異形曲面表面自動加工機的製作方法

2023-05-31 17:28:11

專利名稱：異形曲面表面自動加工機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及表面機械加工設備，具體地說是一種異形曲面表面自動加工機。
背景技術：
隨著工業水平的發展，用 戶對產品外形和表面質量的要求不斷提高，產品表面加工的質量往往成為最終決定產品品質的決定性因素。由於工件的形狀常常是不規則的，使得待加工的曲面往往具有複雜的幾何形狀特徵，即異形曲面。傳統的異形曲面表面加工，一般採用手工的方式，不僅費時費力、效率低下，而且很難保證加工產品質量的一致性；同時工業現場噪聲、粉塵也嚴重影響工人的健康。

實用新型內容為了解決現有手工加工曲面存在的效率低、一致性差等問題，本實用新型的目的在於提供一種異形曲面表面自動加工機。該自動加工機可多個零件同時加工，能夠保證加工精度及產品質量的一致性，使加工效率大大提高。本實用新型的另一目的在於提供一種被加工零件夾持穩定，不易掉落的異形曲面表面自動加工機。本實用新型的又一目的在於提供一種對加工環境進行淨化處理的異形曲面表面自動加工機。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的本實用新型包括機械本體、操作機器人機構、夾具及隨動拉絲輪機構，其中操作機器人機構安裝在機械本體內，包括直角坐標機器人機構、平動臺及轉腕機構，所述直角坐標機器人機構具有在X軸、Y軸及Z軸方向往復運動的三個自由度，所述平動臺安裝在直角坐標機器人機構上，在平動臺上設有多個轉腕機構，每個轉腕機構的輸出端均具有繞X軸、Y軸及Z軸旋轉的自由度以及隨直角坐標機器人機構在X軸、Y軸及Z軸方向往復運動的共六個自由度，在轉腕機構的輸出端上安裝有夾具；在每個轉腕機構的上方均對應一個安裝在所述機械本體上的隨動拉絲機構，每個隨動拉絲機構均帶有通過電機驅動的加工輪，被加工的零件安裝在所述夾具上，通過隨動拉絲機構中的加工輪進行加工。其中所述隨動拉絲輪機構安裝在機械本體的一側面板頂部，在機械本體同側面板上設有與隨動拉絲輪機構及轉腕機構數量相同的夾具增強機構，所述夾具增強機構位於隨動拉絲輪機構的下方；所述夾具增強機構包括氣缸、活塞杆、支撐件及連接件，其中氣缸通過連接件與所述機械本體的一側面板固接，氣缸的活塞杆上設有可升降的、用於支撐被加工零件的支撐件；所述機械本體一側面板的頂部安裝有吸風機構，在該吸風機構上設置有多個隨動拉絲輪機構；所述吸風機構包括排屑罩及集屑箱，集屑箱固接在機械本體一側面板的頂部、為中空箱體，與工業吸塵器連通，在所述集屑箱朝向加工零件的一側設有排屑罩，該排屑罩的數量與所述隨動拉絲輪機構及所述轉腕機構的數量相同，所述排屑罩的開口正對零件加工的位置；所述平動臺內設有三個電機，與安裝在平動臺上的各轉腕機構通過同步帶依次相連，靠近電機的轉腕機構通過三組帶輪及同步帶傳動裝置分別與三個電機的輸出軸相連，通過三個電機的驅動實現每個轉腕機構的輸出端同步轉動；所述轉腕機構包括底板、殼體、第一傘齒輪、第二傘齒輪、第三傘齒輪、末端法蘭、中間擺塊、傳動軸、第四傘齒輪、第五傘齒輪、第六傘齒輪及由上至下設置的三組帶輪，其中底板固定在所述平動臺上，在底板上固接有一組帶輪，殼體通過第二軸承與底板連接，所述殼體下端內部分別設有第五傘齒輪及第六傘齒輪，第六傘齒輪的第六齒輪軸上安裝有第二組帶輪，第五傘齒輪的第五齒輪軸插設在所述第六齒輪軸內，並由第六齒輪軸穿出、設有第三組帶輪；所述第六傘齒輪與安裝在殼體下端內部一側的第一傘齒輪嚙合，第五傘齒輪與安裝在殼體下端內部另一側的第一傘齒輪嚙合；所述殼體上端 