一种用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置

本发明涉及一种机器人钻削加工装置，具体涉及一种用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置。

背景技术：

1、随着现代制造业的快速发展，大型曲面结构件在航空、航天、汽车等领域的应用越来越广泛。这些结构件具有复杂的几何形状和高精度要求，传统的加工方法，如手工打磨、数控加工等，往往难以满足其加工精度和效率的需求。

2、近年来，机器人装备已广泛用于多类零部件铣削、物料快速分拣和多自由度运动模拟等领域。机器人具有高度灵活性，可以实现复杂的加工路径和形状。由“定平台-多条运动分支-动平台”所组成的多自由度并联机器人具有稳定性高、刚度高、调姿能力好等优点，适用于高速、高精度的加工。其中，具有两转一移输出自由度的并联机器人，已用于空间曲面零件的铣削等。

3、然而，现有的机器人往往只能采用串联或并联结构中的一种，难以兼顾灵活性和稳定性，且现有的机器人的末端执行器通常只包含一个主轴头，制孔效率不高，生产周期受到影响。

4、因此，设计一种可实现大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，提高制孔效率和制造精度，具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，该装置具有制孔速度快、承载能力大、精度与刚度高、灵活性好的特点。

2、本发明的技术方案是：

3、一种用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，包括依序连接的移动平台、工业串联机器人以及设置在所述工业串联机器人上的视觉测量装置，其特征在于：

4、所述工业串联机器人上连接有辅助移动机构，所述辅助移动机构的左右两端对称设置有两个两转一移并联机器人，两个所述两转一移并联机器人上各固定有一个所述主轴加工头；所述主轴加工头包括辅助主动部分以及辅助被动部分。

5、所述辅助移动机构包括由辅助移动机构后盖与辅助移动机构前盖形成的壳座，所述辅助移动机构后盖连接所述工业串联机器人且由所述工业串联机器人带动；所述辅助移动机构后盖内腔的上下两边分别设置有辅助移动滑轨，所述辅助移动机构后盖的左右两侧以及辅助移动机构前盖的左右两侧分别对称设置有辅助移动滑槽，并且辅助移动机构后盖和辅助移动机构前盖上的辅助移动滑槽前后对应。

6、所述辅助主动部分包括辅助齿轮转轴、辅助主动齿轮以及齿轮电机；所述辅助齿轮转轴可转动地设置在所述辅助移动机构后盖中心，所述辅助主动齿轮固定在所述辅助齿轮转轴上；所述齿轮电机安装在辅助移动机构前盖的背面且通过齿轮组驱动所述的辅助齿轮转轴，所述壳座内腔有适合齿轮电机的安装空间，以避免所述的齿轮电机与两个所述两转一移并联机器人的移动空间产生干涉。

7、所述辅助被动部分包括辅助被动齿条、辅助移动滑块以及辅助移动滑杆；两个所述辅助被动齿条与啮合齿相背的一侧分别可滑动地定位在所述两个辅助移动滑轨上，两个辅助被动齿条的啮合齿分别与辅助主动齿轮的顶端齿面以及底端齿面啮合；两个所述辅助移动滑块分别固定在两个所述辅助被动齿条上并且分别位于相互远离的一端，两个所述辅助移动滑杆分别固定在两个所述辅助移动滑块上。

8、两个所述辅助移动滑杆分别穿过辅助移动机构前盖的辅助移动滑槽并且往前伸出，再分别连接所述两转一移并联机器人。

9、所述两转一移并联机器人包括定平台、动平台以及并联设置在所述定平台与所述动平台之间的两条第一分支、一条第二分支以及一条第三分支。

10、所述第一分支包括依序连接在所述定平台与所述动平台之间的第一移动副、第一虎克铰、第一连杆以及动平台转动副；

11、所述第二分支包括依序连接在所述定平台与所述动平台之间的第二移动副、滑块转动副、第二连杆以及第二虎克铰；

12、所述第三分支包括依序连接在所述定平台与所述动平台之间的第三移动副、第一球铰、第三连杆以及第二球铰。

13、两条所述第一分支对称于所述第二分支布置，所述第二分支和所述第三分支对称于所述第一分支布置。

14、所述第一移动副包括第一移动副导轨以及与第一移动副导轨滑动配合的第一移动副滑块；所述第一移动副导轨设置在所述定平台上，所述第一移动副滑块连接所述第一虎克铰；

15、所述第二移动副包括第二移动副导轨以及与第二移动副导轨滑动配合的第二移动副滑块，所述第二移动副导轨设置在所述定平台上，所述第二移动副滑块连接所述滑块转动副；

16、所述第三移动副包括第三移动副导轨以及与第三移动副导轨滑动配合的第三移动副滑块，所述第三移动副导轨设置在所述定平台上，所述第三移动副滑块连接所述第一球铰。

17、两条第一分支中，两个第一移动副导轨轴线重合；第二分支和第三分支中，第二移动副导轨轴线与第三移动副导轨轴线重合；所述第一移动副导轨、所述第二移动副导轨以及所述第三移动副导轨共面设置。

