CN203031001U

CN203031001U - 智能铣削加工机器人

Info

Publication number: CN203031001U
Application number: CN 201220476861
Authority: CN
Inventors: 肖文磊; 胡毕富; 罗红宇; 陈南江
Original assignee: BEIJING DECHUANG HONGLONG ROBOT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING DECHUANG HONGLONG ROBOT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2022-09-19

Abstract

本实用新型涉及一种智能铣削加工机器人，其可以应用普通工业机器人来以较高的精度进行机械加工，从而与传统利用数控机床进行机械加工相比，既可扩大加工空间，同时还可以节约成本。本实用新型的智能铣削加工机器人由以下几大部分有机组成：工业机器人单元、加工末端执行器单元、机器人离线编程仿真系统。

Description

智能铣削加工机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机械加工的智能铣削加工机器人，属于机械制造/机械电子领域。

背景技术

传统的机械加工一般采用数控机床进行，但是数控机床存在价格昂贵，加工范围小等缺陷，特别是用于加工复杂几何零件的五轴数控机床，其价格更为昂贵。而传统的工业机器人一般从事搬运、点焊等简单重复性工作，其无法用于复杂路径工作的主要原因是它的编程方式采用逐点示教方式。而且传统认为工业机器人刚度和精度不高，不适合用于机械加工。因此，长期以来，虽然机器人拥有灵活度高、价格便宜等优点，它却一直没有被用来做机械加工工作。

随着机器人软硬件技术的提高，机器人的定位精度和刚度都得到了很大的提高，因此将其用到数控加工领域加工复杂零件具有新的可行性。

实用新型内容

为了解决上述问题，已经构思了本实用新型，并且其目的是提供一种用于数控加工的智能铣削加工机器人，该智能铣削加工机器人可以应用普通工业机器人来以较高的精度进行机械加工，从而与传统利用数控机床进行机械加工相比，既可扩大加工空间，同时还可以节约成本。

本实用新型的智能铣削加工机器人由以下几大部分有机组成：工业机器人单元、加工末端执行器单元、机器人离线编程仿真系统，其中，离线编程仿真系统由加工轨迹读入模块、机器人编程模块、仿真模块、代码优化模块和机器人控制代码生成模块组成，并且以此顺序依次连接，其中，加工轨迹读入模块用于读入加工轨迹，所述机器人编程模块用于将加工轨迹处理成机器人运动程序，所述仿真模块用于在计算机虚拟环境中对该运动程序进行仿真，所述代码优化模块用于检查程序的正确性并对其进行优化，所述控制代码生成模块用于根据机器人型号生成可执行的机器人控制代码。

具体，本实用新型提供一种智能铣削加工机器人，该智能铣削加工机器人用于数控加工并且主要包括加工末端执行器单元、工业机器人单元和离线编程仿真系统，该仿真系统由加工轨迹读入模块、机器人编程模块、仿真模块、代码优化模块和机器人控制代码生成模块组成，并且以此顺序依次连接，其特征在于，该工业机器人单元由机械主体、驱动系统和控制系统组成。

其中，所述工业机器人单元是机械臂。

其中，该加工末端执行器单元由电主轴、变频器和法兰盘组成。

具体地，所述的工业机器人单元即为工业领域常见的五轴或者六轴机器人，又叫机械臂。工业机器人单元由机械主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。其中机械主体为机械动作的执行机构，包括底座和五或六个串联起来的连杆；驱动系统包括动力装置和传动机构，目前常用的为交流伺服电机和RV减速机，用以使机构产生相应的动作；而控制系统则是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出信号指令，并进行控制。

所述的加工末端执行器单元即为进行机械加工的具体执行机构，它由电主轴、变频器、法兰盘组成。法兰盘主要用来安装固定电主轴；变频器与电主轴之间由控制线相连，通过改变电源频率来控制交流电

