CN106925853B - 一种夹丝器可变式线切割机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种夹丝器可变式线切割机器人，属于机器人领域。腰部通过过渡板安装在底座上，大臂通过连接法兰安装在腰部，底座，腰部以及大臂处均安装伺服电机，关节轴通过轴承安装在大臂上，小臂安装在关节轴上，腕部与小臂通过连接套筒用内六角螺钉连接，末端夹丝机构通过连接板与腕部连接板固连在一起，双丝筒通过螺栓安装在腰部后部，导丝机构安装在大臂内侧，电极丝由双丝筒引出，通过导丝机构到达末端夹丝机构处。优点是结构新颖，能够加工具有复杂形状的零件和具有大锥度的零件，加工运动精度高，实现多边加工，提高加工效率。

Description

一种夹丝器可变式线切割机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种夹丝器可变式线切割机器人。
背景技术
目前，机器人技术得到了迅速发展，机器人在工厂中的应用越来越普遍。利用机器人手臂进行加工，具有操作灵活，可实现复杂加工的特点，机器人加工可以实现的加工有点焊，激光加工，喷涂等，但是目前的机器人加工缺乏对于超硬、耐高温材料以及具有复杂表面轮廓零件的加工方法。
线切割加工由于其具有的优点被广泛应用于工业生产中，但是在加工复杂曲面零件中，机床机构的设计又使线切割的加工能力受到限制，具体表现为：线切割机床由于其结构限制，以加工简单平面为主，基本不能实现空间曲面的加工；线切割机床虽然已经实现了对具有锥度零件的加工，但是锥度工件特别是大锥度工件切割时，精度差，加工困难；为实现复杂零件的加工，使用多轴联动机床，机床结构复杂，控制困难，造价高。
公开号为CN103752967A专利中所涉及的线切割机器人，采用将电极丝布置在末端两个导轮上的方式，通过伺服电机驱动使电极丝做往复运动。该方法由于导轮间距离有限，电极丝的长度较短，在承受高频电压和高温的条件下极易发生断裂，不可能用于长时间的加工生产中，而且将伺服电机布置在末端，使得末端结构重量增加，机器人手臂刚度降低，加工精度降低。
发明内容
本发明提供一种夹丝器可变式线切割机器人，以解决传统线切割无法加工复杂曲面、加工大锥度零件困难、以及现有线切割机器人电极丝长度短，容易发生断丝，无法应用于具体加工生产中的问题。
本发明采取的技术方案是：包括：底座，腰部，大臂，小臂，腕部，腰部通过过渡板安装在底座上，大臂通过连接法兰安装在腰部，底座，腰部以及大臂处均安装伺服电机，关节轴通过轴承安装在大臂上，小臂安装在关节轴上，腕部与小臂通过连接套筒用内六角螺钉连接，末端夹丝机构通过连接板与腕部连接板固连在一起，双丝筒通过螺栓安装在腰部后部，导丝机构安装在大臂内侧，电极丝由双丝筒引出，通过导丝机构到达末端夹丝机构处。
本发明所述大臂内部安装带轮Ⅰ，同步带，带轮Ⅱ，带轮Ⅰ与伺服电机输出轴连接，带轮Ⅱ通过键与关节轴相连，同步带安装在带轮Ⅰ、带轮Ⅱ上。
本发明所述小臂外部由小臂上壳体和小臂下壳体组成，小臂内部夹紧缸体通过紧定螺钉装配在小臂下壳体上，旋转缸体左端通过旋转缸体套Ⅰ与夹紧缸体连接，其右端通过旋转缸体套Ⅱ安装在小臂下壳体上，旋转轴通过轴承安装在夹紧缸体和旋转缸体套Ⅱ内部，轴承压盖通过内六角螺钉安装在小臂下壳体上，旋转端盖通过螺纹连接在旋转轴的右端，推杆轴配合安装在旋转轴中间孔中，右端安装弹簧，形成单作用液压缸结构，六组导轮组件通过螺钉对称安装在小臂下壳体中，2个进电块通过螺钉安装在小臂下壳体中部，小臂处限位器采用蓝宝石材料，过盈安装在小臂下壳体右端的对称孔中。
本发明所述腕部连接套筒左端通过内六角螺钉与旋转端盖固连，右端通过螺钉与腕部连接板固连，腕部限位器粘接在腕部连接板的中部。
本发明所述夹丝机构的结构是：连接板中部开槽用于安装推杆，推杆的一端通过螺纹与连接套相连，连接套通过螺纹与推杆轴连接，推杆的另一端通过圆柱与两个连杆铰接，连杆又通过圆柱分别与两个V型架铰接，形成连杆机构，V型架中部通过中心柱铰接在连接板上，V型架的顶端分别铰接两个固定导轮，下端开槽，安装弹簧和活动导轮。
