[發明專利]一種水冷電主軸的除塵夾具及其除塵方法

有效

• 申請號: 201710311973.0
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107031253B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 李衛民;高喜飛;孔銳;張宏瑞;莫建旭;胡令沖
• 申請（專利權）人: 濟寧中科智能科技有限公司
• 主分類號: B44B1/06
• 分類號: B44B1/06;B44B3/06
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 盧登濤

本發明公開了一種水冷電主軸的除塵夾具及其除塵方法，所述水冷電主軸通過安裝法蘭安裝在機器人本體的末端。除塵夾具穿過刀具套裝在水冷電主軸的前部，除塵夾具包括安裝座、空氣放大器、導流管，所述空氣放大器的側部連接快速接頭；安裝座套裝在水冷電主軸的前部，所述空氣放大器的吸入口插接在安裝座側面的接口將空氣放大器安裝固定，導流管通過連接塊安裝在安裝座上。本發明通過控制壓縮空氣的通斷即可實現除塵作業啟停的控制，與電主軸集成安裝，能夠在機器人雕刻過程中實時除塵，同時能夠適應不同的雕刻作業類型、刀具長短的變化。

技術領域

本發明屬于機器人雕刻應用領域，具體涉及一種水冷電主軸的除塵夾具及其除塵方法。

背景技術

雕刻是成型加工中的常用方法，機器雕刻作業通常由數控機床、雕刻機、機器人等設備，安裝電主軸實現作業。相比人工雕刻，具有效率高、作業安全、產品一致性好、成本低的優勢，是實現雕刻產品批量化生產的必經之路。

機器人雕刻是機器人應用的主要形式之一。相比機床、雕刻機，機器人雕刻具有自由度大、重復定位精度高的特點，機床、雕刻機的作業范圍均受到機械結構的限制，但機器人雕刻作業范圍不受機械結構的限制，在配套行走裝置后能夠極大擴展作業范圍，因此非常適于大型部件或復雜曲面的雕刻。通過不同負載的機器人與不同形式的電主軸的搭配，能夠以最低的成本實現不同硬度材料的雕刻加工。

機器人雕刻作為一種切削加工作業，不可避免的會產生大量雕刻碎屑，在高速旋轉的刀具帶動下散落到整個作業空間中。尤其當機器人雕刻作業在開放空間中進行時，產生的碎屑不但對作業環境造成污染，還會吸附在設備表面而難以清理，一旦進入電主軸內部還可能會損壞電機，因此有必要在雕刻過程中進行實時的除塵作業。

除塵作業的實施，與選用的電主軸的類型有關。電主軸通常有風冷、水冷兩種冷卻方式，風冷電主軸使用自帶風機產生氣流吹過電機實現冷卻，氣流從電主軸前部吹出時，將雕刻碎屑一并吹散到作業空間，難以收集，從而難以實現實時除塵；水冷電主軸使用循環水進行電機冷卻，產生的碎屑自然沉降，只要進行收集、排出即可實現除塵，因此有實現實時除塵的可能性。

當前機器人安裝水冷電主軸雕刻的除塵主要面臨如下困難：

1)刀具軸線通常位于作業表面法線方向，因此在雕刻復雜曲面時，刀具并不豎直向下，甚至可能斜向上，難以采用常見的噴射冷卻液的方式除塵冷卻；

2)在很多情況下，機器人雕刻的成品用于制造前的驗證，因此會采用較軟的材料，比如泡沫、有機塑料，以降低材料成本，以及對機器人配置的要求，由于此類材料難以承受沖擊，難以采用常見的噴射冷卻液的方式除塵冷卻；

3)目前市場上的除塵設備，大多用于一定區域的排煙、除塵，無法隨機器人移動，難以適應機器人大范圍作業的要求，而且結構復雜、造價高，增加了機器人雕刻作業的成本。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提出了一種水冷電主軸的除塵夾具及其除塵方法。

其采用如下技術方案：

一種水冷電主軸的除塵夾具，所述水冷電主軸通過安裝法蘭安裝在機器人本體的末端，所述水冷電主軸具有圓柱形殼體，殼體前端通過快速夾頭裝夾有刀具，殼體后部設有進水口、出水口，進水口、出水口用于通循環水冷卻，殼體后部設有供電接口，供電接口連接有變頻器供電、調速；

所述除塵夾具穿過刀具套裝在水冷電主軸的前部，除塵夾具包括安裝座、空氣放大器、導流管，所述空氣放大器的側部連接快速接頭；

所述安裝座套裝在水冷電主軸的前部，所述空氣放大器的吸入口插接在安裝座側面的接口將空氣放大器安裝固定，導流管通過連接塊安裝在安裝座上。

進一步地，所述導流管包括粗雕導流管和長度不同的精雕導流管；