專利名稱：一種平面型數(shù)控加工操作裝備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面型數(shù)控加工操作裝備，具體地說是為大范圍切削加工、各種產(chǎn) 業(yè)操作提供一種新型高效的數(shù)控裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)上往往需要各種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的大范圍平面型數(shù)控操作，例如大范圍金 屬切削加工、焊接、非金屬材料切割、測量、噴涂、雕刻等作業(yè)，己有的串聯(lián)機器人操作 手結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性差、動態(tài)響應(yīng)性能差，而一般的并聯(lián)操作手，包括二滑塊在同一導(dǎo)軌上 的各種二自由度平面操作手(如專利申請文獻(xiàn)200420083801.0200710177514.4)， 工作空間小，為此，需要發(fā)明提供結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、制造成本低的大范圍作業(yè)平面型 數(shù)控加工操作方法及其裝備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要發(fā)明一種大范圍作業(yè)數(shù)控型加工操作裝備，它主要由二個固定導(dǎo) 軌、二個滑塊、二個連桿、末端操作器、作業(yè)平臺以及機架等組成，二個連桿在內(nèi)端用轉(zhuǎn) 動副連接后，其二外端分別與二個滑塊用轉(zhuǎn)動副連接，而二個滑塊與二個固定導(dǎo)軌分別構(gòu) 成移動副，末端操作器固定于一個連桿上。其中，二個固定導(dǎo)軌平行布置在同一鉛垂面內(nèi)， 且二個連桿長度相等；作業(yè)平臺位于二導(dǎo)軌之間；該裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、 操作簡便，能實現(xiàn)各種大范圍數(shù)控加工與產(chǎn)業(yè)操作。


附圖1為本發(fā)明的一種實施例結(jié)構(gòu)的三個視圖示意圖。
附圖2為本發(fā)明的實施例的平面操作原理圖。
附圖3為本發(fā)明的實施例的平面操作工作空間示意圖。
具體實施方式
附圖1為本發(fā)明用于平面型大范圍加工操作的一個實施例，它由二個固定導(dǎo)軌KK'與 LL'、 二個滑塊S與T、 二個連桿AB與BC、末端操作器P、作業(yè)平臺M以及機架Q等 組成，二個連桿AB、 BC在其內(nèi)端B處用轉(zhuǎn)動副連接后，其二外端A、 C分別與二個滑 塊S、 T用轉(zhuǎn)動副連接，而二個滑塊S、 T與二固定導(dǎo)軌KK'、 LL'分別構(gòu)成移動副，末端 操作器P固定于一個連桿BC上，二個固定導(dǎo)軌KK'、 LL'布置于垂直方向相距Lo的同一 鉛垂面內(nèi)，二端K、 K'與L、 L'分別用機架Q支撐，二個連桿長度BC與AB必須等長， 即BC=AB，且作業(yè)平臺M的高度位置也必須位于二固定導(dǎo)軌之間。 其工作原理可按如圖2 (a) ~圖2 (g)所示的流程這樣闡述
1) 當(dāng)構(gòu)型A-B-C三點順時針布置時，控制二滑塊S、 T，取不同的速度Vs、 Vt吋， 連桿BC上末端操作器P的作業(yè)軌跡曲線mm'為左上凸向，如圖2 (a)所示；
2) 當(dāng)控制二滑塊S、 T的速度相等，即V^Vt吋，則末端操作器P歷經(jīng)長距離直線 軌跡m'm'，直線軌跡m'm'離開平行導(dǎo)軌KK' (LL')的距離，取決于二連桿之間的夾角 0 (定義為從連桿AB逆時針繞至連桿BC之間的夾角)，當(dāng)0=0°時為最大，即 /max=AB+BP，如圖2 (b)所示；
