圖；
[0026]圖8為本實用新型的螺旋制孔機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9為本實用新型的螺旋制孔機構(gòu)剖視圖；
[0028]圖10為本實用新型的制孔流程圖。
【具體實施方式】
[0029]如圖1-9所示，本實用新型的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，包括四自由度串聯(lián)機器人1000、終端制孔單元2000以及系統(tǒng)控制器3000 ；
[0030]其中，四自由度串聯(lián)機器人1000包括矩形框底座1001、托板1002、立柱1003、大臂1004以及小臂1005 ;在矩形框底座1001的兩條長度邊框的相對內(nèi)側(cè)均設(shè)有縱向齒條1006，在兩條長度邊框的上側(cè)面均設(shè)有縱向?qū)к?007 ;在托板1002的底面設(shè)有兩條底面滑槽，兩條底面滑槽分別嵌于兩條縱向?qū)к?007上，并可沿兩條縱向?qū)к?007來回滑動；在托板1002的四個頂角處分別設(shè)有一個縱向驅(qū)動電機1009，在縱向驅(qū)動電機1009的輸出軸上設(shè)有驅(qū)動齒輪1008，驅(qū)動齒輪1008與對應(yīng)位置處的縱向齒條1006相嚙合；立柱1003豎直安裝在托板1002的頂部，在立柱1003的頂部豎直設(shè)有一個水平轉(zhuǎn)動電機1010，在水平轉(zhuǎn)動電機1010的輸出軸上設(shè)有水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)1011 ;在水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)1011的頂部水平設(shè)有一個大臂驅(qū)動電機1012，大臂1004的一端垂直安裝在大臂驅(qū)動電機1012的輸出軸上，大臂驅(qū)動電機1012驅(qū)動大臂1004在豎直面內(nèi)擺動；在大臂1004的另一端設(shè)有小臂驅(qū)動機構(gòu)，小臂1005的連接端通過擺動軸1013擺動式安裝在大臂1004的另一端上，小臂驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動小臂1005繞擺動軸1013在豎直面內(nèi)擺動；
[0031]在大臂1004的另一端設(shè)有驅(qū)動空腔，小臂驅(qū)動機構(gòu)安裝在驅(qū)動空腔內(nèi)；小臂驅(qū)動機構(gòu)包括小臂驅(qū)動電機1014、齒輪傳動軸1019以及端蓋1020 ;在小臂驅(qū)動電機1014的輸出軸上設(shè)有主錐形齒輪1015 ;齒輪傳動軸1019的一端轉(zhuǎn)動式安裝在驅(qū)動空腔的腔壁上，另一端轉(zhuǎn)動式安裝在端蓋1020上，端蓋1020封蓋在驅(qū)動空腔的側(cè)面開口上；在齒輪傳動軸1019上固定設(shè)有一個從錐形齒輪1016和兩個傳動齒輪1017 ;從錐形齒輪1016與主錐形齒輪1015相嚙合，并與兩個傳動齒輪1017同軸傳動；小臂1005的連接端通過擺動軸1013擺動式安裝在大臂1004的另一端上，并在連接端上設(shè)有兩個從動齒輪1018 ;傳動齒輪1017與從動齒輪1018相嚙合，并驅(qū)動小臂1005繞擺動軸1013在豎直面內(nèi)擺動；小臂驅(qū)動電機1014與系統(tǒng)控制器3000相連；
[0032]終端制孔單元2000包括三桿并聯(lián)機構(gòu)2100、螺旋制孔機構(gòu)2200和法矢檢測機構(gòu)2300 ；
[0033]三桿并聯(lián)機構(gòu)2100包括動平臺2101、定平臺2102、第一電動伸縮桿2103、第二電動伸縮桿2104以及第三電動伸縮桿2105 ;定平臺2102的后側(cè)面固定安裝在小臂1005的對接安裝端上；第一電動伸縮桿2103、第二電動伸縮桿2104以及第三電動伸縮桿2105的底端均通過虎克鉸鏈等弧度安裝在定平臺2102前側(cè)面的圓周邊緣上；在第一電動伸縮桿2103上裝有驅(qū)動其活動桿伸縮運動的第一驅(qū)動電機2106 ;在第二電動伸縮桿2104上裝有驅(qū)動其活動伸縮桿運動的第二驅(qū)動電動2107 ;在第三電動伸縮桿2105上裝有驅(qū)動其活動伸縮桿運動的第三驅(qū)動電機2108 ;第一電動伸縮桿2103、第二電動伸縮桿2104以及第三電動伸縮桿2105的三根活動桿頂端均通過球形鉸鏈安裝在動平臺2101后側(cè)面的圓周邊緣上;
