[發明專利]一種用于工業機器人加工的末端執行裝置及其執行方法

在審

• 申請號: 202210627189.1
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN114851233A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 劉志兵;錢泳豪;宋慈;張北清;沈文華;仇天陽;梁志強;焦黎;王西彬
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J11/00;B23Q1/25;B23Q5/40
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 姚麗娜

本發明公開一種用于工業機器人加工的末端執行裝置及其執行方法，涉及自動化加工設備領域，包括：三維調控機構，三維調控機構包括第一移動單元、第二移動單元以及第三移動單元，第一移動單元的基座底面與工業機器人的末端連接，第二移動單元垂直設置在第一移動部上，第三移動單元設置在第二移動部上，加工器設置在第三移動部上，工業機器人、第一移動單元、第二移動單元以及第三移動單元均與控制單元電連接；本發明中從三個自由度的方向對加工頭的位置進行調節，大大提高加工頭位置的精度，利用面積較大的第一移動單元的基座底面與工業機器人的末端連接，增加了整體三維調控機構與工業機器人末端的連接面積，保證連接的穩定性。

技術領域

本發明涉及自動化加工設備領域，特別是涉及一種用于工業機器人加工的末端執行裝置及其執行方法。

背景技術

工業機器人是現代制造業中的重要自動化設備，它集成了機械、電子、控制、計算機、傳感器和人工智能等先進技術，相較于傳統機床加工而言，廣泛使用工業機器人加工具有更高的靈活性，不僅可以提高產品產量，還可以保證人身安全，改善工作環境，降低勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗，降低生產成本，隨著現代裝備制造業的發展，工業機器人技術在機械加工領域的發展前景十分可觀，但在現今發展階段，由于其剛度和精度問題，工業機器人主要應用于焊接、搬運、裝配等，在機械加工領域應用的比例相對較少，由于工業機器人手臂常為懸臂梁結構，相較于傳統機床而言靈活有余但剛度不足，導致了工業機器人加工的位置精度遠不如機床，例如工業機器人關節中常用的多自由度鉸鏈自身的精度就是影響整個工業機器人精度的因素之一。

使用工業機器人進行機械加工時，現有技術方案主要有以下幾種：

1.工業機器人構成中不乏一些核心零部件，主要包括工業機器人控制器、減速器、伺服電機、驅動器等，這些核心零部件對工業機器人加工的精度有著直接的影響作用，購買擁有高精度核心零部件的工業機器人改善加工精度不足的問題，但同時也會大幅度增加成本。

2.使用末端執行裝置提升加工精度，例如申請號為“201910887684.4”，名稱為“一種全防護五軸加工中心”的發明專利公開了一種具有末端調控機構的加工中心，使用五軸加工中心核心——雙擺頭結構，使得主軸能夠在YOZ、XOZ平面上旋轉，結合工業機器人運動實現加工精度的提升，但國內針對雙擺頭的研究起步較晚，帶A/B軸的五軸加工中心只有少數國內企業具有研發能力，末端執行器設計成本較高；

此外，大多數末端執行器依然以針對性加工為主，通常針對某種特定的加工方式設計末端執行器，完成一至兩個方向上的加工，保證該方向上的加工精度，例如申請號為“201911174057.2”，名稱為“適用于大型構件的鏜孔加工設備”的發明專利公開了工業機器人鏜孔加工系統，該系統針對并且只能保證鏜削方向上的加工精度，其余方向上的移動依然依賴于工業機器人，導致加工適用范圍受到一定程度的限制。

因此人們亟需一種加工精確度高的用于工業機器人加工的末端執行裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于工業機器人加工的末端執行裝置及其執行方法，以解決上述現有技術存在的問題，利用三維調控機構作為末端執行裝置，從三個自由度上輔助調節加工器的位置精度，提高加工的精確度，且末端執行裝置與工業機器人末端的連接面積較大，有助于提高整體連接得到穩定性。