3) 當(dāng)0=0°即連桿AB與BC桿重疊共線時，如圖2 (b)所示，通過控制二滑塊S、 T左右交錯位置，可實現(xiàn)從X"Y!區(qū)域(圖3)上的構(gòu)型A-B-C順時針布置(圖2 (a)), 轉(zhuǎn)換為Y,OX2區(qū)域(圖3)上的A-B-C逆時針布置，如圖2 (c)所示，繼續(xù)控制二滑塊S、 T，取不同的速度Vs、 Vt吋，從而使末端操作器P的作業(yè)軌跡曲線m'm為右上凸向，這 樣該裝備能在以XrO-X2為軸線的整個上半部作業(yè)區(qū)域內(nèi)完全工作，如圖3所示；
4) 當(dāng)9=180° ，即連桿AB與BC桿拉直共線時，如圖2 (d)所示，在此位置上通 過控制連桿AB或BC，使其越過重疊線A—B—C至下半部，為的使該裝備能在以X,-0-X2 為軸線的下半部作業(yè)區(qū)域(圖3)內(nèi)工作；
5) 此時，如圖2 (e)，構(gòu)型A-B-C三點順時針布置，同樣地，控制二滑塊S、 T的速 度，分別當(dāng)Vs^VT時，使末端操作器P的作業(yè)軌跡曲線皿'為右下凸向；當(dāng)V^Vt吋， 歷經(jīng)長距離直線n'n'，直線軌跡n'n'離開平行導(dǎo)軌KK' (LL')的最大距離為AB+BP，如圖2 (f)所示，9 =360°，此時，二連桿AB、 BC再次重疊共線，在此位置上可控制二滑 塊S、 T再次左右交錯位置，完成從X20Y2區(qū)域上的構(gòu)型A-B-C順時針布置(圖2 (e) 所示)，轉(zhuǎn)換為X"Y2區(qū)域上的構(gòu)型A-B-C逆時針布置，最后實現(xiàn)軌跡曲線n'n為左下凸 向，如圖2(g)所示，這樣，該裝備又實現(xiàn)了在以XH3-X2為軸線的整個下半部作業(yè)區(qū)域 內(nèi)的完全作業(yè)工作，如圖3所示。
于是，按從圖2 (a) ~圖2 (g)的上述操作原理和流程，該裝備可實現(xiàn)一個較大工作 空間的作業(yè)平面區(qū)域，如圖3所示。
上述二個實施例中的末端操作器P可以是切削銑刀、鉆頭、割刀、刻刀，又可以是測 量頭、噴槍、焊槍等；驅(qū)動二個滑塊S、 T作直線運動的既可以是滾珠絲杠、同步帶、直 線電機或數(shù)字式液氣壓推桿等直線運動裝置。
綜上可知，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，操作方便，為一種適合于大范圍加工、各種 產(chǎn)業(yè)操作的新型高效數(shù)控裝置。
權(quán)利要求
1.一種平面型數(shù)控加工操作裝備，由二個固定導(dǎo)軌(KK′、LL′)、二個滑塊(S、T)、二個連桿(AB、BC)、末端操作器(P)、作業(yè)平臺(M)以及機架(Q)等組成，二個連桿(AB、BC)在其內(nèi)端(B)用轉(zhuǎn)動副連接后，其二外端(A、C)分別與二個滑塊(S、T)用轉(zhuǎn)動副連接，而二個滑塊(S、T)與二個固定導(dǎo)軌(KK′、LL′)分別構(gòu)成移動副，末端操作器(P)固定于一個連桿(BC)上，其特征是所述二個固定導(dǎo)軌(KK′、LL′)平行布置于垂直方向相距L0的同一鉛垂面內(nèi)，所述作業(yè)平臺(M)的高度位置位于二固定導(dǎo)軌(KK′、LL′)之間。
2. 按權(quán)利要求1所述的平面型數(shù)控加工操作裝備，其特征是所述的二個連桿(AB、 BC) 是等長的。
全文摘要
一種平面型數(shù)控加工操作裝備，由二個固定導(dǎo)軌、二個滑塊、二個連桿、末端操作器、作業(yè)平臺以及機架等組成，二個連桿在其內(nèi)端用轉(zhuǎn)動副連接后，其二外端分別與二個滑塊用轉(zhuǎn)動副連接，而二個滑塊與二個固定導(dǎo)軌分別構(gòu)成移動副，末端操作器固定于一個連桿上；其中，二個固定導(dǎo)軌平行布置于垂直方向相距L₀的同一鉛垂面內(nèi)，作業(yè)平臺的高度位置位于二固定導(dǎo)軌之間，且二個連桿是等長的。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，操作簡便，為一種能大范圍加工、操作的新型高效數(shù)控裝置。
文檔編號B23Q1/26GK101612704SQ20091018131
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者磊 丁, 劉善淑, 偉 朱, 菊 李, 沈惠平, 蔣益新, 鄧嘉鳴, 陸雁翎, 陳建彬 申請人:江蘇工業(yè)學(xué)院