一种五轴磨削机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种五轴磨削机器人。将机械臂设置在外部平台上，机械臂的输出端与U型结构件转动连接；由第一关节、第二关节、第三关节、第四关节和第五关节将基座、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆之间互相连接；动力主轴安装于U型结构件上；刀库设于外部平台上。机械臂用于带动U型结构件及动力主轴在外部平台上移动，第五关节带动U型架构件相对于分支结构转动，动力主轴移动至刀库并连接所需的磨削刀具，选取完磨削刀具后，移动至工件处对工件进行磨削。

A Five-Axis Grinding Robot

【技术实现步骤摘要】
一种五轴磨削机器人
本专利技术属于机器人
，尤其涉及一种五轴磨削机器人。
技术介绍
现有的铸件自动打磨设备通常有两种形式，一种为数控机床结构，大部分运动轴为直线运动；另一种为机器人结构，常采用六轴工业机器人加打磨工具的型式。采用机床结构的自动打磨设备，刚性比较好，适应重切削，但是灵活性差，工作空间小。采用六轴工业机器人结构的打磨设备，由于运动副多，因此工作空间大，灵活性高，但同时也因为运动副多为杆件，导致刚性不足，加工速度慢。两种设备均不能兼顾高刚性、灵活性的使用要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种五轴磨削机器人，使其具有机床的高刚性和机器人的灵活性，并具有机加工要求的精度，能够完成特定的加工工作。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：本专利技术的一种五轴磨削机器人，包括：机械臂、U型结构件、动力主轴、刀库；所述机械臂的第一端设于外部平台上，所述机械臂的第二端与所述U型结构件相连，所述动力主轴设于所述U型结构件上；所述机械臂包括基座、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一关节、第二关节、第三关节、第四关节和第五关节；所述基座的第一端与所述外部平台相连；所述第一连杆的第一端与所述基座的第二端通过所述第一关节转动连接；所述第二连杆的第一端与所述第一连杆的第二端通过所述第二关节转动连接；所述第三连杆的第一端与所述第二连杆的第二端通过所述第三关节转动连接；所述第四连杆为Y型杆，所述第四连杆的第一端与所述第三连杆的第二端通过所述第四关节转动连接，所述第四连杆的第二端为所述Y型杆的分支结构；所述U型结构件转动连接于所述分支结构；所述第五关节设于所述分支结构的第一侧；第五关节的输出端穿设于所述分支结构并与所述U型结构件相连；所述刀库设于所述外部平台上，所述刀库内设有若干与所述动力主轴相匹配的磨削刀具；其中，所述机械臂用于带动所述U型结构件及动力主轴在所述外部平台上移动，所述第五关节带动所述U型架构件相对于所述U型槽转动，所述动力主轴移动至所述刀库并连接所需的所述磨削刀具，选取完所述磨削刀具后，移动至工件处对所述工件进行磨削。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第一关节的轴线垂直于水平面；所述第二关节的轴线垂直于所述第一关节的轴线；所述第三关节的轴线平行于所述第二关节的轴线；所述第四关节的轴线平行于所述第三关节的轴线和所述第二关节的轴线；所述第五关节的轴线垂直于所述第四关节的轴线。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第一关节包括第一伺服电机、齿轮轴、回转支承；所述回转支承的外圈上设有一齿圈，所述回转支承的外圈设于所述基座上，所述回转支承的内圈与所述第一关节相连；所述第一伺服电机设于所述第一连杆的第一端上；所述齿轮轴的输入端与所述第一伺服电机的输出端相连，且所述齿轮轴的输出端与所述齿圈啮合。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第一关节包括第一伺服电机、齿轮轴、回转支承；所述回转支承的内圈上设有一齿圈，所述回转支承的内圈设于所述基座上，所述回转支承的外圈与所述第一关节相连；所述第一伺服电机设于所述第一连杆的第一端上；所述齿轮轴的输入端与所述第一伺服电机的输出端相连，且所述齿轮轴的输出端与所述齿圈啮合。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第二关节包括第二伺服电机和第一减速器；所述第二伺服电机设于所述第一连杆的第二端；所述第一减速器设于所述第二连杆的第一端，所述第一减速器的输出端与所述第二连杆固连；所述第二伺服电机的输出端与所述第一减速器的输入端相连。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第三关节包括第三伺服电机和第二减速器；所述第三伺服电机设于所述第二连杆的第二端；所述第二减速器设于所述第三连杆的第一端，所述第二减速器的输出端与所述第三连杆固连；所述第三伺服电机的输出端与第二减速器的输入端相连。