一种缓冲式接触力主动控制多用途作业机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种缓冲式接触力主动控制多用途作业机构。
【背景技术】
[0002]随着自动化装备与机器人技术的发展，各种坐标式机床、加工中心以及关节型工业机器人相继问世，并逐渐形成了坐标式和关节式两类通用运动平台，在这两类运动平台末端连接不同作业头，可完成各种各样的作业任务。
[0003]但是，对于已经成型的误差较大的作业对象(如:管件、钣金曲面等)进行二次加工时，这两类通用运动平台存在以下缺点:其一，这两类运动平台采用空间坐标数据驱动作业头作业，因而需要预先知道作业对象的精确尺寸、空间位置；其二，由于作业头需要达到精确的空间位置，就要求这两类运动平台的每个自由度都具有较高的精度，还有可能需要配备逆向工程装备，因而造价高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服以上的不足和缺陷提出一种缓冲式接触力主动控制多用途作业机构。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种缓冲式接触力主动控制多用途作业机构，包括直线驱动机构、缓冲机构、执行机构和工作头；
[0007]所述直线驱动机构设置有被直线驱动的滑台；
[0008]所述缓冲机构包括上安装座、滑轨、滑轨尾座、滑轨头座、力传感器和缓冲器；所述上安装座安装固定于所述直线驱动机构的滑台上；所述滑轨相对于所述上安装座滑动，所述滑轨一端安装固定于所述滑轨尾座，其另一端安装固定于所述滑轨头座；所述滑轨头座与上安装座之间串联连接所述力传感器和缓冲器，所述力传感器可测量所述缓冲器的压缩和拉伸的受力；
[0009]所述工作头安装于所述滑轨头座上，并由所述执行机构驱动而进行工作。
[0010]所述执行机构包括马达座、马达、主轴、马达皮带轮、传动皮带和主轴皮带轮；所述马达座固定在所述滑轨尾座上；所述马达安装固定于所述马达座；所述滑轨头座内安装有轴承，所述主轴通过所述轴承与所述滑轨头座安装连接；所述主轴皮带轮安装固定在所述主轴上；所述马达皮带轮安装固定在所述马达的输出轴上；所述传动皮带套于所述马达皮带轮和所述主轴皮带轮的轮槽内。
[0011]所述直线驱动机构包括基板、导轨滑块机构、滑台和丝杆螺母驱动机构；
[0012]所述丝杆螺母驱动机构包括驱动装置、丝杆和丝杆螺母；
[0013]所述丝杆和所述导轨滑块机构的导轨均安装于所述基板；所述丝杆螺母安装于所述丝杆；所述滑台安装于所述导轨滑块机构的滑块和所述丝杆螺母上；所述驱动装置通过传动机构驱动所述丝杆转动；使所述丝杆螺母移动；从而带动所述滑台在所述滑块上沿所述导轨移动。
[0014]所述直线驱动机构包括基板、导轨滑块机构、滑台和齿轮齿条驱动机构；
[0015]所述齿轮齿条驱动机构包括驱动装置、齿轮和齿条；
[0016]所述导轨滑块机构的导轨安装于所述基板上；所述齿条安装固定于所述滑台的底部，所述滑台安装于所述导轨滑块机构的滑块，所述驱动装置通过传动机构驱动所述齿轮使所述齿条与所述齿轮配合移动，从而带动所述滑台在所述滑块上沿所述导轨移动。
[0017]所述直线驱动机构包括基板、导轨滑块机构、滑台和同步带驱动机构；
[0018]所述同步带驱动机构包括驱动装置、主动同步轮、从动同步轮和同步皮带；
[0019]所述导轨滑块机构的导轨安装固定于基板，所述滑台安装固定在所述导轨滑块机构的滑块上；所述滑台同时置于所述同步皮带上，所述驱动装置通过传动机构驱动所述主动同步轮；使所述同步皮带在所述主动同步轮和所述从动同步轮上传动，从而带动所述滑台在所述滑块上沿所述导轨移动。
[0020]所述直线驱动机构包括基板、导轨滑块机构、滑台和链驱动机构；
[0021]所述链驱动机构包括驱动装置、主动链轮、从动链轮和链条；
[0022]所述导轨滑块机构的导轨安装固定于基板，所述滑台安装固定在所述导轨滑块机构的滑块上；所述滑台同时置于所述链条上，所述驱动装置通过传动机构驱动所述主动链轮；使所述链条在所述主动链轮和所述从动链轮上传动，从而带动所述滑台在所述滑块上沿所述导轨移动。
[0023]所述缓冲器为弹簧，其通过定位转接块与所述力传感器连接。
