一种高速精加工多关节机器人的制作方法

1.本实用新型属于加工机器人技术领域，特别涉及一种高速精加工多关节机器人。


背景技术：

2.机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配、安全防爆等领域得到广泛应用，加工机器人装备有加工轴和可运动的臂。
3.但在目前的加工多关节机器人的加工端的外壳体不便于拆卸，一般采用固定式连接，通过很多螺栓及螺钉固定，拆卸十分复杂，并且不能调整外壳体相对于机械臂的相对位置，也就不能调整外壳体内安装的加工打头与机械臂的相对位置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在加工多关节机器人加工端的外壳体不便于拆卸的问题，提供一种高速精加工多关节机器人。
5.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.一种高速精加工多关节机器人，包括机械臂、叉口座和外壳体，所述叉口座包括两个叉臂，所述外壳体的两侧可拆卸连接于两个所述叉臂之间，所述叉口座远离叉臂的一端转动连接于所述机械臂上；
7.两个所述叉臂内均设有电机一，所述电机一的输出端固定设有连接部，所述外壳体的两侧开设有滑槽，所述连接部在所述滑槽内滑动连接，所述外壳体的内表面设有电磁铁，所述连接部为磁吸性金属。
8.采用本实用新型提供的上述结构，外壳体设置于叉口座的两个叉臂之间，两边叉臂靠近外壳体的一端均设置有一个连接部，在外壳体的两侧均设置滑槽，通过滑槽与连接部的滑动连接，实现了外壳体与叉口座的相对位置的调动，将电磁铁进行通电，吸附住连接部进行吸附固定，从而实现外壳体与叉口座的相对固定，另一方面，断开电磁铁的电源，即可使连接部与滑槽恢复滑动，将整个连接部移动出滑槽，即可完成拆卸，整个过程简单快捷，极大的提高了工作效率。
9.优选的是，所述连接部包括限位片一、限位片二和连接柱，所述连接柱连接于所述限位片一和所述限位片二之间，所述限位片一的远离所述限位片二的一面与电机一的输出端连接。
10.采用上述结构，采用了限位片一和限位片二，限位片一和限位片二之间形成一个夹紧空间，可以对滑槽进行夹持，连接柱起到滑动导向的作用。
11.优选的是，所述滑槽包括滑动槽和导向槽，所述限位片二在所述滑动槽内滑动，所述连接柱在所述导向槽内滑动，所述限位片一位于所述外壳体的外表面滑动。
12.采用上述结构，限位片二在滑动槽内滑动，进行滑动方向的限位，连接柱穿过导向槽，使限位片二与限位片一固定连接，另外，导向槽也决定了整个连接部的运动轨迹，限位
片一设置在滑槽的外部，即外壳体的外表面，让限位片一和限位片二形成一个夹持空间，防止连接部在滑动时，发生摇摆，在限位片一和限位片二的加持下，能尽可能的避免摇摆的情况，减小连接柱与限位片二连接处的压力，降低断裂的概率。
13.优选的是，所述限位片一靠近所述叉臂的一面设有螺杆和螺纹套，所述螺杆竖直设置于所述限位片一上，所述螺纹套套接于所述螺杆上。
14.在限位片一与叉臂之间设置有了螺杆和螺纹套，螺杆固定在限位片一上，螺纹套套设在螺杆上，螺纹套能沿着螺杆通过螺纹连接上下移动，这样就可以改变螺杆和螺纹套的总长度，使螺纹套在上升的过程中，螺纹套的上表面顶到叉臂，螺纹套就可以辅助固限位片一，从而二次固定连接部，防止连接部松动，具体的，螺杆和螺纹套的总长度需要大于限位片一到叉臂之间的最近距离。
15.优选的是，所述机械臂包括底座、转头一、大臂和转头二，所述转头一转动连接于所述底座上，所述大臂的一端转动连接于所述转头一上，所述大臂的另一端于所述转头二的一端连接。
16.优选的是，所述叉口座远离叉臂的一端通过电机二转动于所述转头二远离大臂的一端。
17.通过电机二能带动叉口座进行旋转，使加工刀具能有更多方位的加工角度。
18.优选的是，所述外壳体内还设有电机三和加工刀头，所述加工刀头固定连接于所述电机三的输出端，所述电机三固定于外壳体内。
19.电机三作为加工刀头的旋转动力源，使加工刀头开始旋转，进行正常加工。
20.优选的是，还设有固定支架，所述固定支架的两端固定于所述外壳体的内表面，所述电机三固定于所述固定支架内。
21.优选的是，所述电机三的输出端与所述外壳体之间设有滚动轴承。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
23.1.采用本实用新型提供的上述结构，外壳体设置于叉口座的两个叉臂之间，两边叉臂靠近外壳体的一端均设置有一个连接部，在外壳体的两侧均设置滑槽，通过滑槽与连接部的滑动连接，实现了外壳体与叉口座的相对位置的调动，将电磁铁进行通电，将吸附住连接部进行吸附固定，从而实现外壳体与叉口座的相对固定，另一方面，断开电磁铁的电源，即可使连接部与滑槽恢复滑动，将整个连接部移动出滑槽，即可完成拆卸，整个过程简单快捷，极大的提高了工作效率。
