[發(fā)明專利]一種新的機(jī)器人碳纖維臂桿尺寸及形位精度控制加工工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310325378.4
• 申請(qǐng)日: 2013-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN103395070A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋荊洲;孫漢旭;賈慶軒;張憶非;陳鋼;劉勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J18/00
• 分類號(hào): B25J18/00;B25B11/00;B25H1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及機(jī)器人的機(jī)械臂領(lǐng)域，特別涉及一種具有高精度需求的碳纖維臂桿加工工藝。

背景技術(shù):

近幾十年來，機(jī)器人技術(shù)在各類科研領(lǐng)域方面得到了的廣泛應(yīng)用，開發(fā)和利用機(jī)器人成為各國高科技和軍事發(fā)展的焦點(diǎn)，機(jī)械臂作為機(jī)器人技術(shù)作為機(jī)器人技術(shù)的重要一環(huán)得到了越來越多的關(guān)注。目前機(jī)械臂已經(jīng)可用于生產(chǎn)、加工、裝配、維護(hù)和修理工作等等。在未來，隨著機(jī)器人的研究和應(yīng)用，機(jī)械臂作為機(jī)器人的重要組成部分，在軍事、民用和工業(yè)領(lǐng)域都具有良好的發(fā)展前景。

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，要求臂桿所選用的材料使用量少、質(zhì)量輕、成本低，同時(shí)要求其承載能力大、精度高、空間適應(yīng)性好，為此在碳纖維臂桿得到了快速發(fā)展，隨著對(duì)于任務(wù)要求的精度要求越來越高，對(duì)于碳纖維臂桿的尺寸及形位精度提出了更高的要求。目前機(jī)器人碳纖維臂桿在加工制造方面主要存在的缺陷是：

1）尺寸精度不高。

2）形位精度較差。

本發(fā)明碳纖維臂桿的尺寸及形位精度控制加工工藝主要包含碳纖維桿、鈦合金接口件的加工，碳纖維桿、鈦合金件的工裝與粘接及其連接工藝的尺寸及形位精度控制工藝。

發(fā)明內(nèi)容:

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有機(jī)器人碳纖維臂桿精度方面的問題，提出了一種尺寸精度高、形位精度好的新型機(jī)器人碳纖維臂桿尺寸及形位精度控制加工工藝。

本發(fā)明的采用如下技術(shù)方案：

一種新的機(jī)器人碳纖維臂桿尺寸及形位精度控制加工工藝，其所加工成型的機(jī)器人臂桿包括碳纖維桿、鈦合金接口件兩大部分，其中，鈦合金接口件采用膠接連接和螺釘連接的混合連接方式與碳纖維桿相連，通過法蘭可以與其他機(jī)構(gòu)相連。

本發(fā)明中，碳纖維臂桿尺寸及形位精度控制加工工藝，包含碳纖維桿與鈦合金接口件的加工、碳纖維桿與鈦合金接口件的連接工裝與粘接、。一種新的機(jī)器人碳纖維臂桿尺寸及形位精度控制加工工藝，包括以下步驟：

步驟1：碳纖維桿、鈦合金接口件的加工。

1-1.碳纖維桿的加工。

1-2.鈦合金接口件的加工。

步驟2：碳纖維桿、鈦合金接口件的連接工裝與粘接。

2-1.碳纖維桿與鈦合金接口件的連接工裝。

2-2.碳纖維桿與鈦合金接口件的粘連。

步驟3：碳纖維桿、鈦合金件連接工藝的尺寸及形位精度控制。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有：

1)設(shè)計(jì)采用了一套連接工裝裝置，保證了碳纖維桿與鈦合金接口件在加工過程中的同軸度。

2）通過一次裝夾走刀的方式將鈦合金接口件，加工至目標(biāo)尺寸。通過整個(gè)工藝過程，達(dá)到了5級(jí)精度。

附圖說明:

圖1是本發(fā)明提出的碳纖維臂桿連接工裝剖面圖。

圖2是本發(fā)明提出的碳纖維臂桿結(jié)構(gòu)示意剖面圖。

圖3是本發(fā)明提出的碳纖維臂桿連接工裝裝置剖面圖

圖4是本發(fā)明提出的連接工裝裝置的支撐架圖。

圖5是本發(fā)明提出的連接工裝裝置的階梯軸。

圖6是本發(fā)明提出的連接工裝裝置的T型筒。

圖7是本發(fā)明提出的連接工裝裝置的墊塊。

圖8是本發(fā)明提出的碳纖維臂桿連接工裝裝配圖。

圖9是本發(fā)明提出的碳纖維臂桿一次裝夾加工圖。

具體實(shí)施方式:

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明：

如圖1所示為本發(fā)明所述的碳纖維臂桿連接工裝裝置圖。該連接工裝由下列組件構(gòu)成：支撐平臺(tái)（1）、支撐架（2）、帶螺紋的階梯軸（3）、螺母（4）、螺釘（5）、墊塊（6）、T型筒（7）、鈦合金接口件（8）、碳纖維桿（9）。該碳纖維臂桿主要由鈦合金接口件（8）、碳纖維桿（9）構(gòu)成，其裝配關(guān)系如圖2所示，碳纖維桿的兩端都開有螺釘連接孔（901與902），鈦合金接口件也開有螺釘連接孔（801），兩者用于實(shí)現(xiàn)碳纖維桿與接口件的螺釘連接，所開的螺釘連接孔應(yīng)呈等間距圓周分布在零件上，除此之外，接口件通過螺栓孔（802）同其他結(jié)構(gòu)連接。

步驟1：碳纖維桿、鈦合金接口件的加工。

碳纖維桿的成型工藝選擇壓注成型法（RTM法），并采用熱容量和熱膨脹系數(shù)的高強(qiáng)度鋼模具，以此來保證模具工作面的型面精度準(zhǔn)確，使得碳纖維桿結(jié)構(gòu)外形、尺寸合格，與鈦合金接口件連接面能夠正常配合。

對(duì)于鈦合金接口件的加工，先確保自身的止口內(nèi)圓面和外圓面同軸，再將外圓面作為工藝基準(zhǔn)，同時(shí)保證兩法蘭端面與其軸線的垂直度要求，除此之外其止口外圓面、兩法蘭外圓及止口長度為后續(xù)加工裝夾留下足量的加工余量。