本發(fā)明屬于工業(yè)自動化生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種金屬智能切割設(shè)備輔助裝置,具體涉及一種小圓孔切割輔助裝置。
背景技術(shù):
激光切割技術(shù)是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn),同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)將工件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。
激光切割與其他熱切割方法相比較有許多優(yōu)點(diǎn)。
1)切割速度快。用功率為1200w的激光切割2mm厚的低碳鋼板,切割速度可達(dá)600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹脂板,切割速度可達(dá)1200cm/min。材料在激光切割時不需要裝夾固定,既可節(jié)省工裝夾具,又節(jié)省了上、下料的輔助時間。
2)切割效率高。由于激光的傳輸特性,激光切割機(jī)上一般配有多臺數(shù)控工作臺,整個切割過程可以全部實(shí)現(xiàn)數(shù)控。操作時,只需改變數(shù)控程序,就可適用不同形狀零件的切割,既可進(jìn)行二維切割,又可實(shí)現(xiàn)三維切割。
3)切割質(zhì)量好。由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。激光切割切口細(xì)窄,切縫兩邊平行并且與表面垂直,切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.05mm。切割表面光潔美觀,表面粗糙度只有幾十微米,甚至激光切割可以作為最后一道工序,無需機(jī)械加工,零部件可直接使用。材料經(jīng)過激光切割后,熱影響區(qū)寬度很小,切縫附近材料的性能也幾乎不受影響,并且工件變形小,切割精度高,切縫的幾何形狀好,切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長方形。
4)非接觸式切割。激光切割時割炬與工件無接觸,不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件,不需要更換“刀具”,只需改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過程噪聲低,振動小,無污染。
5)切割材料的種類多。與氧乙炔切割和等離子切割比較,激光切割材料的種類多,包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料,由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同,表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。
大多數(shù)激光切割機(jī)都由數(shù)控程序進(jìn)行控制操作或做成切割機(jī)器人。激光切割作為一種精密的加工方法,幾乎可以切割所有的材料,包括薄金屬板的二維切割或三維切割。
在汽車制造領(lǐng)域,小汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)都已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。德國大眾汽車公司用功率為500w的激光器切割形狀復(fù)雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領(lǐng)域,激光切割技術(shù)主要用于特種航空材料的切割,如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復(fù)合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。
一般情況下,加工大平面的板材、整根的線材使用臺式激光切割機(jī)比較方便,使用cnc進(jìn)行編程。加工較為復(fù)雜的三維曲面使用激光切割機(jī)器人比較靈活方便。
