CN108637398A - 一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，包括底座、固定机构、加工刀架以及排屑装置，底座包括支撑板、第一滚珠丝杠滑台、滑台支架以及第二滚珠丝杠滑台；固定机构包括壳体、扇形卡盘、传动盘、锥齿轮、卡爪、压爪；加工刀架包括一个外壳、螺纹滚筒、升降电机、锁定装置以及丝杠；所述排屑装置包含气缸、电机、气缸支架。本发明所述的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其结构合理，具有结构简单、使用方便、工件安装方便、维护方便、安全可靠等优点，有效解决现有机床加工减速机壳体不方便的问题。

Description

一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台
技术领域
本发明涉及减速机领域，尤其是涉及一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台。
背景技术
在减速机壳体的制造过程中，通常先铸造出减速机壳体的毛坯，再利用机床打磨壳体的壳体的相互连接处、以及重要零部件的安装位置，但是减速机壳体较为笨重，而机床工作台普遍较高，在抬升或者降下时容易发生意外滑落，壳体的位置调整和固定都十分困难，且用于加工的机床通常结构复杂、价格昂贵，不利于日常维护，所以有必要发明一种专门用于机器人关节减速机壳体的精密加工设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其结构合理，具有结构简单、使用方便、工件安装方便、维护方便、安全可靠等优点，有效解决现有机床加工减速机壳体不方便的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，包括底座、固定机构、加工刀架以及排屑装置，所述的底座包括支撑板、对称设置在支撑板底部两侧的第一滚珠丝杠滑台、竖直设置在支撑板两侧的滑台支架以及设置在滑台支架上的两台第二滚珠丝杠滑台；所述的第一滚珠丝杠滑台与第二丝杠滑台的螺母套运动方向相互垂直设置，第一滚珠丝杠滑台的螺母套与支撑板相互固定连接；
所述的固定机构包括壳体、扇形卡盘、传动盘、锥齿轮、卡爪、压爪；所述的壳体内腔设置有锥齿轮以及传动盘，传动盘设置在锥齿轮上方并与壳体转动连接，锥齿轮的一端与传动盘底部的锥形螺纹连接，锥齿轮的另一端从壳体上的圆孔穿出并与扭力限制器固定连接；
所述的壳体上还呈放射状设置有若干第一槽，第一槽两侧壁上分别设置有凸起，所述传动盘的上表面还设置有伸出第一槽的螺旋轨道；所述的卡爪是设置在第一槽内，且卡爪两侧设有与凸起滑动卡接的第二槽，卡爪底部设有与螺旋轨道滑动卡接的第三槽；
所述卡爪朝外的一端设置有通槽，通槽两侧壁面上设有第一齿形，所述压爪具有“7”字形结构，压爪的下端插入通槽，且压爪上设置有与第一齿形相互滑动卡接的第二齿形，第一齿形、第二齿形皆向朝外一端倾斜；
所述的扇形卡盘是固定设置在壳体的上端，相邻扇形卡盘在第一槽的上方预留有开口，扇形卡盘上表面向内凹陷并设置若干阶梯；壳体的下方还设置有与旋转电机连接的转轴；
所述的加工刀架是与其中一台第二滚珠丝杠滑台的螺母套相互固定连接，加工刀架包括一个外壳、竖直设置在外壳内的螺纹滚筒以及升降电机、设置在外壳上的锁定装置以及竖直设置的丝杠；所述的丝杠穿入外壳内腔并与螺纹滚筒螺纹连接，螺纹滚筒的两端分别与外壳、升降电机连接；
所述的锁定装置包括两块卡板、电磁铁以及张紧弹簧，两块卡板的一端相互铰接，两块卡板的另一端分别设置电磁铁并分别与张紧弹簧的两端固定连接，两块卡板的中部分别设置有半圆形缺口；所述的丝杠上端从两个半圆形缺口之间穿过，丝杠的下端固定设置有加工刀具；
