一种与机械臂配套使用的金属纹理加工工具的制作方法

本发明主要应用于运用数控加工工具对金属材料进行纹理加工的领域，尤其是一种基于六轴机械臂的金属纹理加工工具。

背景技术：

目前已有的金属纹理加工方法主要为化学蚀刻法，使用化学药剂在金属表面蚀刻出需要的纹理，这种加工方法在场地、设施、技术基础和安全措施等方面的要求较高，虽然应用较多，但并不灵活，并且化学试剂对环境的危害较大，试剂的无害处理成本同样居高不下。目前有较新的技术有激光雕刻技术，这种技术虽然灵活性和安全性方面更好一些，但对设备和技术基础的要求更高，成本也更高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种与六轴机械臂配套使用的金属纹理加工工具，可以实现连续高速的锤击动作。借助六轴机械臂的动作，本发明可以实现对金属板快速连续的移动和锤击，在金属板上加工出各式各样的纹理。

本发明采取的技术方案为：一种与机械臂配套使用的金属纹理加工工具，包括基座、滑轨、连杆、销轴、曲柄、固定板、电机、滑槽杆、滑块、一字锤、方头锤、锥头锤、圆头锤、转架、槽轮、卡盘、卡盘电机，其特征在于：基座前侧面竖直方向设有滑槽和四个支柱，滑槽下端侧面设有基座固定轴，滑轨安装于基座上的滑槽内，构成移动副，滑轨下端设有Y形叉和滑轨固定轴，连杆一端与滑轨固定轴构成转动副，连杆另一端通过销轴与滑槽杆一端构成转动副，滑槽杆靠近中间位置的圆孔安装于基座固定轴，使滑槽杆与基座构成转动副，滑槽杆上设有滑槽，滑块安装于滑槽杆上的滑槽中，使滑块与滑槽杆构成移动副，曲柄一端与滑块构成转动副，曲柄另一端与电机输出轴固定连接，固定板通过螺钉固定安装于四个支柱顶端，电机通过螺钉固定安装于固定板上。

进一步的，所述的转架外侧均匀设有四个锤座，一字锤、方头锤、锥头锤、圆头锤分别安装于转架上的四个锤座中，各个锤和各锤座为通用可互换的连接形式，也可根据实际情况，安装其他结构形式的锤头，转架一端设有槽轮，所述槽轮为四槽槽轮，槽轮与转架同轴固定连接，卡盘转动安装于Y形叉内侧，且与槽轮配合构成槽轮机构，转架安装于Y形叉下端，两者构成转动副，卡盘电机安装于Y形叉外侧，卡盘的中心轴与卡盘电机输出轴紧固连接。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的爆炸结构示意图。

图3为本发明中转架上下运动过程中的两个极限位置。

图4为本发明的连接至KUKA六轴机械臂后的工作状态示意图。

附图标号：1基座、1.1滑槽、1.2支柱、1.3基座固定轴、2滑轨、2.1滑轨固定轴、2.2Y形叉、3连杆、4销轴、5曲柄、6固定板、7电机、8.1滑槽杆、8.2滑块、9.1一字锤、9.2方头锤、9.3锥头锤、9.4圆头锤、10转架、10.1槽轮、10.2锤座、11卡盘、12卡盘电机、13 KUKA六轴机械臂、14金属纹理加工工具(本发明)、15待加工金属板、16沙盒。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图4所示，一种与机械臂配套使用的金属纹理加工工具，由基座1、滑轨2、连杆3、销轴4、曲柄5、固定板6、电机7、滑槽杆8.1、滑块8.2、一字锤9.1、方头锤9.2、锥头锤9.3、圆头锤9.4、转架10、槽轮10.1、卡盘11、卡盘电机12组成，基座1前侧面竖直方向设有滑槽1.1和四个支柱1.2，滑槽1.1下端侧面设有基座固定轴1.3，滑轨2安装于基座1上的滑槽1.1内，构成移动副，滑轨2下端设有Y形叉2.2和滑轨固定轴2.1，连杆3一端与滑轨固定轴2.1构成转动副，连杆3另一端通过销轴4与滑槽杆8.1一端构成转动副，滑槽杆8.1靠近中间位置的圆孔安装于基座固定轴1.3，使滑槽杆8.1与基座1构成转动副，滑槽杆8.1上设有滑槽，滑块8.2安装于滑槽杆8.1上的滑槽中，使滑块8.2与滑槽杆8.1构成移动副，曲柄5一端与滑块8.2构成转动副，曲柄5另一端与电机7输出轴固定连接，固定板6通过螺钉固定安装于四个支柱1.2顶端，电机7通过螺钉固定安装于固定板6上。

所述的转架10外侧均匀设有四个锤座10.2，常用的锤头如一字锤9.1、方头锤9.2、锥头锤9.3、圆头锤9.4分别安装于转架上的四个锤座10.2中，各个锤和各锤座10.2为通用可互换的连接形式，也可根据实际情况，安装其他结构形式的锤头，转架10一端设有槽轮10.1，所述槽轮10.1为四槽槽轮，槽轮10.1与转架10同轴固定连接，卡盘11转动安装于Y形叉内侧，且与槽轮10.1配合构成槽轮机构，转架10安装于Y形叉2.2下端，两者构成转动副，卡盘电机12安装于Y形叉2.2外侧，卡盘11的中心轴与卡盘电机12输出轴紧固连接。

本发明的实施例：对待加工金属板15进行纹理加工时，首先准备好沙盒16，里面铺满沙子，并将沙子铺平压实，然后将待加工金属板15固定在沙盒上。沙盒16内沙子的作用是金属纹理加工工具14(本发明)在锤击待加工金属板15时起到支撑作用。待加工金属板15固定好后，将预设好的机械臂路径文件输入到KUKA六轴机械臂13中，然后接通电机电源，将电机调整至需要的转速(依据需要加工的纹理而定)，然后控制KUKA六轴机械臂13沿预设的路径移动。金属纹理加工工具14(本发明)固定在六轴机械臂上，边移动边在待加工金属板15上锤击出所需纹路。

根据所要加工纹理的特征，控制程序可以控制卡盘电机12的转动，及时更换加工不同纹理时所需的锤头。

如图3所示，当曲柄5转动到A位置时，转架10位于最低位置，当曲柄5转动到B位置时，转架10位于最高位置，当电机7匀速顺时针转动时，角β为转架10下降区间，角α为转架10上升区间，由于β<α，所以当电机7顺时针转动时转架10可实现快速下降，上升速度相对缓慢，即快降慢升；当电机7匀速逆时针转动时，角α为转架10下降区间，角β为转架10上升区间，由于β<α，所以当电机7顺时针转动时转架10可实现快速上升，下降速度相对缓慢，即快升慢降；因此，在对金属板进行纹理加工时，可根据纹理特性，控制电机7顺时针转动或逆时针转动。