所述的机器人离线编程仿真系统由加工轨迹读入模块、机器人编程模块、仿真模块、代码优化模块和机器人控制代码生成模块组成，并且这些模块依上述次序相连。加工轨迹读入模块可以读入编制好的加工轨迹(如G代码或APT代码)；机器人编程模块将读入的加工轨迹计算机器人运动控制程序；仿真模块在计算机虚拟环境中使用计算机器人运动控制程序进行运动仿真、碰撞检查、奇异性检查等操作，以校验出机器人加工的正确性和可达性；代码优化模块对机器人运动控制程序进行优化，得到更好的效果；仿真优化完成后，机器人控制代码生成模块直接输出机器人控制代码，进而控制机器人进行实际加工。

此外，本实用新型还涉及一种在上述机器人中所使用的所述机器人离线编程仿真系统。

综上，通过本实用新型的智能铣削加工机器人来进行机械加工，其优点及功效是：机器人离线编程仿真系统能够简单高效的将G代码或APT代码转化为机器人控制代码，无需示教编程过程，从而能够得到复杂加工轨迹的机器人控制代码；充分利用了工业机器人灵活度高的特点，能够用来取代数控机床进行多轴加工；末端执行器独立性很强，便于安装、拆卸和维护；整个系统模块化程度高，易于维护。

附图说明

图1工业机器人结构示意图

图2末端执行器结构示意图

图3机器人离线编程仿真系统组成框图

图4离线编程仿真系统工作流程示意图

图中标号及符号说明如下：

1、机器人底座；

2、第一轴；

3、第二轴；

4、第三轴；

5、第四轴；

6、第五轴；

7、第六轴；

8、法兰盘；

9、电主轴；

10、刀具。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

本实用新型涉及一种用于数控加工的智能铣削加工机器人，如图1、2、3所示，该智能铣削加工机器人主要包括工业机器人单元、加工末端执行器单元、机器人离线编程仿真系统。

所述的工业机器人单元，如图1所示，为一个独立的、单元化的机械运动系统，是整个智能铣削加工的关键部件，它的机械部分由底座1和六个轴2-7组成，运动由六个伺服电机和减速机实现，而运动控制则由机器人控制器完成。该部分为成熟工业产品。

所述的加工末端执行器单元是执行加工的具体部件，如图2所示，由法兰盘8、电主轴9和刀具10组成。法兰盘8用来连接电主轴9和机器人；电主轴9带动刀具10转动对零件进行铣削加工；而刀具10用来铣削零件。

所述的离线编程仿真系统是产生可执行的机器人加工控制程序的系统，其组成框图如图3所示。所述的离线编程仿真系统的各模块的主要工作流程为：首先读入加工轨迹(如G代码、APT代码)，然后将加工轨迹处理成机器人运动程序，再在计算机虚拟环境中对该运动程序进行仿真，检查程序的正确性并对其进行优化，最终根据机器人型号生成可执行的机器人控制代码。

本实用新型的用于数控加工的智能铣削加工机器人，它是软硬件结合的机械设备，其具体的工作流程如下：

1、通过加工轨迹生成机器人可执行控制代码；

2、将加工末端执行器单元与工业机器人连接；

3、将机器人可执行控制代码导入机器人进行机械加工。

综上，通过本实用新型的智能铣削加工机器人，由于机器人离线编程仿真系统能够简单高效的将G代码或APT代码转化为机器人控制代码，无需示教编程过程，从而能够得到复杂加工轨迹的机器人控制代码；而且所述智能铣削加工机器人充分利用了工业机器人灵活度高的特点，能够用来取代数控机床进行多轴加工；此外，末端执行器独立性很强，便于安装、拆卸和维护；整个系统模块化程度高，易于维护。

Claims

1.一种智能铣削加工机器人，该智能铣削加工机器人用于数控加工并且主要包括加工末端执行器单元、工业机器人单元和离线编程仿真系统，该仿真系统由加工轨迹读入模块、机器人编程模块、仿真模块、代码优化模块和机器人控制代码生成模块组成，并且以此顺序依次连接，其特征在于，所述工业机器人单元由机械主体、驱动系统和控制系统组成。

2.根据权利要求1所述的智能铣削加工机器人，其特征在于，所述工业机器人单元是机械臂。

3.根据权利要求1所述的智能铣削加工机器人，其特征在于，所述加工末端执行器单元由电主轴、变频器和法兰盘组成。