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第四关节包括第四伺服电机、第三减速器、外啮合齿轮、轴承组；所述第四伺服电机设于所述第三连杆的第二端；所述第三减速器设于所述第三连杆上，且所述第四伺服电机的输出端与所述行星减速器的输入端相连；所述第四连杆的第一端伸入于所述第三连杆；所述外啮合齿轮设于所述第四连杆的第一端并与所述行星减速器的输出端啮合；所述轴承组的外圈固连于所述第三连杆内，且所述轴承组的内圈与所述第四连杆相接。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第五关节包括第五伺服电机、第一同步带轮、第二同步带轮、同步带、第四减速器；所述第五伺服电机设于所述分支结构第一侧的第一端；所述第一同步带轮设于所述第五伺服电机的输出轴上；所述第四减速器设于所述分支结构第一侧的第二端，所述第四减速器的输出端与所述U型结构件相连；所述第二同步带轮设于所述第四减速器的输入轴上；所述同步带套设于所述第一同步带轮和所述第二同步带轮并张紧。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第四减速器的输出轴上设有与输出法兰，所述U型结构件的第一侧与所述输出法兰固连；所述U型结构件的第二侧与所述分支结构的第二侧通过轴承转动连接。本专利技术的五轴磨削机器人，所述第四关节的轴线、所述第五关节的轴线以及所述动力主轴的轴线在空间上相交于一点。本专利技术的五轴磨削机器人，所述动力主轴为方形动力主轴或圆柱形动力主轴。本专利技术的五轴磨削机器人，所述动力主轴为带HSK自动换刀系统的主轴。本专利技术的五轴磨削机器人，所述基座、所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述第四连杆上均设有内置管路，所述内置管路内设有动力电缆、信号线管线、冷却液管线和压缩空气管线。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：本专利技术一实施例通过将机械臂设置在外部平台上，机械臂的输出端与U型结构件转动连接；由第一关节、第二关节、第三关节、第四关节和第五关节将基座、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆之间互相连接；动力主轴安装于U型结构件上；刀库设于外部机床上。机械臂用于带动U型结构件及动力主轴在外部平台上移动，第五关节带动U型架构件相对于分支结构转动，动力主轴移动至刀库并连接所需的磨削刀具，选取完磨削刀具后，移动至工件处对工件进行磨削。通过设置单个动力主轴以及与之匹配的刀库，解决了现有通用六轴机器人需配备多个主轴和刀具的问题，提高了设备内部空间利用率，使其具有机床的高刚性和机器人的灵活性，并具有机加工要求的精度，能够完成特定的加工工作。附图说明图1为本专利技术的五轴磨削机器人的主视图；图2为本专利技术的五轴磨削机器人的俯视图；图3为本专利技术的五轴磨削机器人的第一关节的示意图；图4为本专利技术的五轴磨削机器人的第一关节的另一示意图；图5为本专利技术的五轴磨削机器人的第二关节的示意图；图6为本专利技术的五轴磨削机器人的第三关节的示意图；图7为本专利技术的五轴磨削机器人的第四关节的示意图；图8为本专利技术的五轴磨削机器人的第五关节的示意图。附图标记说明：1：基座；2：第一连杆；3：第二连杆；4：第三连杆；5：第四连杆；6：第一关节；601：第一伺服电机；602：齿轮轴；603：回转支承；7：第二关节；701：第二伺服电机；8：第三关节；801：第三伺服电机；802：第二减速器；9：第四关节；901：第四伺服电机；902：第三减速器；903：外啮合齿轮；904：轴承组；10：分支结构；11：U型结构件；12：动力主轴；13：第五关节；1301：第五伺服电机；1302：第一同步带轮；13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴磨削机器人，其特征在于，包括：机械臂、U型结构件、动力主轴、刀库；所述机械臂的第一端设于外部平台上，所述机械臂的第二端与所述U型结构件相连，所述动力主轴设于所述U型结构件上；所述机械臂包括基座、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一关节、第二关节、第三关节、第四关节和第五关节；所述基座的第一端与所述外部平台相连；所述第一连杆的第一端与所述基座的第二端通过所述第一关节转动连接；所述第二连杆的第一端与所述第一连杆的第二端通过所述第二关节转动连接；所述第三连杆的第一端与所述第二连杆的第二端通过所述第三关节转动连接；所述第四连杆为Y型杆，所述第四连杆的第一端与所述第三连杆的第二端通过所述第四关节转动连接，所述第四连杆的第二端为所述Y型杆的分支结构；所述U型结构件转动连接于所述分支结构；所述第五关节设于所述分支结构的第一侧；第五关节的输出端穿设于所述分支结构并与所述U型结构件相连；所述刀库设于所述外部平台上，所述刀库内设有若干与所述动力主轴相匹配的磨削刀具；其中，所述机械臂用于带动所述U型结构件及动力主轴在所述外部平台上移动，所述第五关节带动所述U型架构件相对于所述U型槽转动，所述动力主轴移动至所述刀库并连接所需的所述磨削刀具，选取完所述磨削刀具后，移动至工件处对所述工件进行磨削。...

