CN206780397U - 钻孔机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的钻孔机器人，包括六自由度串联机器人、终端制孔机构和系统控制器，所述终端制孔机构安装于六自由度串联机器人的末部自由端，所述系统控制器与六自由度串联机器人和终端制孔机构的动力驱动部分相连；系统控制器发送控制信号给六自由度串联机器人，六自由度串联机器人带动末端的终端制孔机构运动到工件指定的位置，系统控制器再发送控制信号给钻头电机，通过电机带轮和传送皮带带动主轴带轮和主轴转动，主轴顶端夹头体夹紧的旋转钻头在六自由度串联机器人进给驱动下进行钻孔加工；通过在焊接工件旁增加一台机器人钻孔，不仅减少了工件的二次装夹，提高了加工精度和质量，而且提高了效率，缩短了生产节拍，节省了人工成本。

Description

钻孔机器人

【技术领域】

本实用新型涉及钻孔的自动加工技术，尤其涉及一种钻孔机器人。

【背景技术】

在现代工业生产中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题，在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法，程控机床、数控机床、加工中心等等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但是，但切削加工中，还有一些焊接结构件、特别是管板焊接类零件中，由于其位置特殊，不便批量上机床加工，且二次定位影响了定位精度，因此在焊接过程中和焊接完成后在未取下工件前进行孔的加工就显得极其重要。

尤其是在一些管板件焊接结构件中，钻孔是经常遇到的，现有的加工工艺基本是焊接完成后再上钻床加工需要的孔，这种加工方法原始，效率低，需要取下焊件后进行孔加工，且由焊接加工后有焊接变形，加上需要二次定位，影响了加工精度，且二次加工影响了效率；由于机器人已广泛应用于工业生产的焊接、搬运、码垛、装配、切割等作业当中，如何通过机器人进行未取下工件的钻孔，避免工件的二次定位从而影响定位精度，是目前钻孔加工中需要迫切解决的技术难题。

【实用新型内容】

本实用新型提供一种适用于焊接结构件焊接过程中的钻孔，使得焊接工件无需二次装夹，有效提高工件加工精度和质量，提高生产效率和节省人工成本的钻孔机器人。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：

钻孔机器人，包括六自由度串联机器人、终端制孔机构和系统控制器，所述终端制孔机构安装于六自由度串联机器人的末部自由端，所述系统控制器与六自由度串联机器人和终端制孔机构的动力驱动部分相连；所述终端制孔机构包括各种型号的钻头、夹头体、主轴、主轴安装座、钻头电机、电机带轮、传送皮带和主轴带轮，所述主轴安装座和钻头电机安装于六自由度串联机器人第六轴的连接法兰上，主轴转动的安装于主轴安装座上，夹紧各种型号钻头的夹头体安装于主轴顶端，主轴安装座后侧的主轴上套装有随其同轴心转动的主轴带轮；所述系统控制器发送控制信号给六自由度串联机器人，六自由度串联机器人带动末端的终端制孔机构运动到工件指定的位置，系统控制器再发送控制信号给钻头电机，通过电机带轮和传送皮带带动主轴带轮和主轴转动，主轴顶端夹头体夹紧的旋转钻头在六自由度串联机器人进给驱动下进行钻孔加工。

优选地，所述六自由度串联机器人包括立柱状底座、大臂、小臂和连接法兰，底座的顶部设有一个水平转动电机，水平转动电机的输出轴上设有水平转动关节；水平转动关节的顶部设有一个大臂驱动电机，大臂的一端垂直安装在大臂驱动电机的输出轴上，大臂驱动电机驱动大臂在竖直面内摆动；大臂的另一端设有小臂驱动机构，小臂的连接端通过摆动轴摆动式安装在大臂的另一端上，小臂驱动机构驱动小臂绕摆动轴在竖直面内摆动，小臂的另一端设有末端法兰驱动机构，连接法兰的连接端通过转动轴安装在小臂的另一端上，末端法兰驱动机构，驱动连接法兰，绕转动轴在竖直面内转动，所述终端制孔机构连接固定于连接法兰上；所述系统控制器分别与水平转动电机、大臂驱动电机、小臂驱动机构、末端法兰驱动机构和钻头电机相连。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型适用于焊接结构件焊接过程中的钻孔，通过增加一台机器人钻孔，不仅减少了工件的二次装夹，提高了加工精度和质量，而且提高了效率，缩短了生产节拍，节省了人工成本。

同时，相对于一般的钻孔加工只能是将工件置放于工作台上，对平面的的孔进行加工，通过六自由度串联机器人，可以对空间任何位置的孔进行加工，利用六自由度串联机器人带动终端制孔机构进行制孔姿势调节，能够有效提高制孔姿态的灵活性和制孔精度。

