CN105773605B

CN105773605B - 臂移位机构

Info

Publication number: CN105773605B
Application number: CN201610009397.XA
Authority: CN
Inventors: 萨米尔·科尔卡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2036-01-07
Also published as: CN105773605A

Abstract

公开了用于移位机器臂的臂移位机构。所述臂移位机构包括多个臂；导杆，配置为与所述多个臂中的一个接合，且与滚珠丝杆驱动器连接；与所述滚珠丝杆驱动器连接的伺服马达，其有角度地转动所述滚珠丝杆驱动器以执行线性移位。进一步地，所述臂的每一个包括用于将工件保持在预定位置的夹爪对，且所述臂通过用于将所述臂与臂夹板夹紧的一对液压操作的臂夹紧气缸与臂夹板连接。而且所述臂夹紧气缸对释放以执行线性移位，且所述伺服马达基于计算机数控程序被驱动。

Description

臂移位机构

交叉引用相关申请和优选权

本申请要求从印度临时专利申请号：85/MUM/2015，日期为2015年1月9号的优先权。

技术领域

在此描述的本主题一般涉及移位机构，更具体地涉及用于移位机器臂的臂移位机构。

背景技术

精密磨削工艺是用于改善部件表面和几何形状的金属加工工艺。精密磨削工艺使用特殊的加工石，极其精密的加工带以及受控的材料去除。为了去除以前的工序如磨削造成的易碎无定形层，将轻微的压力以相对大的接触面积施加在部件表面。为此，一般适用精密磨削机。精密磨削机的工具和部件以特定的方式布置，随后以大约100rpm反向旋转。而且，保持超精加工材料的臂被称作臂。所述臂通过两个夹爪(即分别为上夹爪和下夹爪)确保适当夹持部件以对其精密磨削。根据被精密磨削的部件和目标而变化的因素，包括接触压力、转速、工具粒径和许多其它。

在部件表面上合适定位精密磨削臂是精密磨削工艺中非常关键的步骤。在现有的精密磨削机中，根据部件/工件的尺寸/设计使用机械垫片手动定位臂。机器的这种手动调整通常耗时2到3小时并且牵涉到人为误差可能性的增加。而且，一些现有的精密磨削机易提供自动臂间隔。然而，这种基于凸轮的自动臂间隔技术的使用具有局限性，如所述技术可能仅用于两机轴的变体，并且臂的移位仅可达几毫米。

发明内容

在描述本系统和方法之前，应理解的是本申请不限于所描述的特定的系统和方法，因为可以有多个没有在本公开中明确说明的可能的实施方式。还应该理解的是在说明书中使用的术语仅用来描述特定的实施或版本或实施方式，并非意在限制本申请范围。提供此发明内容用于介绍与臂移位机构相关的方面。本发明内容并非意在鉴定所要求保护的主题的必要特征，也并非意在用于决定或限制所要求保护的主题的范围。虽然在此所述臂移位机构的目的和作用是将其用在精密磨削类工作中作为实例，但是所述臂移位机构也可用于随着工件几何结构的变化周期性保持可变距离的其他机器中，例如曲柄圆角辊压机和曲柄感应淬火机。

在一个实施方式中，公开了臂移位机构。所述臂移位机构包括多个臂。该臂的每一个进一步包括将工件保持到预定位置的夹爪对，且所述臂通过用于将臂与臂夹板夹紧的一对液压操作的臂夹紧气缸与臂夹板连接。进一步地，所述臂移位机构包括导杆。所述导杆可配置为与多个臂的一个臂接合，也可与滚珠丝杆驱动器连接以用于基于滚珠丝杆驱动器角旋转执行臂的线性移位。所述臂夹紧气缸释放以执行线性移位。而且，所述臂移位机构包括伺服马达。所述伺服马达可与滚珠丝杆驱动器112连接并可基于计算机数控程序被驱动。所述计算机数控程序可包括基于工件的几何结构的臂移位的线性距离。进一步地，所述伺服马达使滚珠丝杆驱动器有角度地旋转。