但是,在使用激光切割機(jī)器人切割金屬板時存在這樣的問題,特別是在汽車制造領(lǐng)域,往往需要在金屬板上切割很小直徑的小圓孔,使用機(jī)器人編程也可以使激光器沿著圓形切割,機(jī)器人系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)是通過方程計(jì)算確定圓形的軌跡,在方程的取值范圍內(nèi)取有限個點(diǎn)計(jì)算出多個點(diǎn)的坐標(biāo),把多個點(diǎn)的坐標(biāo)依次連接起來組成一個近似的圓,所畫出的圓是按多邊形處理的,當(dāng)圓孔的直徑較大,比如大于10mm時,多邊形的頂點(diǎn)數(shù)量較多,看起來是圓的,但是當(dāng)圓孔的直徑較小時,比如小于3mm時,多邊形的邊數(shù)往往較少,切割出的小圓孔用肉眼就可以看出不是圓,而是一個多邊形,比如八邊形、六邊形,影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。再則,加工工件尺寸較大時,機(jī)器人的型號加大,其精度往往變低,重復(fù)定位精度也往往較低,特別是在運(yùn)動中的定位精度更低,如果機(jī)器人的手臂固定住不動,重復(fù)定位精度相對較高一些。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種固定在機(jī)器人手臂上能專門畫圓、不按多邊形處理畫圓程序、切割小圓孔精度較高的小圓孔切割輔助裝置。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種小圓孔切割輔助裝置,包括旋轉(zhuǎn)組件、支架組件、激光器組件和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置;
旋轉(zhuǎn)組件包括導(dǎo)向電缸、旋轉(zhuǎn)支架、連桿、大齒輪、直線滑塊和直線導(dǎo)軌一,導(dǎo)向電缸包括導(dǎo)桿-導(dǎo)套的組合、電缸伺服電機(jī)、電缸體和電缸桿,電缸桿末端固定有缸桿末端板,導(dǎo)套和電缸體固定連接,導(dǎo)桿和缸桿末端板固定連接,電缸伺服電機(jī)和電缸體內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)連接,當(dāng)電缸伺服電機(jī)通電旋轉(zhuǎn)時,驅(qū)動缸桿末端板平移;電缸體、大齒輪和直線導(dǎo)軌一分別和旋轉(zhuǎn)支架固定連接,旋轉(zhuǎn)支架上還設(shè)有環(huán)狀v形軌道,直線導(dǎo)軌一和缸桿末端板平移的方向相垂直,環(huán)狀v形軌道所在的圓環(huán)面與缸桿末端板平移的方向相垂直,環(huán)狀v形軌道的軸心線是旋轉(zhuǎn)中心線;缸桿末端板和連桿的一端通過鉸鏈一組成鉸鏈連接,連桿的另一端和直線滑塊通過鉸鏈二組成鉸鏈連接,直線滑塊和直線導(dǎo)軌一組成直線導(dǎo)軌副;當(dāng)驅(qū)動缸桿末端板平移時,直線滑塊沿著與缸桿末端板平移方向相垂直的方向平移;直線滑塊上固定有深溝球軸承,深溝球軸承的內(nèi)外圈相互繞轉(zhuǎn)的中心線是軸承中心線,軸承中心線和旋轉(zhuǎn)中心線平行;
支架組件包括下支架、三至八個槽形軸承、直線導(dǎo)軌二和機(jī)器人連接法蘭,三至八個槽形軸承分別通過三至八個軸承固定軸與下支架固定連接,三至八個槽形軸承圍成圓形,槽形軸承的外圓上有v形槽,與旋轉(zhuǎn)支架上的v形軌道嵌合,旋轉(zhuǎn)支架在三至八個槽形軸承的共同約束下只能旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,即旋轉(zhuǎn)組件通過三至八個槽形軸承和支架組件之間組成了旋轉(zhuǎn)副,旋轉(zhuǎn)支架繞旋轉(zhuǎn)中心線轉(zhuǎn)動;
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、小齒輪和電機(jī)支架,旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的固定法蘭和電機(jī)支架固定連接,小齒輪和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的輸出軸固定連接,小齒輪和大齒輪嚙合,電機(jī)支架和下支架固定連接;當(dāng)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)通電旋轉(zhuǎn)時,通過小齒輪-大齒輪的組合驅(qū)動旋轉(zhuǎn)組件繞旋轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn);
激光器組件包括激光器支架、直線導(dǎo)軌三和十字滑塊,激光器支架上設(shè)有鉸鏈孔,深溝球軸承的外圈和鉸鏈孔配合組成轉(zhuǎn)動副;十字滑塊上有兩個滑槽,分別是方向垂直的上滑槽和下滑槽,上滑槽和直線導(dǎo)軌三組成直線導(dǎo)軌副,下滑槽與直線導(dǎo)軌二組成直線導(dǎo)軌副,直線導(dǎo)軌三和直線導(dǎo)軌二保持垂直狀態(tài),直線導(dǎo)軌三和直線導(dǎo)軌二分別垂直于旋轉(zhuǎn)中心線;在上滑槽-直線導(dǎo)軌三組成的直線導(dǎo)軌副和下滑槽-直線導(dǎo)軌二組成的直線導(dǎo)軌副的共同約束作用下,激光器組件相對于支架組件只能沿直線導(dǎo)軌三或/和直線導(dǎo)軌二平移,不能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;