本发明所述导丝机构中2组大臂处导轮轴组件通过螺纹安装在大臂内侧的螺纹孔中，2组关节轴内部导轮通过螺钉安装在关节轴内侧板上。
本发明所述电极丝分别从双丝筒引出，经过2组大臂处导轮轴组件、2组关节轴内部导轮、导轮组件、进电块、小臂处限位器，腕部限位器，活动导轮和固定导轮保持张紧状态。
本发明的优点是结构新颖，将线切割加工与机器人结合起来，突破了原有线切割机床结构的限制，能够加工具有复杂形状的零件和具有大锥度的零件，本发明的电极丝长度满足加工要求，布置合理，解决了线切割走丝与机器人结构干涉问题，且便于换丝；末端夹丝器结构简单，重量轻，加工运动精度高，通过改变夹丝器尺寸，可以加工具有不同厚度零件，而且可以利用夹丝器的不同边进行加工，实现多边加工，提高加工效率。
附图说明
图1是本发明整体的结构示意图；
图2是本发明整体的后视结构示意图，大臂和关节轴做了局部剖视；
图3是本发明小臂和腕部的结构示意图；
图4是本发明小臂和腕部的结构的俯视图；
图5是本发明小臂和腕部的以及夹丝机构的剖视图；
图6是本发明夹丝机构与腕部连接板的结构示意图；
图7是本发明夹丝机构的结构示意图；
图8是本发明夹丝机构中去掉一侧连接板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术特征做进一步说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。应当指出的是，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改动，这些都属于本发明的保护范围。
包括：底座1，腰部2，大臂3，小臂4，腕部6，腰部2通过过渡板101安装在底座1上，大臂3通过连接法兰201安装在腰部，底座1，腰部2以及大臂3处均安装伺服电机；关节轴7通过轴承安装在大臂3上，小臂4通过六个内六角螺钉安装在关节轴7上，腕部6与小臂4通过连接套筒601，利用内六角螺钉连接，末端夹丝机构5利用连接板501、腕部连接板602通过螺钉固连在一起，双丝筒9通过螺栓安装在腰部2后部，导丝机构8安装在大臂内侧，电极丝10分别由双丝筒9引出，通过导丝机构8到达末端夹丝机构5处；
如图2所示，大臂3内部安装带轮Ⅰ302，同步带303，带轮Ⅱ304，带轮Ⅰ302与伺服电机301输出轴连接，带轮Ⅱ304通过键305与关节轴7相连，同步带303安装在带轮Ⅰ302，带轮Ⅱ304上，从而带动关节轴7做旋转运动；
如图4、图5所示，小臂4外部由小臂上壳体401和小臂下壳体407组成，小臂内部夹紧缸体403通过紧定螺钉413装配在小臂下壳体407上，旋转缸体402左端通过旋转缸体套Ⅰ408与夹紧缸体连接，其右端通过旋转缸体套Ⅱ410安装在小臂下壳体407上，旋转轴409通过轴承416安装在夹紧缸体402和旋转缸体套Ⅱ410内部，轴承压盖406通过内六角螺钉安装在小臂下壳体407上，对以上所有结构起轴向压紧作用，旋转端盖412通过螺纹连接在旋转轴409的右端，推杆轴411配合安装在旋转轴409中间孔中，右端安装弹簧415，形成单作用液压缸结构，六组导轮组件404通过螺钉对称安装在小臂下壳体407中，2个进电块414通过螺钉安装在小臂下壳体407中部，小臂处限位器405采用蓝宝石材料，过盈安装在小臂下壳体407右端的对称孔中；
如图5所示，腕部连接套筒601左端通过内六角螺钉与旋转端盖412固连，右端通过螺钉与腕部连接板602固连，腕部限位器603粘接在腕部连接板602的中部；
如图6、图7、图8所示，夹丝机构5通过连接板501与腕部连接板602通过螺钉固连，连接板501中部开槽用于安装推杆505，推杆505的一端通过螺纹与连接套509相连，连接套509通过螺纹与推杆轴411连接，推杆505的另一端通过圆柱与两个连杆506铰接，连杆506又通过圆柱分别与两个V型架504铰接，形成连杆机构，V型架中部通过中心柱508铰接在连接板上，可以做开合运动，V型架504的顶端分别铰接两个固定导轮502，下端开槽，安装弹簧507和活动导轮503；