在一个实施方式中，公开了基于臂移位机构将机器的臂移位的方法。所述方法包括将多个臂的臂与导杆(guide road)连接以执行基于与所述臂相关的臂夹板释放的臂的线性移位。进一步地，释放解除了对臂的锁定。该臂的每一个包括将工件保持在预定位置的一对夹爪，其中所述臂可通过用于将臂与臂夹板夹紧的一对液压操作的臂夹紧气缸与臂夹板连接。所述方法进一步地包括驱动伺服马达。所述伺服马达可基于计算机数控程序被驱动。进一步地，所述计算机数控程序可包括基于工件的几何结构的臂移位的线性距离。所述方法进一步包括基于驱动使与伺服马达连接的滚珠丝杆驱动器旋转。进一步地，旋转可与线性距离成正比例。所述方法进一步包括沿着导杆基于旋转使与滚珠丝杆驱动器线性连接的臂移位。

附图说明

参考附图对说明书详细描述。图中，附图标记最左边的数字表示其中所述附图标记第一次出现的图。在所有图中使用的相同的数字代表相同的特征和部件。

图1示出根据本主题的实施方式的用于移位机器臂的臂移位机构。

图2(a)和2(b)详细示出根据本公开的实施方式的臂移位机构的各种部件。

图3示出根据本发明的实施方式的基于臂移位机构的移位机器臂的方法。

具体实施方式

一般地，精密磨削的进行是为了完成对工件表面的超精加工。精密磨削可使用与精密磨削机臂组的每个臂连接的带/膜进行。在精密磨削过程中由于工件的运动在工件上出现交叉影线。与每个臂连接的研磨件的几何结构可随工件的几何结构而定。可使用润滑剂以最小化在臂和工件配合的接合处的产热。而且，润滑剂可带走废料。因此，通过进行精密磨削，精密磨削过程去除无定形层，即由磨削引起的热损伤表面层。此外，根据工件的几何结构，精密磨削机臂的位置可能必须改变到新位置。这是因为随着工件的改变，两个连续的臂之间的距离必须相应地改变。因此，在改变臂位置的常规方法中，使用手动可更换的臂垫片或基于自动凸轮的机构可以使臂移位。然而，手动移位臂可能消耗无法承受的更长的时间。而且，基于自动凸轮的机构造成限制移位距离不超过几毫米的局限性。

根据本公开的实施方式，公开了用于移位机器臂的臂移位机构。在一个实施方式中，臂移位机构包括多个臂。上述机构可包括由CNC程序控制的伺服马达，以将多个臂移动到使用者所需的位置。通过引入臂移位机构，精密磨削机臂移位机构消除了臂移位时间和距离限制的问题。进一步地，自动臂移位机构的详细操作将在以下段落中详细解释。

图1示出了用于移位机器臂102的臂移位机构100。臂移位机构100可包括统称为臂组的多个臂。臂组可进一步包括臂102。进一步地，臂移位机构可包括臂夹板104、臂夹紧气缸106、导杆108和与滚珠丝杆驱动器112连接的伺服马达110。在实施方式中，臂移位机构可包括4到14个臂102。臂移位机构100的臂组的每个臂102可以进一步包括分别由上夹爪和下夹爪组成的一对夹爪。每个夹爪对可作为保持臂将工件保持在所需的位置。图1中示出的臂102在打开位置，即工件未被保持。为了保持住工件，臂102的夹爪对可通过120度的角运动朝向彼此移动。臂102可通过臂夹紧气缸106被臂夹板104保持住或夹住。进一步地，每个臂在臂夹板104的两侧可具有一对分开的臂夹紧气缸。所述臂夹紧气缸106可配置为用臂夹板104锁定臂的位置。在实施方式中，为了锁定臂的位置，可适配液压操作的臂夹紧气缸106。一旦液压操作的臂夹紧气缸106被驱动，可将臂牢牢固定到臂夹板104。而且，位置锁定气缸114可适配以锁定除了机器操作者想要移动到左边或右边的臂之外的所有臂。每个臂之间的间隔可由工件的形状和长度，即工件的几何结构决定。相应地，可使用伺服马达110和滚珠丝杆驱动器112的在导杆之上移位臂102。

在另一个实施方式中，伺服马达110可通过CNC控制器(图1中未示出)由CNC程序控制。可使CNC控制器能够控制伺服马达，其依次进一步控制滚珠丝杆驱动器112的运动。可通过所需角度量使用伺服马达110旋转滚珠丝杆驱动器112。滚珠丝杆驱动器112的旋转能够使臂102移位。本公开披露了通过臂夹板104将臂自动移位到所需位置的机构。使用下文中图2(a)详细解释臂的移位。

