CN112720575B - 一种智能超精密机器人四轴壳体及其加工工艺 - Google Patents

一种智能超精密机器人四轴壳体及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能超精密机器人四轴壳体及其加工工艺，一种智能超精密机器人四轴壳体，壳体包括轴套基体、驱动源安装部、左支撑臂和右支撑臂，轴套基体用于安装机器人机械臂，驱动源安装部设置在轴套基体尾端，驱动源安装部用于安装驱动机器人机械臂转动的驱动电机，左支撑臂设置在轴套基体一侧，右支撑臂设置在轴套基体的另一侧，左支撑臂长于右支撑臂，左支撑臂和右支撑臂上设置有相匹配的轴销连接部，轴销连接部用于转动连接轴套基体，左支撑臂尾端一侧设置有驱动臂连接部，驱动臂连接部用于驱动轴套基体沿轴销连接部进行转动，本发明可实现机器人机械臂的转动和轴套基体的转动相组合，实现的不同功能的动作。

Description

一种智能超精密机器人四轴壳体及其加工工艺
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，具体为一种智能超精密机器人四轴壳体及其加工工艺。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
工业机器人在生产组装时对各部件的精度要求较高，以满足实现各种功能的动作，现有的工业机器人安装壳体生产精度较低，不满足使用需求，且在生产时报废率高，生产成本高，为此，本发明提出能够解决上述问题的一种智能超精密机器人四轴壳体及其加工工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能超精密机器人四轴壳体及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能超精密机器人四轴壳体，所述壳体包括轴套基体、驱动源安装部、左支撑臂和右支撑臂，所述轴套基体用于安装机器人机械臂，所述驱动源安装部设置在轴套基体尾端，所述驱动源安装部用于安装驱动机器人机械臂转动的驱动电机，所述左支撑臂设置在轴套基体一侧，所述右支撑臂设置在轴套基体的另一侧，所述左支撑臂长于右支撑臂，所述左支撑臂和右支撑臂上设置有相匹配的轴销连接部，所述轴销连接部用于转动连接轴套基体，所述左支撑臂尾端一侧设置有驱动臂连接部，所述驱动臂连接部用于驱动轴套基体沿轴销连接部进行转动。
作为本发明一种优选的技术方案，所述驱动源安装部端面上设置有多组螺纹连接孔。
本发明还提供一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其应用于上述的壳体中，所述壳体的加工工艺包括以下步骤：
S1、壳体成型：将合金锭下料，铸造成型毛坯，
S2、调质处理：以320-350℃/h速率加热到900-930℃保温180-240min，保温结束后立即填充高纯惰性气体，快速冷却到40-50℃出炉；
S3、粗加工：使用数控车床对壳体进行粗加工，并对驱动源安装部端面钻螺纹孔；
S4、驱动源安装部加工：将冷却后的壳体放置在加工台上，使用弧形夹具对轴套基体下侧外壁进行支撑，使用夹具对右支撑臂尾端和左支撑臂外壁进行夹持，对零件外形进行定位，使用挡板对驱动臂连接部内侧壁进行限位，再使用支撑螺杆对轴套基体上侧外壁和驱动源安装部外壁进行抵紧，打表驱动源安装部端面平面度为0-0.02mm，使用卧式加工中心按照零件成品尺寸对驱动源安装部端面进行加工；
S5、轴套基体内壁、轴销连接部内壁和驱动臂连接部加工：将壳体放置在加工台上，使用具有一基准平面的夹具板与驱动源安装部端面相贴平，夹具板远离基准平面一侧设置有三个定位带锁紧螺丝，三个定位带锁紧螺丝与驱动源安装部端面上对应的螺纹连接孔进行锁紧连接，使用支撑螺杆对轴套基体外壁和驱动源安装部外壁进行抵紧，使用卧式加工中心按照零件成品尺寸对轴套基体内壁、轴销连接部内壁和驱动臂连接部进行加工。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S4，中卧式加工中心型号为马扎克6800。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S5中，卧式加工中心型号为马扎克6800。