所述排屑装置包含气缸、电机、气缸支架；所述气缸支架固定在另一第二丝杠滑台的螺母套上，所述气缸与气缸支架固定连接，所述气缸的输出端上安装有电机支架，所述电机与电机支架固定连接，所述电机的输出端安装有风枪支架，所述风枪与减速机圆形壳体的切向运动方向呈一定角度地安装在风枪支架上。
进一步地，所述的转轴、壳体、扇形卡盘、传动盘同轴心设置。
进一步地，所述的第一滚珠丝杠滑台与第二丝杠滑台由步进电机驱动。
进一步地，所述的半圆形缺口上固定设置有橡胶垫片。
进一步地，所述的所述气缸支架上设有导向孔，所述电机支架上设有导向柱，所述导向柱与导向孔滑动配合。
进一步地，所述扇形卡盘上表面向内凹陷并设置若干阶梯，相邻阶梯之间相差的高度相等，且各扇形卡盘上阶梯的起始终结高度相同。
本发明的有益效果是：一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，包括底座、固定机构、加工刀架以及排屑装置，圆形壳体放置在扇形卡盘的阶梯上，通过调整卡爪和压爪实现工件的定位和固定，底座带动工件以及加工刀架、排屑装置相互之间的运动，旋转电机转动工件，加工刀架调整加工刀具与工件之间的上下位置关系，从而达到对壳体的加工目的，加工平台贴近地面，工件安装方便，不必担心工件滑落造成危险，安全可靠，工件的位置调整可以由电驱动的底座完成，减少工人的劳动强度；其结构合理，具有结构简单、使用方便、工件安装方便、维护方便、安全可靠等优点，有效解决现有机床加工减速机壳体不方便的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的整体结构示意图；
图2是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的固定机构结构示意图；
图3是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的固定机构俯视结构示意图；
图4是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的固定机构爆炸结构示意图；
图5是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的传动盘、锥齿轮、卡爪、压爪、扇形卡盘连接结构示意图；
图6是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的卡爪与压爪连接结构示意图；
图7是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的加工刀架结构示意图；
图8是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的锁定装置结构示意图；
图9是本发明所述一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台的排屑装置结构示意图。
附图中标记分述如下：底座1，支撑板11，第一滚珠丝杠滑台12，滑台支架13，第二滚珠丝杠滑台14，步进电机15，固定机构4，减速机圆形壳体5，加工刀架6，排屑装置7，转轴1a，壳体4a，圆孔4a1，第一槽4a2，凸起4a3，扇形卡盘4b，开口4b1，传动盘4c，螺旋轨道4c1，锥齿轮4d，扭力限制器4d1，卡爪4e，第二槽4e1，第三槽4e2，通槽4e3，第一齿形4e4，压爪4f，第二齿形4f1，气缸7a，气缸支架7b，导向孔7b1，电机支架7c，导向柱7c1，电机7d，风枪支架7e，风枪7f，外壳61，丝杠62，升降电机63，螺纹滚筒64，锁定装置65，卡板651，橡胶垫片652，电磁铁653，张紧弹簧654，半圆形缺口655。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，包括底座1、固定机构4、加工刀架6以及排屑装置7，所述的底座1包括支撑板11、对称设置在支撑板11底部两侧的第一滚珠丝杠滑台12、竖直设置在支撑板11两侧的滑台支架13以及设置在滑台支架13上的两台第二滚珠丝杠滑台14；所述的第一滚珠丝杠滑台12与第二丝杠滑台14的螺母套运动方向相互垂直设置，第一滚珠丝杠滑台12的螺母套与支撑板11相互固定连接。
