一种缓冲式接触力主动控制多用途作业设备制造技术

一种缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，包括直线驱动机构，缓冲机构、工作头和工作头驱动机构；缓冲机构包括缓冲外壳、缓冲器和力传感器；缓冲外壳与直线驱动机构的直线进给外壳滑动连接，同时与工作头驱动机构的主轴电机外壳滑动连接；缓冲器和力传感器均安装于缓冲外壳内；缓冲器的一端与力传感器的一端连接，另一端与缓冲外壳的一端内壁连接；力传感器的另一端与主轴电机外壳的一端连接；工作头安装于工作头驱动机构。本发明专利技术通过将工作头嫁接到运动平台，可以减小冲击，通过缓冲式操作控制作业过程中的接触力，提高加工质量；接触力控制完全由缓冲式操作控制完成，对被嫁接运动平台动作要求、精度要求都较低，从而降低设备整体造价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工
，尤其涉及一种缓冲式接触力主动控制多用途作业设备。
技术介绍
随着自动化装备与机器人技术的发展，各种坐标式机床、加工中心以及关节型工业机器人相继问世，并逐渐形成了坐标式和关节式两类通用运动平台，在这两类运动平台末端连接不同作业头，可完成各种各样的作业任务。但是，对于已经成型的误差较大的作业对象(如：管件、钣金曲面等)进行二次加工时，这两类通用运动平台存在以下缺点：其一，这两类运动平台采用空间坐标数据驱动作业头作业，因而需要预先知道作业对象的精确尺寸、空间位置；其二，由于作业头需要达到精确的空间位置，就要求这两类运动平台的每个自由度都具有较高的精度，还有可能需要配备逆向工程装备，因而造价高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以上的不足和缺陷提出一种紧凑而且结构简化的缓冲式接触力主动控制多用途作业设备。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，包括直线驱动机构、缓冲机构、工作头驱动机构和工作头；所述直线驱动机构包括直线进给外壳和伺服直线驱动机构；所述伺服直线驱动机构安装于所述直线进给外壳内，并驱动所述缓冲机构直线运动；所述缓冲机构包括缓冲外壳、缓冲器和力传感器；所述缓冲外壳与所述直线驱动机构的直线进给外壳滑动连接；所述缓冲器和力传感器串联连接于所述缓冲外壳与工作头驱动机构之间；所述工作头驱动机构的主轴电机外壳与所述缓冲外壳滑动连接；所述工作头驱动机构驱动所述工作头进行工作。优选的，所述伺服直线驱动机构包括伺服电机、丝杆和丝杆螺母；所述丝杆螺母安装于所述丝杆上，所述缓冲外壳安装于所述丝杆螺母上；所述伺服电机驱动安装于所述直线进给外壳内；所述伺服电机驱动所述丝杆转动；带动所述丝杆螺母移动，从而带动所述缓冲外壳滑动。优选的，所述工作头驱动机构包括主轴、主轴电机和主轴电机外壳；所述主轴电机安装于所述主轴电机外壳内，所述主轴与所述主轴电机的输出轴连接；所述工作头安装于所述主轴上。优选的，所述直线进给外壳的未连接所述缓冲机构的一端设置有对接口。优选的，所述缓冲外壳的外部均匀设置有凹槽；所述直线进给外壳的内壁上设置有与所述凹槽相配合的凸齿。优选的，所述主轴电机外壳的外部均匀设置有凹槽；所述缓冲外壳的内壁上设置有与所述凹槽相配合的凸齿。优选的，所述主轴与所述主轴电机之间通过联轴器连接。另一个实施方案：所述主轴与所述主轴电机之间通过直角连接块连接。所述主轴电机外壳与缓冲外壳之间还连接有直线轴承、内套筒、外套筒和弹簧端盖；所述力传感器一端与所述主轴电机外壳通过球铰连接，另一端与所述内套筒通过球铰连接；所述内套筒穿入所述直线轴承内孔，所述直线轴承固定安装在所述外套筒内，所述内套筒借助所述直线轴承可沿相对所述外套筒直线运动；所述外套筒一端固定安装在所述缓冲外壳上，并与所述直线轴承同轴，另一端与所述弹簧端盖固定安装；作为缓冲器的弹簧一端通过销钉安装在弹簧端盖上，另一端通过销钉安装在内套筒上。优选的，所述直线进给外壳的内部安装有两个极限限位行程开关及三个位置感应传感器。本专利技术通过将工作头嫁接到运动平台，能减小冲击作用，根据采用缓冲式操作控制作业过程中的接触力，从而提高加工质量；由于接触力控制完全由缓冲式操作控制完成，对被嫁接运动平台动作要求、精度要求都较低，从而降低设备整体造价；接触力通过柔性控制可降低控制系统开发难度，提高设备可靠性。附图说明图1是本专利技术的一个具体实施例的结构前视示意图。图2是本专利技术的一个具体实施例的结构后视示意图。图3是本专利技术的另一个具体实施例的结构示意图。图4是图1的侧视剖视示意图。图5是本专利技术的一个实施例的缓冲机构的局部结构示意图。其中：直线驱动机构1，主轴电机外壳2，缓冲机构3，马达4，直角连接块5，主轴6，工作头7，对接口8，直线进给外壳11，伺服电机12，丝杆13，丝杆螺母14，缓冲外壳31，缓冲器32，力传感器33，位置感应传感器221、222、223，极限限位行程开关224、225，弹簧端盖330，弹簧销钉331，332，球铰链340，连接母342,直线轴承407，外套筒313，内套筒314，弹簧312。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1、图2和图4所示，一种缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，包括直线驱动机构1、缓冲机构3、工作头驱动机构和工作头7；所述直线驱动机构1包括直线进给外壳11和伺服直线驱动机构；所述伺服直线驱动机构安装于所述直线进给外壳11内，并驱动所述缓冲机构3直线运动；所述缓冲机构3包括缓冲外壳31、缓冲器32和力传感器33；所述缓冲外壳31与所述直线驱动机构1的直线进给外壳11滑动连接；所述缓冲器32和力传感器33串联连接于所述缓冲外壳31与工作头驱动机构之间；所述缓冲器32和所述力传感器33均安装于所述缓冲外壳31内；所述缓冲器32的一端与所述力传感器33的一端连接，另一端与所述缓冲外壳31的一端内壁连接；所述力传感器33的另一端与所述主轴电机外壳2的一端连接；或所述缓冲器32的一端与所述力传感器33的一端连接，另一端与所述主轴电机外壳2的一端连接；所述力传感器33与所述缓冲外壳31的一端内壁连接；所述工作头7安装于所述工作头驱动机构；所述工作头驱动机构驱动所述工作头7转动。当所述工作头7受力压缩时，所述工作头驱动机构会向后滑动，使所述缓冲器32受力被压缩，缓冲器32把压缩力传递给力传感器33，力传感器33力信号给控制器，所述控制器接收信号后，将通过所述直线驱动机构的驱动控制，控制所述缓冲机构的作用力，从而控制对所述工作头驱动机构的作用力，进而控制所述工作头对作业对象的接触力。直线驱动机构、缓冲机构3和工作头驱动机构形成由外壳连续套接而成的一体化结构，用最简单的结构实现工作头7与工件的接触力的自动控制功能，而且外形相对小巧紧凑，方便适用于各种场合，拓展了适用范围。其中，所述缓冲器32为弹簧、气弹簧、液压缓冲器、封闭气缸、气囊、高分子弹性体或复合粘弹模块的一种或多种组合。优选的，所述伺服直线驱动机构包括伺服电机12、丝杆13和丝杆螺母14；所述丝杆螺母14安装于所述丝杆13上，所述缓冲外壳11安装于所述丝杆螺母14上；所述伺服电机12驱动安装于所述直线进给外壳11内；所述伺服电机驱动所述丝杆转动；带动所述丝杆螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，其特征在于：包括直线驱动机构、缓冲机构、工作头驱动机构和工作头；所述直线驱动机构包括直线进给外壳和伺服直线驱动机构；所述伺服直线驱动机构安装于所述直线进给外壳内，并驱动所述缓冲机构直线运动；所述缓冲机构包括缓冲外壳、缓冲器和力传感器；所述缓冲外壳与所述直线驱动机构的直线进给外壳滑动连接；所述缓冲器和力传感器串联连接于所述缓冲外壳与工作头驱动机构之间；所述工作头驱动机构的主轴电机外壳与所述缓冲外壳滑动连接；所述工作头驱动机构驱动所述工作头进行工作。