內部設有中間擺塊，第三傘齒輪的第三齒輪軸通過第三軸承與中間擺塊連接、隨中間擺塊一起擺動，所述第三齒輪軸的一端設有第三傘齒輪，另一端連接有作為轉腕機構輸出端的末端法蘭，所述夾具安裝在該末端法蘭上；所述第三傘齒輪與安裝在殼體上端內部一側的第二傘齒輪嚙合，殼體上端內部的另一側設有與中間擺塊固接的傳動軸；所述第一傘齒輪的第一齒輪軸與第二傘齒輪的第二齒輪軸之間以及第五傘齒輪的第五齒輪軸與傳動軸之間分別通過帶輪及同步帶傳動裝置相連；所述第五齒輪軸與第六齒輪軸及第三齒輪軸同軸，第一齒輪軸與第四齒輪軸同軸，第二齒輪軸與傳動軸同軸；所述第一齒輪軸與第二齒輪軸分別由殼體的一側穿出、通過帶輪及同步帶傳動裝置相連，傳動軸與第四齒輪軸分別由殼體的另一側穿出、通過帶輪及同步帶傳動裝置相連，所述殼體的兩側分別罩有同步帶外殼；所述殼體包括手腕下殼體、手腕上殼體及手腕中間殼體，其中手腕下殼體通過第二軸承安裝在底板上，手腕中間殼體的一端與手腕下殼體相連，另一端連接手腕上殼體；所述隨動拉絲輪機構包括第四電機、帶輪及傳動帶傳動裝置、帶輪軸、平衡杆、機座、安裝板、隨動杆及配重，其中機座安裝在機械本體上，所述安裝板通過隨動杆與機座鉸接，第四電機固定在安裝板上、通過帶輪及傳動帶傳動裝置與帶輪軸相連；所述平衡杆鉸接在隨動杆上、並與安裝板固接，平衡杆的一端與所述帶輪軸連接，另一端設有配重；所述帶輪軸的兩端分別設有加工輪，所述加工輪始終保持與被加工零件的表面接觸；所述帶輪軸的兩端分別設有第一加工輪及第二加工輪，其中任一加工輪的厚度薄於另一個加工輪。本實用新型的優點與積極效果為I.本實用新型採用直角坐機器人機構及轉腕機構使被加工零件具有六個自由度，對零件進行自動變換位置及加工零件表面，更設置了多個轉腕機構，可實現多個零件在一套加工機上同時加工，達到低成本、高效率的生產目的。2.本實用新型被加工的零件具有六個自由度，加工輪可以適應各種異形曲面的加工和曲面間加工軌跡的平滑切換，通過隨動拉絲輪機構可實現恆壓力表面加工；通過調節配重就可以控制加工輪的加工正壓力的大小。3.本實用新型被加工的零件可通過夾具及夾具增強機構共同支撐，避免在加工過程中夾具掉落。4.本實用新型設置了吸風裝置，在外置的工業吸塵器產生的負壓作用下，收集和排出拉絲產生的細屑、粉塵等，對加工環境進行淨化處理。

[0014]圖I為本實用新型的立體結構示意圖；圖2為本實用新型操作機器人機構的立體結構示意圖；圖3為本實用新型平動臺與轉腕機構的立體結構示意圖之一；圖4為本實用新型平動臺與轉腕機構的立體結構示意圖之二 ；圖5為本實用新型轉腕機構中手腕 的內部結構示意圖；圖6為本實用新型隨動拉絲輪機構的立體結構示意圖；圖7為本實用新型夾具增強機構的立體結構示意圖；圖8為本實用新型吸風機構的立體結構示意圖；其中I為機械本體；2為操作機器人機構，21為直角坐標機器人機構，22為平動臺，23為轉腕機構，24為X軸直線單元，25為Y軸直線單元，26為Z軸直線單元，2301為第一電機，2302為第二電機，2303為第三電機，2304為第一帶輪，2305為第二帶輪，2306為第三帶輪，2307為第四帶輪，2308為第五帶輪，2309為第六帶輪，2310為底板，2311為手腕下殼體，2312為第一傘齒輪，2313為第一同步帶，2314為第二傘齒輪