軸承中心線和旋轉(zhuǎn)中心線平行,兩者之間的距離是r;導(dǎo)向電缸的缸桿末端板伸出不同的長度,則連桿就處于不同的角度位置,連桿就推動直線滑塊沿與缸桿末端板運(yùn)動方向相垂直的方向滑動到不同的位置,軸承中心線和旋轉(zhuǎn)中心線就有不同的距離r,并且缸桿末端板的位置坐標(biāo)與軸承中心線和旋轉(zhuǎn)中心線之間距離r之間是一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系;當(dāng)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)通過小齒輪-大齒輪的組合驅(qū)動旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn)一圈時,軸承中心線就繞旋轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)一圈,深溝球軸承就通過鉸鏈孔帶動激光器組件在原地抖動一下,即激光器組件上的任何一個點(diǎn)在原地繞半徑r平動地旋轉(zhuǎn)一圈,當(dāng)激光器組件上固定有激光器時,激光器的激光發(fā)射孔就繞半徑r畫圓形軌跡,并在附近的金屬板上切出一個小圓孔。本發(fā)明的支架組件上還設(shè)有機(jī)器人連接法蘭,用于與機(jī)器人手臂末端連接。
以上所述的導(dǎo)向電缸是現(xiàn)代工業(yè)自動化中使用相當(dāng)成熟的產(chǎn)品,是將電缸伺服電機(jī)、導(dǎo)桿-導(dǎo)套組合與絲杠-螺母的組合一體化設(shè)計(jì)的模塊化產(chǎn)品,將電缸伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動,同時將電缸伺服電機(jī)最佳優(yōu)點(diǎn)-精確轉(zhuǎn)速控制、精確轉(zhuǎn)數(shù)控制、精確扭矩控制轉(zhuǎn)變成-精確線速度控制、精確位置控制、精確推力控制,是實(shí)現(xiàn)高精度直線運(yùn)動系列的全新革命性產(chǎn)品。導(dǎo)向電缸的特點(diǎn):閉環(huán)伺服控制,控制精度達(dá)到0.01mm;精密控制推力,控制精度可達(dá)0.1%;具有導(dǎo)向功能,不再需要配置其它的導(dǎo)向機(jī)構(gòu);導(dǎo)向電缸很容易通過伺服控制器與計(jì)算機(jī)等控制系統(tǒng)連接,實(shí)現(xiàn)高精密運(yùn)動控制,導(dǎo)向電缸噪音低、節(jié)能、干凈、高剛性、抗沖擊能力強(qiáng)、超長壽命、操作維護(hù)簡單,導(dǎo)向電缸可以在惡劣環(huán)境下長期無故障運(yùn)行,防護(hù)等級可以達(dá)到ip66。適應(yīng)長期工作,并且實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高速度、高精度定位,運(yùn)動平穩(wěn),噪音低。電缸伺服電機(jī)的控制方式有扭矩控制、轉(zhuǎn)數(shù)控制和轉(zhuǎn)速控制,相應(yīng)地導(dǎo)向電缸的控制方式有力控制、位移控制和線速度控制。所以可以廣泛的應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)儀器、造紙行業(yè)、化工行業(yè)、汽車行業(yè)、電子行業(yè)、機(jī)械自動化行業(yè)、焊接行業(yè)等。
以下說明本發(fā)明的使用過程:
1)機(jī)器人手臂帶動本實(shí)施例移動使激光發(fā)射孔靠近待切小圓孔的金屬板附近;
2)啟動電缸伺服電機(jī),則電缸體內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動缸桿末端板平移,通過連桿將上下平移運(yùn)動轉(zhuǎn)換成了直線滑塊沿直線導(dǎo)軌一的左右平移運(yùn)動,軸承中心線和旋轉(zhuǎn)中心線之間的距離r就隨著變化,調(diào)整r至需要的大??;
3)激光器點(diǎn)火,則激光發(fā)射孔發(fā)射激光開始切割金屬板;
4)啟動旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī),則通過小齒輪-大齒輪的組合的傳動作用,旋轉(zhuǎn)組件繞旋轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)一圈;