24.2.限位片二在滑动槽内滑动，进行滑动方向的限位，连接柱穿过导向槽，使限位片二与限位片一固定连接，另外，导向槽也决定了整个连接部的运动轨迹，限位片一设置在滑槽的外部，即外壳体的外表面，让限位片一和限位片二形成一个夹持空间，防止连接部在滑动时，发生摇摆，在限位片一和限位片二的加持下，能尽可能的避免摇摆的情况，减小连接柱与限位片二连接处的压力，降低断裂的概率
25.3.在限位片一与叉臂之间设置有了螺杆和螺纹套，螺杆固定在限位片一上，螺纹套套设在螺杆上，螺纹套能沿着螺杆通过螺纹连接上下移动，这样就可以改变螺杆和螺纹套的总长度，使螺纹套在上升的过程中，螺纹套的上表面顶到叉臂，螺纹套就可以辅助固限位片一，从而二次固定连接部，防止连接部松动，具体的，螺杆和螺纹套的总长度需要大于限位片一到叉臂之间的最近距离。
附图说明
26.图1为本实用新型的多关节机器人的整体结构示意图；
27.图2为本实用新型的多关节机器人的俯视图；
28.图3为本实用新型的叉口座和外壳体的连接结构结构示意图；
29.图4为本实用新型的外壳体的右视图；
30.图5为本实用新型的外壳体的俯视图；
31.图6为本实用新型连接部、螺杆和螺纹套的结构示意图；
32.图中标记：1-大臂，2-转头二，3-机械臂，4-叉臂，5-电机二，6-叉口座，7-转头一，8-底座，9-滑槽，10-外壳体，11-电机一，12-加工刀头，13-连接部，14-导向槽，15-滑动槽，16-电磁铁，17-限位片二，18-限位片一，19-连接柱，20-螺纹套，21-螺杆，22-电机三。
具体实施方式
33.下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
34.实施例一
35.参考图1-6所示，本实用新型提供的一种高速精加工多关节机器人，包括机械臂3、叉口座6和外壳体10，机械臂3用于带动叉口座6和外壳体10在立体空间内，进行各个角度位置的变化。
36.所述叉口座6包括两个叉臂4，外壳体10安装于两个叉臂4之间，在外壳体10的两侧分别开设有滑槽9，在叉臂4的内部安装有电机一11，在电机一11的输出端固定安装有一个连接部13，所述连接部13与滑槽9相适配，连接部13能在滑槽9内仅沿一个方向滑动滑动，连接部13优选为略微带有弧形的长方体或正方体。
37.在外壳体10的内表面固定设置有电磁铁16，连接部13优选为磁吸性金属，通过对电磁铁16的通电和断电，实现连接部13的可拆卸连接。
38.采用本实用新型提供的上述结构，外壳体10设置于叉口座6的两个叉臂4之间，两边叉臂4靠近外壳体10的一端均设置有一个连接部13，在外壳体10的两侧均设置滑槽9，通过滑槽9与连接部13的滑动连接，实现了外壳体10与叉口座6的相对位置的调动，将电磁铁16进行通电，将吸附住连接部13进行吸附固定，从而实现外壳体10与叉口座6的相对固定，另一方面，断开电磁铁16的电源，即可使连接部13与滑槽9恢复滑动，将整个连接部13移动出滑槽9，即可完成拆卸，整个过程简单快捷，极大的提高了工作效率。
39.在上述基础上，进一步优选的方式，所述连接部13包括限位片一18、限位片二17和连接柱19，连接柱19的两端分别连接于限位片一18和限位片二17，限位片一18和限位片二17通过连接柱19进行固定。
40.所述限位片一18的远离所述限位片二17的一面与电机一11的输出端连接。
41.采用上述结构，限位片一18和限位片二17，限位片一18和限位片二17之间形成一个夹紧空间，可以对滑槽9进行夹持，连接柱19起到滑动导向的作用。
42.在上述基础上，进一步优选的方式，所述滑槽9包括滑动槽15和导向槽14，滑动槽15和导向槽14之间是相互接通的。
43.限位片二17的形状与滑动槽15的形状相适配，限位片二17即可在滑动槽15内滑动，连接柱19的形状与导向槽14的形状相适配，使连接柱19可在导向槽14内滑动，限位片一18位于所述外壳体10的外表面滑动。
44.采用上述结构，限位片二17在滑动槽内滑动，进行滑动方向的限位，连接柱19穿过导向槽14，使限位片二17与限位片一18固定连接，另外，导向槽14也决定了整个连接部13的运动轨迹，限位片一18设置在滑槽9的外部，即外壳体10的外表面，让限位片一18和限位片二17形成一个夹持空间，防止连接部13在滑动时，发生摇摆，在限位片一18和限位片二17的加持下，能尽可能的避免摇摆的情况，减小连接柱19与限位片二17连接处的压力，降低断裂的概率。
45.在上述基础上，进一步优选的方式，所述限位片一18靠近所述叉臂4的一面固定设有螺杆21，在螺杆21上通过螺纹连接有螺纹套20，螺纹套20能够通过螺纹连接，相对于螺杆21进行上下移动。