，2315為第三傘齒輪，2316為末端法蘭，2317為手腕上殼體，2318為中間擺塊，2319為同步帶外殼，2320為軸承，2321為傳動軸，2322為第二同步帶，2323為手腕中間殼體，2324為第四傘齒輪，2325為第五傘齒輪，2326為第六傘齒輪，2327為第一齒輪軸，2328為第七帶輪，2329為第二齒輪軸，2330為第八帶輪，2331為第九帶輪，2332為第十帶輪，2333為第三齒輪軸，2334為第四齒輪軸，2335為第六齒輪軸，2336為第二軸承，2337為第三軸承；3為夾具，4為隨動拉絲輪機構，401為第四電機，402為傳動帶，403為第i^一帶輪，404為帶輪軸，405為第一加工輪，406為第二加工輪，407為平衡杆，408為機座，409為安裝板，410為隨動杆，411為配重；5為吸風機構，501為排屑罩，502為集屑箱；6為夾具增強機構，601為氣缸，602為活塞杆，603為支撐件，604為連接件。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述。如圖I、圖2所示，本實用新型包括機械本體I、操作機器人機構2、夾具3及隨動拉絲輪機構4，其中機械本體I中間開槽，一側的面板向上延伸；操作機器人機構2安裝在機械本體I的槽內，包括直角坐標機器人機構21、平動臺22及轉腕機構23，所述直角坐標機器人機構21包括一個X軸直線單元、兩個Y軸直線單元25及兩個Z軸直線單元26，具有在X軸、Y軸及Z軸方向往復運動的三個自由度，本實用新型的X軸為水平面的左右方向，Y軸為水平面的前後方向，Z軸為垂直水平面的方向；各直線單元均為現有技術，包括電機及傳動部分。所述平動臺22安裝在直角坐標機器人機構21上，具有與在直角坐標機器人機構21同樣的三個自由度；平動臺22上設有多個轉腕機構23 (本實施例為四個)，每個轉腕機構23的輸出端均具有繞X軸、Y軸及Z軸旋轉的自由度以及隨直角坐標機器人機構21在X軸、Y軸及Z軸方向往復運動的共六個自由度；在轉腕機構23的輸出端上安裝有夾具3，夾具3上具有定位的止口，被加工的零件安裝在夾具3上；在機械本體I 一側面板向上延伸的頂部安裝有吸風機構5，在該吸風機構5上設置有多個隨動拉絲輪機構4，隨動拉絲輪機構4的數量與轉腕機構23的數量相同，即一個轉腕機構23的上方對應一個隨動拉絲機構4 ;每個隨動拉絲機構4均帶有通過電機驅動的加工輪，被加工的零件安裝在所述夾具3上，通過隨動拉絲機構4中的加工輪進行加工。考慮到僅依靠夾具3來定位裝夾被加工零件，在某些姿態下，加工過程中零件易於出現變形、鬆脫甚至掉落的現象；因此，在機械本體I同側面板的延伸部位上設有與隨動拉絲輪機構4及轉腕機構3數量相同的夾具增強機構6，所述夾具增強機構6位於隨動拉絲輪機構4的下方；利用夾具增強機構來配合夾具3對零件進行裝夾增強，可以精確地對零件進行定位和可靠牢固地夾緊，限制零件變形，防止零件的鬆脫和掉落，保證加工過程的順利進行和高質量的加工。 如圖3、圖4所示，平動臺22內設有三個電機，分別為第一電機2301、第二電機2302及第三電機2303，三個電機與安裝在平動臺22上的各轉腕機構23通過同步帶依次相連，靠近電機的轉腕機構23通過三組帶輪及同步帶傳動裝置分別與三個電機的輸出軸相連，通過三個電機的驅動實現每個轉腕機構23的輸出端同步轉動；三個電機中，第一電機2301及第二電機2302的輸出端朝上，第三電機2303的輸出端朝下。