二軸機械臂仍沿用 AutoCAD 二維製圖，五軸機械臂則全面改用 Autodesk Inventor 三維製圖。其整體機構如圖 5.1 所示。
圖 5.1 整體機構
圖 5.2 減速齒輪組
減速齒輪組的設計方式是採用兩階段減速，馬達接第一級的蝸桿 及蝸輪達成 1:30 的減速，此輸出帶動迴轉編碼器並傳到第二級蝸桿
及蝸輪，再獲 1:20 的減速。
三維製圖可以提供極為便利的視覺檢測，藉由迴轉工具可從不同 角度清楚檢視元件的干涉現象，在製造前可消除這方面的困擾。而且 工程圖的展示，亦可提供等角視圖讓加工者或組裝人員有更直覺的認 知。譬如圖 5.3 將組裝好的齒輪組清晰地呈現。
圖 5.3 減速齒輪組工程圖
藉由蝸桿及蝸輪達到 1:300 的減速齒輪組，一方面提昇其力矩到 75kgf-cm，二方面可安裝兩相迴轉編碼器於垂直側。此減速齒輪組安 裝於第一、二軸，因第二軸承載最大的負荷，故規劃兩組減速齒輪組 驅動。為了能穩定整體運作，底盤基座是使用 S45C 的板材。另外，
可移動部份的結構則選擇鋁材製作，並選用自潤軸承藉以減輕馬達負 荷。滾珠軸承有較佳的精度及潤滑度，然而使用滾珠軸承則需設計較 大的安裝空間，接踵而至的是其他結構尺寸也可能隨之加大，重量因
而水漲船高。為了避免上述惡性發展而達到輕負荷的設計，故選用自 潤軸(圖 5.4)。
圖 5.4 第一、二軸結構
第三軸(圖 5.5)與前一章節的理念相同，藉由斜齒輪組改變傳動 軸方向。然而，將減速齒輪組安裝於第二軸支撐點的另一側，利用槓 桿原理平衡另一端的重量。
圖 5.5 第三軸結構
第四、五軸則直接選用附有減速齒輪組的馬達。表 5.1 顯示此機 械臂各軸的轉速及力矩特性。
表 5.1:各軸特性表
Axis Rated Speed
(rpm) Gear Ratio
Output Speed
(rpm)
Output Torque (kgf-cm)
度，完成外觀後。因為太薄會翻轉，造成加工的孔會產生偏移量，所 以需要使用鑚孔固定板固定。
B、底板的製作：
圖 5.7 支撐底板
底板製作前，採用研磨機研磨，去除不規則邊。研磨過後仍有毛 邊或稜角出現時，可用筆型砂輪機去掉。目的是使板件表面更平滑，
為了節省加工時間我們採用面銑刀銑製，採用大進給的方式，製作時 有凹凸不平的角度或是深孔加工部分採用端銑刀，改採小進給，主要 是確保刀具壽命，圓孔或偏孔部分由立式鑽床鑽孔，最後塗上黃油，
以防止生鏽。
C、迴轉座的製作：
材料放置於 3 爪車床，避免工件表面有傷痕，我們在每各夾爪上 放置墊片。為了節省多餘的製作時間，我們選擇 Φ35 鑽頭，目的是 粗加工一次完成，之後選擇內孔車刀加上太古油採右側進給，主要是
要讓內部表面光滑，使配合件不會卡損。中央凹槽部分，採取二點定 位方式來鑽孔，是為了對準相互結合的機件。
圓環及套統部分；其製作要領是考慮同心度，讓鑽孔跟原工件孔 中心能同一點，我們採取的方法是由三爪車床的另一端由尾座頂心頂 住，確保圓環及套統同心度，然後車削工件端面=>外徑即可完成。
圖 5.8 圓環及套筒加工件
D、中心軸的製作：
圖 5.9 傳動軸工件
採用低轉數 600rpm 捨棄式刀具粗車，主要是捨棄式刀具耐高
溫、耐磨耗與耐衝擊。當加工件剩下約 1mm 左右時，採用碳化物 P 類 (藍色)精車，需轉數約 1200rpm，以達到美觀與細膩。由於傳動軸必 須與孔配合，故加工精度為正負 0.02mm，採用的量具為外分厘卡，
測量精度為 0.01mm。
E、框架及鋁塊的製作：
為了節省時間和避免材料的浪費，我們採用銑床的分度頭來劃分 六個孔，各為 60 度，繞圓週順時鐘分別鑽孔來進行。鋁塊中心部份，
使用Φ40mm 對準孔中心貫穿，最後再檢查各孔是否有偏移。
框架製作方式先放置銑床上設定刀具路徑，由短邊銑製到長邊，
做好基準面。完成外觀後，中間凹槽部分採用Φ15~Φ16 端銑刀銑製，
約一~二次就完成，有彎角或稜角的地方可採用側銑或是用 T 形銑刀 可完成，最後要預留加工裕度，才好精加工。
圖 5.10 鋁製框架
F、固定板的製作：
馬達為了能貼合在支撐臂上，我們製作固定板。首先從剪床把大 概外型尺寸剪切下來，之後再經過壓床的壓製。為了考慮會有變形量 產生，壓床的壓製角度設定在 90 度，外形完成後，最後使用筆型研 磨機去除稜角及毛邊。
圖 5.11 第四臂固定板
歷經上述的努力，終於完成所有相關零件的製作(圖 5.12)，再將 之組成完整的機械臂(圖 5.12)，而機構部份至此大功告成。
圖 5.12 整體零件與機械臂實體