[0034]螺旋制孔機構(gòu)2200包括公轉(zhuǎn)電機2201、圓筒形的公轉(zhuǎn)殼體2202、圓柱形的自轉(zhuǎn)電機2203、公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)電機2204、蝸桿2205以及蝸輪2206 ;在公轉(zhuǎn)電機2201上設(shè)有公轉(zhuǎn)減速裝置2207，在公轉(zhuǎn)減速裝置2207的輸出軸上設(shè)有公轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪2208 ;公轉(zhuǎn)殼體2202垂直穿過動平臺2101的中心孔2101-1，并轉(zhuǎn)動式安裝在動平臺2101上；在公轉(zhuǎn)殼體2202的外圓周上設(shè)有一圈公轉(zhuǎn)齒圈2209，公轉(zhuǎn)齒圈2209與公轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪2208相嚙合；在自轉(zhuǎn)電機2203的頂端對接有圓柱形的自轉(zhuǎn)減速裝置2213，且自轉(zhuǎn)電機2203的軸心線與自轉(zhuǎn)減速裝置2213的軸心線位于同一軸線上；自轉(zhuǎn)電機2203和自轉(zhuǎn)減速裝置2213通過兩個內(nèi)軸承2212轉(zhuǎn)動式安裝在公轉(zhuǎn)殼體2202內(nèi)；自轉(zhuǎn)減速裝置2213的輸出軸向前伸出公轉(zhuǎn)殼體2202夕卜，且自轉(zhuǎn)減速裝置2213的輸出軸偏離其軸心線；在自轉(zhuǎn)減速裝置2213的輸出軸上設(shè)有刀桿2214，在刀桿2214上裝有刀具2215 ;在自轉(zhuǎn)電機2203的尾端設(shè)有向后伸出公轉(zhuǎn)殼體2202后端蓋2218的公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸，在公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸上設(shè)有蝸輪2206 ;公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)電機2204安裝在公轉(zhuǎn)殼體2202的后端蓋2218上，蝸桿2205分別通過前支撐座2216和后支撐座2217安裝在公轉(zhuǎn)殼體2202的后端蓋2218上；蝸桿2205與公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)電機2204的輸出軸同軸傳動；蝸桿2205與蝸輪2206相嚙合；
[0035]法矢檢測機構(gòu)2300包括垂直安裝在動平臺2102前側(cè)面上的第一光距傳感器2301、第二光距傳感器2302以及第三光距傳感器2303 ;第一光距傳感器2301、第二光距傳感器2302以及第三光距傳感器2303位于同一圓周上，且相鄰兩個之間的弧度相等；在安裝時，要保證第一光距傳感器2301、第二光距傳感器2302以及第三光距傳感器2303的探頭方向都與公轉(zhuǎn)殼體2202的軸心線相平行；
[0036]系統(tǒng)控制器3000分別與縱向驅(qū)動電機1009、水平轉(zhuǎn)動電機1010、大臂驅(qū)動電機1012、小臂驅(qū)動機構(gòu)、第一驅(qū)動電機2106、第二驅(qū)動電動2107、第三驅(qū)動電機2108、公轉(zhuǎn)電機2201、自轉(zhuǎn)電機2203、公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)電機2204、第一光距傳感器2301、第二光距傳感器2302以及第三光距傳感器2303相連。
[0037]如圖9所示，為了進一步提高公轉(zhuǎn)殼體2202的轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性，在動平臺2101的前側(cè)面上設(shè)有支撐殼體2210，支撐殼體2210套設(shè)在公轉(zhuǎn)殼體2202上，且公轉(zhuǎn)殼體2202可相對支撐殼體2210轉(zhuǎn)動。