如圖5所示，轉腕機構23包括包括底板2310、手腕下殼體2311、第一傘齒輪2312、第二傘齒輪2314、第三傘齒輪2315、末端法蘭2316、手腕上殼體2317、中間擺塊2318、傳動軸2321、手腕中間殼體2323、第四傘齒輪2324、第五傘齒輪2325、第六傘齒輪2326及由上至下設置的三組帶輪，每組帶輪均由兩個帶輪組成，即每個轉腕機構23均帶有第一 六帶輪2304 2309，其中底板2310固定在所述平動臺22上，在底板2310上固接有一組帶輪(第一帶輪2304及第二帶輪2305)，其中第一帶輪2304通過同步帶與第一電機2301的輸出端相連，第二帶輪2305通過同步帶與相鄰的轉腕機構23的第一組帶輪相連；手腕下殼體2311、手腕中間殼體2323及手腕上殼體2317由下至上依次連接，組成轉腕機構23的殼體，手腕下殼體2311通過第二軸承2336安裝在底板2310上，手腕下殼體2311內部分別設有第五傘齒輪2325及第六傘齒輪2326,第六傘齒輪2326安裝在第六齒輪軸2335的一端,第六齒輪軸2335的另一端由第一、二帶輪2304、2305中間穿過、鍵連接有第二組帶輪(第三帶輪2306及第四帶輪2307)，其中第三帶輪2306通過同步帶與第二電機2302的輸出端相連，第四帶輪2307通過同步帶與相鄰的轉腕機構23的第二組帶輪相連；第五傘齒輪2325的第五齒輪軸通過軸承插設在所述第六齒輪軸2335內，第五傘齒輪2325安裝在第五齒輪軸的一端，第五齒輪軸的另一端由第六齒輪軸2335穿出、設有第三組帶輪(第五帶輪2308及第六帶輪2309)，其中第五帶輪2308通過同步帶與第三電機2303的輸出端相連，第六帶輪2309通過同步帶與相鄰的轉腕機構23的第三組帶輪相連。第六傘齒輪2326的一側手腕下殼體2311上通過軸承安裝有第一齒輪軸2327，第一傘齒輪2312安裝在第一齒輪軸2327的一端、與第六傘齒輪2326嚙合，第一齒輪軸2327的另一端由手腕下殼體2311穿出、鍵連接有第七帶輪2328 ；另一側的手腕下殼體2311上通過軸承安裝有第四齒輪軸2334，第四傘齒輪安裝在第四齒輪軸2334的一端、與第五傘齒輪2325嚙合，第四齒輪軸2334的另一端由手腕下殼體2311穿出、鍵連接有第十帶輪2332 ;第一齒輪軸2327與第四齒輪軸2334同軸。手腕上殼體2317與手腕中間殼體2323之間的空間設有中間擺塊2318，該中間擺塊2318通過第一軸承2320安裝在手腕上殼體2317與手腕中間殼體2323之間的空間中，可相對擺動；第三傘齒輪2315的第三齒輪軸2333通過第三軸承2337與中間擺塊2318連接、隨中間擺塊2318 —起擺動，所述第三齒輪軸2333的一端設有第三傘齒輪2315，另一端連接有作為轉腕機構23輸出端的末端法蘭2316，所述夾具3安裝在該末端法蘭2316上；第三傘齒輪2315 —側的手腕上殼體2317上通過軸承安裝有第二齒輪軸2329，第二傘齒輪2314安裝在第二齒輪軸2329的一端、與第三傘齒輪2315嚙合，第二齒輪軸2329的另一端由手腕上殼體2317穿出、鍵連 接有第八帶輪2330，該第八帶輪2330通過第一同步帶2313與第七帶輪2328連接；另一側的手腕上殼體2317上設有傳動軸2321，該傳動軸2321的一端與中間擺塊2318固接，另端由手腕上殼體2317穿出、鍵連接有第九帶輪2331，該第九帶輪2331通過第二同步帶2322與第十帶輪2332連接；第五齒輪軸與第六齒輪軸2335及第三齒輪軸2333同軸，第二齒輪軸2329與傳動軸2321同軸。