如图2所示，导丝机构8中2组大臂处导轮轴组件801通过螺纹安装在大臂内侧的螺纹孔中，2组关节轴内部导轮802通过螺钉安装在关节轴内侧板701上；
电极丝10分别从双丝筒9引出，经过2组大臂处导轮轴组件801、2组关节轴内部导轮802、导轮组件404、进电块414、小臂处限位器405，腕部限位器603，到达夹丝机构4，通过活动导轮503和固定导轮502保持张紧和工作状态。
本发明既可以通过地脚螺栓固定在工作台上，也可以固定在移动工作台上，从而实现多工位加工。
本发明机器人具有多自由度的特点，操作灵活，可以加工具有复杂形状的零件，本发明电极丝的长度满足加工要求，且解决了电极丝与机器人运动的干涉问题，电极丝的更换也比较容易，本发明对指端夹丝机构创新性设计，使得指端夹丝机构尺寸可以变化，能够满足不同厚度零件的加工需要，由于夹丝器结构简单、设计合理，因此可以利用夹丝器的顶端及两侧三条边进行加工，提高加工效率，满足特定加工场合的需要。
以上对本发明的具体实施措施进行了描述，需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形和修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种夹丝器可变式线切割机器人，包括：底座、腰部、大臂、小臂、腕部，腰部通过过渡板安装在底座上，大臂通过连接法兰安装在腰部，底座、腰部以及大臂处均安装伺服电机，其特征在于：关节轴通过轴承安装在大臂上，小臂安装在关节轴上，腕部与小臂通过连接套筒用内六角螺钉连接，末端夹丝机构通过连接板与腕部连接板固连在一起，双丝筒通过螺栓安装在腰部后部，导丝机构安装在大臂内侧，电极丝由双丝筒引出，通过导丝机构到达末端夹丝机构处。
2.根据权利要求1所述的一种夹丝器可变式线切割机器人，其特征在于：所述大臂内部安装带轮Ⅰ、同步带、带轮Ⅱ，带轮Ⅰ与伺服电机输出轴连接，带轮Ⅱ通过键与关节轴相连，同步带安装在带轮Ⅰ、带轮Ⅱ上。
3.根据权利要求1所述的一种夹丝器可变式线切割机器人，其特征在于：所述小臂外部由小臂上壳体和小臂下壳体组成，小臂内部夹紧缸体通过紧定螺钉装配在小臂下壳体上，旋转缸体左端通过旋转缸体套Ⅰ与夹紧缸体连接，其右端通过旋转缸体套Ⅱ安装在小臂下壳体上，旋转轴通过轴承安装在夹紧缸体和旋转缸体套Ⅱ内部，轴承压盖通过内六角螺钉安装在小臂下壳体上，旋转端盖通过螺纹连接在旋转轴的右端，推杆轴配合安装在旋转轴中间孔中，右端安装弹簧，形成单作用液压缸结构，六组导轮组件通过螺钉对称安装在小臂下壳体中，2个进电块通过螺钉安装在小臂下壳体中部，小臂处限位器采用蓝宝石材料，过盈安装在小臂下壳体右端的对称孔中。
4.根据权利要求3所述的一种夹丝器可变式线切割机器人，其特征在于：腕部连接套筒左端通过内六角螺钉与旋转端盖固连，右端通过螺钉与腕部连接板固连，腕部限位器粘接在腕部连接板的中部。
5.根据权利要求1所述的一种夹丝器可变式线切割机器人，其特征在于：所述夹丝机构的结构是：连接板中部开槽用于安装推杆，推杆的一端通过螺纹与连接套相连，连接套通过螺纹与推杆轴连接，推杆的另一端通过圆柱与两个连杆铰接，连杆又通过圆柱分别与两个V型架铰接，形成连杆机构，V型架中部通过中心柱铰接在连接板上，V型架的顶端分别铰接两个固定导轮，下端开槽，安装弹簧和活动导轮。
6.根据权利要求1所述的一种夹丝器可变式线切割机器人，其特征在于：所述导丝机构中2组大臂处导轮轴组件通过螺纹安装在大臂内侧的螺纹孔中，2组关节轴内部导轮通过螺钉安装在关节轴内侧板上。
7.根据权利要求1所述的一种夹丝器可变式线切割机器人，其特征在于：所述电极丝分别从双丝筒引出，经过2组大臂处导轮轴组件、2组关节轴内部导轮、导轮组件、进电块、小臂处限位器，腕部限位器，活动导轮和固定导轮保持张紧状态。
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