一種平面型數控加工操作裝備的製作方法

2023-05-18 20:55:51 1

專利名稱：一種平面型數控加工操作裝備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種平面型數控加工操作裝備，具體地說是為大範圍切削加工、各種產 業操作提供一種新型高效的數控裝置。
背景技術：
工業上往往需要各種結構簡單、製造成本低的大範圍平面型數控操作，例如大範圍金 屬切削加工、焊接、非金屬材料切割、測量、噴塗、雕刻等作業，己有的串聯機器人操作 手結構複雜、剛性差、動態響應性能差，而一般的並聯操作手，包括二滑塊在同一導軌上 的各種二自由度平面操作手(如專利申請文獻200420083801.0200710177514.4)， 工作空間小，為此，需要發明提供結構簡單、操作容易、製造成本低的大範圍作業平面型 數控加工操作方法及其裝備。

發明內容
本發明的目的是要發明一種大範圍作業數控型加工操作裝備，它主要由二個固定導 軌、二個滑塊、二個連杆、末端操作器、作業平臺以及機架等組成，二個連杆在內端用轉 動副連接後，其二外端分別與二個滑塊用轉動副連接，而二個滑塊與二個固定導軌分別構 成移動副，末端操作器固定於一個連杆上。其中，二個固定導軌平行布置在同一鉛垂面內， 且二個連杆長度相等；作業平臺位於二導軌之間；該裝置的優點是結構簡單、製造容易、 操作簡便，能實現各種大範圍數控加工與產業操作。


附圖1為本發明的一種實施例結構的三個視圖示意圖。
附圖2為本發明的實施例的平面操作原理圖。
附圖3為本發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為本發明用於平面型大範圍加工操作的一個實施例，它由二個固定導軌KK'與 LL'、 二個滑塊S與T、 二個連杆AB與BC、末端操作器P、作業平臺M以及機架Q等 組成，二個連杆AB、 BC在其內端B處用轉動副連接後，其二外端A、 C分別與二個滑 塊S、 T用轉動副連接，而二個滑塊S、 T與二固定導軌KK'、 LL'分別構成移動副，末端 操作器P固定於一個連杆BC上，二個固定導軌KK'、 LL'布置於垂直方向相距Lo的同一 鉛垂面內，二端K、 K'與L、 L'分別用機架Q支撐，二個連杆長度BC與AB必須等長， 即BC=AB，且作業平臺M的高度位置也必須位於二固定導軌之間。 其工作原理可按如圖2 (a) ~圖2 (g)所示的流程這樣闡述
1) 當構型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， 連杆BC上末端操作器P的作業軌跡曲線mm'為左上凸向，如圖2 (a)所示；
2) 當控制二滑塊S、 T的速度相等，即V^Vt吋，則末端操作器P歷經長距離直線 軌跡m'm'，直線軌跡m'm'離開平行導軌KK' (LL')的距離，取決於二連杆之間的夾角 0 (定義為從連杆AB逆時針繞至連杆BC之間的夾角)，當0=0°時為最大，即 /max=AB+BP，如圖2 (b)所示；
3) 當0=0°即連杆AB與BC杆重疊共線時，如圖2 (b)所示，通過控制二滑塊S、 T左右交錯位置，可實現從X"Y!區域(圖3)上的構型A-B-C順時針布置(圖2 (a)), 轉換為Y,OX2區域(圖3)上的A-B-C逆時針布置，如圖2 (c)所示，繼續控制二滑塊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區域內完全工作，如圖3所示；
4) 當9=180° ，即連杆AB與BC杆拉直共線時，如圖2 (d)所示，在此位置上通 過控制連杆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區域(圖3)內工作；
5) 此時，如圖2 (e)，構型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Vs^VT時，使末端操作器P的作業軌跡曲線皿'為右下凸向；當V^Vt吋， 歷經長距離直線n'n'，直線軌跡n'n'離開平行導軌KK' (LL')的最大距離為AB+BP，如圖2 (f)所示，9 =360°，此時，二連杆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區域上的構型A-B-C順時針布置(圖2 (e) 所示)，轉換為X"Y2區域上的構型A-B-C逆時針布置，最後實現軌跡曲線n'n為左下凸 向，如圖2(g)所示，這樣，該裝備又實現了在以XH3-X2為軸線的整個下半部作業區域 內的完全作業工作，如圖3所示。
於是，按從圖2 (a) ~圖2 (g)的上述操作原理和流程，該裝備可實現一個較大工作 空間的作業平面區域，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、鑽頭、割刀、刻刀，又可以是測 量頭、噴槍、焊槍等；驅動二個滑塊S、 T作直線運動的既可以是滾珠絲槓、同步帶、直 線電機或數字式液氣壓推桿等直線運動裝置。
綜上可知，該裝置結構簡單、製造容易，操作方便，為一種適合於大範圍加工、各種 產業操作的新型高效數控裝置。
權利要求
1.一種平面型數控加工操作裝備，由二個固定導軌(KK′、LL′)、二個滑塊(S、T)、二個連杆(AB、BC)、末端操作器(P)、作業平臺(M)以及機架(Q)等組成，二個連杆(AB、BC)在其內端(B)用轉動副連接後，其二外端(A、C)分別與二個滑塊(S、T)用轉動副連接，而二個滑塊(S、T)與二個固定導軌(KK′、LL′)分別構成移動副，末端操作器(P)固定於一個連杆(BC)上，其特徵是所述二個固定導軌(KK′、LL′)平行布置於垂直方向相距L0的同一鉛垂面內，所述作業平臺(M)的高度位置位於二固定導軌(KK′、LL′)之間。
2. 按權利要求1所述的平面型數控加工操作裝備，其特徵是所述的二個連杆(AB、 BC) 是等長的。
全文摘要
一種平面型數控加工操作裝備，由二個固定導軌、二個滑塊、二個連杆、末端操作器、作業平臺以及機架等組成，二個連杆在其內端用轉動副連接後，其二外端分別與二個滑塊用轉動副連接，而二個滑塊與二個固定導軌分別構成移動副，末端操作器固定於一個連杆上；其中，二個固定導軌平行布置於垂直方向相距L0的同一鉛垂面內，作業平臺的高度位置位於二固定導軌之間，且二個連杆是等長的。該裝置結構簡單、製造容易，操作簡便，為一種能大範圍加工、操作的新型高效數控裝置。
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 優先權日2009年7月17日
發明者磊 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:江蘇工業學院