CN211029253U - 一种工业机器人八轴联动加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业机器人八轴联动加工中心，包括：公共钢结构平台、外围钣金防护房、三共高精度转台、手动三爪卡盘、六轴高精度工业机器人、HSD高速电主轴、自动换刀刀库、控制系统，公共钢结构平台采用厚铁板焊接而成，外围钣金防护房固接在公共钢结构平台上，且外围钣金防护房上开有多个透明观察窗，三共高精度转台固接在公共钢结构平台前侧，手动三爪卡盘固接在三共高精度转台的中心位置，六轴高精度工业机器人与地面固接，HSD高速电主轴安装在六轴高精度工业机器人第六轴输出法兰盘上，自动换刀刀库设置在公共钢结构平台的一侧，控制系统设置在外围钣金防护房的后侧。本实用新型具有精度高、降低人工培训的成本、能加工复杂曲面等优点。

Description

一种工业机器人八轴联动加工中心

技术领域

本实用新型涉及工业机器人CNC自动编程和加工技术领域，具体为一种工业机器人八轴联动加工中心。

背景技术

在非金属和金属加工领域，数控加工中心占据主流市场，此类设备的采购成本都较高，相对来讲它的工作范围有限，且在工作范围内能加工的复杂面也有限制；工业机器人作为新型的伺服控制设备，它具备重复定位精度高、可达范围广、加工柔性高、价格实惠的特点；如何在成本有限的前提下，利用价格相对实惠的工业机器人替换数控加工中心，完成工件的自动加工，成为很多客户在积极追寻的一种设备。

现有的数控加工中心存在以下缺陷：1、数控加工中心受空间大小的限制，所能加工产品的大小或者复杂面有限；2、工业机器人在非金属和金属加工领域普遍都存在加工精度不高；3、对习惯于数控加工的人员来讲工业机器人的操作、编程有一定难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种工业机器人八轴联动加工中心，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种工业机器人八轴联动加工中心，包括：公共钢结构平台、外围钣金防护房、三共高精度转台、手动三爪卡盘、六轴高精度工业机器人、HSD高速电主轴、自动换刀刀库、控制系统，所述的公共钢结构平台采用厚铁板焊接而成，公共钢结构平台固接在地面，且公共钢结构平台后侧开有安装通孔，所述的外围钣金防护房为方形密封罩，外围钣金防护房固接在公共钢结构平台上，且外围钣金防护房上开有多个透明观察窗，所述的三共高精度转台固接在公共钢结构平台前侧，所述的手动三爪卡盘固接在三共高精度转台的中心位置，所述的六轴高精度工业机器人穿过公共钢结构平台的安装通孔与地面固接，所述的HSD高速电主轴安装在六轴高精度工业机器人第六轴输出法兰盘上，所述的自动换刀刀库设置在公共钢结构平台的一侧，所述的控制系统设置在外围钣金防护房的后侧，控制系统通过信号线与三共高精度转台、手动三爪卡盘、六轴高精度工业机器人、HSD高速电主轴、自动换刀刀库分别电性连接。

进一步的，所述的六轴高精度工业机器人上设置有电主轴水循环冷却系统，电主轴水循环冷却系统用于HSD高速电主轴的降温。

进一步的，所述的电主轴水循环冷却系统还包括刀具冷却系统，所述的刀具冷却系统用于刀具的降温。

进一步的，所述的六轴高精度工业机器人采用库卡六轴高精度工业机器人KR500R2830MT。

进一步的，所述的控制系统采用西门子840D控制系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.扩大工业机器人的应用范围，将工业机器人的高精度、高柔性的特点，应用于机加工领域；

2.将库卡机器人集成到西门子840D数控系统中，使操作者凭借可靠的数控知识就可快速上手工业机器人的操作；凭借西门子控制系统的智能性和通用性，可轻松将机床和工业机器人集成到工厂网络中；

3.可直接将数控系统的G代码直接导入至工业机器人系统内，然后直接转换成工业机器人程序，消除工人由数控系统到工业机器人系统的过渡期，节约工人的时间、降低人工培训的成本；

4.六轴高精度工业机器人的六轴加上外部的两轴(电主轴+高精度转台)共八轴联动，使工业机器人能加工更复杂曲面。

本实用新型具有精度高、降低人工培训的成本、能加工复杂曲面等优点。

附图说明

图1为本实用新型剖视结构示意图；

图2为本实用新型内部结构示意图；

图中：1-公共钢结构平台；2-外围钣金防护房；3-三共高精度转台；4-手动三爪卡盘；5-六轴高精度工业机器人；6-HSD高速电主轴；7-自动换刀刀库；8-控制系统；9-电主轴水循环冷却系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、2，本实用新型提供了一种工业机器人八轴联动加工中心，包括：公共钢结构平台1、外围钣金防护房2、三共高精度转台3、手动三爪卡盘4、六轴高精度工业机器人5、HSD高速电主轴6、自动换刀刀库7、控制系统8，所述的公共钢结构平台1采用厚铁板焊接而成，公共钢结构平台1固接在地面，且公共钢结构平台1后侧开有安装通孔，所述的外围钣金防护房2为方形密封罩，外围钣金防护房2固接在公共钢结构平台1上，且外围钣金防护房2上开有多个透明观察窗，所述的三共高精度转台3固接在公共钢结构平台1前侧，所述的手动三爪卡盘4固接在三共高精度转台3的中心位置，所述的六轴高精度工业机器人5穿过公共钢结构平台1的安装通孔与地面固接，所述的HSD高速电主轴6安装在六轴高精度工业机器人5第六轴输出法兰盘上，所述的自动换刀刀库7设置在公共钢结构平台1的一侧，所述的控制系统8设置在外围钣金防护房2的后侧，控制系统8通过信号线与三共高精度转台3、手动三爪卡盘4、六轴高精度工业机器人5、HSD高速电主轴6、自动换刀刀库7分别电性连接。

