[發明專利]一種專用葉片砂帶拋磨機器人

有效

• 申請號: 202111162401.3
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113927424B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 任利娟;張廣鵬;王妮娜;李永昌
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B24B21/00
• 分類號: B24B21/00;B24B21/18;B24B41/02;B24B41/06;B24B47/00;B24B47/12;B25J11/00;B25J18/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 許志蛟

本發明公開了一種專用葉片砂帶拋磨機器人，包括四自由度葉片夾持機構，四自由度葉片夾持機構上設有葉片夾具，葉片夾具上裝夾有葉片；還包括二自由度砂帶磨削機構，二自由度砂帶磨削機構對葉片夾具上的葉片進行磨削。本發明解決了由于傳統工業機器人剛性弱和運動精度低，導致的葉片加工精度難以保證；同時能夠實現葉片葉背、葉腹、前后緣、榫頭R轉角以及榫頭底座這些拋磨區域一次裝夾定位。

技術領域

本發明屬于葉片專用砂帶拋磨技術領域，涉及一種專用葉片砂帶拋磨機器人。

背景技術

近年來工業機器人憑借高度柔性、成本低、操作簡便的優點，廣泛應用于葉片拋磨領域。砂帶磨削具有彈性加工特性，對于葉片這種弱剛性的復雜型面輪廓的光順過渡具有很好的擬合效果，因此廣泛應用于葉片等復雜曲面輪廓的零件磨削加工階段。傳統的機器人砂帶拋磨系統采用6自由度工業機器人與固定的砂帶磨削機構結合，工業機器人手持待加工葉片，通過位姿的調整實現葉片的加工。機器人葉片砂帶拋磨方式仍屬于新興領域，機器人葉片磨削加工技術是在已有的磨削技術上發展的，更多的是針對機器人與葉片二者作為結合體所具有的特點來研究，比如弱剛性和相對于機床的低的運動精度。

發明內容

本發明的目的是提供一種專用葉片砂帶拋磨機器人，解決了由于傳統工業機器人剛性弱和運動精度低，導致的葉片加工精度難以保證的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種專用葉片砂帶拋磨機器人，包括四自由度葉片夾持機構，四自由度葉片夾持機構上設有葉片夾具，葉片夾具上裝夾有葉片；

還包括二自由度砂帶磨削機構，二自由度砂帶磨削機構對葉片夾具上的葉片進行磨削。

本發明的特點還在于：

四自由度葉片夾持機構包括立柱，立柱的內側沿豎直方向設有絲杠，絲杠的頂部設有伺服電機，絲杠位于立柱的中心處，絲杠的相對兩側分別沿豎直方向設有導軌，兩個導軌分別與兩個滑塊配合，兩個滑塊分別位于大臂一側的相對兩端，大臂的內側中部還連接有絲杠螺母，絲杠螺母與絲杠配合；

大臂的另一側設有肩關節伺服電機；肩關節伺服電機的輸出端連接手肘臂的一端；手肘臂的另一端設有肘關節伺服電機，肘關節伺服電機連接手腕臂，手腕臂上安裝有力矩電機，力矩電機上安裝有葉片夾具。

伺服電機通過法蘭與手肘臂連接，伺服電機輸出軸與諧波減速器連接，諧波減速器的輸出軸與手腕臂通過腕臂鍵連接。

二自由度砂帶磨削機構包括三相異步電機，三相異步電機安裝在基座上，三相異步電機的輸出軸通過聯軸器連接軸的一端，軸的另一端通過鍵I連接有錐齒輪I，錐齒輪I與錐齒輪II嚙合，錐齒輪II通過鍵II連接在錐齒輪軸的一端；錐齒輪軸的另一端的軸端錐齒輪與錐齒輪III嚙合，錐齒輪III通過鍵III連接在軸A上，錐齒輪III通過鍵III將運動傳遞給軸A，軸A通過鍵A與齒形同步帶輪A連接；齒形同步帶輪A通過齒形帶連接齒形同步帶輪B，齒形同步帶輪B通過鍵C連接在軸B41，軸B通過鍵D連接驅動輪，驅動輪上設有砂帶。

軸上還同軸安裝有錐齒輪B，錐齒輪B與錐齒輪A嚙合，錐齒輪A通過鍵F安裝在軸C上，軸C通過聯軸器A與伺服電機B連接；伺服電機B通過法蘭B與外殼C固定連接；錐齒輪B通過螺釘與諧波減速器波發生器A連接，諧波減速器鋼輪A與殼體C連接，諧波減速器輸出柔輪A與殼體A連接，軸的一端伸入殼體A內。

殼體A通過法蘭C與伺服電機連接，伺服電機A輸出軸通過鍵E與錐齒輪C連接，錐齒輪C與錐齒輪D嚙合，錐齒輪D與諧波減速器波發生器B連接，諧波減速器鋼輪B與殼體A固定連接，諧波減速器輸出柔輪B與殼體固定連接。

本發明的有益效果如下：

1.在2自由度機械臂內部傳動設計中，為降低機械臂整體的轉動慣量，減輕整體質量，將驅動砂帶轉動的三相異步電動機固定于立柱上，不隨機械臂的運動而發生位置改變，以達到更好的加工效果，因此在其他動力元件和傳動元件的布置上與傳統機械臂有所差異。