18、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

19、本发明通过设置移动平台与两转一移并联机器人，并通过辅助移动机构，可实现大范围空间定位以及小范围的相对定位和精准钻削，提高制孔效率，具有制孔速度快、承载能力大、精度与刚度高、灵活性好等优点，能够实现大型曲面结构件上的高精度双孔同制，节省加工时间，提高工作效率。

技术特征：

1.一种用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，包括依序连接的移动平台(1)、工业串联机器人(2)以及设置在所述工业串联机器人(2)上的视觉测量装置(3)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于：所述辅助移动机构(4)包括由辅助移动机构后盖(41)与辅助移动机构前盖(49)形成的壳座，所述辅助移动机构后盖(41)连接在所述工业串联机器人(2)且由所述工业串联机器人(2)带动；所述辅助移动机构后盖(41)内腔相对应的上下两侧分别设置有辅助移动滑轨(42)，所述辅助移动机构后盖(41)的左右两侧以及辅助移动机构前盖(49)的左右两侧分别对称设置有辅助移动滑槽(43)，并且辅助移动机构后盖(41)和辅助移动机构前盖(49)上的辅助移动滑槽(43)前后对应。

3.根据权利要求2所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于：所述辅助主动部分包括辅助齿轮转轴(44)、辅助主动齿轮(45)以及齿轮电机(410)，所述辅助齿轮转轴(44)可转动地设置在所述辅助移动机构后盖(41)中心，所述辅助主动齿轮(45)固定在所述辅助齿轮转轴(44)上；所述齿轮电机(410)安装在所述辅助移动机构前盖(49)的背面且通过齿轮组驱动所述的辅助齿轮转轴(44)，所述壳座内腔有适合齿轮电机的安装空间，以避免所述的齿轮电机(410)与两个所述两转一移并联机器人(5)的移动空间产生干涉。

4.根据权利要求3所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于：所述辅助被动部分包括辅助被动齿条(46)、辅助移动滑块(47)以及辅助移动滑杆(48)；两个所述辅助被动齿条(46)与啮合齿相背的一侧分别可滑动地定位在所述两个辅助移动滑轨(42)上，两个所述辅助被动齿条(46)的啮合齿分别与所述辅助主动齿轮(45)的顶端齿面以及底端齿面啮合；两个所述辅助移动滑块(47)分别固定在两个所述辅助被动齿条(46)上并且分别位于相互远离的一端，两个所述辅助移动滑杆(48)分别固定在两个所述辅助移动滑块(47)上。

5.根据权利要求4所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于：两个所述辅助移动滑杆(48)分别穿过所述辅助移动机构前盖(49)的辅助移动滑槽(43)并且往前伸出，再分别连接所述两转一移并联机器人(5)。

6.根据权利要求5所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于：所述两转一移并联机器人(5)包括定平台(512)、动平台(51)以及并联设置在所述定平台(512)与所述动平台(51)之间的两条第一分支、一条第二分支以及一条第三分支。

7.根据权利要求6所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于，所述第一分支包括依序连接在所述定平台(512)与所述动平台(51)之间的第一移动副、第一虎克铰(54)、第一连杆(55)以及动平台转动副(56)；

8.根据权利要求7所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于：两条所述第一分支对称于所述第二分支布置，所述第二分支和所述第三分支对称于所述第一分支布置。

9.根据权利要求8所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于，所述第一移动副包括第一移动副导轨(52)以及与所述第一移动副导轨(52)滑动配合的第一移动副滑块(53)；所述第一移动副导轨(52)设置在所述定平台(512)上，所述第一移动副滑块(53)连接所述第一虎克铰(54)；

10.根据权利要求9所述的用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，其特征在于：两条第一分支中，两个所述第一移动副导轨(52)轴线重合；第二分支和第三分支中，所述第二移动副导轨(57)轴线与所述第三移动副导轨(513)轴线重合；

技术总结
本发明涉及一种机器人钻削加工装置，目的是提供一种用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，该装置具有制孔速度快、承载能力大、精度与刚度高、灵活性好的特点。技术方案是一种用于大型曲面结构件多孔同制的混联机器人装置，包括依序连接的移动平台、工业串联机器人以及设置在所述工业串联机器人上的视觉测量装置，其特征在于：所述工业串联机器人上连接有辅助移动机构，所述辅助移动机构的左右两端对称设置有两个两转一移并联机器人，两个所述两转一移并联机器人上各固定有一个所述主轴加工头；所述主轴加工头包括辅助主动部分以及辅助被动部分。

技术研发人员：徐灵敏,王苑竹,李秦川
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21