[发明专利]一种专用叶片砂带抛磨机器人

说明书

本发明公开了一种专用叶片砂带抛磨机器人，包括四自由度叶片夹持机构，四自由度叶片夹持机构上设有叶片夹具，叶片夹具上装夹有叶片；还包括二自由度砂带磨削机构，二自由度砂带磨削机构对叶片夹具上的叶片进行磨削。本发明解决了由于传统工业机器人刚性弱和运动精度低，导致的叶片加工精度难以保证；同时能够实现叶片叶背、叶腹、前后缘、榫头R转角以及榫头底座这些抛磨区域一次装夹定位。

技术领域

本发明属于叶片专用砂带抛磨技术领域，涉及一种专用叶片砂带抛磨机器人。

背景技术

近年来工业机器人凭借高度柔性、成本低、操作简便的优点，广泛应用于叶片抛磨领域。砂带磨削具有弹性加工特性，对于叶片这种弱刚性的复杂型面轮廓的光顺过渡具有很好的拟合效果，因此广泛应用于叶片等复杂曲面轮廓的零件磨削加工阶段。传统的机器人砂带抛磨系统采用6自由度工业机器人与固定的砂带磨削机构结合，工业机器人手持待加工叶片，通过位姿的调整实现叶片的加工。机器人叶片砂带抛磨方式仍属于新兴领域，机器人叶片磨削加工技术是在已有的磨削技术上发展的，更多的是针对机器人与叶片二者作为结合体所具有的特点来研究，比如弱刚性和相对于机床的低的运动精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种专用叶片砂带抛磨机器人，解决了由于传统工业机器人刚性弱和运动精度低，导致的叶片加工精度难以保证的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种专用叶片砂带抛磨机器人，包括四自由度叶片夹持机构，四自由度叶片夹持机构上设有叶片夹具，叶片夹具上装夹有叶片；

还包括二自由度砂带磨削机构，二自由度砂带磨削机构对叶片夹具上的叶片进行磨削。

本发明的特点还在于：

四自由度叶片夹持机构包括立柱，立柱的内侧沿竖直方向设有丝杠，丝杠的顶部设有伺服电机，丝杠位于立柱的中心处，丝杠的相对两侧分别沿竖直方向设有导轨，两个导轨分别与两个滑块配合，两个滑块分别位于大臂一侧的相对两端，大臂的内侧中部还连接有丝杠螺母，丝杠螺母与丝杠配合；

大臂的另一侧设有肩关节伺服电机；肩关节伺服电机的输出端连接手肘臂的一端；手肘臂的另一端设有肘关节伺服电机，肘关节伺服电机连接手腕臂，手腕臂上安装有力矩电机，力矩电机上安装有叶片夹具。

伺服电机通过法兰与手肘臂连接，伺服电机输出轴与谐波减速器连接，谐波减速器的输出轴与手腕臂通过腕臂键连接。

二自由度砂带磨削机构包括三相异步电机，三相异步电机安装在基座上，三相异步电机的输出轴通过联轴器连接轴的一端，轴的另一端通过键I连接有锥齿轮I，锥齿轮I与锥齿轮II啮合，锥齿轮II通过键II连接在锥齿轮轴的一端；锥齿轮轴的另一端的轴端锥齿轮与锥齿轮III啮合，锥齿轮III通过键III连接在轴A上，锥齿轮III通过键III将运动传递给轴A，轴A通过键A与齿形同步带轮A连接；齿形同步带轮A通过齿形带连接齿形同步带轮B，齿形同步带轮B通过键C连接在轴B41，轴B通过键D连接驱动轮，驱动轮上设有砂带。

轴上还同轴安装有锥齿轮B，锥齿轮B与锥齿轮A啮合，锥齿轮A通过键F安装在轴C上，轴C通过联轴器A与伺服电机B连接；伺服电机B通过法兰B与外壳C固定连接；锥齿轮B通过螺钉与谐波减速器波发生器A连接，谐波减速器钢轮A与壳体C连接，谐波减速器输出柔轮A与壳体A连接，轴的一端伸入壳体A内。

壳体A通过法兰C与伺服电机连接，伺服电机A输出轴通过键E与锥齿轮C连接，锥齿轮C与锥齿轮D啮合，锥齿轮D与谐波减速器波发生器B连接，谐波减速器钢轮B与壳体A固定连接，谐波减速器输出柔轮B与壳体固定连接。

本发明的有益效果如下：

1.在2自由度机械臂内部传动设计中，为降低机械臂整体的转动惯量，减轻整体质量，将驱动砂带转动的三相异步电动机固定于立柱上，不随机械臂的运动而发生位置改变，以达到更好的加工效果，因此在其他动力元件和传动元件的布置上与传统机械臂有所差异。