【附图说明】

图1是本实用新型的立体结构示意图；

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

【具体实施方式】

钻孔机器人，如图1所示，适用于焊接结构件焊接过程中的钻孔，包括六自由度串联机器人1、终端制孔机构2和系统控制器(图中未示)，终端制孔机构2安装于六自由度串联机器人1的末部自由端，系统控制器与六自由度串联机器人1和终端制孔机构2的动力驱动部分相连；该终端制孔机构2包括各种型号的钻头20、夹头体21、主轴22、主轴安装座23、钻头电机24、电机带轮25、传送皮带26和主轴带轮27，主轴安装座23和钻头电机24安装于六自由度串联机器人1第六轴的连接法兰上，主轴22转动的安装于主轴安装座23上，夹紧各种型号钻头的夹头体21安装于主轴22顶端，主轴安装座23后侧的主轴22上套装有随其同轴心转动的主轴带轮27。

继续如图1所示，该六自由度串联机器人1包括立柱状底座10、大臂11、小臂12和连接法兰13，底座10的顶部设有一个水平转动电机14，水平转动电机14的输出轴上设有水平转动关节15；水平转动关节15的顶部设有一个大臂驱动电机16，大臂11的一端垂直安装在大臂驱动电机16的输出轴上，大臂驱动电机16驱动大臂11在竖直面内摆动；大臂11的另一端设有小臂驱动机构17，小臂12的连接端通过摆动轴摆动式安装在大臂11的另一端上，小臂驱动机构17驱动小臂12绕摆动轴在竖直面内摆动，小臂12的另一端设有末端法兰驱动机构18，连接法兰13的连接端通过转动轴安装在小臂12的另一端上，末端法兰驱动机构18驱动连接法兰13绕转动轴在竖直面内转动，所述终端制孔机构18连接固定于连接法兰13上；系统控制器分别与水平转动电机、大臂驱动电机、小臂驱动机构、末端法兰驱动机构和钻头电机相连并分别驱动各部分动作。

工作时，所述系统控制器发送控制信号给六自由度串联机器人，六自由度串联机器人带动末端的终端制孔机构运动到工件指定的位置，系统控制器再发送控制信号给钻头电机，通过电机带轮和传送皮带带动主轴带轮和主轴转动，主轴顶端夹头体夹紧的旋转钻头在六自由度串联机器人进给驱动下进行钻孔加工。

使用时，在焊接结构件的生产线旁，增加一台钻孔机器人，对焊接后的工件直接进行钻孔加工，不仅减少了工件的二次装夹，提高了加工精度和质量，而且提高了效率，缩短了生产节拍，节省了人工成本。

同时，相对于一般的钻孔加工只能是将工件置放于工作台上，对平面的孔进行加工，该实施例通过六自由度串联机器人，可以对空间任何位置的孔进行加工，利用六自由度串联机器人带动终端制孔机构进行制孔姿势调节，能够有效提高制孔姿态的灵活性和制孔精度。

另外，终端制孔机构的钻孔刀具可根据需要更换各种型号的钻头，在焊接机器人工作站中，钻孔机器人与焊接机器人并列摆放，当焊接任务完成后，系统控制器给该钻孔机器人以信号，钻孔机器人则运动到指定位置，对工件实施钻孔加工，加工完成后，钻孔机器人给系统信号，系统进行下一步工作。

以上所述实施例只是为本实用新型的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.钻孔机器人，包括六自由度串联机器人、终端制孔机构和系统控制器，所述终端制孔机构安装于六自由度串联机器人的末部自由端，所述系统控制器与六自由度串联机器人和终端制孔机构的动力驱动部分相连；其特征在于：

所述终端制孔机构包括各种型号的钻头、夹头体、主轴、主轴安装座、钻头电机、电机带轮、传送皮带和主轴带轮，所述主轴安装座和钻头电机安装于六自由度串联机器人第六轴的连接法兰上，主轴转动的安装于主轴安装座上，夹紧各种型号钻头的夹头体安装于主轴顶端，主轴安装座后侧的主轴上套装有随其同轴心转动的主轴带轮；

所述系统控制器发送控制信号给六自由度串联机器人，六自由度串联机器人带动末端的终端制孔机构运动到工件指定的位置，系统控制器再发送控制信号给钻头电机，通过电机带轮和传送皮带带动主轴带轮和主轴转动，主轴顶端夹头体夹紧的旋转钻头在六自由度串联机器人进给驱动下进行钻孔加工。

2.根据权利要求1所述的钻孔机器人，其特征在于，所述六自由度串联机器人包括立柱状底座、大臂、小臂和连接法兰，底座的顶部设有一个水平转动电机，水平转动电机的输出轴上设有水平转动关节；水平转动关节的顶部设有一个大臂驱动电机，大臂的一端垂直安装在大臂驱动电机的输出轴上，大臂驱动电机驱动大臂在竖直面内摆动；大臂的另一端设有小臂驱动机构，小臂的连接端通过摆动轴摆动式安装在大臂的另一端上，小臂驱动机构驱动小臂绕摆动轴在竖直面内摆动，小臂的另一端设有末端法兰驱动机构，连接法兰的连接端通过转动轴安装在小臂的另一端上，末端法兰驱动机构驱动连接法兰绕转动轴在竖直面内转动，所述终端制孔机构连接固定于连接法兰上；所述系统控制器分别与水平转动电机、大臂驱动电机、小臂驱动机构、末端法兰驱动机构和钻头电机相连。