【技术特征摘要】
1.一种五轴磨削机器人，其特征在于，包括：机械臂、U型结构件、动力主轴、刀库；所述机械臂的第一端设于外部平台上，所述机械臂的第二端与所述U型结构件相连，所述动力主轴设于所述U型结构件上；所述机械臂包括基座、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一关节、第二关节、第三关节、第四关节和第五关节；所述基座的第一端与所述外部平台相连；所述第一连杆的第一端与所述基座的第二端通过所述第一关节转动连接；所述第二连杆的第一端与所述第一连杆的第二端通过所述第二关节转动连接；所述第三连杆的第一端与所述第二连杆的第二端通过所述第三关节转动连接；所述第四连杆为Y型杆，所述第四连杆的第一端与所述第三连杆的第二端通过所述第四关节转动连接，所述第四连杆的第二端为所述Y型杆的分支结构；所述U型结构件转动连接于所述分支结构；所述第五关节设于所述分支结构的第一侧；第五关节的输出端穿设于所述分支结构并与所述U型结构件相连；所述刀库设于所述外部平台上，所述刀库内设有若干与所述动力主轴相匹配的磨削刀具；其中，所述机械臂用于带动所述U型结构件及动力主轴在所述外部平台上移动，所述第五关节带动所述U型架构件相对于所述U型槽转动，所述动力主轴移动至所述刀库并连接所需的所述磨削刀具，选取完所述磨削刀具后，移动至工件处对所述工件进行磨削。2.按照权利要求1所述的五轴磨削机器人，其特征在于，所述第一关节的轴线垂直于水平面；所述第二关节的轴线垂直于所述第一关节的轴线；所述第三关节的轴线平行于所述第二关节的轴线；所述第四关节的轴线平行于所述第三关节的轴线和所述第二关节的轴线；所述第五关节的轴线垂直于所述第四关节的轴线。3.按照权利要求2所述的五轴磨削机器人，其特征在于，所述第一关节包括第一伺服电机、齿轮轴、回转支承；所述回转支承的外圈上设有一齿圈，所述回转支承的外圈设于所述基座上，所述回转支承的内圈与所述第一关节相连；所述第一伺服电机设于所述第一连杆的第一端上；所述齿轮轴的输入端与所述第一伺服电机的输出端相连，且所述齿轮轴的输出端与所述齿圈啮合。4.按照权利要求2所述的五轴磨削机器人，其特征在于，所述第一关节包括第一伺服电机、齿轮轴、回转支承；所述回转支承的内圈上设有一齿圈，所述回转支承的内圈设于所述基座上，所述回转支承的外圈与所述第一关节相连；所述第一伺服电机设于所述第一连杆的第一端上；所述齿轮轴的输入端与所述第一伺服电机的输出端相连，且所述齿轮轴的输出端与所述齿圈啮合。5.按照权利要求2所述的五轴磨削机器人，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓念皓，易昌，
申请(专利权)人：德屹智能科技扬州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32