CN201033413Y - 压力调控的数控铣床自适应柔性抛光装置 - Google Patents

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张秋菊
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Abstract

本实用新型涉及一类压力调控的数控铣床自适应柔性抛光装置，此装置作为腕关节装置，可以实现3、2转动自由度，结合数控铣床的三坐标运动，可以实现6自由度、5自由度的运动，满足曲面加工的运动轨迹要求。采用气缸压力自适应调控原理，通过智能控制，实现自适应的柔性工作效果，主要用于数控铣床自适应柔性抛光装置，也可作为自动化设备的执行机构。多个气缸作为可调内腔压力的空气弹簧，可调整系统的刚性，改变系统的振动特性，从而得到不同的缓冲效果，亦可作为柔性的机械减振结构，属于机器人、机器和机床的应用技术领域。

Description

压力调控的数控铣床自适应柔性抛光装置
技术领域：
本实用新型涉及一类压力调控的数控铣床自适应柔性抛光装置，此装置作为腕关节装置、机床的柔性工作头的基座部件和特殊的柔性联轴、减振器，采用气缸压力自适应调控原理，实现自适应的柔性工作效果，主要用于数控铣床自适应柔性抛光装置，也可作为自动化设备的执行机构和柔性的机械减振结构，属于机器人、机器和机床的应用技术领域。
背景技术：
本实用新型发明以前，在已有技术中，对于模具曲面的抛光主要采用手工操作，汽轮机叶片的抛光采用砂带靠模抛光，效率低，灵活性差。而本实用新型是气缸压力可调的、多个气缸驱动的3、2自由度腕关节装置，作为三坐标数控铣床的附件，结合数控铣床的三坐标运动，可以实现6自由度、5自由度的运动，满足曲面加工的运动轨迹要求。同时，根据抛光作用力和曲面形状，采用智能控制，类似人类的手工操作，调控多个驱动气缸的压力，实现自适应柔性抛光；并可以从气体回路中，产生主动振动，实现强化抛光加工的作用。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，本实用新型涉装置实际上是一种腕关节装置，主要由6个气缸、12个球铰和1个球形万向节，成为能实现3个转动自由度的、自动化设备的执行机构；或由3个气缸、6个球铰和1个球形万向节组成，成为能实现2个转动自由度的、自动化设备的执行机构。采用气缸压力的智能控制，实现自适应的柔性工作效果。作为数控铣床附件，结合数控铣床的三坐标运动，可以实现6自由度、5自由度的运动，满足曲面抛光加工的运动轨迹要求。根据抛光作用力和曲面形状，采用智能控制，类似人类的手工操作，调控多个驱动气缸的压力，实现自适应柔性抛光；并可以从气体回路中，产生主动振动，实现强化抛光加工的作用。
同时，多个气缸作为可调内腔压力的空气弹簧，可得到不同的缓冲效果，成为缓冲弯、扭载荷的机械减振结构。
本实用新型的主要解决方案是这样实现的：
如附图3所示，本实用新型腕关节装置5通过槽和锥孔定位，由铣床吊杆螺栓拉装在数控铣床主轴6上，数控铣床主轴6固定不转，微电机4倾斜安装在腕关节装置5的工作平台7上，微电机4的轴上装有抛光头3，工件2夹紧在数控铣床工作台1上。
本实用新型腕关节装置5的实施例I是：如附图1所示，工作平台7和底座平台10均为等边三角形，在三个角处再切除三个相同的小等边三角形，形成具有三长边、三短边的六边形；底座平台10的短边两端分别由球铰14与两个气缸9连接，两个气缸9的另一端分别由球铰14与工作平台7的长边两端连接，此腕关节装置共有六个气缸9和十二个球铰14；在底座平台10和工作平台7的外接圆心处垂直地连接了球形万向节8，形成具有3个转动自由度的腕关节装置。
本实用新型腕关节装置5的实施例II是：如附图2所示，圆形底座平台13上对称分布地固定了三根支杆12，支杆12分别通过球铰14和气缸9连接，气缸9的另一端分别通过球铰14和圆形工作平台11连接，此腕关节装置共有三个气缸9和六个球铰14；在圆形底座平台13和圆形工作平台11的圆心处垂直地连接了球形万向节8；其对称分布气缸的轴心线与中间的球形万向节的轴心线在同一平面内，形成具有2个转动自由度的腕关节装置。
如附图4所示，实施例I与实施例II中，球形万向节的结构和安装形式相同；球铰14的结构如附图5所示。
本实用新型与已有技术相比具有以下优点：
本实用新型腕关节装置采用具有压缩性的气缸驱动，腕关节装置是仅具有3、2个转动自由度的腕关节装置。对于模具曲面的抛光主要采用手工操作，汽轮机叶片的抛光采用砂带靠模抛光，克服了效率低，灵活性差的缺陷。作为三坐标数控铣床的附件，结合数控铣床的三坐标运动，可以实现6自由度、5自由度的运动，满足曲面加工的运动轨迹要求，扩大了数控铣床的加工范围。同时，根据抛光作用力和曲面形状，采用智能控制，类似人类的手工操作，调控多个驱动气缸的压力，实现自适应柔性抛光；并可以从气体回路中，产生主动振动，实现强化抛光加工的作用。
附图说明：
图1为本实用新型腕关节装置5实施例I的空间结构简图
图2为本实用新型腕关节装置5实施例II的空间结构简图
图3为本实用新型腕关节装置5连接三坐标数控铣床的结构简图
图4为本实用新型腕关节装置5实施例I的球形万向节的结构与安装图
图5为本实用新型腕关节装置5的球铰的结构图
具体实施方式：
下面结合实用新型实施例I和三坐标数控铣床说明腕关节装置的工作原理及工作过程：
如附图1所示，三个间隔的气缸9同时进入压力气体，另外三个间隔的气缸9被挤压，排出气体，使工作平台7绕垂直的球形万向节8轴线逆时针转动；任意相邻的两个气缸9同时进入压力流体，其余的气缸9被挤压，排出气体，则使工作平台7绕由球形万向节8的球心所确定的水平轴线转动；所以具有3个转动自由度。
如附图3所示，本腕关节装置5通过槽和锥孔定位，由铣床吊杆螺栓拉装在数控铣床主轴6上，数控铣床主轴6固定不转，微电机4倾斜安装在腕关节装置5的工作平台7上，微电机4的轴上装有抛光头3，工件2夹紧在数控铣床工作台1上。实施例I的3个转动自由度的腕关节装置5和微电机4倾斜安装，与三坐标数控铣床的3个直线运动自由度，能满足曲面加工的要求。