进一步的，所述的六轴高精度工业机器人5上设置有电主轴水循环冷却系统9，电主轴水循环冷却系统9用于HSD高速电主轴6的降温。

进一步的，所述的电主轴水循环冷却系统9还包括刀具冷却系统，所述的刀具冷却系统用于刀具的降温。

进一步的，所述的六轴高精度工业机器人5采用库卡六轴高精度工业机器人KR500R2830MT。

进一步的，所述的控制系统8采用西门子840D控制系统。

工作原理：本实用新型提供了一种工业机器人八轴联动加工中心，其中，六轴高精度工业机器人采用库卡6轴高精度工业机器人KR500R2830MT，位于公共钢结构平台的中后部，直接固定于地面，主要是因为此工业机器人的结构比较庞大，其运动过程中会产生比较大的反作用力，如果固定在钢结构上，会引起比较大的震动。它通过6轴伺服电机驱动控制，实现机器人运动学控制，伺服-电机控制，精度补偿和安全控制(笛卡尔坐标系)；同时直接执行通过CAD/CAM系统生成的CNC程序，支持全部G代码/M代码；

控制系统8采用西门子840D控制系统：通过悬臂支架，其操作面板安装在整个钢结构平台的前端，方便人员操作，提供CNC的编程/调试界面；能借助Sinumerik软件实现CNC编程，路径规划，刀具管理，调试和操作；

HSD高速电主轴6安装在工业机器人第6轴输出法兰盘上，作为工业机器人的第七根外部轴，也是工业机器人的加工工具，受机器人控制，跟随机器人进行加工、切削；

三共高精度转台3安装在公共钢结构中部，方便被加工件的安装和拆卸，可绕竖直轴360°旋转，方便加工工件时，机器人快速能到达加工件的不同加工面；

电主轴水循环冷却系统9安装在工业机器人各轴上，在机器人各轴关节处都留有足够余量，避免冷却系统管线在随机器人动作时出现缠绕或者碰撞。通过冷却水箱持续提供一定压力的循环冷却水，冷却水通过电主轴内部的进水管道和出水管道，带走电主轴因高速旋转而产生的热量，保护电主轴；

刀具冷却系统和电主轴水循环冷却系统共用管线支架，在工业机器人加工过程中，对刀具喷洒冷却液，保护刀具；

自动换刀刀库7安装在公共钢结构平台上，在机器人可达范围内，方便机器人快速的换刀；

公共钢结构平台1用于承载三共转台、刀库、外围钣金防护房等，方便这些设备的安装固定以及保证彼此的相对位置；

外围钣金防护房2安装在公共钢结构平台上，用于防止工业机器人在加工过程人员进入，保护操作员的人身安全；

手动三爪卡盘4安装在三共高精度转台上，用于固定需要加工的原材料。

具体使用时，操作员通过CAM系统直接生成被工件的G代码的加工程序，拷贝至八轴联动加工中心内，加工中心通过自带的转换程序，将G代码程序转换成工业机器人程序指令；操作者校对好起始点后，工业机器人将自动加工所需加工的工件，加工过程中也能够自动切换刀具。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种工业机器人八轴联动加工中心，其特征在于，包括：公共钢结构平台(1)、外围钣金防护房(2)、三共高精度转台(3)、手动三爪卡盘(4)、六轴高精度工业机器人(5)、HSD高速电主轴(6)、自动换刀刀库(7)、控制系统(8)，所述的公共钢结构平台(1)采用厚铁板焊接而成，公共钢结构平台(1)固接在地面，且公共钢结构平台(1)后侧开有安装通孔，所述的外围钣金防护房(2)为方形密封罩，外围钣金防护房(2)固接在公共钢结构平台(1)上，且外围钣金防护房(2)上开有多个透明观察窗，所述的三共高精度转台(3)固接在公共钢结构平台(1)前侧，所述的手动三爪卡盘(4)固接在三共高精度转台(3)的中心位置，所述的六轴高精度工业机器人(5)穿过公共钢结构平台(1)的安装通孔与地面固接，所述的HSD高速电主轴(6)安装在六轴高精度工业机器人(5)第六轴输出法兰盘上，所述的自动换刀刀库(7)设置在公共钢结构平台(1)的一侧，所述的控制系统(8)设置在外围钣金防护房(2)的后侧，控制系统(8)通过信号线与三共高精度转台(3)、手动三爪卡盘(4)、六轴高精度工业机器人(5)、HSD高速电主轴(6)、自动换刀刀库(7)分别电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人八轴联动加工中心，其特征在于，所述的六轴高精度工业机器人(5)上设置有电主轴水循环冷却系统(9)，电主轴水循环冷却系统(9)用于HSD高速电主轴(6)的降温。

3.根据权利要求2所述的一种工业机器人八轴联动加工中心，其特征在于，所述的电主轴水循环冷却系统(9)还包括刀具冷却系统，所述的刀具冷却系统用于刀具的降温。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人八轴联动加工中心，其特征在于，所述的六轴高精度工业机器人(5)采用库卡六轴高精度工业机器人KR500R2830MT。

5.根据权利要求1所述的一种工业机器人八轴联动加工中心，其特征在于，所述的控制系统(8)采用西门子840D控制系统。

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