在殼體的兩側分別罩有同步帶外殼2319。上述的轉腕機構23，位置最靠近三個電機，其餘的轉腕機構23結構完全相同，只是距離三個電機最遠端的轉腕機構23，其每組帶輪中只有一個通過同步帶與相鄰的轉腕機構連接；而位於中間的各轉腕機構23，每組帶輪中的兩個帶輪分別與兩側相鄰的轉腕機構中的相對應組的帶輪相連，實現各轉腕機構23的末端法蘭2316同步轉動。電機的數量也可根據需要來設定，如需要一個或兩個自由度，則只安裝一臺或兩臺電機即可。隨動拉絲輪機構4的設計是基於力矩平衡原理調節加工輪與工件表面的接觸力，主要的作用在於一方面用於保證異形曲面實現恆壓力自適應隨形加工，另一方面也為提高設備對加工同種工件存在尺寸和形狀偏差的適應能力。隨動拉絲輪機構4的數量與轉腕機構23及夾具增強機構6的數量相同。如圖6所示，隨動拉絲輪機構4包括第四電機401、傳動帶402、第i^一帶輪403、帶輪軸404、第一加工輪405、第二加工輪406、平衡杆407、機座408、安裝板409、隨動杆410及配重411，其中機座408安裝在吸風裝置5上，所述安裝板409通過隨動杆410與機座408鉸接，平衡杆407鉸接在隨動杆410上、並與安裝板409固接，可以繞隨動杆410在Y軸與Z軸組成的平面內轉動；平衡杆407的一端與所述帶輪軸404連接，另一端設有配重411 ;帶輪軸404上設有第十一帶輪403，第四電機401固定在安裝板409上，第四電機401的輸出端通過傳動帶402與帶輪軸404上的第i^一帶輪403相連；所述帶輪軸404的兩端分別設有第一加工輪405及第二加工輪406，其中任一加工輪的厚度薄於另一個加工輪，本實施例為第一加工輪405的厚度小於第二加工輪406 大直徑-厚」的第二加工輪406，供大的零件或小曲率曲面表面加工時選用；「小直徑-薄」的第一加工輪405，供小的零件或大曲率曲面及曲面間的過渡區表面加工時選用。兩個加工輪可根據不同工件的特點及同一工件不同部位的特點，按照加工需要通過直角坐標機器人機構21及轉腕機構23帶動被加工零件，實現自動進行移動換位；加工輪的轉動角速度可由電機和帶輪及傳動帶傳動裝置聯動控制。加工輪在加工過程中，始終保持與被加工零件的表面接觸，根據加工工藝的要求，通過調節和設定配重411，就可以控制加工輪的加工正壓力的大小；通過隨動杆的自適應浮動機制，就可以實現對異形曲面的自適應隨形控制；當工件在運動中隨形變化或發生過載擾動時，隨動杆可以隨動跟進或避讓，從而保證加工輪與工件表面拉絲正壓力的動態穩定性。如圖8所示，吸風裝置5包括排屑罩501及集屑箱502，集屑箱502固接在機械本體I 一側面板延伸的頂部、為中空箱體，與工業吸塵器連通，在所述集屑箱502朝向加工零件的一側設有排屑罩501,該排屑罩501的數量與所述隨動拉絲輪機構4及所述轉腕機構3的數量相同，所述排屑罩501的開口正對零件加工的位置。吸風機構5的主要作用是在外置的工業吸塵器(需另配，不包括在本方案中)產生的負壓作用下，收集和排出拉絲產生的細屑、粉塵等，對加工環境進行淨化處理。本實施例的吸風裝置5共有四個排屑罩501，每個排屑罩501對應一組加工輪機構。四個排屑罩共用一個集屑箱502和一臺工業吸塵器。工作時，由工業吸塵器產生負壓，使 四個排屑罩501產生進氣循環，抽走加工廢屑，並通過過濾板收集在集屑箱內，定期清理。吸風裝置表面具有防腐能力，延長系統使用壽命。