如图2至图6所示，所述的固定机构4是设置在支撑板11上，固定机构4包括壳体4a、扇形卡盘4b、传动盘4c、锥齿轮4d、卡爪4e、压爪4f；所述的壳体4a内腔设置有锥齿轮4d以及传动盘4c，传动盘4c设置在锥齿轮4d上方并与壳体4a转动连接，锥齿轮4d的一端与传动盘4c底部的锥形螺纹连接，锥齿轮4d的另一端从壳体4a上的圆孔4a1穿出并与扭力限制器4d1固定连接。
所述的壳体4a上还呈放射状设置有若干第一槽4a2，第一槽4a2两侧壁上分别设置有凸起4a3，所述传动盘4c的上表面还设置有伸出第一槽4a2的螺旋轨道4c1；所述的卡爪4e是设置在第一槽4a2内，且卡爪4e两侧设有与凸起4a3滑动卡接(滑动卡接即相互卡入并滑动配合，下同)的第二槽4e1，卡爪4e底部设有与螺旋轨道4c1滑动卡接的第三槽4e2；
以传动盘4c轴心为中心，所述卡爪4e朝外(远离传动盘4c轴心，下同)的一端设置有通槽4e3，通槽4e3两侧壁面上设有第一齿形4e4，所述压爪4f具有“7”字形结构，压爪4f的下端插入通槽4e3，且压爪4f上设置有与第一齿形4e4相互滑动卡接的第二齿形4f1，第一齿形4e4、第二齿形4f1皆向朝外一端倾斜；当压爪4f与减速机圆形壳体5接触时受到一个朝外的力，当压爪4f在第一齿形4e4与第二齿形4f1的导向作用下朝向外倾斜的方向运动，即压爪4f向外侧运动的同时向下运动，进而压紧减速机圆形壳体5。
当外部转动装置通过扭力限制器4d1转动锥齿轮4d，锥齿轮4d带动传动盘4c转动，传动盘4c上端的螺旋轨道4c1带动卡爪4e在第一槽4a2内同步滑动，利于夹持圆形表面的减速机圆形壳体5，同时扭力限制器4d1可限制外部转动施加的扭力，防止损坏减速机圆形壳体5的同时能确保夹紧减速机圆形壳体5。
所述的扇形卡盘4b是固定设置在壳体4a的上端，相邻扇形卡盘4b在第一槽4a2的上方预留有开口4b1，开口4b1用于卡爪4e与压爪4f的通过，扇形卡盘4b上表面向内凹陷并设置若干阶梯用于放置减速机圆形壳体5；壳体4a的下方还设置有与旋转电机连接的转轴1a，旋转电机与支撑板11相互固定连接。
扇形卡盘4b上表面向内凹陷可防止减速机圆形壳体5向外滑落，阶梯方便减速机圆形壳体5向外滑落的安放和定位。
如图1所示，所述的加工刀架6是与其中一台第二滚珠丝杠滑台14的螺母套相互固定连接。
如图7所示，加工刀架6包括一个外壳61、竖直设置在外壳61内的螺纹滚筒64以及升降电机63、设置在外壳61上的锁定装置65以及竖直设置的丝杠62；所述的丝杠62穿入外壳61内腔并与螺纹滚筒64螺纹连接，螺纹滚筒64的两端分别与外壳61、升降电机63连接；
如图8所示，所述的锁定装置65包括两块卡板651、电磁铁653以及张紧弹簧654，两块卡板651的一端相互铰接，两块卡板651的另一端分别设置电磁铁653并分别与张紧弹簧654的两端固定连接，两块卡板651的中部分别设置有半圆形缺口655；所述的丝杠62上端从两个半圆形缺口655之间穿过，丝杠62的下端固定设置有加工刀具。
升降电机63带动螺纹滚筒64转动，进而带动丝杠62上下移动，锁定装置65在断电时，两块卡板651在张紧弹簧654的作用下相互张开，不对丝杠62的旋转造成影响，当电磁铁653通电时两块卡板651相互闭合夹紧丝杠62，防止加工刀具在加工过程中受到的切向力引起丝杠62的转动。
