[实用新型]一种用于磨削加工的新型3P3R机器人

说明书

技术领域

此实用新型涉及一种用于磨削加工的新型3P3R机器人，属于磨削加工设备领域。

技术背景

当前，在航空和航天叶片、汽轮机叶片、水轮机叶片、风车叶片、钛合金人造关节、洁具、数码家电和文体用品等制造领域，产品的曲面越来越复杂，精确程度要求越来越高，传统的机械加工及手工操作已不能满足要求。

一方面，国外拥有5轴CNC磨削抛光中心，且对我国实施技术封锁。与通用工业机器人相比，5轴CNC磨削抛光中心不足之处表现在：柔性低，不适合当前各种复杂曲面磨削加工的现状；加工成本高，工件的磨削质量严重依赖操作者的操作水平和经验。这些不足限制了 5轴CNC磨削抛光中心在复杂曲面加工中的普及。

另一方面，通用工业机器人，由于绝对定位精度有限、灵活工作空间局限和操作臂刚度低等三大原因，仅适合于大轮廓、平坦曲面和软材质工件等较低精度的曲面磨削加工。

发明内容

鉴于上述技术背景，本实用新型提出了适合于曲面磨削加工的 3P3R 磨削机器人操作臂的新构型，主要解决传统磨削加工机器人对磨削加工的两个难点，使其具有人力磨削的灵巧性和柔顺性，也具有机床的刚性精密定位性能。另外，还解决了在磨削加工中不能适应复杂曲面加工，摆脱了复杂曲面加工主要靠人力的现状。

本实用新型的目的是通过下列技术方案实现的：本实用新型主要包括六个关节，第一关节实现末端延X轴平移运动，第二关节实现末端延Y轴平移运动，第三关节实现末端延Z轴平移运动, 彼此正交的第四关节、第五关节和第六关节通过各自的360°旋转实现末端的姿态调整。工件则装卡在机器人末端。前三个关节均采用交流伺服电机直驱带动滚珠丝杠传动，由直线导轨导向，后三个关节均由电机带动转盘转动。

本实用新型3P3R机器人的优点在于：具有移动关节行程大、传动环节短；回转关节结构紧凑、操作臂刚度大；整体定位精度高、姿态空间大等突出优点。对于提升我国打磨制造业的装备水平，突破复杂曲面材料难以加工的加工工艺，具有极大的推动作用，尤其是在提升航空和航天叶片、汽轮机叶片、水轮机叶片、风车叶片、钛合金人造关节、洁具、数码家电和文体用品等制造领域、高端模具领域涉及的复杂曲面精密加工和深度加工具有深远意义。

附图说明

图1是本新型3P3R机器人的整体结构三维视图；

图2是本新型3P3R机器人的整体结构侧视图；

图3是本新型3P3R机器人机械臂局部视图。

具体实施方式

请参阅图1-图3，本发明包括六个关节，第一关节固连在机器人底座（104）箱体上，由交流伺服电动机（101）驱动滚珠丝杠（102）完成沿X轴方向的平移运动，并由导向轨（103）进行导向，来满足机器人对X轴方向的进给加工。第二关节也固连在机器人底座（104）上，由交流伺服电动机（201）驱动滚珠丝杠（202）完成沿Y轴方向的平移运动，并由导向轨（203）进行导向，来满足机器人对Y轴方向的进给加工。第三关节固连在机器人竖直箱体（302）上，由交流伺服电动机（301）驱动滚珠丝杠（303）完成沿Z轴方向的平移移动，并由导向轨（304）进行导向，来满足机器人对Z轴方向的进给加工。第四关节固连在机器人竖直箱体（302）上，由交流伺服电动机（401）驱动转盘（402）且转盘可以实现360度整圈回转。第五、六关节采用和第四关节同样的由交流伺服电动机（501）和（601）驱动转盘（502）和（602）的驱动方式。上述六个关节即保证加工行程又保证加工姿态空间大，并且平移关节采用箱体结构，提高了机器人的结构刚性，满足对软材质和硬材质零件的打磨加工。