如圖7所示，夾具增強機構6位於加工輪的下端，可與夾具3共同支撐被加工零，夾具增強機構3包括氣缸601、活塞杆602、支撐件603及連接件604，其中氣缸601通過連接件604與所述機械本體I的一側面板固接，氣缸601的活塞杆602上設有可升降的、用於支撐被加工零件的支撐件603。加工輪在加工過程中會不斷磨損，隨著加工工件數量的增加，輪徑會快速減小，產生不可忽略的幾何參數偏移，對工件表面加工質量控制、加工機的加工精度甚至加工的可實現性會有嚴重的不良影響。因此自動加工設備必須有可靠的在線輪徑檢測和補償功能。輪逕自動補償單元擬採用軟硬體結合的方案，一方面通過設計輪徑檢測機構和補償機構，由加工輪半徑檢測傳感器在線檢測出輪徑的變化並反饋給控制系統，由控制系統通過補償機構進行補償；另一方面基於加工輪磨損歷史數據序列推導出加工輪磨損預測算法，由軟體編程方法對輪徑進行自動補償。通過監測輪徑變化，計算輪緣線速度變化，依此調整系統參數，確保表面加工質量。本實用新型的工作原理為在每個轉腕機構23的夾具3上安裝被加工零件，並由夾具增強機構6同時支撐，夾具增強機構6中的氣缸601可通過活塞杆602調節支撐件603的高度；通過直角坐標機器人機構21的三個直線單元具有沿X軸、Y軸及Z軸三個方向往復運動的自由度；轉腕機構23的三個轉動自由度為第一電機2301帶動第一、二帶輪2304、2305轉動，進而帶動整個轉腕機構做繞Z軸的轉動；第三電機2303帶動第五、六帶輪2308、2309轉動，通過第五傘齒輪2325與第四傘齒輪2324的嚙合以及第二同步帶2322的傳動，使傳動軸2321帶動中間擺塊2318及末端法蘭2316繞X軸轉動；在末端法蘭2316及中間擺塊2318隨傳動軸2321擺動後，第二電機2302帶動第三、四帶輪2306、2307轉動，通過第六傘齒輪2326與第一傘齒輪2312的嚙合以及第一同步帶2313的傳動，使第二傘齒輪2314通過與第三傘齒輪2315的嚙合，帶動末端法蘭2316繞Y軸轉動，即在三個直線移動自由度的基礎上，又實現了繞X軸、Y軸及Z軸轉動的自由度。第四電機401工作，通過傳動帶402帶動帶輪軸404及其兩端的兩個加工輪旋轉，在被加工零件運動的過程中，加工輪即可對零件表面進行加工。
權利要求1.一種異形曲面表面自動加工機，其特徵在於包括機械本體(I)、操作機器人機構(2)、夾具(3)及隨動拉絲輪機構(4)，其中操作機器人機構(2)安裝在機械本體(I)內，包括直角坐標機器人機構(21)、平動臺(22)及轉腕機構(23)，所述直角坐標機器人機構(21)具有在X軸、Y軸及Z軸方向往復運動的三個自由度，所述平動臺(22)安裝在直角坐標機器人機構(21)上，在平動臺(22)上設有多個轉腕機構(23)，每個轉腕機構(23)的輸出端均具有繞X軸、Y軸及Z軸旋轉的自由度以及隨直角坐標機器人機構(21)在X軸、Y軸及Z軸方向往復運動的共六個自由度，在轉腕機構(23)的輸出端上安裝有夾具(3);在每個轉腕機構(23)的上方均對應ー個安裝在所述機械本體(I)上的隨動拉絲機構(4)，每個隨動拉絲機構(4)均帶有通過電機驅動的加工輪，被加工的零件安裝在所述夾具(3)上，通過隨動拉絲機構(4)中的加工輪進行加工。
2.按權利要求I所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在於所述隨動拉絲輪機構(4)安裝在機械本體(I)的ー側面板頂部，在機械本體(I)同側面板上設有與隨動拉絲輪機構(4)及轉腕機構(3)數量相同的夾具增強機構(6)，所述夾具增強機構(6)位於隨動拉絲輪機構(4)的下方。
