一种并联吸附式加工机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种并联吸附式加工机器人，它包括五自由度并联加工装置、并联吸附支撑装置和机架，机架呈半拱球结构的桁架结构，机架上安装有五自由度并联加工装置，并联吸附支撑装置包括多个支链，支链并联连接在机架上，支链包括吸附盘、滑杆、支链侧板、丝杠、滑杆套筒、电机和电机套，滑杆一端与吸附盘通过球面副相连，另一端与滑杆套筒通过圆柱副连接，能够沿滑杆套筒的轴向移动，滑杆套筒顶部与电机螺纹连接，电机套套接在电机上并与滑杆套筒螺纹连接，丝杠末端与电机轴固连，且丝杠与滑杆之间通过螺旋副相连，本发明专利技术具有加工灵活，拆装方便，占地空间小，加工效率高，刚度好等优点。

A parallel adsorption machining robot

The invention discloses a parallel adsorption processing robot, which comprises a five degree of freedom parallel processing device, a parallel adsorption support device and a frame. The frame is a truss structure with a half arch ball structure. The frame is equipped with a five degree of freedom parallel processing device. The parallel adsorption support device includes a plurality of branches, which are connected on the frame in parallel, and the branches include an adsorption disk, a sliding rod and a branch side Plate, lead screw, sliding rod sleeve, motor and motor sleeve, one end of the sliding rod is connected with the adsorption disk through the spherical pair, the other end is connected with the sliding rod sleeve through the cylindrical pair, which can move along the axial direction of the sliding rod sleeve, the top of the sliding rod sleeve is connected with the motor thread, the motor sleeve is connected on the motor and connected with the sliding rod sleeve thread, the end of the lead screw is connected with the motor shaft, and the lead screw is connected with the sliding rod through The invention has the advantages of flexible processing, convenient disassembly and assembly, small floor space, high processing efficiency, good rigidity, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种并联吸附式加工机器人
本专利技术涉及机械制造
，特别涉及一种并联吸附式加工机器人。
技术介绍