第一滚珠丝杠滑台12与第二丝杠滑台14的移动方向构成一个平面坐标系，加上加工刀架6上下移动的能力，便构成一个三维坐标系，加工刀具可以在底座1和丝杠62的相互配合下到达减速机圆形壳体5上的绝大部分加工位置。
如图9所示，所述排屑装置7包含气缸7a、电机7d、气缸支架7b；所述气缸支架7b固定在另一第二丝杠滑台14的螺母套上，所述气缸7a与气缸支架7b固定连接，所述气缸7a的输出端上安装有电机支架7c，所述电机7d与电机支架7c固定连接，所述电机7d的输出端安装有风枪支架7e，所述风枪7f与减速机圆形壳体5的切向运动方向呈一定角度地安装在风枪支架7e上。
通过气缸7a的上下移动、电机7d的旋转以及第二滚珠丝杠滑台14的相互配合下改变风枪7f的位置，利用风枪7f吹走加工产生的碎屑。
在一种实施例中，所述的转轴1a、壳体4a、扇形卡盘4b、传动盘4c同轴心设置。
在一种实施例中，所述的第一滚珠丝杠滑台12与第二滚珠丝杠滑台14由步进电机15驱动，第一滚珠丝杠滑台12与第二滚珠丝杠滑台14的位置信息由步进电机15的转动情况(如转动圈数、角度)计算得出。
在一种实施例中，所述的半圆形缺口655上固定设置有橡胶垫片652，增加与丝杠62的摩擦力，同时橡胶可陷入螺纹内，增强锁定效果。
在一种实施例中，所述的气缸7a支架上设有导向孔7b1，所述电机支架7c上设有导向柱7c1，所述导向柱7c1与导向孔7b1滑动配合。
在一种实施例中，所述扇形卡盘4b上表面向内凹陷并设置若干阶梯，相邻阶梯之间相差的高度相等，且各扇形卡盘4b上阶梯的起始终结高度相同，保证减速机圆形壳体5底面在安放时处于同一个平面，同时在知道减速机圆形壳体5底面直径的情况下，安放时可直接对准相应的阶梯安放，减少调整的步骤。
本发明所述的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其结构合理，包括底座、固定机构、加工刀架以及排屑装置，圆形壳体放置在扇形卡盘的阶梯上，通过调整卡爪和压爪实现工件的定位和固定，底座带动工件以及加工刀架、排屑装置相互之间的运动，旋转电机转动工件，加工刀架调整加工刀具与工件之间的上下位置关系，从而达到对壳体的加工目的，加工平台贴近地面，工件安装方便，不必担心工件滑落造成危险，安全可靠，工件的位置调整可以由电驱动的底座完成，减少工人的劳动强度；其结构合理，具有结构简单、使用方便、工件安装方便、维护方便、安全可靠等优点，有效解决现有机床加工减速机壳体不方便的问题。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其特征是：包括底座(1)、固定机构(4)、加工刀架(6)以及排屑装置(7)，所述的底座(1)包括支撑板(11)、对称设置在支撑板(11)底部两侧的第一滚珠丝杠滑台(12)、竖直设置在支撑板(11)两侧的滑台支架(13)以及设置在滑台支架(13)上的两台第二滚珠丝杠滑台(14)；所述的第一滚珠丝杠滑台(12)与第二滚珠丝杠滑台(14)的螺母套运动方向相互垂直设置，第一滚珠丝杠滑台(12)的螺母套与支撑板(11)相互固定连接；
所述的固定机构(4)包括壳体(4a)、扇形卡盘(4b)、传动盘(4c)、锥齿轮(4d)、卡爪(4e)、压爪(4f)；所述的壳体(4a)内腔设置有锥齿轮(4d)以及传动盘(4c)，传动盘(4c)设置在锥齿轮(4d)上方并与壳体(4a)转动连接，锥齿轮(4d)的一端与传动盘(4c)底部的锥形螺纹连接，锥齿轮(4d)的另一端从壳体(4a)上的圆孔(4a1)穿出并与扭力限制器(4d1)固定连接；
所述的壳体(4a)上还呈放射状设置有若干第一槽(4a2)，第一槽(4a2)两侧壁上分别设置有凸起(4a3)，所述传动盘(4c)的上表面还设置有伸出第一槽(4a2)的螺旋轨道(4c1)；所述的卡爪(4e)是设置在第一槽(4a2)内，且卡爪(4e)两侧设有与凸起(4a3)滑动卡接的第二槽(4e1)，卡爪(4e)底部设有与螺旋轨道(4c1)滑动卡接的第三槽(4e2)；
