于该机架的转轴上； 一个第一驱动单元，安装在该机架与该摆动架之间，且能驱动该摆动架以该轴线为转动中心相对于该机架转动； 一个移动件，能滑动且安装在该摆动架上； 一个第二驱动单元，安装在该摆动架与该移动件之间，且能驱动该移动件沿该摆动架的一个长方向产生位移，该长方向垂直于该第一方向； 一个工作件，连结于该移动件 '及 一个第三驱动单元，安装在该移动件与该工作件之间，且能驱动该工作件相对于该移动件转动。
2.根据权利要求I所述的三轴机械手，其特征在于该第一驱动单元具有一个安装在该机架的第一伺服马达、一支受该第一伺服马达所驱动的蜗杆及一个与该蜗杆啮合且固设在该转轴的蜗轮，该摆动架对应该蜗轮固设于该转轴。
3.根据权利要求2所述的三轴机械手，其特征在于还包含一个第一定位开关组，该第一定位开关组具有两个相间隔且相互之间夹一角度的安装在该机架的第一定位开关及一个固设在该转轴的第一感应件，该第一感应件与所述第一定位开关配合能限制该第一伺服马达驱动该转轴的转动角度。
4.根据权利要求I所述的三轴机械手，其特征在于该第二驱动单元具有一个安装在该摆动架的第二伺服马达、一个受该第二伺服马达所驱动的第一齿形皮带轮、一个轴设在该摆动架的第二齿形皮带轮及一条绕设在该第一齿形皮带轮与该第二齿形皮带轮之间的齿形皮带，该齿形皮带与该移动件连结。
5.根据权利要求4所述的三轴机械手，其特征在于还包含一个第二定位开关组，该第二定位开关组具有两个间隔设置在该摆动架的第二定位开关及一个固设在该移动件的第二感应件，该第二感应件与所述第二定位开关配合能限制该第二伺服马达驱动该移动件的移动距离。
6.根据权利要求I所述的三轴机械手，其特征在于该第三驱动单元具有一个安装在该移动件的第三伺服马达，该第三伺服马达具有一支输出轴，该工作件连结于该输出轴。
7.根据权利要求6所述的三轴机械手，其特征在于还包含一个第三定位开关组，该第三定位开关组具有一个安装在该移动件的第三定位开关，及一个固设在该输出轴与该第三定位开关配合使该第三伺服马达驱动该工作件达到归零定位的第三感应件。
专利摘要一种三轴机械手，包含一个机架、一个连结于该机架的一支转轴的摆动架、一个安装在该机架与该摆动架之间且能驱动该摆动架转动的第一驱动单元、一个安装在该摆动架的移动件、一个安装在该摆动架与该移动件之间且能驱动该移动件位移的第二驱动单元、一个连结于该移动件的工作件及一个安装在该移动件与该工作件之间且能驱动该工作件转动的第三驱动单元。利用该第一驱动单元、该第二驱动单元及该第三驱动单元，能使该摆动架、该移动件及该工作件达到控制动作目的。
文档编号B05B13/02GK202570493SQ20122017160
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者侯凯元 申请人:孟申机械工厂股份有限公司