大型复杂结构件在航空航天、能源和交通等领域具有广泛的应用。典型的大型复杂零件包括大型航空结构件、重型燃气轮机组件、大型风电叶片、船舰螺旋桨等。这类零件加工水平的提高，对于国家航天航空和航海领域的实力提升具有重大意义。但由于大型复杂结构件具有尺寸大，表面结构复杂，对其加工提出了很大的挑战。对于这类大型复杂结构件，现有加工中心难以进行有效加工，且存在安装、拆卸不便的问题，因此大型复杂结构件的加工往往以人工加工为主。人工加工费时费力，而且具有重复性差的缺点，一方面增加了加工成本，另一方面降低了加工效率和加工质量。现有技术中，串联机构虽然便于灵活加工，但是不能够保证机器人支撑结构的刚度，承载能力差，在加工过程中对加工件容易造成偏差，因此，设计一种能吸附于大型复杂结构件表面对其进行加工且保证有足够的刚度的吸附式加工机器人是我们急需解决的技术问题，但是由于并联机构结构复杂，其运动学分析相对串联机构更为困难，对其应用的推广提出了一定的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种并联吸附式加工机器人，该加工机器人具有拆装方便、占地空间小、加工效率高、刚度好等优点。为解决上述技术问题，本专利技术公开了了一种并联吸附式加工机器人，它包括五自由度并联加工装置、并联吸附支撑装置和机架，所述机架呈半拱球结构的桁架结构，机架上安装有五自由度并联加工装置，并联吸附支撑装置包括多个支链，所述支链并联连接在机架上，支链包括吸附盘、滑杆、支链侧板、丝杠、滑杆套筒、电机和电机套，所述滑杆一端与吸附盘通过球面副相连，另一端与滑杆套筒通过圆柱副连接，能够沿滑杆套筒的轴向移动，所述滑杆套筒顶部与电机螺纹连接，所述电机套套接在电机上并与滑杆套筒螺纹连接，所述丝杠末端与电机轴固连，且丝杠与滑杆之间通过螺旋副相连，所述支链侧板对称螺纹连接在滑杆套筒的两侧，且支链侧板构成回转轴，所述回转轴与机架边缘上固连的旋转轴轴架连接。进一步的，所述机架的边缘呈三边形桁架结构，每个边上固连一个旋转轴轴架。进一步的，所述机架的边缘呈六边形桁架结构，每个边上固连一个旋转轴轴架。进一步的，所述机架的边缘呈六边形桁架结构，且机架上固连四个旋转轴轴架。进一步的，所述五自由度并联加工装置包括第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链和主轴，所述第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链的一端分别与主轴活动连接，另一端分别与机架上开设的通孔连接。进一步的，所述第三支链包括第三电机，第三虎克铰，第三丝杠和第三转动关节，所述第三电机与第三丝杠通过螺旋副连接，所述第三虎克铰位于第三电机的底部并与第三丝杠连接，所述第三丝杠与主轴之间通过三转动关节活动连接。进一步的，所述机架的六个边上分布有十字轴轴架。进一步的，所述第一支链、第二支链、第四支链和第五支链结构相同，所述第五支链包括第五电机、第五虎克铰、第五丝杠和第五球铰，所述第五电机与第五丝杠通过螺旋副连接，所述第五虎克铰位于第五电机的底部并与第五丝杠连接，所述第五丝杠与主轴之间通过第五球铰活动连接。进一步的，所述吸附盘为电磁式或者真空式吸附盘。本专利技术的优点效果有：通过实施本专利技术使得并联吸附支撑装置吸附在工作件表面上，支链并联连接五自由度加工装置上，增加了刚度，同时，支链具有3个自由度，在一定范围内能够调整五自由度加工装置的位姿，适用于大型复杂结构件的加工。附图说明本专利技术上述的附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术五自由度并联加工装置的结构示意图；图3是本专利技术五自由度并联加工装置的第一至第五支链、主轴的结构示意图；图4是本专利技术机架的结构示意图；图5是本专利技术实施例1的并联吸附支撑装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例1的并联吸附支撑装置的第一至第五支链的结构示意图；图7是本专利技术实施例2的机架的结构示意图；图8是本专利技术实施例2的并联吸附支撑装置的结构示意图；图9是本专利技术实施例3的机架的结构示意图；图10是本专利技术实施例3的并联吸附支撑装置的结构示意图。图例：加工件100；五自由度加工装置200；第一支链210；第二支链220；第三支链230；第三电机231；第三虎克铰232；第三丝杠233；第三转动关节234；第四支链240；第五支链250；第五电机251；第五虎克铰252；第五丝杠253；第五球铰254；主轴260；并联吸附支撑装置300；支链310：吸附盘311；滑杆312；支链侧板313；回转轴3131；丝杠314；滑杆套筒315；电机316；电机套317；机架400；旋转轴轴架410；通孔420。