5)在上滑槽-直線導(dǎo)軌三組成的直線導(dǎo)軌副和下滑槽-直線導(dǎo)軌二組成的直線導(dǎo)軌副的共同約束作用下,激光器組件相對于支架組件只能沿直線導(dǎo)軌三或直線導(dǎo)軌二平移;于是深溝球軸承通過鉸鏈孔帶動激光器組件以旋轉(zhuǎn)中心線為軸心線,以軸承中心線和旋轉(zhuǎn)中心線之間的距離r為半徑在原地平動地抖動一圈,激光器組件上的任意一點(diǎn)都在原地抖動一圈,即激光器組件上的任何一個點(diǎn)在原地繞半徑r平動地旋轉(zhuǎn)一圈,激光器的激光發(fā)射孔也同樣地在原地繞半徑r平動地旋轉(zhuǎn)一圈,于是激光器在金屬板上切割出一個直徑是2xr的小圓孔,達(dá)到切割小圓孔的目的;
6)激光器熄火,機(jī)器人手臂帶動本發(fā)明移動到另一個待切圓孔的位置;
7)重復(fù)步驟2)至6)則在金屬板上又切割出另一個小圓孔。
本發(fā)明的有益效果:
1)能輔助機(jī)器人切割出直徑很小的圓孔,孔的形狀非常精確,原理是使激光發(fā)射孔在原地以孔半徑r作畫圓運(yùn)動,但不是通過方程式上取有限個點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圓形軌跡,所以畫出的圓形不是一個多邊形,而是一個真正的圓,孔的形狀非常精確。
2)不妨礙激光切割機(jī)器人做其它的工作,比如在切割長的平直直線時,本實(shí)施例就當(dāng)作是一個剛性的結(jié)構(gòu)件,把激光器35固定連接在機(jī)器人手臂上。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的正視圖;
圖3是圖2中a向視圖;
圖4是圖3中沿b-b線的剖視圖;
圖5是旋轉(zhuǎn)組件1的三維結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是旋轉(zhuǎn)組件1的正視圖,旋轉(zhuǎn)支架12剖開的狀況;
圖7是激光器組件3的三維結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是支架組件2和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置4組合的三維結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9是十字滑塊34的三維結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10是圖4中i處的局部放大示意圖;
圖中所示:1.旋轉(zhuǎn)組件;11.導(dǎo)向電缸;111.導(dǎo)桿-導(dǎo)套組合;112.電缸伺服電機(jī);113.電缸體;114.缸桿末端板;m.缸桿末端板114平移的方向;115.旋轉(zhuǎn)中心線;12.旋轉(zhuǎn)支架;13.鉸鏈一;14.連桿;15.大齒輪;16.鉸鏈二;17.直線滑塊;n.缸桿末端板114平移時直線滑塊17的移動方向;171.深溝球軸承;172.軸承中心線;18.直線導(dǎo)軌一;19.v形軌道;r.偏心半徑;2.支架組件;21.下支架;22.槽形軸承;23.直線導(dǎo)軌二;24.機(jī)器人連接法蘭;25.軸承固定軸;3.激光器組件;31.激光器支架;32.鉸鏈孔;33.直線導(dǎo)軌三;34.十字滑塊;341.上滑槽;342.下滑槽;35.激光器;351.激光發(fā)射孔;4.旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置;41.旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī);42.小齒輪;43.電機(jī)支架。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明:
實(shí)施例:參見圖1至圖10。
一種小圓孔切割輔助裝置,包括旋轉(zhuǎn)組件1、支架組件2、激光器組件3和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置4;
旋轉(zhuǎn)組件1包括導(dǎo)向電缸11、旋轉(zhuǎn)支架12、連桿14、大齒輪15、直線滑塊17和直線導(dǎo)軌一18,導(dǎo)向電缸11包括導(dǎo)桿-導(dǎo)套的組合111、電缸伺服電機(jī)112、電缸體113和電缸桿,電缸桿末端固定有缸桿末端板114,導(dǎo)套和電缸體113固定連接,導(dǎo)桿和缸桿末端板114固定連接,電缸伺服電機(jī)112和電缸體113內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)連接,當(dāng)電缸伺服電機(jī)112通電旋轉(zhuǎn)時,驅(qū)動缸桿末端板114沿方向m平移,或者反向平移;電缸體113、大齒輪15和直線導(dǎo)軌一18分別和