Claims (3)

1.一类压力调控的数控铣床自适应柔性抛光装置，其特征是：装置的功能是腕关节装置(5)转动作用，作为数控铣床抛光加工的附件；腕关节装置(5)通过槽和锥孔定位，由数控铣床吊杆螺栓拉装在铣床主轴(6)上，数控铣床主轴(6)固定不转，微电机(4)倾斜安装在腕关节装置(5)的工作平台(7)上，微电机(4)的轴上装有抛光头(3)，工件(2)夹紧在数控铣床工作台(1)上。
2.根据权利要求1所述的数控铣床自适应柔性抛光装置，其特征在于：工作平台(7)和底座平台(10)均为等边三角形，在三个角处再切除三个相同的小等边三角形，形成具有三长边、三短边的六边形；底座平台(10)的短边两端分别由球铰(14)与两个气缸(9)连接，两个气缸(9)的另一端分别由球铰(14)与工作平台(7)的长边两端连接，此腕关节装置共有六个气缸(9)和十二个球铰(14)；在底座平台(10)和工作平台(7)的外接圆心处垂直地连接了球形万向节(8)，形成具有三个转动自由度的腕关节装置。
3.根据权利要求1所述的数控铣床自适应柔性抛光装置，其特征在于：圆形底座平台(13)上对称分布地固定了三根支杆(12)，支杆(12)分别通过球铰(14)和气缸(9)连接，气缸(9)的另一端分别通过球铰(14)和圆形工作平台(11)连接，此腕关节装置共有三个气缸(9)和六个球铰(14)；在圆形底座平台(13)和圆形工作平台(11)的圆心处垂直地连接了球形万向节(8)；其对称分布气缸的轴心线与中间的球形万向节的轴心线在同一平面内，形成具有两个转动自由度的腕关节装置。
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
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Assignee: Wuxi Turbine Blade Co., Ltd.

Assignor: Jiangnan University

Contract fulfillment period: 2008.12.16 to 2014.12.16

Contract record no.: 2009320000166

Denomination of utility model: Pressure regulated and controlled numerically controlled fraise machine self-adaption flexible buffing attachment

Granted publication date: 20080312

License type: Exclusive license

Record date: 20090302

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

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Name of requester: WUXI TURBINE BLADE CO., LTD.

Effective date: 20090302

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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080312

Termination date: 20100225