【技术特征摘要】
1.一种缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，其特征在于：包括直线驱
动机构、缓冲机构、工作头驱动机构和工作头；
所述直线驱动机构包括直线进给外壳和伺服直线驱动机构；所述伺服直线
驱动机构安装于所述直线进给外壳内，并驱动所述缓冲机构直线运动；
所述缓冲机构包括缓冲外壳、缓冲器和力传感器；所述缓冲外壳与所述直
线驱动机构的直线进给外壳滑动连接；所述缓冲器和力传感器串联连接于所述
缓冲外壳与工作头驱动机构之间；
所述工作头驱动机构的主轴电机外壳与所述缓冲外壳滑动连接；
所述工作头驱动机构驱动所述工作头进行工作。
2.根据权利要求1所述的缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，其特征
在于：所述伺服直线驱动机构包括伺服电机、丝杆和丝杆螺母；
所述丝杆螺母安装于所述丝杆上，所述缓冲外壳安装于所述丝杆螺母上；
所述伺服电机驱动安装于所述直线进给外壳内；所述伺服电机驱动所述丝杆转
动，带动所述丝杆螺母移动，从而带动所述缓冲外壳滑动。
3.根据权利要求1所述的缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，其特征
在于：所述工作头驱动机构包括主轴、主轴电机和主轴电机外壳；
所述主轴电机安装于所述主轴电机外壳内，所述主轴与所述主轴电机的输
出轴连接；所述工作头安装于所述主轴上。
4.根据权利要求3所述的缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，其特征
在于：所述直线进给外壳的未连接所述缓冲机构的一端设置有对接口。
5.根据权利要求4所述的缓冲式接触力主动控制多用途作业设备，其特征

【专利技术属性】
技术研发人员：马道平，张佐江，潘存云，
申请(专利权)人：佛山市新恒萃材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44