旋轉(zhuǎn)支架12固定連接,旋轉(zhuǎn)支架12上還設(shè)有環(huán)狀v形軌道19,直線導(dǎo)軌一18和缸桿末端板114平移的方向m相垂直,環(huán)狀v形軌道19所在的圓環(huán)面與缸桿末端板114平移的方向m相垂直,環(huán)狀v形軌道19的軸心線是旋轉(zhuǎn)中心線115;缸桿末端板114和連桿14的一端通過鉸鏈一13組成鉸鏈連接,連桿14的另一端和直線滑塊17通過鉸鏈二16組成鉸鏈連接,直線滑塊17和直線導(dǎo)軌一18組成直線導(dǎo)軌副;當(dāng)驅(qū)動缸桿末端板114沿方向m平移時,或者反向平移時,直線滑塊17沿著與m相垂直的方向n平移;直線滑塊17上固定有深溝球軸承171,深溝球軸承171的內(nèi)外圈相互繞轉(zhuǎn)的中心線是軸承中心線172,軸承中心線172和旋轉(zhuǎn)中心線115平行;
支架組件2包括下支架21、四個槽形軸承22、直線導(dǎo)軌二23和機(jī)器人連接法蘭24,四個槽形軸承22分別通過四個軸承固定軸25與下支架21固定連接,四個槽形軸承22圍成圓形,槽形軸承22的外圓上有v形槽,與旋轉(zhuǎn)支架12上的v形軌道19嵌合,旋轉(zhuǎn)支架12在四個槽形軸承22的共同約束下只能旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,即旋轉(zhuǎn)組件1通過四個槽形軸承22和支架組件2之間組成了旋轉(zhuǎn)副,它的旋轉(zhuǎn)中心線是旋轉(zhuǎn)中心線115;
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置4包括旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)41、小齒輪42和電機(jī)支架43,旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)41的固定法蘭和電機(jī)支架43固定連接,小齒輪42和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)41的輸出軸固定連接,小齒輪42和大齒輪15嚙合,電機(jī)支架43和下支架21固定連接;當(dāng)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)41通電旋轉(zhuǎn)時,通過小齒輪42-大齒輪15的組合驅(qū)動旋轉(zhuǎn)組件1繞旋轉(zhuǎn)中心線115旋轉(zhuǎn);
激光器組件3包括激光器支架31、直線導(dǎo)軌三33和十字滑塊34,激光器支架31上設(shè)有鉸鏈孔32,深溝球軸承171的外圈和鉸鏈孔32配合組成轉(zhuǎn)動副;十字滑塊34上有兩個滑槽,分別是方向垂直的上滑槽341和下滑槽342,上滑槽341和直線導(dǎo)軌三33組成直線導(dǎo)軌副,下滑槽342與直線導(dǎo)軌二23組成直線導(dǎo)軌副,直線導(dǎo)軌三33和直線導(dǎo)軌二23保持垂直狀態(tài),直線導(dǎo)軌三33和直線導(dǎo)軌二23分別垂直于旋轉(zhuǎn)中心線115;在上滑槽341-直線導(dǎo)軌三33組成的直線導(dǎo)軌副和下滑槽342-直線導(dǎo)軌二23組成的直線導(dǎo)軌副的共同約束作用下,激光器組件3相對于支架組件2只能沿直線導(dǎo)軌三33或/和直線導(dǎo)軌二23平移,不能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;
軸承中心線172和旋轉(zhuǎn)中心線115平行,兩者之間的距離是r;導(dǎo)向電缸11的缸桿末端板114沿方向m伸出不同的長度,則連桿14就處于不同的角度位置,連桿14就推動直線滑塊17沿方向n滑動到不同的位置,軸承中心線172和旋轉(zhuǎn)中心線115就有不同的距離r,并且缸桿末端板114的位置坐標(biāo)與軸承中心線172和旋轉(zhuǎn)中心線115之間距離r之間是一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系;當(dāng)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)41通過小齒輪42-大齒輪15的組合驅(qū)動旋轉(zhuǎn)組件1旋轉(zhuǎn)一圈時,軸承中心線172就繞旋轉(zhuǎn)中心線115旋轉(zhuǎn)一圈,深溝球軸承171就通過鉸鏈孔32帶動激光器組件3在原地抖動一下,即激光器組件3上的任何一個點(diǎn)在原地繞半徑r平動地旋轉(zhuǎn)一圈,當(dāng)激光器組件3上固定有激光器35時,激光器35的激光發(fā)射孔351就繞半徑r畫出圓形軌跡,并在附近的金屬板上切出一個小圓孔。本實(shí)施例的支架組件2上還設(shè)有機(jī)器人連接法蘭24,用于與機(jī)器人手臂末端連接。
以上所述的導(dǎo)向電缸是現(xiàn)代工業(yè)自動化中使用相當(dāng)成熟的產(chǎn)品,是將電缸伺服電機(jī)、導(dǎo)桿-導(dǎo)套組合與絲杠-螺母的組合一體化設(shè)計(jì)的模塊化產(chǎn)品,將電缸伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動,同時將電缸伺服電機(jī)最佳優(yōu)點(diǎn)-精確轉(zhuǎn)速控制、精確轉(zhuǎn)數(shù)控制、精確扭矩控制轉(zhuǎn)變成-精確線速度控制、精確位置控制、精確推力控制,是實(shí)現(xiàn)高精度直線運(yùn)動系列的全新革命性產(chǎn)品。導(dǎo)向電缸的特點(diǎn):閉環(huán)伺服控制,控制精度達(dá)到0.01mm;精密控制推力,控制精度可達(dá)0.1%;具有導(dǎo)向功能,不再需要配置其它的導(dǎo)向機(jī)構(gòu);導(dǎo)向電缸很容易通過伺服控制器與計(jì)算機(jī)等控制系統(tǒng)連接,實(shí)現(xiàn)高精密運(yùn)動控制,導(dǎo)向電缸噪音低、節(jié)能、干凈、高剛性、抗沖擊能力強(qiáng)、超長壽命、操作維護(hù)簡單,導(dǎo)向電缸可以在惡劣環(huán)境下長期無故障運(yùn)行,防護(hù)等級可以達(dá)到ip66。適應(yīng)長期工作,并且實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高速度、高精度定位,運(yùn)動平穩(wěn),噪音低。電缸伺服電機(jī)的控制方式有扭矩控制、轉(zhuǎn)數(shù)控制和轉(zhuǎn)速控制,相應(yīng)地導(dǎo)向電缸的控制方式有力控制、位移控制和線速度控制。所以可以廣泛的應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)儀器、造紙行業(yè)、化工行業(yè)、汽車行業(yè)、電子行業(yè)、機(jī)械自動化行業(yè)、焊接行業(yè)等。
以切割2mm的小圓孔為例說明本實(shí)施例的使用過程:
1)機(jī)器人手臂帶動本實(shí)施例移動使激光發(fā)射孔351靠近待切小圓孔的金屬板附近;
2)啟動電缸伺服電機(jī)112,則電缸體113內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動缸桿末端板114沿方向m平移,通過連桿14將上下平移運(yùn)動轉(zhuǎn)換成了直線滑塊17沿方向n的左右平移運(yùn)動,軸承中心線172和旋轉(zhuǎn)中心線115之間的距離r就隨著變化,調(diào)整r至1mm;
3)激光器35點(diǎn)火,則激光發(fā)射孔351發(fā)射激光開始切割金屬板;
4)啟動旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)41,則通過小齒輪42-大齒輪15的組合的傳動作用,旋轉(zhuǎn)組件1繞旋轉(zhuǎn)中心線115旋轉(zhuǎn)一圈;
5)在上滑槽341-直線導(dǎo)軌三33組成的直線導(dǎo)軌副和下滑槽342-直線導(dǎo)軌二23組成的直線導(dǎo)軌副的共同約束作用下,激光器組件3相對于支架組件2只能沿直線導(dǎo)軌三33或直線導(dǎo)軌二23平移;于是深溝球軸承171通過鉸鏈孔32帶動激光器組件3以旋轉(zhuǎn)中心線115為軸心線,以r=1mm為半徑在原地平動地抖動一圈,激光器組件3上的任意一點(diǎn)都在原地抖動一圈,即激光器組件3上的任何一個點(diǎn)在原地繞半徑r=1mm平動地旋轉(zhuǎn)一圈,激光器35的激光發(fā)射孔351也同樣地在原地繞半徑r=1mm平動地旋轉(zhuǎn)一圈,于是激光器35在金屬板上切割出一個直徑是2mm的小圓孔,達(dá)到切割小圓孔的目的;
6)激光器35熄火,機(jī)器人手臂帶動本實(shí)施例移動到另一個待切圓孔的位置;
7)重復(fù)步驟2)至6)則在金屬板上又切割出另一個小圓孔。
本實(shí)施例的有益效果:
1)能輔助機(jī)器人切割出直徑很小的圓孔,孔的形狀非常精確,原理是使激光發(fā)射孔351在原地以孔半徑r作畫圓運(yùn)動,但不是通過方程式上取有限個點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圓形軌跡,所以畫出的圓形不是一個多邊形,而是一個真正的圓,孔的形狀非常精確。
2)不妨礙激光切割機(jī)器人作其它的工作,比如在切割長的平直直線時,本實(shí)施例就當(dāng)作是一個剛性的結(jié)構(gòu)件,把激光器35固定連接在機(jī)器人手臂上。