CN107160411A - 一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手 - Google Patents

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黄义亮
武美萍
宋磊
张文超
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Abstract

本发明涉及一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手，以龙门架为基础，把机械手与磨料水射流加工技术相结合，提高了水射流加工的灵活性和效率。该龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手包括龙门架工作台、磨料水射流喷头、手腕、小臂、大臂、机座、滑块、龙门架横梁、龙门架立柱；本发明优点在于所述一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手结构巧妙，把机械手和水射流技术相结合，实现水射流对平面、曲面以及工件内、外表面的加工，提高了磨料水射流加工的灵活性，应用范围更加广泛，具有高效、可靠和操作灵活等特点。

Description

一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手
技术领域
本发明属于智能制造装备技术领域，涉及一种机械手，具体是一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手。
背景技术
目前，在工业生产中，机械手越来越受到人们的重视，它在一定的情况下能够代替人力，并且可以按照事先设定好的生产工艺的要求，遵循程序来完成给定的作业，极大地改善了工人的工作条件，提高了工作效率和产品的质量。
磨料水射流加工技术也以其冷加工方式、适用材料范围广以及便于控制等特点受到人们的重视。但磨料水射流加工的灵活度较差，致使磨料水射流加工的应用受到一定程度的限制，而将磨料水射流加工技术与机械手结合起来，可以较好地增加磨料水射流加工的灵活度。因而，设计一种磨料水射流空间加工机械手，以实现传动末端喷头装置在空间范围内的多自由度运动，以满足对形状复杂零件、特别是曲面零件的加工需要，具有非常重要的意义。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手。
按照本发明提供的技术方案：该龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手包括龙门架工作台、磨料水射流喷头、手腕、小臂、大臂、机座、滑块、龙门架横梁、龙门架立柱；所述龙门架立柱置于龙门架工作台的两侧，所述龙门架横梁可以沿龙门架立柱进行上下升降运动。
作为本发明的进一步改进，所述龙门架横梁设有导轨，滑块联接在导轨上；所述机座与滑块固定，机座通过滑块可以沿龙门架横梁进行左右运动；所述机座的腰部可以做回转运动；所述大臂的后端联接在机座上，并且可以相对机座进行俯仰运动。
作为本发明的进一步改进，所述小臂与大臂的前端联接，小臂可以相对大臂进行俯仰运动；所述手腕与小臂联接，手腕可以相对小臂进行俯仰运动，同时手腕可以做回转运动；所述磨料水射流喷头固定在手腕上，通过各机械部分的联动实现磨料水射流喷头的精确运动，从而实现龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手对工件的精确加工。
本发明与现有技术相比，优点在于：以龙门架为基础，把机械手与磨料水射流加工技术相结合，提高了水射流加工的灵活性和效率；所述一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手，将机械手固定在龙门上，扩大了机械手的运动范围，与机械手结合使得磨料水射流的喷嘴能够实现多自由度运动，把机械手灵活、高效和能够加工各种复杂工件的特点与磨料水射流加工技术切割平滑、冷加工、切割效率高、绿色环保以及几乎可加工任何材料的特点相互结合，实现水射流对平面、曲面以及工件内、外表面的加工，增加了磨料水射流加工的灵活性，使其应用范围更加广泛，具有高效、可靠和操作灵活等特点。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图。
附图标记说明：1-龙门架工作台、2-磨料水射流喷头、3-手腕、4-小臂、5-大臂、6-机座、7-滑块、8-龙门架横梁、9-龙门架立柱。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
根据附图，本发明提供了一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手，该龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手包括龙门架工作台1、磨料水射流喷头2、手腕3、小臂4、大臂5、机座6、滑块7、龙门架横梁8、龙门架立柱9；所述龙门架立柱9置于龙门架工作台1的两侧，所述龙门架横梁8可以沿龙门架立柱9进行上下升降运动。所述龙门架横梁8设有导轨，滑块7联接在导轨上；所述机座6与滑块7固定，机座6通过滑块7可以沿龙门架横梁8进行左右运动；所述机座6的腰部可以做回转运动；所述大臂5的后端联接在机座6上，并且可以相对机座6进行俯仰运动。所述小臂4与大臂5的前端联接，小臂4 可以相对大臂5进行俯仰运动；所述手腕3与小臂4联接，手腕3可以相对小臂4进行俯仰运动，同时手腕3可以做回转运动；所述磨料水射流喷头2固定在手腕3上，通过各机械部分的联动实现磨料水射流喷头2的精确运动，从而实现龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手对工件的精确加工。
具体应用时，如附图所示，该龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手由龙门架式五自由度空间加工机械手和磨料水射流系统组成，其中机械手由手腕3、小臂4、大臂5、机座6构成，手腕3联接磨料水射流喷头2，实现龙门架式五自由度空间加工机械手和磨料水射流系统的结合。机械手的五个自由度分别是机座6的回转运动、大臂5的俯仰运动、小臂4的俯仰运动、手腕3的俯仰运动和手腕3的回转运动。加工操作时，首先将待加工工件准确安装在龙门架工作台1上，由伺服电机提供动力，通过程序控制各个电机的启停以及正反转，灵活控制龙门架横梁8在龙门架立柱9上的高度位置、控制滑块7在龙门架横梁8的位置，以及机座6的回转方位、大臂5和小臂4的俯仰角度，还有手腕3的俯仰角度和回转方位，使手腕3上的磨料水射流喷头2根据需要精确到达加工工位，然后开启磨料水射流加工系统，通过各机械部分的联动实现龙门架式五自由度磨料水射流加工机械手对工件的精确加工。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手，其特征在于：该龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手包括龙门架工作台(1)、磨料水射流喷头(2)、手腕(3)、小臂(4)、大臂(5)、机座(6)、滑块(7)、龙门架横梁(8)、龙门架立柱(9)；所述龙门架立柱(9)置于龙门架工作台(1)的两侧，所述龙门架横梁(8)可以沿龙门架立柱(9)进行上下升降运动。
2.如权利要求1所述一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手，其特征在于：所述龙门架横梁(8)设有导轨，滑块(7)联接在导轨上；所述机座(6)与滑块(7)固定，机座(6)通过滑块(7)可以沿龙门架横梁(8)进行左右运动；所述机座(6)的腰部可以做回转运动；所述大臂(5)的后端联接在机座(6)上，并且可以相对机座(6)进行俯仰运动。
3.如权利要求1所述一种龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手，其特征在于：所述小臂(4)与大臂(5)的前端联接，小臂(4)可以相对大臂(5)进行俯仰运动；所述手腕(3)与小臂(4)联接，手腕(3)可以相对小臂(4)进行俯仰运动，同时手腕(3)可以做回转运动；所述磨料水射流喷头(2)固定在手腕(3)上，通过各机械部分的联动实现磨料水射流喷头(2)的精确运动，从而实现龙门架式五自由度磨料水射流空间加工机械手对工件的精确加工。
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