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1-4所示，本专利技术公开了一种并联吸附式加工机器人，该机器人用于加工大型复杂结构件，该机器人包括五自由度加工装置200、并联吸附支撑装置300和机架400，机架400呈半拱球结构的桁架结构，机架400上安装有五自由度并联加工装置200，并联吸附支撑装置300包括多个支链310，支链310并联连接在机架400上，五自由度并联加工装置200上，支链310包括吸附盘311、滑杆312、支链侧板313、丝杠314、滑杆套筒315、电机316和电机套317，滑杆312一端与吸附盘311通过球面副相连，另一端与滑杆套筒315通过圆柱副连接，能够沿滑杆套筒315的轴向移动，滑杆套筒315顶部与电机316螺纹连接，电机套317套接在电机316上并与滑杆套筒315螺纹连接，丝杠314末端与电机316轴固连，且丝杠314与滑杆312之间通过螺旋副相连，支链侧板313对称螺纹连接在滑杆套筒315的两侧，且支链侧板313构成回转轴3131，回转轴3131与机架400边缘上固连的旋转轴轴架410连接，吸附盘311吸附在加工件100表面。五自由度并联加工装置200包括第一支链210、第二支链220、第三支链230、第四支链240、第五支链250和主轴260，第一支链210、第二支链220、第三支链230、第四支链240、第五支链250的一端分别与主轴260活动连接，另一端分别与机架400上开设的通孔420连接。第三支链230包括第三电机231，第三虎克铰232，第三丝杠233和第三转动关节234，第三电机231与第三丝杠233通过螺旋副连接，第三虎克铰232位于第三电机231的底部并与第三丝杠233连接，第三丝杠233与主轴260之间通过三转动关节234活动连接，工作时，第三电机231驱动第三丝杠233移动，通过第三转动关节234带动主轴260本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联吸附式加工机器人，其特征在于：它包括五自由度并联加工装置(200)、并联吸附支撑装置(300)和机架(400)，所述机架(400)呈半拱球结构的桁架结构，机架(400)上安装有五自由度并联加工装置(200)，并联吸附支撑装置(300)包括多个支链(310)，所述支链(310)并联连接在机架(400)上，支链(310)包括吸附盘(311)、滑杆(312)、支链侧板(313)、丝杠(314)、滑杆套筒(315)、电机(316)和电机套(317)，所述滑杆(312)一端与吸附盘(311)通过球面副相连，另一端与滑杆套筒(315)通过圆柱副连接，能够沿滑杆套筒(315)的轴向移动，所述滑杆套筒(315)顶部与电机(316)螺纹连接，所述电机套(317)套接在电机(316)上并与滑杆套筒(315)螺纹连接，所述丝杠(314)末端与电机(316)轴固连，且丝杠(314)与滑杆(312)之间通过螺旋副相连，所述支链侧板(313)对称螺纹连接在滑杆套筒(315)的两侧，且支链侧板(313)构成回转轴(3131)，所述回转轴(3131)与机架(400)边缘上固连的旋转轴轴架(410)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种并联吸附式加工机器人，其特征在于：它包括五自由度并联加工装置(200)、并联吸附支撑装置(300)和机架(400)，所述机架(400)呈半拱球结构的桁架结构，机架(400)上安装有五自由度并联加工装置(200)，并联吸附支撑装置(300)包括多个支链(310)，所述支链(310)并联连接在机架(400)上，支链(310)包括吸附盘(311)、滑杆(312)、支链侧板(313)、丝杠(314)、滑杆套筒(315)、电机(316)和电机套(317)，所述滑杆(312)一端与吸附盘(311)通过球面副相连，另一端与滑杆套筒(315)通过圆柱副连接，能够沿滑杆套筒(315)的轴向移动，所述滑杆套筒(315)顶部与电机(316)螺纹连接，所述电机套(317)套接在电机(316)上并与滑杆套筒(315)螺纹连接，所述丝杠(314)末端与电机(316)轴固连，且丝杠(314)与滑杆(312)之间通过螺旋副相连，所述支链侧板(313)对称螺纹连接在滑杆套筒(315)的两侧，且支链侧板(313)构成回转轴(3131)，所述回转轴(3131)与机架(400)边缘上固连的旋转轴轴架(410)连接。


2.根据权利要求1所述的并联吸附式加工机器人，其特征在于：所述机架(400)的边缘呈三边形桁架结构，每个边上固连一个旋转轴轴架(420)。


3.根据权利要求1所述的并联吸附式加工机器人，其特征在于：所述机架(400)的边缘呈六边形桁架结构，每个边上固连一个旋转轴轴架(420)。


4.根据权利要求1所述的并联吸附式加工机器人，其特征在于：所述机架(400)的边缘呈六边形桁架结构，且机架(400)上固连四个旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢福贵，刘辛军，陈嘉凯，吕春哲，刘魁，
申请(专利权)人：清华大学，烟台清科嘉机器人联合研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11