3.按權利要求2所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在於所述夾具增強機構(6)包括氣缸￠01)、活塞杆￠02)、支撐件(603)及連接件￠04)，其中氣缸(601)通過連接件(604)與所述機械本體(I)的一側面板固接，氣缸￠01)的活塞杆(602)上設有可升降的、用於支撐被加工零件的支撐件￠03)。
4.按權利要求I所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在於所述機械本體(I)一側面板的頂部安裝有吸風機構(5)，在該吸風機構(5)上設置有多個隨動拉絲輪機構(4)。
5.按權利要求4所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在幹所述吸風機構(5)包括排屑罩(501)及集屑箱(502)，集屑箱(502)固接在機械本體(I) ー側面板的頂部、為中空箱體，與エ業吸塵器連通，在所述集屑箱(502)朝向加工零件的一側設有排屑罩(501)，該排屑罩(501)的數量與所述隨動拉絲輪機構(4)及所述轉腕機構(3)的數量相同，所述排屑罩(501)的開ロ正對零件加工的位置。
6.按權利要求1、2或4所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在幹所述平動臺(22)內設有三個電機，與安裝在平動臺(22)上的各轉腕機構(23)通過同步帶依次相連，靠近電機的轉腕機構(23)通過三組帶輪及同步帶傳動裝置分別與三個電機的輸出軸相連，通過三個電機的驅動實現每個轉腕機構(23)的輸出端同步轉動。
7.按權利要求6所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在於所述轉腕機構(23)包括底板(2310)、殼體、第一傘齒輪(2312)、第二傘齒輪(2314)、第三傘齒輪(2315)、末端法蘭(2316)、中間擺塊(2318)、傳動軸(2321)、第四傘齒輪(2324)、第五傘齒輪(2325)、第六傘齒輪(2326)及由上至下設置的三組帶輪，其中底板(2310)固定在所述平動臺(22)上，在底板(2310)上固接有一組帶輪，殼體通過第二軸承(2336)與底板(2310)連接，所述殼體下端內部分別設有第五傘齒輪(2325)及第六傘齒輪(2326)，第六傘齒輪(2326)的第六齒輪軸(2335)上安裝有第二組帶輪，第五傘齒輪(2325)的第五齒輪軸插設在所述第六齒輪軸(2335)內，並由第六齒輪軸(2335)穿出、設有第三組帶輪；所述第六傘齒輪(2326)與安裝在殼體下端內部ー側的第一傘齒輪(2312)哨合,第五傘齒輪(2325)與安裝在殼體下端內部另ー側的第一傘齒輪(2312)卩齒合；所述殼體上端內部設有中間擺塊(2318),第三傘齒輪(2315)的第三齒輪軸(2333)通過第三軸承(2337)與中間擺塊(2318)連接、隨中間擺塊(2318) —起擺動，所述第三齒輪軸(2333)的一端設有第三傘齒輪(2315)，另一端連接有作為轉腕機構(23)輸出端的末端法蘭(2316)，所述夾具(3)安裝在該末端法蘭(2316)上；所述第三傘齒輪(2315)與安裝在殼體上端內部ー側的第二傘齒輪(2314)嚙合，殼體上端內部的另ー側設有與中間擺塊(2318)固接的傳動軸(2321);所述第一傘齒輪(2312)的第一齒輪軸(2327)與第二傘齒輪(2314)的第二齒輪軸(2329)之間以及第五傘齒輪(2325)的第五齒輪軸與傳動軸(2321)之間分別通過帶輪及同步帶傳動裝置相連。
