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。
[0049]以上所述僅為本實用新型涉及的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)及方法的一個較佳實施案例，但本實用新型的實施范圍并不局限于此例。
【主權(quán)項】
1.一種機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，其特征在于: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)； 所述四自由度串聯(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);所述矩形框底座(1001)的兩條長度邊框的相對內(nèi)側(cè)均設(shè)有縱向齒條(1006)，所述兩條長度邊框的上側(cè)面均設(shè)有縱向?qū)к?1007);所述托板(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?1007)上，并可沿兩條縱向?qū)к?1007)來回滑動；所述托板(1002)的四個頂角處分別設(shè)有一個縱向驅(qū)動電機(1009)，所述縱向驅(qū)動電機(1009)的輸出軸上設(shè)有驅(qū)動齒輪(1008)，所述驅(qū)動齒輪(1008)與對應(yīng)位置處的縱向齒條(1006)相嚙合；所述立柱(1003)豎直安裝在托板(1002)的頂部，所述立柱(1003)的頂部豎直設(shè)有一個水平轉(zhuǎn)動電機(1010)，所述水平轉(zhuǎn)動電機(1010)的輸出軸上設(shè)有水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(1011);所述水平轉(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)，所述大臂(1004)的一端垂直安裝在大臂驅(qū)動電機(1012)的輸出軸上，所述大臂驅(qū)動電機(1012)驅(qū)動大臂(1004)在豎直面內(nèi)擺動；所述大臂(1004)的另一端設(shè)有小臂驅(qū)動機構(gòu)，所述小臂(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，所述小臂驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動小臂(1005)繞擺動軸(1013)在豎直面內(nèi)擺動； 所述終端制孔單元(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)； 所述三桿并聯(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);所述定平臺(2102)的后側(cè)面固定安裝在小臂(1005)的對接安裝端上；所述第一電動伸縮桿(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；所述第一電動伸縮桿(2103)上裝有驅(qū)動其活動桿伸縮運動的第一驅(qū)動電機(2106);所述第二電動伸縮桿(2104)上裝有驅(qū)動其活動伸縮桿運動的第二驅(qū)動電動(2107);所述第三電動伸縮桿(2105)上裝有驅(qū)動其活動伸縮桿運動的第三驅(qū)動電機(2108);所述第一電動伸縮桿(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； 所述螺旋制孔機構(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);所述公轉(zhuǎn)電機(2201)上設(shè)有公轉(zhuǎn)減速裝置(2207)，所述公轉(zhuǎn)減速裝置(2207)的輸出軸上設(shè)有公轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪(2208);所述公轉(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；所述公轉(zhuǎn)殼體(2202)的外圓周上設(shè)有一圈公轉(zhuǎn)齒圈(2209)，所述公轉(zhuǎn)齒圈(2209)與公轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪(2208)相嚙合；所述自轉(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；所述自轉(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)；所述自轉(zhuǎn)減速裝置(2213)的輸出軸向前伸出公轉(zhuǎn)殼體(2202)外，且自轉(zhuǎn)減速裝置(2213)的輸出軸偏離其軸心線；所述自轉(zhuǎn)減速裝置(2213)的輸出軸上設(shè)有刀桿(2214)，所述刀桿(2214)上裝有刀具(2215);所述自轉(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，所述公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸上設(shè)有蝸輪(2206);所述公轉(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，所述蝸桿(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；所述蝸桿(2205)與公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)電機(2204)的輸出軸同軸傳動；所述蝸桿(2205)與蝸輪(2206)相嚙合； 所述法矢檢測機構(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);所述第一光距傳感器(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； 所述系統(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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，其特征在于:所述大臂(1004)的另一端設(shè)有驅(qū)動空腔，所述小臂驅(qū)動機構(gòu)安裝在驅(qū)動空腔內(nèi)；所述小臂驅(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);所述小臂驅(qū)動電機(1014)的輸出軸上設(shè)有主錐形齒輪(1015);所述齒輪傳動軸(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，所述端蓋(1020)封蓋在驅(qū)動空腔的側(cè)面開口上；所述齒輪傳動軸(1019)上固定設(shè)有一個從錐形齒輪(1016)和兩個傳動齒輪(1017);所述從錐形齒輪(1016)與主錐形齒輪(1015)相嚙合，并與兩個傳動齒輪(1017)同軸傳動；所述小臂(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);所述傳動齒輪(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；所述小臂驅(qū)動電機(1014)與系統(tǒng)控制器(3000)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，其特征在于:所述動平臺(2101)的前側(cè)面上設(shè)有支撐殼體(2210)，所述支撐殼體(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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，其特征在于:所述公轉(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)，所述自轉(zhuǎn)減速裝置(2213)的輸出軸穿過軸承端蓋(2211)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，其特征在于:所述公轉(zhuǎn)殼體(2202)的軸心線與自轉(zhuǎn)減速裝置(2213)的軸心線相偏離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，其特征在于:所述公轉(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)的輸出軸偏尚其軸心線的自轉(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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，其特征在于:所述大臂(1004)的側(cè)面設(shè)有大臂支撐軸(1021);所述小臂(1005)的側(cè)面設(shè)有小臂支撐軸(1022)，所述大臂支撐軸(1021)和小臂支撐軸(1022)之間安裝有支撐油缸(1023);所述系統(tǒng)控制器(3000)與支撐油缸(1023)的液壓系統(tǒng)相連。
【專利摘要】本實用新型提供了一種機器人化螺旋制孔系統(tǒng)，包括四自由度串聯(lián)機器人、終端制孔單元以及系統(tǒng)控制器；由系統(tǒng)控制器分別控制四自由度串聯(lián)機器人和終端制孔單元進行相應(yīng)制孔姿態(tài)的調(diào)節(jié)，并能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)制孔的孔徑。該機器人化螺旋制孔系統(tǒng)能夠一把刀加工一系列孔徑，有效避免了機器人化鉆孔系統(tǒng)制孔時換刀環(huán)節(jié)，可大大提高制孔的加工效率，尤其適合于工件的孔系加工，具有較好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】B25J17-00, B23Q37-00, B23Q5-10, B25J9-00
【公開號】CN204487550
【申請?zhí)枴緾N201520028135
【發(fā)明人】單以才, 舒平生, 朱方園, 章婷, 顏瑋, 趙海峰, 高華
【申請人】南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年1月15日