CN104511783B - 用于加工机的机械手臂 - Google Patents
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Abstract
一种用于加工机的机械手臂，包含有一马达、一花键螺杆，以及一连接马达且套设于花键螺杆的滚珠螺帽，当马达启动时即能同步带动滚珠螺帽转动，接着花键螺杆会再带动一活动腕座作直线运动，使活动腕座同步带动一拉杆移动，直到一设于拉杆的挡止件抵靠于一固定座时，活动腕座会受到拉杆的拉动而带动夹具进行枢转动作。
Description
技术领域
本发明与加工机有关，尤指一种用于加工机的机械手臂。
背景技术
在与机械人相关的技术领域中，尤其是机械手臂早已应用在许多自动化工厂，举例来说，日本特开平11-77566号专利案所揭露的机械手臂能够做出升降、摆动及左右翻面等动作来对玻璃基板进行夹取，以便达到运送玻璃基板的目的，然而此一现有机械手臂需要使用至少三组伺服马达的配合才能完成前述复杂动作，造成整体的制作成本过高而不利于大量使用。除此之外，日本实开平4-109815号专利案所揭露手臂夹持机构能够让手臂依各种状况变换姿势，以便对摆设于不同方向的工件进行夹取动作，使工件可以维持在同一状态下进行加工，但是此一现有手臂仅用单一旋转轴进行翻转，在作业效率上稍嫌不足而有待改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于加工机的机械手臂，其能降低制造成本及提升作业效率。
为了达成前述主要目的，本发明的机械手臂包含有一固定座、一驱动装置、一线性传动装置、一抓取装置，以及一定位装置。该驱动装置具有一马达、一第一皮带轮、一第二皮带轮，以及一传动皮带，该马达设于该固定座且具有一驱动轴，该第一皮带轮可原地转动地设于该固定座内且连接该马达的驱动轴，该第二皮带轮可原地转动地设于该固定座内，该传动皮带连接该第一、第二皮带轮，使该第一、第二皮带轮能同步转动；该线性传动装置具有一花键螺杆、一滚珠螺帽，以及一花键套筒，该花键螺杆 可轴向移动地穿设于该固定座，该滚珠螺帽连接该驱动装置的第二皮带轮且套接于该花键螺杆，该花键套筒固定于该固定座且套接于该花键螺杆，使得该滚珠螺帽能通过该第二皮带轮的驱动而带动该花键螺杆上下移动；该定位装置具有一拉杆及一挡止件，该拉杆可轴向移动地穿设于该固定座，该挡止件径向地穿设于该拉杆且可分离地抵止于该固定座；该抓取装置具有一活动腕座及一连接活动腕座的夹具，该活动腕座具有一第一枢接部及一第二枢接部，该第一枢接部枢设于该线性传动装置的花键螺杆的底端，该第二枢接部枢设于该定位装置的拉杆的底端，使得该活动腕座能与该花键螺杆同步上下移动，并且在该挡止件抵靠于该固定座时被该拉杆所拉动而带动该夹具进行枢转。
较佳地，该固定座的顶面具有一卡槽，该卡槽供该挡止件嵌卡，用以限制该拉杆的行程。
较佳地，该拉杆具有一轴向沟槽、一连通该轴向沟槽的螺孔，以及一连通该轴向沟槽的弹簧槽，该轴向沟槽供该挡止件穿设，该定位装置还具有一调整螺栓及一第一压缩弹簧，该调整螺栓螺设于该拉杆的螺孔且抵止于该挡止件，该第一压缩弹簧设于该拉杆的弹簧槽内且推项于该挡止件，如此可以通过改变该挡止件的位置而调整该拉杆的向下位移量。
较佳地，该拉杆的底端具有一凸缘，该定位装置还具有一第二压缩弹簧，该第二压缩弹簧套设于该拉杆且抵接在该固定座与该拉杆的凸缘之间，用以提供弹力而维持该抓取装置的水平。
附图说明
为能更清楚地说明本发明，以下结合较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中：
图1为使用本发明的加工机的立体图。
图2为本发明的立体图。
图3为本发明的侧视图。
图4类同于图3，主要显示花键螺杆往下移动后的状态。
图5类同于图1，主要显示夹具枢转后的状态。
具体实施方式
请参阅图1及图2，图中所示的加工机10主要包含有一机台11，机台11的一侧面设有一夹头12，机台11的顶面设有相互枢接的一第一移动手臂13及一第二移动手臂14，第一、第二移动手臂13、14的顶面分别安装有一伺服马达15作为动力来源。请再参阅图2及图3，本发明的机械手臂17包含有一固定座20、一驱动装置30、一线性传动装置40、一定位装置50，以及一抓取装置60。
请配合参阅图2及图3，固定座20在本实施例中系固定在加工机10的第二移动手臂14的一端，但不以此为限。
请配合参阅图3，驱动装置30具有一马达32、一第一皮带轮34、一第二皮带轮36，以及一传动皮带38。马达32固定于固定座20的顶面且具有一伸入固定座20内的驱动轴322；第一皮带轮34可原地转动地安装于固定座20内且连接马达32的驱动轴322；第二皮带轮36可原地转动地安装于固定座20内且与第一皮带轮34之间保有一段距离；传动皮带38连接第一、第二皮带轮34、36。
线性传动装置40具有一花键螺杆42、一滚珠螺帽44，以及一花键套筒46。花键螺杆42以平行于马达32的驱动轴322的方式穿设于固定座20，并且穿经第二皮带轮36而伸出固定座20的底面外；滚珠螺帽44可原地转动地安装于固定座20内且连接驱动装置30的第二皮带轮36且套接于花键螺杆42；花键套筒46固定于固定座20且套接于花键螺杆42且位于滚珠螺帽44的上方。