8.按權利要求7所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在幹所述第五齒輪軸與第六齒輪軸(2335)及第三齒輪軸(2333)同軸，第一齒輪軸(2327)與第四齒輪軸(2334)同軸，第二齒輪軸(2329)與傳動軸(2321)同軸；所述第一齒輪軸(2327)與第二齒輪軸(2329)分別由殼體的ー側穿出、通過帶輪及同步帶傳動裝置相連，傳動軸(2321)與第四齒輪軸(2334)分別由殼體的另ー側穿出、通過帶輪及同步帶傳動裝置相連，所述殼體的兩側分別罩有同步帶外殼(2319);所述殼體包括手腕下殼體(2311)、手腕上殼體(2317)及手腕中間殼體(2323)，其中手腕下殼體(2311)通過第二軸承(2336)安裝在底板(2310)上，手腕中間殼體(2323)的一端與手腕下殼體(2311)相連，另一端連接手腕上殼體(2317)。
9.按權利要求1、2或4所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在於所述隨動拉絲輪機構(4)包括第四電機(401)、帶輪及傳動帶傳動裝置、帶輪軸(404)、平衡杆(407)、機座(408)、安裝板(409)、隨動杆(410)及配重(411)，其中機座(408)安裝在機械本體(I)上，所述安裝板(409)通過隨動杆(410)與機座(408)鉸接，第四電機(401)固定在安裝板(409)上、通過帶輪及傳動帶傳動裝置與帶輪軸(404)相連；所述平衡杆(407)鉸接在隨動杆(410)上、並與安裝板(409)固接，平衡杆(407)的一端與所述帶輪軸(404)連接，另ー端設有配重(411);所述帶輪軸(404)的兩端分別設有加工輪，所述加工輪始終保持與被加エ零件的表面接觸。
10.按權利要求9所述的異形曲面表面自動加工機，其特徵在幹所述帶輪軸(404)的兩端分別設有第一加工輪(405)及第ニ加工輪(406)，其中任一加工輪的厚度薄於另ー個加工輪。
專利摘要本實用新型涉及表面機械加工設備，具體地說是一種異形曲面表面自動加工機，包括機械本體、操作機器人機構、夾具及隨動拉絲輪機構，其中操作機器人機構包括具有三個直線運動自由度的直角坐標機器人機構、平動臺及具有三個轉動自由度的轉腕機構，在轉腕機構的輸出端上安裝有夾具；在每個轉腕機構的上方均對應一個安裝在所述機械本體上的隨動拉絲機構，每個隨動拉絲機構均帶有通過電機驅動的加工輪，被加工的零件安裝在夾具上，通過隨動拉絲機構中的加工輪進行加工。本實用新型可適應各種異形曲面的加工和曲面間加工軌跡的平滑切換；設計隨動平衡機構進行恆壓力表面加工。採用夾具增強功能，保證工件在做空間運動時能夠可靠夾緊定位。
文檔編號B24B55/06GK202438895SQ20112057331
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者孫元, 楊國永, 谷侃鋒, 趙明揚, 高英美 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所