作为本发明一种优选的技术方案，所述卧式加工中心各轴重复定位精度为0-0.005mm。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S4中，使用弹簧对驱动源安装部下侧外壁进行支撑。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S5中，三个所述定位带锁紧螺丝重复装夹误差为0-0.1mm。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S5中，使用支撑螺杆对左支撑臂尾部上侧壁和下侧壁进行对压锁紧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明一种智能超精密机器人四轴壳体，轴套基体内用于安装机器人机械臂，驱动源安装部用于安装驱动电机，驱动电机可驱动机器人机械臂在轴套基体内进行转动，轴销连接部通过活动轴销与支撑架连接，对轴套基体进行转动支撑，驱动臂连接部用于连接外部驱动杆，外部控制杆通过驱动臂连接部带动轴套基体沿轴销连接部进行转动，机器人机械臂的转动和轴套基体的转动相组合，实现的不同功能的动作。
2.本发明一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，用弧形夹具对轴套基体下侧外壁进行支撑，使用夹具对右支撑臂尾端和左支撑臂外壁进行夹持，对零件外形进行定位，使用挡板对驱动臂连接部内侧壁进行限位，再使用支撑螺杆对轴套基体上侧外壁和驱动源安装部外壁进行抵紧，使用卧式加工中心按照零件成品尺寸对驱动源安装部端面进行加工，通过此方式有效解决了该壳体薄壁加工后变形问题，加工精度高。
3.本发明一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，使用具有一基准平面的夹具板与驱动源安装部端面相贴平，夹具板远离基准平面一侧设置有三个定位带锁紧螺丝，三个定位带锁紧螺丝与驱动源安装部端面上对应的螺纹连接孔进行锁紧连接，使用支撑螺杆对轴套基体外壁和驱动源安装部外壁进行抵紧，使用支撑螺杆对左支撑臂尾部上侧壁和下侧壁进行对压锁紧，使用卧式加工中心按照零件成品尺寸对轴套基体内壁、轴销连接部内壁和驱动臂连接部进行加工，防止零件加工时振刀及变形，进一步提高加工精度。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明俯视图；
图3为本发明左侧视图；
图中：10、轴套基体；20、驱动源安装部；21、螺纹连接孔；30、左支撑臂；40、右支撑臂；50、轴销连接部；60、驱动臂连接部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
一种智能超精密机器人四轴壳体，壳体包括轴套基体10、驱动源安装部20、左支撑臂30和右支撑臂40，轴套基体10用于安装机器人机械臂，驱动源安装部20设置在轴套基体10尾端，驱动源安装部20用于安装驱动机器人机械臂转动的驱动电机，左支撑臂30设置在轴套基体10一侧，右支撑臂40设置在轴套基体10的另一侧，左支撑臂30长于右支撑臂40，左支撑臂30和右支撑臂40上设置有相匹配的轴销连接部50，轴销连接部50用于转动连接轴套基体10，左支撑臂30尾端一侧设置有驱动臂连接部60，驱动臂连接部60用于驱动轴套基体10沿轴销连接部50进行转动；
驱动源安装部20端面上设置有多组螺纹连接孔21。
具体的，轴套基体10内用于安装机器人机械臂，驱动源安装部20用于安装驱动电机，驱动电机可驱动机器人机械臂在轴套基体10内进行转动，轴销连接部50通过活动轴销与支撑架连接，对轴套基体10进行转动支撑，驱动臂连接部60用于连接外部驱动杆，外部控制杆通过驱动臂连接部60带动轴套基体10沿轴销连接部50进行转动，机器人机械臂的转动和轴套基体10的转动相组合，实现的不同功能的动作。
实施例2
本发明还提供一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其应用于实施1的壳体中，壳体的加工工艺包括以下步骤：
S1、壳体成型：将合金锭下料，铸造成型毛坯，
S2、调质处理：以320-350℃/h速率加热到900-930℃保温180-240min，保温结束后立即填充高纯惰性气体，快速冷却到40-50℃出炉，可以使壳体性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能；
S3、粗加工：使用数控车床对壳体进行粗加工，并对驱动源安装部端面钻螺纹孔；
S4、驱动源安装部加工：将冷却后的壳体放置在加工台上，使用弧形夹具对轴套基体下侧外壁进行支撑，使用夹具对右支撑臂尾端和左支撑臂外壁进行夹持，对零件外形进行定位，使用挡板对驱动臂连接部内侧壁进行限位，再使用支撑螺杆对轴套基体上侧外壁和驱动源安装部外壁进行抵紧，打表驱动源安装部端面平面度为0-0.02mm，使用卧式加工中心按照零件成品尺寸对驱动源安装部端面进行加工，通过此方式有效解决了该壳体薄壁加工后变形问题，加工精度高。