定位装置50具有一拉杆52、一挡止件53、一调整螺栓54，以及一第一压缩弹簧55。拉杆52可轴向移动地穿设于固定座20，而且，拉杆52具有供挡止件53径向穿设的一轴向沟槽522，使得挡止件53能通过拉杆52的下移而嵌设于固定座20的卡槽22内，用以限制拉杆52的行程。此外，拉杆52还具有一连通轴向沟槽522的螺孔524及一连通轴向沟槽522的弹簧槽526，调整螺栓54螺设于螺孔524内且抵止于挡止件53的顶面，第一压缩弹簧55容设于弹簧槽526内且推项于挡止件53的底面，由此，当旋紧调整螺栓54时，挡止件53会被调整螺栓54所抵压而沿着轴向沟槽522往下移动，当旋松调整螺栓54时，挡止件53会被第一压缩弹簧55 所推项而沿着轴向沟槽522往上移动。换言之，通过转动调整螺栓54即能改变挡止件53的位置，进而对拉杆52的向下位移量作调整。
抓取装置60具有一活动腕座62及一夹具64。活动腕座62具有一第一枢接部622及一第二枢接部624，第一枢接部622枢设于线性传动装置40的花键螺杆42的底端，第二枢接部624枢设于定位装置50的拉杆52的底端；夹具64连接在活动腕座62背对加工机10的夹头12的一侧面。
请参阅图3及图4，当马达32开始启动时，马达32的驱动轴322会先带动第一皮带轮34转动，第一皮带轮34会通过传动皮带38同步带动第二皮带轮36转动，接着第二皮带轮36会再同步带动滚珠螺帽44转动，在此情况下，花键螺杆42一方面会受到滚珠螺帽44的驱动，另一方面会受到花键套筒46的限制，使得花键螺杆42只能产生轴向运动而不会产生旋转运动。在花键螺杆42逐渐往下移动的过程中，抓取装置60会同步往下移动且同时带动拉杆52往下移动，直到挡止件53嵌卡于固定座20的卡槽22内时，如图4所示，花键螺杆42仍旧会持续往下移动，但此时的活动腕座62会受到挡止件53的阻挡而无法随着花键螺杆42下移，由于活动腕座62的第一、第二枢接部622、624之间相隔有一段距离，所以活动腕座62在花键螺杆42持续下移的过程中会带动夹具64朝加工机10的夹头12的方向产生枢转，如图5所示，使夹具64将放置夹头12上的工件(图中未示)取下。待夹具64将工件取下之后，接着再控制马达32反转，使花键螺杆42往上移动而驱动夹具64朝远离夹头12的方向枢转，并且再连同拉杆52带动抓取装置60上移至如图3所示的初始位置，随后再由加工机10的伺服马达15驱动第一、第二移动手臂13、14，使工件能够移动到适当的位置进行放置。
值得一提的是，为了让抓取装置60在未作动时能够保持良好的水平位置，定位装置50更提供一第二压缩弹簧56，第二压缩弹簧56套设于拉杆52且抵接在固定座20与拉杆52的一凸缘528之间，用以对活动腕座62提供适当的推力而有效维持抓取装置的平衡。此外，加工机10的第二移动手臂14与本发明的固定座20可以共同罩设一保护罩16，使驱动装置30、线性传动装置40及定位装置50均位于保护罩16内，以避免前述组件受到落尘、异物或其他杂物的影响而损坏。
综上所述，本发明的机械手臂17运用驱动装置30、线性传动装置40及定位装置50之间的搭配即能简易地达成让抓取装置60进行上下移动及枢转的动作，与现有专利案相比之下，本发明的机械手臂17确实能够解决制造成本过高及作业效率低落的问题，以有效达到本发明的目的。
Claims (4)
1.一种用于加工机的机械手臂，包含有：
一固定座；
一驱动装置，具有一马达、一第一皮带轮、一第二皮带轮，以及一传动皮带，该马达设于该固定座且具有一驱动轴，该第一皮带轮可原地转动地设于该固定座内且连接该马达的驱动轴，该第二皮带轮可原地转动地设于该固定座内，该传动皮带连接该第一、第二皮带轮；
一线性传动装置，具有一花键螺杆、一滚珠螺帽，以及一花键套筒，该花键螺杆可轴向移动地穿设于该固定座，该滚珠螺帽连接该驱动装置的第二皮带轮且套接于该花键螺杆，该花键套筒固定于该固定座且套接于该花键螺杆；
一定位装置，具有一拉杆及一挡止件，该拉杆可轴向移动地穿设于该固定座，该挡止件径向地穿设于该拉杆且可分离地抵止于该固定座；以及
一抓取装置，具有一活动腕座及一连接活动腕座的夹具，该活动腕座具有一第一枢接部及一第二枢接部，该第一枢接部枢设于该线性传动装置的花键螺杆的底端，该第二枢接部枢设于该定位装置的拉杆的底端。
2.如权利要求1所述的用于加工机的机械手臂，其中该固定座的顶面具有一卡槽，该卡槽供该挡止件嵌卡。
3.如权利要求1所述的用于加工机的机械手臂，其中该拉杆具有一轴向沟槽、一连通该轴向沟槽的螺孔，以及一连通该轴向沟槽的弹簧槽，该轴向沟槽供该挡止件穿设，该定位装置还具有一调整螺栓及一第一压缩弹簧，该调整螺栓螺设于该拉杆的螺孔且抵止于该挡止件，该第一压缩弹簧设于该拉杆的弹簧槽内且推顶于该挡止件。
4.如权利要求1所述的用于加工机的机械手臂，其中该拉杆的底端具有一凸缘，该定位装置还具有一第二压缩弹簧，该第二压缩弹簧套设于该拉杆且抵接在该固定座与该拉杆的凸缘之间。
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