[0024]所述滑轨设置为两根滑杆，所述上安装座的两侧开孔，孔内沿轴向各固定安装一个直线轴承；两根所述滑杆分别穿过两个所述直线轴承；所述滑杆一端有外螺纹，另一端有内螺纹，所述滑轨尾座上设置与所述滑杆的外螺纹相配合的螺纹孔，所述滑轨头座设置有沉头孔，所述滑杆的有内螺纹的一端插入所述沉头孔内，并从所述沉头孔另一侧通过螺丝将所述滑杆和所述滑轨头座固定；所述缓冲器一端与所述滑轨头座固定连接或通过销钉连接，另一端与所述力传感器固定连接或通过销钉连接。
[0025]所述基板的底部设置有保护壳；所述保护壳包括前板、后板、两侧板和底板组成；所述前板、后板和两侧板的上端均通过螺丝与基板安装固定，所述前板、后板和两侧板的底端均通过螺丝与底板安装固定。
[0026]所述直线驱动机构还包括两个极限限位行程开关及三个位置感应传感器，分别安装在所述基板两侧。
[0027]所述滑轨头座与上安装座之间还连接有直线轴承、内套筒、外套筒和弹簧端盖；所述力传感器一端与所述滑轨头座通过球铰连接，另一端与所述内套筒通过球铰连接；所述内套筒穿入所述直线轴承内孔，所述直线轴承固定安装在所述上安装座通孔内，所述内套筒借助所述直线轴承可沿相对所述上安装座直线运动；所述外套筒一端固定安装在所述上安装座上，并与所述直线轴承同轴，另一端与所述弹簧端盖固定安装；所述缓冲器一端通过销钉安装在弹簧端盖上，另一端通过销钉安装在内套筒上。
[0028]所述缓冲器为弹簧、气弹簧、液压缓冲器、封闭气缸、气囊、高分子弹性体或复合粘弹模块的一种或多种组合。
[0029]本发明通过将工作头嫁接到运动平台，能减小冲击作用，通过缓冲式操作控制作业过程中的接触力，从而提高加工质量；由于接触力控制完全由缓冲式操作控制完成，对被嫁接运动平台动作要求、精度要求都较低，从而降低设备整体造价；接触力通过柔性控制可降低控制系统开发难度，提高设备可靠性。
【附图说明】
[0030]图1是本发明的由弹簧构成的缓冲机构的俯视示意图。
[0031]图2是本发明的一个丝杆与丝杆螺母进给式实施例的侧面剖视结构示意图。
[0032]图3是本发明的一个同步轮与同步皮带牵引式实施例的侧面剖视结构示意图。
[0033]图4是本发明的一个链轮与链条牵引式实施例的侧面剖视结构示意图。
[0034]图5是本发明的一个齿轮与齿条进给式实施例的侧面剖视结构示意图。
[0035]图6是本发明的由气弹簧构成的缓冲机构实施例的俯视示意图。
[0036]图7是本发明的由弹簧与气弹簧复合构成的缓冲机构的俯视示意图。
[0037]图8是本发明的由液压缓冲器构成的缓冲机构实施例的俯视示意图。
[0038]图9是本发明的由高分子弹性体构成的缓冲机构实施例的俯视示意图。
[0039]图10是本发明的由弹簧与液压缓冲器复合构成的缓冲机构的俯视示意图。
[0040]图11是发明的由弹簧与高分子弹性体复合构成的缓冲机构的俯视示意图。
[0041]图12是本发明的一个执行机构实施例的示意图。
[0042]图13是本发明的一个实施例的缓冲机构的结构示意图。
[0043]其中:主轴6，工作头7，电机101，前板102，底板103，后板104，电机齿轮105，侧板106，电机座107，滑台201，丝杆支撑座202，丝杆203，导轨204，滑块205，基板206，丝杆螺母207，丝杆固定座208，丝杆齿轮209，固定扣210，电机轴承总成211，主动同步轮212，同步带213，从动同步轮214，从动轮轴承总成215，主动链轮216，链条217，从动链轮218，齿条219，齿轮220，位置感应传感器221、222、223，极限限位行程开关224、225，缓冲机构固定螺栓301，定位转接块303，力传感器304，液压缓冲器305，气弹簧307，高分子弹性体309，尾固定件310，首固定件311，弹簧312，外套筒313，内套筒314，马达401，马达座402，马达皮带轮403，滑轨尾座404，传动皮带405，上安装座406，直线轴承407，滑杆408，主轴皮带轮409，轴承座410，挡圈411，轴承412，滑轨头座413，轴承挡板414，锁紧螺母415;弹簧端盖330，弹簧销钉331，332，球铰链340，连接母342。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0045]实施例1
[0046]如图1和图2所示，一种缓冲式接触力主动控制多用途作业机构，包括直线驱动机构、缓冲机构、执行机构和工作头7 ；