CN105014507A - 一种用于磨削加工的新型3p3r机器人 - Google Patents
一种用于磨削加工的新型3p3r机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明特提出了一种新型3P3R磨削机器人，该磨削机器人具有人工磨削的灵巧性和柔顺性，亦具有机床的刚性精密定位性能。该机器人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动机直驱带动滚珠丝杠，由直线导轨导向，后三个关节均由电动机带动转盘转动。该磨削机器人系统结构简单且刚性强，克服了传统臂式机器人刚性弱和精度低的问题，能够实现具有各种复杂曲面特征的工件磨削和抛光加工。
Description
技术领域
此发明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，本发明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。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：本发明主要包括六个关节，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。
本发明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。
Claims (7)
1.一种用于磨削加工的新型3P3R机器人，其特征在于，该机器人采用箱体设计。
2.一种用于磨削加工的新型3P3R机器人，其特征在于，该机器人手臂采用直角坐标的平移构型和回转构型相结合的方式，前三个为彼此正交的平移关节，后三个为彼此正交，且可360度回转的关节。
3.一种用于磨削加工的新型3P3R机器人，其特征在于，电机与输出轴之间通过精密行星齿轮减速器或精密谐波减速器传动。
4.根据权利要求1所述的新型3P3R机器人，其特征在于，包括底座（104）和升降台（302），均采用空心箱体设计，提高了机器人的整体刚性。
5.根据权利要求2所述的新型3P3R机器人，其特征在于，包括六个由交流伺服电机驱动的3个平移关节和3个回转关节，扩展了机器人的工作空间和灵活磨削的姿态空间。
6.根据权利要求2所述的新型3P3R机器人的关节，其特征在于，前三个关节由交流伺服电机驱动滚珠丝杠传动，由直线导向轨道导向，分别来完成沿X、Y、Z轴的平移运动，后三个关节由交流伺服电机驱动转盘来完成磨削方向的调整且可以实现360度整圈回转，扩大了机器人的姿态空间。
7.根据权利要求3所述的新型3P3R机器人，其特征在于，交流伺服电机与输出轴之间通过精密行星轮减速器或精密谐波减速器后直接传动，降低输入电机的额定功率，输入齿轮误差对传动的影响，提高机器人的打磨加工精度。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201410155084.6A CN105014507A (zh) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 一种用于磨削加工的新型3p3r机器人 |
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| CN201410155084.6A CN105014507A (zh) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 一种用于磨削加工的新型3p3r机器人 |
Publications (1)
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| CN105014507A true CN105014507A (zh) | 2015-11-04 |
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| CN201410155084.6A Pending CN105014507A (zh) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 一种用于磨削加工的新型3p3r机器人 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN105014507A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110814897A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-21 | 广东博智林机器人有限公司 | 打磨机器人 |
| CN115070783A (zh) * | 2021-03-11 | 2022-09-20 | 湖南全宇工业设备有限公司 | 一种用于铸件清理加工的3t3r机器人及铸件加工系统 |
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2014
- 2014-04-18 CN CN201410155084.6A patent/CN105014507A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151104 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |