一種可實(shí)現(xiàn)大型工件六自由度調(diào)整的機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可實(shí)現(xiàn)大型工件六自由度調(diào)整的機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)、制造領(lǐng)域，在部件裝配過程中，經(jīng)常用到零件調(diào)整機(jī)構(gòu)。能夠?qū)崿F(xiàn)六自由度調(diào)整的機(jī)構(gòu)有多種，例如采用直線導(dǎo)軌和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌組合的形式，將三個(gè)直線導(dǎo)軌層疊在一起，然后將三個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌組合在一起使用，完成三個(gè)平移和三個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。但在一些特殊場合，例如大型、重型零件的位姿調(diào)整，這種方法存在可靠性低、容易發(fā)生傾覆的危險(xiǎn)，并且在實(shí)現(xiàn)途徑上存在較大困難。
[0003]目前，大型回轉(zhuǎn)零件裝配過程中，主要有兩種調(diào)整機(jī)構(gòu)，一種是采用雙托架的結(jié)構(gòu)形式，一種是采用POGO柱結(jié)構(gòu)形式。采用雙托架的結(jié)構(gòu)形式，兩個(gè)獨(dú)立的托架共同托舉裝配零件，每個(gè)托架能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)平動(dòng)自由度的調(diào)整，通過兩個(gè)托架的組合調(diào)整實(shí)現(xiàn)零件的六自由度調(diào)整，但這種方法在調(diào)整過程中，會(huì)產(chǎn)生角度調(diào)整的干涉，不利于產(chǎn)品的裝配；采用POGO柱結(jié)構(gòu)形式，裝配零件通過4個(gè)或多個(gè)POGO柱支撐，每個(gè)POGO柱都能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)平移自由度的調(diào)整，通過多個(gè)POGO柱的調(diào)整組合，實(shí)現(xiàn)零件位姿的六自由度調(diào)整，這種方法控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，需要進(jìn)行多個(gè)自由度解耦計(jì)算，實(shí)現(xiàn)難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決大型回轉(zhuǎn)零件裝配過程中姿態(tài)調(diào)整干涉的問題，提供一種可實(shí)現(xiàn)大型工件六自由度調(diào)整的機(jī)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種可實(shí)現(xiàn)大型工件六自由度調(diào)整的機(jī)構(gòu)，包括兩個(gè)單托架組件，兩個(gè)單托架組件并排安裝，被調(diào)整零件安裝在兩個(gè)單托架組件的上部；后方單托架組件為主動(dòng)托架，前方單托架組件為隨動(dòng)托架；兩個(gè)單托架組件均為5自由度托架，5個(gè)自由度包括三個(gè)平移自由度、一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)自由度。
[0007]如上所述的5自由度單托架組件包括X方向?qū)к壗M件、Y方向?qū)к壗M件、Z方向?qū)к壗M件、隨動(dòng)軸組件和Rx方向支撐組件；其中，X方向?qū)к壗M件用于支撐并帶動(dòng)安裝在其上方的裝置實(shí)現(xiàn)X方向移動(dòng)，Y方向?qū)к壗M件安裝在X方向?qū)к壗M件上，用于支撐并帶動(dòng)安裝在其上方的裝置實(shí)現(xiàn)Y方向移動(dòng)，隨動(dòng)軸組件安裝在Y方向?qū)к壗M件上，用于支撐并帶動(dòng)安裝在其上方的裝置實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，Z方向?qū)к壗M件安裝在隨動(dòng)軸組件上，用于支撐并帶動(dòng)安裝在其上方的裝置實(shí)現(xiàn)Z方向移動(dòng)，Rx方向支撐組件安裝在Z方向?qū)к壗M件上，用于支撐并帶動(dòng)被調(diào)整零件實(shí)現(xiàn)Rx方向移動(dòng)。
[0008]如上所述的X方向?qū)к壗M件包括X方向基座、X方向?qū)к?、X方向支撐板、X方向滑塊、X方向絲杠、X方向手輪和底腳；其中，X方向基座為金屬制長方形板狀，在其底部端面安裝有若干底腳，底腳為倒置的喇叭狀；X方向?qū)к壒矁蓷l，均為金屬制導(dǎo)軌，分別安裝在X方向基座上部端面兩側(cè)、沿X方向布置；x方向滑塊為下部開有凹槽的金屬制長條狀，共2塊，分別滑動(dòng)安裝在兩條X方向?qū)к壣?；X方向支撐板為金屬制長方形板狀，固定安裝在X方向滑塊上部；X方向絲杠由絲杠螺母通過螺紋與X方向支撐板底部固定，X方向絲杠安裝基座固定安裝在X方向基座上；x方向手輪通過螺紋與X方向絲杠的一端固定。
[0009]如上所述的Y方向?qū)к壗M件包括Y方向過渡板、Y方向手輪、Y方向滑塊、Y方向滑板、Y方向?qū)к壓蚘方向絲杠；其中，Y方向過渡板為金屬制長方形板狀，安裝在X方向支撐板上；γ方向?qū)к壒矁蓷l，均為金屬制導(dǎo)軌，分別安裝在Y方向過渡板上部端面兩側(cè)、沿Y方向布置；γ方向滑塊為下部開有凹槽的金屬制長條狀，共塊，分別滑動(dòng)安裝在兩條Y方向?qū)к壣?；Υ方向滑板為金屬制長方形板狀，固定安裝在Y方向滑塊上部；Υ方向絲杠由絲杠螺母通過螺紋與Y方向滑板底部固定，Y方向絲杠安裝基座固定安裝在Y方向滑板上；Υ方向手輪通過螺紋與Y方向絲杠的一端固定。
[0010]如上所述的隨動(dòng)軸組件包括Rz隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，Rz隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸下部通過軸承與Y方向滑板連接。
[0011 ] 如上所述的Z方向?qū)к壗M件包括Z方向滑板、Z方向?qū)к壷伟?、Z方向手輪、連接桿、短連接桿、長連接桿、Z方向?qū)к壐?、Z方向絲杠、Z方向滑塊和渦輪蝸桿減速器；其中，Z方向滑板為金屬制長方形板狀，安裝在Rz隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸上；ζ方向滑板還通過Z方向?qū)к壐庇陕菁y與Z方向?qū)к壷伟骞潭?；ζ方向手輪通過螺紋與連接桿及兩個(gè)渦輪蝸桿減速器的蝸桿輸出端固定；短連接桿的一端通過螺紋與Z方向手輪相連，另一端通過螺紋與渦輪蝸桿減速器的蝸桿輸出端相連；長連接桿兩端分別通過螺紋與兩個(gè)渦輪蝸桿減速器的蝸桿輸出端連接；Z方向絲杠的一端與渦輪蝸桿減速器的渦輪輸出端相連，另一端與升舉螺母相連<1方向?qū)к壨ㄟ^螺紋與Z方向?qū)к壷伟骞潭?，并通過Z方向滑塊的配合連接由螺紋與Z方向滑板連接。
[0012]如上所述的Rx方向支撐組件包括Rx手輪、大齒輪、小齒輪、齒輪箱、滾針、托舉架和弧形滑軌；其中，托舉架為金屬制弧形軌道，托舉架的下部通過螺紋與Z方向滑板固定；弧形滑軌為金屬制弧形結(jié)構(gòu)，通過滾針與托舉架上部接觸；被調(diào)整零件放置在弧形滑軌上；齒輪箱通過螺紋與托舉架固定；小齒輪通過軸承與齒輪箱連接，其端部通過螺紋與Rx手輪固定；大齒輪的一側(cè)通過螺紋與弧形滑軌固定，另一端與小齒輪嚙合。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]本發(fā)明采用5個(gè)自由度單托架組件，實(shí)現(xiàn)了無約束六自由度調(diào)整，該機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)直徑1.5m，長度10m，重量2t的零件的六自由度無約束調(diào)整。調(diào)整過程靈活，無卡滯現(xiàn)象發(fā)生。有效避免了零件姿態(tài)調(diào)整過程中，調(diào)整角度的干涉，保護(hù)了零件調(diào)整過程中不損壞。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一種可實(shí)現(xiàn)大型工件六自由度調(diào)整的機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是圖1中Z方向?qū)к壗M件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是圖2中A局部示意圖；
[0018]圖中:1-Rx手輪；2_部分大齒輪；3_小齒輪；4_齒輪箱；5_被調(diào)整零件；6-滾針；7-托舉架；8-Z方向?qū)к壷伟澹?-Z方向滑板；10_渦輪蝸桿減速器；11_連接桿；12-Rz隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸；13-Y方向絲杠；14-Υ方向?qū)к墸?5-Υ方向滑板；16-Υ方向滑塊；17_底腳；18_Χ方向手輪；19-X方向絲杠；20-X方向基座；21-X方向?qū)к墸?2-X方向支撐板；23_X方向滑塊；24-Y方向手輪；25-Υ方向過渡板；26-Ζ方向手輪；27-短連接桿；28-長連接桿；29_Ζ方向?qū)к墸?0-Ζ方向絲杠；31-Ζ方向滑塊；32_弧形滑軌，33-升舉螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種可實(shí)現(xiàn)大型工件六自由度調(diào)整的機(jī)構(gòu)進(jìn)行介紹:
[0020]如圖1所示，一種可實(shí)現(xiàn)大型工件六自由度調(diào)整的機(jī)構(gòu)，包括兩個(gè)單托架組件，兩個(gè)單托架組件并排安裝，被調(diào)整零件5安裝在兩個(gè)單托架組件的上部。后方單托架組件為主動(dòng)托架，前方單托架組件為隨動(dòng)托架。兩個(gè)單托架組件均為5自由度托架，5個(gè)自由度包括三個(gè)平移自由度、一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)自由度。
[0021]在本實(shí)施例中，5自由度單托架組件包括X方向?qū)к壗M件、Y方向?qū)к壗M件、Z方向?qū)к壗M件、隨動(dòng)軸組件和Rx方向支撐組件。其中，X方向?qū)к壗M件用于支撐并帶動(dòng)安裝在其上方的裝置實(shí)現(xiàn)X方向移動(dòng)，Y方向?qū)к壗M件安裝在X方向?qū)к壗M件上，用于支撐并帶動(dòng)安裝在其上方的裝置實(shí)現(xiàn)Y方向移動(dòng)，隨動(dòng)軸組件安裝在Y方向?qū)к壗M件上，用于支撐并帶動(dòng)安裝在其上方的裝置實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，Z方向?qū)к壗M件安裝在隨動(dòng)軸組件上，用于支撐并帶動(dòng)安裝在其上方的裝置實(shí)現(xiàn)Z方向移動(dòng)，Rx方向支撐組件安裝在Z方向?qū)к壗M件上，用于支撐并帶動(dòng)被調(diào)整零件5實(shí)現(xiàn)Rx方向移動(dòng)。
[0022]在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，X方向?qū)к壗M件包括X方向基座20、X方向?qū)к?1、X方向支撐板22、Χ方向滑塊23、Χ方向絲杠19、Χ方向手輪18和底腳17。其中，X方向基座20為金屬制長方形板狀，在其底部端面安裝有若干底腳17，底腳17為倒置的喇叭狀。X方向?qū)к?1共兩條，均為金屬制導(dǎo)軌，分別安裝在X方向基座20上部端面兩側(cè)、沿X方向布置。X方向滑塊23為下部開有凹槽的金屬制長條狀，共2塊，分別滑動(dòng)安裝在兩條X方向?qū)к?1上。X方向支撐板22為金屬制長方形板狀，固定安裝在X方向滑塊23上部。X方向絲杠19由絲杠螺母通過螺紋與X方向支撐板22底部固定，X方向絲杠19安裝基座固定安裝在X方向基座20上；Χ方向手輪18通過螺紋與X方向絲杠19的一端固定。
[0023]Y方向?qū)к壗M件包括Y方向過渡板25、Y方向手輪24、Y方向滑塊16、Y方向滑板15、Y方向?qū)к?4和Y方向絲杠13。其中，Y方向過渡板25為金屬制長方形板狀，它安裝在X方向支撐板22上。Y方向?qū)к?4共兩條，均為金屬制導(dǎo)軌，分別安裝在Y方向過渡板25上部端面兩側(cè)、沿Y方向布置。Y方向滑塊16為下部開有凹槽的金屬制長條狀，共2塊，分別滑動(dòng)安裝在兩條Y方向?qū)к?4上。Y方向滑板15為金屬制長方形板狀