[發明專利]一種異形曲面表面自動加工機

有效

• 申請號: 201110459629.9
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103182662A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 谷侃鋒;楊國永;孫元;高英美;趙明揚
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B24B19/00
• 分類號: B24B19/00;B24B55/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術領域

本發明涉及表面機械加工設備，具體地說是一種異形曲面表面自動加工機。

背景技術

隨著工業水平的發展，用戶對產品外形和表面質量的要求不斷提高，產品表面加工的質量往往成為最終決定產品品質的決定性因素。由于工件的形狀常常是不規則的，使得待加工的曲面往往具有復雜的幾何形狀特征，即異形曲面。傳統的異形曲面表面加工，一般采用手工的方式，不僅費時費力、效率低下，而且很難保證加工產品質量的一致性；同時工業現場噪聲、粉塵也嚴重影響工人的健康。

發明內容

為了解決現有手工加工曲面存在的效率低、一致性差等問題，本發明的目的在于提供一種異形曲面表面自動加工機。該自動加工機可多個零件同時加工，能夠保證加工精度及產品質量的一致性，使加工效率大大提高。

本發明的另一目的在于提供一種被加工零件夾持穩定，不易掉落的異形曲面表面自動加工機。

本發明的又一目的在于提供一種對加工環境進行凈化處理的異形曲面表面自動加工機。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括機械本體、操作機器人機構、夾具及隨動拉絲輪機構，其中操作機器人機構安裝在機械本體內，包括直角坐標機器人機構、平動臺及轉腕機構，所述直角坐標機器人機構具有在X軸、Y軸及Z軸方向往復運動的三個自由度，所述平動臺安裝在直角坐標機器人機構上，在平動臺上設有多個轉腕機構，每個轉腕機構的輸出端均具有繞X軸、Y軸及Z軸旋轉的自由度以及隨直角坐標機器人機構在X軸、Y軸及Z軸方向往復運動的共六個自由度，在轉腕機構的輸出端上安裝有夾具；在每個轉腕機構的上方均對應一個安裝在所述機械本體上的隨動拉絲機構，每個隨動拉絲機構均帶有通過電機驅動的加工輪，被加工的零件安裝在所述夾具上，通過隨動拉絲機構中的加工輪進行加工。

其中：所述隨動拉絲輪機構安裝在機械本體的一側面板頂部，在機械本體同側面板上設有與隨動拉絲輪機構及轉腕機構數量相同的夾具增強機構，所述夾具增強機構位于隨動拉絲輪機構的下方；所述夾具增強機構包括氣缸、活塞桿、支撐件及連接件，其中氣缸通過連接件與所述機械本體的一側面板固接，氣缸的活塞桿上設有可升降的、用于支撐被加工零件的支撐件；所述機械本體一側面板的頂部安裝有吸風機構，在該吸風機構上設置有多個隨動拉絲輪機構；所述吸風機構包括排屑罩及集屑箱，集屑箱固接在機械本體一側面板的頂部、為中空箱體，與工業吸塵器連通，在所述集屑箱朝向加工零件的一側設有排屑罩，該排屑罩的數量與所述隨動拉絲輪機構及所述轉腕機構的數量相同，所述排屑罩的開口正對零件加工的位置；所述平動臺內設有三個電機，與安裝在平動臺上的各轉腕機構通過同步帶依次相連，靠近電機的轉腕機構通過三組帶輪及同步帶傳動裝置分別與三個電機的輸出軸相連，通過三個電機的驅動實現每個轉腕機構的輸出端同步轉動；所述轉腕機構包括底板、殼體、第一傘齒輪、第二傘齒輪、第三傘齒輪、末端法蘭、中間擺塊、傳動軸、第四傘齒輪、第五傘齒輪、第六傘齒輪及由上至下設置的三組帶輪，其中底板固定在所述平動臺上，在底板上固接有一組帶輪，殼體通過第二軸承與底板連接，所述殼體下端內部分別設有第五傘齒輪及第六傘齒輪，第六傘齒輪的第六齒輪軸上安裝有第二組帶輪，第五傘齒輪的第五齒輪軸插設在所述第六齒輪軸內，并由第六齒輪軸穿出、設有第三組帶輪；所述第六傘齒輪與安裝在殼體下端內部一側的第一傘齒輪嚙合，第五傘齒輪與安裝在殼體下端內部另一側的第一傘齒輪嚙合；所述殼體上端內部設有中間擺塊，第三傘齒輪的第三齒輪軸通過第三軸承與中間擺塊連接、隨中間擺塊一起擺動，所述第三齒輪軸的一端設有第三傘齒輪，另一端連接有作為轉腕機構輸出端的末端法蘭，所述夾具安裝在該末端法蘭上；所述第三傘齒輪與安裝在殼體上端內部一側的第二傘齒輪嚙合，殼體上端內部的另一側設有與中間擺塊固接的傳動軸；所述第一傘齒輪的第一齒輪軸與第二傘齒輪的第二齒輪軸之間以及第五傘齒輪的第五齒輪軸與傳動軸之間分別通過帶輪及同步帶傳動裝置相連；所述第五齒輪軸與第六齒輪軸及第三齒輪軸同軸，第一齒輪軸與第四齒輪軸同軸，第二齒輪軸與傳動軸同軸；所述第一齒輪軸與第二齒輪軸分別由殼體的一側穿出、通過帶輪及同步帶傳動裝置相連，傳動軸與第四齒輪軸分別由殼體的另一側穿出、通過帶輪及同步帶傳動裝置相連，所述殼體的兩側分別罩有同步帶外殼；所述殼體包括手腕下殼體、手腕上殼體及手腕中間殼體，其中手腕下殼體通過第二軸承安裝在底板上，手腕中間殼體的一端與手腕下殼體相連，另一端連接手腕上殼體；所述隨動拉絲輪機構包括第四電機、帶輪及傳動帶傳動裝置、帶輪軸、平衡桿、機座、安裝板、隨動桿及配重，其中機座安裝在機械本體上，所述安裝板通過隨動桿與機座鉸接，第四電機固定在安裝板上、通過帶輪及傳動帶傳動裝置與帶輪軸相連；所述平衡桿鉸接在隨動桿上、并與安裝板固接，平衡桿的一端與所述帶輪軸連接，另一端設有配重；所述帶輪軸的兩端分別設有加工輪，所述加工輪始終保持與被加工零件的表面接觸；所述帶輪軸的兩端分別設有第一加工輪及第二加工輪，其中任一加工輪的厚度薄于另一個加工輪。