[發明專利]一種旋轉機械手自動換刀的重復定位精度測量裝置

有效

• 申請號: 201310487648.1
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103551919A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 崔晶;駱玉霞;王迪凡;牟宏明;楊宇
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q17/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種重復定位精度測量裝置，特別涉及數控加工中心旋轉機械手自動換刀設備領域，尤其涉及一種旋轉機械手自動換刀的重復定位精度測量裝置。

背景技術

刀庫及自動換刀機構是實現機床高檔加工中心和重型加工中心中刀具儲備及刀具自動更換功能的重要組成部分。刀庫中存儲有加工中心所需的多種類型刀具，其通過換刀機構將刀庫中待用刀具與主軸工作刀具進行交換，進而實現多類型、高精度、高效率的加工。在一般小型立式綜合加工中心中，其刀庫一般為圓盤式刀庫。圓盤式刀庫需搭配自動換刀機構ATC(Auto?Tools?Change)進行刀具交換，數控機床為了能在工件一次裝夾中完成多種甚至所有加工工序，必須帶有自動換刀旋轉機械手，以縮短輔助時間和減少多次安裝工件所引起的誤差。自動換刀旋轉機械手需滿足換刀時間短和刀具重復定位精度高兩方面的要求，因此旋轉機械手自動換刀的重復定位精度是評價刀庫及自動換刀機構整體性能非常重要的一個指標。

一般檢測旋轉機械手的重復定位精度多采用圓光柵測量，其將圓光柵置于機構旋轉軸處采集機械手到達指定位置的旋轉角度，以旋轉角度的波動作為旋轉機械手重復定位精度。此測量方法存在以下兩個方面存在不足：該方法中圓光柵置于機構的旋轉軸處，測量過程中需要先拆卸下機械臂裝入圓光柵再安裝上機械臂，整個過程會使得工裝步驟非常繁瑣，同時也會帶來裝配誤差；另外忽略的軸向跳動也會給旋轉機械手執行端的重復定位精度帶來影響，造成重復定位精度的不準確。為解決上述問題，本發明提出一種旋轉機械手自動換刀的重復定位精度測量裝置，該裝置能很好地降低傳統應用圓光柵測量旋轉機械手軸向跳動和裝配誤差給重復定位精度測量帶來的不足，同時該裝置安裝簡單高效，保證測量結果更加可靠。

發明內容

本發明的目的在于提出一種旋轉機械手自動換刀的重復定位精度測量裝置，該裝置包括自動換刀旋轉機械手、直線光柵尺、零位、端壓塊、讀數頭、電渦流傳感器、主軸頭、主軸頭支撐座、機械臂旋轉軸、支架。該裝置降低了傳統測量中需拆卸換刀機構的方法所帶來的裝配誤差，而且測量旋轉機械手自動換刀執行端的重復定位精度，使得測量結果更加可靠。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種旋轉機械手自動換刀的重復定位精度測量裝置，機械手旋轉軸與自動換刀旋轉機械手通過螺栓連接，且自動換刀旋轉機械手由機械手旋轉軸驅動；自動換刀旋轉機械手兩端為執行端，直線光柵尺貼在執行端的弧端；兩個端壓塊置于直線光柵尺兩邊用于固定直線光柵尺；零位置于直線光柵尺右側整體1/4處；機械手旋轉軸由電機驅動；支架與主軸頭支撐座通過螺栓連接固定；主軸頭與主軸頭支承座連接為一體；讀數頭與電渦流傳感器通過螺釘連接固定在支架上；讀數頭和電渦流傳感器分別通過電渦流傳感器數據傳輸線和讀數頭數據傳輸線與上位機相連。

本發明主要由帶零位的分離增量式直線光柵部分和電渦流傳感器部分組成，帶零位的分離增量式直線光柵尺主要檢測旋轉機械手執行端換刀瞬間的X向位移；電渦流傳感器部分主要檢測旋轉機械手執行端換刀瞬間的Y向位移，這樣就可確定換刀機械手每一次換刀的平面位置，從而確定換刀機械手的重復定位精度。

與傳統測量方法相比較，本發明具有以下有益效果：

1、本發明采用的帶零位分離增量式直線光柵尺和電渦流傳感器結合方法測量自動換刀旋轉機械手重復定位精度的裝置，其能夠降低傳統應用圓光柵測量旋轉機械手軸向跳動和裝配誤差給重復定位精度測量結果帶來的不足。

2、本裝置的直線光柵尺貼在自動換刀旋轉機械手執行端的弧端，對尺寸要求并不高，故一種型號的直線光柵就可應用到多種型號的自動換刀旋轉機械手上，所以本發明采用增量式的直線光柵大大降低了設備成本。

3、本發明不僅限于測量自動換刀旋轉機械手的重復定位精度，而且適合類似旋轉機構的重復定位精度測量，通用性強。

附圖說明

圖1為重復定位精度測量裝置的三維整體示意圖；

圖2為自動換刀旋轉機械手執行端貼直線光柵的示意圖；

圖3為讀數頭和電渦流傳感器安裝位置示意圖。

圖中：1、自動換刀旋轉機械手?2、直線光柵尺?3、零位?4、端壓塊?5、讀數頭?6、電渦流傳感器?7、主軸頭?8、主軸頭支撐座?9、機械臂旋轉軸?10、支架。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施實例對本發明作進一步的說明。