目前参考图2(a)，臂102可进一步包括一对夹爪。根据本发明的实施方式，臂102的一个臂的上夹爪在图2中示出。臂102可通过臂夹紧气缸106对与臂夹板104连接。而且，臂102可与位置锁定气缸114连接。位置锁定气缸114可进一步与导杆108连接。因此，每个臂102以同样的方式可与导杆108连接。导杆108可进一步与滚珠丝杆驱动器112连接以得到在滚珠丝杆驱动器112的角旋转时臂102的线性移位。并且，角旋转可由与滚珠丝杆驱动器112连接的伺服马达110而得到。如图2(b)解释和说明的臂102的移位可通过以下几步完成。

如图2(b)所示的臂移位机构100可设计为以下面这种方式：一次只有一个臂可移位，而其它臂被锁定到臂夹板104。激活所有的臂夹紧气缸106和位置锁定气缸114作为初始条件。在第一步中，臂夹紧气缸106可释放将被移位的臂。通过此，除了一个臂外所有的臂被锁定。在第二步中，使位置锁定气缸114对除了将被移动的臂之外的所有臂释放，以使所述臂与导杆108接合。通过进行第二步，只根据需要移动与导杆接合的臂。在此阶段，所有其他的臂可保持在锁定位置。在最后一步中，通过使用伺服马达110和滚珠丝杆驱动器112可将与导杆108接合的臂移动所需量。伺服马达110可使用CNC程序被驱动，其中CNC程序可包括可将臂移动的量。相应地，伺服马达110可驱动滚珠丝杆驱动器112旋转所需角度，其与在臂夹板104之上的臂的线性位移成比例。到达所需位置之后，可激活臂夹紧气缸106以锁定臂位置，并且所有的位置锁定气缸114被激活。类似地，通过对剩下的臂完成以上步骤，根据加工件的几何结构可将臂102移位到所需位置。同样地，臂组可被移位到所需位置。

在实施方式中，臂移位机构可适配用于可具有多个轴颈和多个销的机轴的精密磨削。根据轴颈和销之间的距离，可调整臂102之间的距离。在另一个实施方式中，如果改变机轴，臂102之间的距离可能必须相应地改变。本公开能够存储用于每个工件(即CNC程序中的轴颈)的距离。

上述示例性实施方式可提供一些优势。虽然不需要实践本公开的方方面面，但是这些优势可包括以下特征提供的优势。

本公开的一些实施方式进一步能够仅在几秒之内改变臂102之间的距离。

本公开的一些实施方式进一步消除了机械臂垫片的使用。

本公开的一些实施方式能够进一步使臂移位无困难。

目前参考图3，显示了根据本主题的实施方式的基于臂移位机构100的移位机器臂102的方法300。方法300可在计算机可执行的命令的一般环境中描述。在基于臂移位机构100的移位机器臂102的方法300中的顺序有局限性，而可以任何顺序结合任何数量的所述方法块以实施方法300或可替代的方法。此外，不脱离此处描述的本主题的精神和范围，可从方法300中删除个别块。而且，为了容易解释，在以下描述的实施方式中，可认为方法300可在上述臂移位机构100中实施。

在块302中，多个臂102的臂102可与导杆接合以基于与臂102有关的臂夹紧气缸106的释放而执行臂的线性移位。进一步地，所述释放对臂102解除锁定。臂102的每一个包括将工件保持到预定位置的夹爪对，并且臂102可通过将臂102与臂夹板104夹紧的一对液压操作的臂夹紧气缸106与臂夹板104连接。

在块304中，可驱动伺服马达。所述伺服马达基于计算机数控程序被驱动。进一步地，计算机数控程序包括基于工件几何结构计算的臂的移位的线性距离。

在块306中，与伺服马达110连接的滚珠丝杆驱动器112可基于驱动而旋转。进一步地，旋转与线性位移成正比例。

在块308中，与滚珠丝杆驱动器112线性连接的臂可基于旋转沿着导杆在线性方向上移位。

上文讨论的示例性实施方式可提供一些优势。虽然不需要实践本发明的方方面面，但是这些优势可包括基于臂移位机构移位机器臂的方法。

虽然基于臂移位机构移位机器臂的方法和系统已经用特定结构特征和/或方法的语言描述，但是应理解的是所附权利要求并无必要局限于所述的特定特征或方法。更确切地说，特定特征和方法是作为基于臂移位机构实施机器臂移位的例子公开。