卧式加工中心型号为马扎克6800，卧式加工中心各轴重复定位精度为0-0.005mm；使用弹簧对驱动源安装部下侧外壁进行支撑，通过设置的弹簧有效解决了该壳体薄壁加工时振刀现象，提高了平面加工质量；
S5、轴套基体内壁、轴销连接部内壁和驱动臂连接部加工：将壳体放置在加工台上，使用具有一基准平面的夹具板与驱动源安装部端面相贴平，夹具板远离基准平面一侧设置有三个定位带锁紧螺丝，三个定位带锁紧螺丝与驱动源安装部端面上对应的螺纹连接孔进行锁紧连接，使用支撑螺杆对轴套基体外壁和驱动源安装部外壁进行抵紧，使用卧式加工中心按照零件成品尺寸对轴套基体内壁、轴销连接部内壁和驱动臂连接部进行加工；
卧式加工中心型号为马扎克6800，卧式加工中心各轴重复定位精度为0-0.005mm；三个定位带锁紧螺丝重复装夹误差为0-0.1mm，使用支撑螺杆对左支撑臂尾部上侧壁和下侧壁进行对压锁紧，防止零件加工时振刀及变形，进一步提高加工精度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种智能超精密机器人四轴壳体，其特征在于：
所述壳体包括轴套基体、驱动源安装部、左支撑臂和右支撑臂，所述轴套基体用于安装机器人机械臂，所述驱动源安装部设置在轴套基体尾端，所述驱动源安装部用于安装驱动机器人机械臂转动的驱动电机，所述左支撑臂设置在轴套基体一侧，所述右支撑臂设置在轴套基体的另一侧，所述左支撑臂长于右支撑臂，所述左支撑臂和右支撑臂上设置有相匹配的轴销连接部，所述轴销连接部用于转动连接轴套基体，所述左支撑臂尾端一侧设置有驱动臂连接部，所述驱动臂连接部用于驱动轴套基体沿轴销连接部进行转动。
2.根据权利要求1所述的一种智能超精密机器人四轴壳体，其特征在于，所述驱动源安装部端面上设置有多组螺纹连接孔。
3.一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其应用于如权利要求1-2任一项所述的壳体中，所述壳体的加工工艺包括以下步骤：
S1、壳体成型：将合金锭下料，铸造成型毛坯，
S2、调质处理：以320-350℃/h速率加热到900-930℃保温180-240min，保温结束后立即填充高纯惰性气体，快速冷却到40-50℃出炉；
S3、粗加工：使用数控车床对壳体进行粗加工，并对驱动源安装部端面钻螺纹孔；
S4、驱动源安装部加工：将冷却后的壳体放置在加工台上，使用弧形夹具对轴套基体下侧外壁进行支撑，使用夹具对右支撑臂尾端和左支撑臂外壁进行夹持，对零件外形进行定位，使用挡板对驱动臂连接部内侧壁进行限位，再使用支撑螺杆对轴套基体上侧外壁和驱动源安装部外壁进行抵紧，打表驱动源安装部端面平面度为0-0.02mm，使用卧式加工中心按照零件成品尺寸对驱动源安装部端面进行加工；
S5、轴套基体内壁、轴销连接部内壁和驱动臂连接部加工：将壳体放置在加工台上，使用具有一基准平面的夹具板与驱动源安装部端面相贴平，夹具板远离基准平面一侧设置有三个定位带锁紧螺丝，三个定位带锁紧螺丝与驱动源安装部端面上对应的螺纹连接孔进行锁紧连接，使用支撑螺杆对轴套基体外壁和驱动源安装部外壁进行抵紧，使用卧式加工中心按照零件成品尺寸对轴套基体内壁、轴销连接部内壁和驱动臂连接部进行加工。
4.根据权利要求3所述的一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其特征在于，所述步骤S4中，卧式加工中心型号为马扎克6800。
5.根据权利要求4所述的一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其特征在于，所述步骤S5中，卧式加工中心型号为马扎克6800。
6.根据权利要求4或5所述的一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其特征在于，所述卧式加工中心各轴重复定位精度为0-0.005mm。
7.根据权利要求3所述的一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其特征在于，所述步骤S4中，使用弹簧对驱动源安装部下侧外壁进行支撑。
8.根据权利要求3所述的一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其特征在于，所述步骤S5中，三个所述定位带锁紧螺丝重复装夹误差为0-0.1mm。
9.根据权利要求3所述的一种智能超精密机器人四轴壳体加工工艺，其特征在于，所述步骤S5中，使用支撑螺杆对左支撑臂尾部上侧壁和下侧壁进行对压锁紧。
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