46.在限位片一18与叉臂4之间设置有了螺杆21和螺纹套20，螺杆21固定在限位片一18上，螺纹套20套设在螺杆21上，螺纹套20能沿着螺杆21通过螺纹连接上下移动，这样就可以改变螺杆21和螺纹套20的总长度，使螺纹套20在上升的过程中，螺纹套20的上表面顶到叉臂4，螺纹套20就可以辅助固限位片一18，从而二次固定连接部13，防止连接部13松动，具体的，螺杆21和螺纹套20的总长度需要大于限位片一18到叉臂4之间的最近距离。
47.在上述基础上，进一步优选的方式，所述机械臂3包括底座8、转头一7、大臂1和转头二2，所述转头一7转动连接于所述底座8上，所述大臂1的一端转动连接于所述转头一7上，所述大臂1的另一端于所述转头二2的一端连接。
48.在上述基础上，进一步优选的方式，所述叉口座6远离叉臂4的一端通过电机二5转动于所述转头二2远离大臂1的一端，通过电机二5能带动叉口座6进行旋转，使加工刀头12能有更多方位的加工角度。
49.在上述基础上，进一步优选的方式，所述外壳体10内还设有电机三22和加工刀头12，所述加工刀头12固定连接于所述电机三22的输出端，所述电机三22固定于外壳体10内，电机三22为加工刀头12的旋转动力源，使加工刀头12开始旋转，进行正常加工
50.电机三22优选为超高速永磁直流无刷电机，超静音、低共振，利用机器人系统本身直流电源供电，稳定性、可控性更高。采用数字量无极调速，给加工切削提供理想所需动力。
51.在上述基础上，进一步优选的方式，还设有固定支架，所述固定支架的两端固定于所述外壳体10的内表面，所述电机三22固定于所述固定支架内。
52.在上述基础上，进一步优选的方式，所述电机三22的输出端与所述外壳体10之间设有滚动轴承，使电机三22的输出端与外壳体10的滑动更加顺畅。
53.作为本实施例的工作原理为，将连接部13的限位片一18固定于叉臂4内的电机一11的输出端上，将外壳体10上的滑槽9对准连接部13，将连接部13镶嵌入滑槽9，使外壳体10仅保留一个自由度，即，沿滑槽9的方向来回滑动，当将外壳体10滑动到合适位置时，将电磁铁通电，使连接部13被牢牢的吸附和固定，实现了外壳体10的拆卸方便和与叉臂的相对位置的自由改变。
54.另一方面，电机一11可以带动整个外壳体10进行旋转，使外壳体10内安装的加工刀头12进行多角度的加工。机械臂3中的底座8、转头一7、大臂1和转头二2都可以使外壳体
10在x，y，z轴共3个方向上的旋转，具体的，转头一7绕底座8进行z轴的旋转，大臂1绕转头一7或转头二2进行x轴的旋转，叉口座6通过电机二5绕转头二2进行y轴的旋转。
55.实施例二
56.在实施例一的基础之上，进一步的提供一种高速精加工多关节机器人的使用方法，包括实施列一中所提到的一种高速精加工多关节机器人，还包括以下步骤：
57.包括示教编程模式和图档编程模式，通过教编程模式或者图档编程模式将编好的程序导入多关节机器人的系统；
58.多关节机器人的系统根据所导入的程序进行对待加工工件进行加工；
59.选择使用示教编程模式，预先在需要加工的工件表面做好标记，标记加工工件原点起始位置；
60.根据原点标记开始示教编程；
61.将编好的程度导入多关节机器人的系统；
62.或，选择使用示图档编程模式，绘制所需要加工的二维平面图；
63.在绘制的二维平面图上标记原点起始位置；
64.将绘制好的带有原点起始位置二维平面图导入多关节机器人的系统。
65.具体的，示教编程模式指由人工导引机器人末端执行器(安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪、喷枪等)，或由人工操作导引机械模拟装置，或用示教盒(与控制系统相连接的一种手持装置，用以对机器人进行编程或使之运动)完成程序的编制，来使机器人完成预期的动作。
66.示教编程模式，预先在需加工工件表面做好标记、加工工件原点起始位置，根据原点标记开始示教编程。编程分为空移、等待和加工模式，空移和加工均可设置速度，等待可自行设置时间。
67.图档编程模式，绘制好所需加工二维平面图形，图形做好原点起始位置，利用usb接口通讯连接导入系统并保存文档，系统会自主识别所需加工位置、公差并自动调校空移、加工速度。为避免绘图错误造成工件浪费，我们可以进加工行路径模拟做出修改，这里不需要再返回二维平面图形软件修改，可直接在示教器上进行参数修改、删除或加工位置变更等功能。
68.完美替代部分传统小型加工中心，且更高效、操作更简单，维护更方便。
69.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。