Claims

1.用于移位机器臂(102)的臂移位机构(100)，所述臂移位机构(100)包括：

多个臂(102)，其中所述臂(102)的每一个包括用于将工件保持在预定位置的夹爪对，且其中所述臂(102)通过用于将所述臂(102)与臂夹板(104)夹紧的一对液压操作的臂夹紧气缸(106)与臂夹板(104)连接；

导杆(108)，配置为与所述多个臂(102)中的一个接合，其中所述导杆(108)与滚珠丝杆驱动器(112)连接以基于所述滚珠丝杆驱动器(112)的角旋转执行所述臂(102)的线性移位，其中所述臂夹紧气缸(106)对释放以执行所述线性移位；和

与所述滚珠丝杆驱动器(112)连接的伺服马达(110)，其中所述伺服马达(110)基于计算机数控程序被驱动，其中所述计算机数控程序包括臂移位的线性距离，其中所述线性距离基于工件的几何结构，且其中所述伺服马达(110)使所述滚珠丝杆驱动器(112)有角度地旋转。

2.根据权利要求1所述的臂移位机构，其中所述臂(102)中的每一个包括在所述臂夹板(104)两侧的一对臂夹紧气缸(106)。

3.根据权利要求1所述的臂移位机构，其中所述臂(102)与气动位置锁定气缸(114)连接以将所述臂(102)与所述导杆锁定。

4.根据权利要求1所述的臂移位机构，其中所述臂移位机构(100)是精密磨削机、曲柄圆角辊轧机和曲柄感应淬火机中的一个。

5.根据权利要求1所述的臂移位机构，其中所述夹爪对包括上夹爪和下夹爪，且其中所述上夹爪和下夹爪基于120度的角运动朝向彼此移动。

6.根据权利要求1所述的臂移位机构，其中一次仅移位所述多个臂中的一个臂。

7.基于臂移位机构(100)移位机器的臂(102)的方法；所述方法包括：

将多个的臂(102)中的臂(102)与导杆接合以基于与臂(102)有关的臂夹紧气缸(106)的释放执行臂的线性移位，其中所述释放解除对所述臂(102)的锁定，其中所述臂(102)中的每一个包括将工件保持在预定位置的夹爪对，且其中所述臂(102)通过将臂(102)与臂夹板(104)夹紧的一对液压操作的臂夹紧气缸(106)与臂夹板(104)连接；

基于计算机数控程序驱动伺服马达(110)，其中所述计算机数控程序包括所述臂线性移位的线性距离，其中所述线性距离基于工件的几何结构计算；

基于驱动使与所述伺服马达(110)连接的滚珠丝杆驱动器(112)旋转，其中所述旋转与线性移位成正比例；和

基于旋转沿着导杆在线性方向上移位与所述滚珠丝杆驱动器(112)连接的所述臂(102)。

8.根据权利要求7所述的方法进一步包括为了激活所述臂夹紧气缸(106)以锁定所述臂。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述臂(102)中的每一个在所述臂夹板(104)两侧包括一对臂夹紧气缸(106)。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述臂(102)与气动位置锁定气缸(114)连接以将所述臂(102)与所述导杆锁定。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所述臂移位机构(100)是精密磨削机、曲柄圆角滚轧机和曲柄感应淬火机中的一个。

12.根据权利要求7所述的方法，其中所述夹爪对包括上夹爪和下夹爪，且其中所述上夹爪和下夹爪基于120度的角运动朝向彼此移动。

13.根据权利要求7所述的方法，其中一次仅移位多个臂中的一个臂。

14.根据权利要求7所述的方法，进一步包括

得到用于精密磨削的机轴，其中所述机轴包括一个或更多个轴颈和一个或更多个销；

计算一个或更多个轴颈和一个或更多个销之间的距离；

基于所述一个或更多个轴颈和一个或更多个销之间的距离配置一个或更多个臂之间的距离；和

将用于一个或更多个机轴的距离存储在计算机数控程序中。