所述卡爪(4e)朝外的一端设置有通槽(4e3)，通槽(4e3)两侧壁面上设有第一齿形(4e4)，所述压爪(4f)具有“7”字形结构，压爪(4f)的下端插入通槽(4e3)，且压爪(4f)上设置有与第一齿形(4e4)相互滑动卡接的第二齿形(4f1)，第一齿形(4e4)、第二齿形(4f1)皆向朝外一端倾斜；所述的扇形卡盘(4b)是固定设置在壳体(4a)的上端，相邻扇形卡盘(4b)在第一槽(4a2)的上方预留有开口(4b1)，扇形卡盘(4b)上表面向内凹陷并设置若干阶梯；壳体(4a)的下方还设置有与旋转电机连接的转轴(1a)；
所述的加工刀架(6)是与其中一台第二滚珠丝杠滑台(14)的螺母套相互固定连接，加工刀架(6)包括一个外壳(61)、竖直设置在外壳(61)内的螺纹滚筒(64)以及升降电机(63)、设置在外壳(61)上的锁定装置(65)以及竖直设置的丝杠(62)；所述的丝杠(62)穿入外壳(61)内腔并与螺纹滚筒(64)螺纹连接，螺纹滚筒(64)的两端分别与外壳(61)、升降电机(63)连接；
所述的锁定装置(65)包括两块卡板(651)、电磁铁(653)以及张紧弹簧(654)，两块卡板(651)的一端相互铰接，两块卡板(651)的另一端分别设置电磁铁(653)并分别与张紧弹簧(654)的两端固定连接，两块卡板(651)的中部分别设置有半圆形缺口(655)；所述的丝杠(62)上端从两个半圆形缺口(655)之间穿过，丝杠(62)的下端固定设置有加工刀具。
2.根据权利要求1所述的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其特征是：所述排屑装置(7)包含气缸(7a)、电机(7d)、气缸支架(7b)；所述气缸支架(7b)固定在另一第二滚珠丝杠滑台(14)的螺母套上，所述气缸(7a)与气缸支架(7b)固定连接，所述气缸(7a)的输出端上安装有电机支架(7c)，所述电机(7d)与电机支架(7c)固定连接，所述电机(7d)的输出端安装有风枪支架(7e)，所述风枪(7f)与减速机圆形壳体(5)的切向运动方向呈一定角度地安装在风枪支架(7e)上。
3.根据权利要求1所述的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其特征是：所述的转轴(1a)、壳体(4a)、扇形卡盘(4b)、传动盘(4c)同轴心设置。
4.根据权利要求1所述的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其特征是：所述的第一滚珠丝杠滑台(12)与第二滚珠丝杠滑台(14)由步进电机(15)驱动。
5.根据权利要求1所述的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其特征是：所述的半圆形缺口(655)上固定设置有橡胶垫片(652)。
6.根据权利要求2所述的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其特征是：所述的所述气缸(7a)支架上设有导向孔(7b1)，所述电机支架(7c)上设有导向柱(7c1)，所述导向柱(7c1)与导向孔(7b1)滑动配合。
7.根据权利要求1所述的一种工业级多轴机器人关节用减速机壳体精密加工平台，其特征是：所述扇形卡盘(4b)上表面向内凹陷并设置若干阶梯，相邻阶梯之间相差的高度相等，且各扇形卡盘(4b)上阶梯的起始终结高度相同。
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