[发明专利]一种基于并联驱动机构的特钢棒材表面修磨机器人

说明书

本发明公开一种基于并联驱动机构的特钢棒材表面修磨机器人，包括五自由度修磨机械臂、桁架、移动平台及控制器、棒材升降机构和辊道，所述桁架上活动安装有移动平台及控制器，且移动平台及控制器下方安装有五自由度修磨机械臂，所述桁架的下方位置处设有棒材升降机构和辊道，且棒材升降机构和辊道均设有多组；本发明的五自由度修磨机械臂结构紧凑，满足修磨作业要求的同时，可提供足够的刚度以确保完成钢材表面缺陷去除这一任务，结合六维力传感器的测量结果，末端动态响应好，可精准控制修磨过程，灵活调整末端打磨片的位姿，实现高精度定位，方便根据缺陷的种类灵活变换修磨工艺以高质量地完成修磨作业。

技术领域

本发明涉及冶金材料加工技术领域，尤其涉及一种基于并联驱动机构的特钢棒材表面修磨机器人。

背景技术

钢铁工业是自动化程度较高的流程工业之一，其中，特钢是高端制造装备的基础材料。合金钢、不锈耐热钢、高温合金、粉末冶金、功能材料、难熔金属、钛合金等特钢品种是航天、航空、兵器、舰船、核能、电子、国防建设等军工部门所必需的军用冶金材料，其快速发展对促进航天、航空、舰船、兵器、核技术等领域装备的更新换代、性能升级以及国产化产品的国际竞争力意义重大。

目前，在特钢棒材精整过程中，一旦棒材表面出现裂纹等缺陷，或者探伤不合格，直接进行降规格处理，进行环剥，切削大量的表层金属，现有修磨机床修磨后，钢材的表面质量存在粗糙度值高，无法控制残余应力的方向，同时在磨削过程中存在烧伤发蓝等表面质量问题，严重制约着棒材的使役性能，因此，本发明提出一种基于并联驱动机构的特钢棒材表面修磨机器人以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于并联驱动机构的特钢棒材表面修磨机器人，该基于并联驱动机构的特钢棒材表面修磨机器人方便根据缺陷的种类灵活变换修磨工艺以高质量地完成修磨作业，在一定程度上解决现有机构累计误差大，修磨作业质量不可控的问题，同时可避免因面磨削而导致的表面烧伤，发蓝现象的发生，可高效完成钢材表面缺陷修磨。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于并联驱动机构的特钢棒材表面修磨机器人，包括五自由度修磨机械臂、桁架、移动平台及控制器、棒材升降机构和辊道，所述桁架上活动安装有移动平台及控制器，且移动平台及控制器下方安装有五自由度修磨机械臂，所述桁架的下方位置处设有棒材升降机构和辊道，且棒材升降机构和辊道均设有多组；

所述五自由度修磨机械臂包括安装平台和第一转动副，所述安装平台通过螺栓固定于移动平台及控制器下方，且安装平台的两端均铰接有第一转动副，两组所述第一转动副下均安装有第一电缸，且两组所述第一电缸的输出端均设有第二转动副，两组所述第二转动副上均铰接有第一连杆，且两组所述第一连杆的下端均通过第一球面副连接有第二连杆，所述第二连杆下端设有第三转动副，所述安装平台下端的两侧均通过第二球面副连接有第二电缸，且第二电缸的输出端设有第四转动副，所述第三转动副和第四转动副下铰接有动平台。

进一步改进在于：两组所述第一连杆的上端均设有第五转动副，且两组所述第五转动副上铰接有第三连杆，所述第三连杆上设有第六转动副，所述安装平台内部设有第一驱动电机，且第一驱动电机的输出端与第六转动副连接。

进一步改进在于：所述动平台上通过中间连接件安装有六维力传感器，且六维力传感器外套设有保护罩，所述动平台中部设置有通孔并安装磨削电主轴，所述磨削电主轴远离修磨端与六维力传感器连接，靠近修磨端安装有打磨片。

进一步改进在于：所述桁架包括立柱和齿条，所述齿条安装在立柱的上方，且齿条的内侧为齿，所述齿条的顶部设有滑轨。

进一步改进在于：所述移动平台及控制器包括平台安装板，所述平台安装板底部的两侧均设有与滑轨相适配的滑槽，所述平台安装板顶部的两侧均设有第二驱动电机，且第二驱动电机的输出端设有减速器，所述减速器的输出端贯穿平台安装板设有齿轮，且齿轮与齿条相适配，所述平台安装板上的中间位置处设有控制器，且控制器与五自由度修磨机械臂电性连接。