[0038]如圖9所示，為了進一步防止制孔過程中鋼肩飛濺到內(nèi)軸承2212上，在公轉(zhuǎn)殼體2202的前端設(shè)有封蓋在公轉(zhuǎn)殼體2202上的軸承端蓋2211，自轉(zhuǎn)減速裝置2213的輸出軸穿過軸承端蓋2211。
[0039]如圖9所示，為了進一步提高制孔時的微調(diào)性能，將公轉(zhuǎn)殼體2202的軸心線與自轉(zhuǎn)減速裝置2213的軸心線設(shè)置為相偏離；公轉(zhuǎn)殼體2202的軸心線與自轉(zhuǎn)減速裝置2213的軸心線相偏離的公轉(zhuǎn)偏心量等于自轉(zhuǎn)減速裝置2213的輸出軸偏離其軸心線的自轉(zhuǎn)偏心量，且公轉(zhuǎn)偏心量的偏尚方向與自轉(zhuǎn)偏心量的偏尚方向相反。
[0040]如圖4和5所示，為了在制孔過程中防止小臂1005晃動，在大臂1004的側(cè)面設(shè)有大臂支撐軸1021 ;在小臂1005的側(cè)面設(shè)有小臂支撐軸1022，在大臂支撐軸1021和小臂支撐軸1022之間安裝有支撐油缸1023 ;系統(tǒng)控制器3000與支撐油缸1023的液壓系統(tǒng)相連。
[0041]如圖10所示，本實用新型的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)在工作時，首先，通過由控制器3000控制四自由度串聯(lián)機器人1000、三桿并聯(lián)機構(gòu)2100以及法矢檢測機構(gòu)2300，將終端制孔單元2000送至相應(yīng)的制孔位姿；其次，由公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)電機2204驅(qū)動完成刀具公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)；最后在四自由度串聯(lián)機器人1000和三桿并聯(lián)機構(gòu)2100支撐下，由終端制孔單元2000完成螺旋制孔。具體的工作流程如下:
[0042](I)在螺旋制孔前，利用四自由度串聯(lián)機器人1000和三桿并聯(lián)機構(gòu)2100，將終端制孔單元2000送至相應(yīng)的制孔位姿，包括如下步驟:
[0043]A、通過縱向驅(qū)動電機1009、水平轉(zhuǎn)動電機1010、大臂驅(qū)動電機1012和小臂驅(qū)動電機1014分別帶動托板1002、水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)1011、大臂1004和小臂1005協(xié)同運動，將終端制孔單元2000調(diào)至相應(yīng)的制孔位置；
[0044]B、通過第一驅(qū)動電機2106、第二驅(qū)動電動2107以及第三驅(qū)動電機2108驅(qū)動調(diào)節(jié)動平臺2101運動，將螺旋制孔機構(gòu)2200調(diào)至相應(yīng)的制孔位姿。
[0045]C、由法矢檢測機構(gòu)2300檢測待制孔點的法矢誤差送至系統(tǒng)控制器3000，再由系統(tǒng)控制器3000控制三桿并聯(lián)機構(gòu)2100修正終端制孔單元2000的制孔位姿。
[0046](2)在螺旋制孔時，在四自由度串聯(lián)機器人1000和三桿并聯(lián)機構(gòu)2100支撐下，由螺旋制孔機構(gòu)2200和三桿并聯(lián)機構(gòu)2100協(xié)同完成螺旋制孔，包括如下步驟:
[0047]D、根據(jù)刀具直徑和孔直徑的大小，由公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)電機2204經(jīng)蝸桿2205和蝸輪2206帶動自轉(zhuǎn)電機2203、自轉(zhuǎn)電機減速裝置2213、刀桿2214以及刀具2215 —起旋轉(zhuǎn)，完成刀具2215的公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)；
[0048]E、在四自