[实用新型]磨雕加工机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及磨雕加工机器人，具体地说包含有一种磨削加工机器人，还有一种可以实现三维雕刻的机器人。

背景技术

随着中国加入世贸组织，中国的磨削与雕刻工艺品市场日益紧密地与国际接轨，工艺品首饰业也由原先的单纯强调其本身的价值向着多元化和个性化的方向发展。这就要求工艺品加工的设备要有很高的柔性。而目前我国工艺品磨削数控加工设备领域几乎是片空白，而市场上现有的雕刻机雕刻角度不能变化，这样就不能满足复杂形状的工艺品雕刻。对于立体多面等复杂造型的工艺品，由于缺少先进的磨削与雕刻专用加工设备，很多仍采用手工加工，手工加工劳动效率低，人工成本高，极大地影响和制约了工艺品加工业的发展。如何克服手动加工工艺品磨削与雕刻角度不精准，生产效率低，环境恶劣等问题已成为关键。开发的本实用新型磨雕加工机器人，可提高磨削与雕刻加工业的自动化和柔性水平，提高产品质量，降低劳动力成本。

发明内容

本实用新型目的是为了克服目前市场上手动加工工艺品切磨角度不精准，生产效率低，及现有的雕刻机雕刻角度不能变化等问题而开发一种具有体积小、耗能小、效率高、噪声低等特点的磨雕加工机器人，将机器人技术、数控技术应用到磨削和雕刻加工行业中，以满足复杂形状的磨削和雕刻。

本实用新型为达到上述目的采取的技术方案是：提供一种磨雕加工机器人，包括电机、联轴器、磨雕头夹具、底板、支柱、工控机和运动控制卡，所述的底板通过螺钉与四根支柱连接，底板上通过螺钉固定有左支撑块与右支撑块，光轴A、丝杠A通过紧定螺钉及轴承安装在左支撑块与右支撑块上；滑块A通过螺钉与丝杠螺母A、直线轴承A固定；旋转台通过螺钉与下面的滑块A链接，旋转台的侧面通过法兰与回转台步进电机相连，旋转台与上支撑块也通过紧定螺钉与轴承、光轴B和丝杠B两端连接；滑块B通过紧定螺钉和锥销连接支臂，支臂上通过螺钉安装有俯仰法兰、分度电机与编码器B和磨雕头夹具，磨雕头夹具中固定有粘杆和待磨削工件，俯仰法兰的中心轴还通过螺钉连接俯仰电机法兰、俯仰电机与编码器A；在所述的底板上还固定有两个轴承座，轴承座中的轴承与磨盘电机通过两侧的轴及法兰连接，磨盘电机输出轴通过联轴器与磨盘连接；磨盘角度电机通过键与磨盘电机的法兰轴连接；运动控制卡插在工控机PCI插槽中，通过导线将运动控制卡与编码器、交流调速电机接口和6台电机驱动器连接。也就是说这种磨雕加工机器人是通过固定在磨雕头夹具上的待磨削工件形成与磨盘的相对位置的变化，完成工件的磨削加工。

本实用新型磨雕加工机器人，所述的丝杠螺母A与直线轴承A平行安装到滑块A上，丝杠A与光轴A在左支撑块与右支撑块的支撑下构成水平移动副，丝杠螺母B与直线轴承B平行安装到滑块B上，丝杠B与光轴B在上支撑块与旋转台的支撑下构成竖直移动副。

所述的电机是产生动力的设备，共使用了7台电机，其中有6台采用了步进电机，还采用1台交流调速电机驱动磨盘转动；6台步进电机中有5个电机分别驱动机器人5个运动关节，有1台步进电机驱动磨盘摆动。电机与各个关节采用法兰或左支撑块与右支撑块通过螺钉连接，水平移动副和竖直移动副采用丝杠与直线轴承配合，通过预紧丝杠使其也能承受一定的弯矩。机器人的5个运动关节分别是：其1，步进电机带动水平移动副作水平运动；其2，旋转台的上面固定竖直移动副并在一台步进电机带动下做竖直运动；其3，在水平的滑块A的上方、旋转台的侧面串联1台由回转台步进电机带动旋转台完成机器人腰部的回转；其4，在竖直运动的滑块B上固定支臂，支臂的头部固定磨雕头夹具，磨雕头夹具通过俯仰法兰与尾部的分度步进电机相连实现磨雕头夹具旋转运动，并通过分度步进电机尾部的编码器以实现角度反馈；其5，磨雕头夹具后端的俯仰法兰的中心轴还通过螺钉连接法兰、俯仰步进电机与编码器A，这部分作为机器人的俯仰关节实现磨雕头俯仰运动。而磨盘电机选用交流调速电机，固定在底板上的两个轴承座支撑磨盘电机，磨盘电机通过联轴器与磨盘连接，带动磨盘旋转；磨盘角度电机通过键与磨盘电机的法兰轴连接。

本实用新型磨雕加工机器人，所述的在分度电机上装有编码器B和在俯仰电机上装有编码器A ，两编码器对磨雕雕刀的运动轨迹进行反馈，与运动控制卡 、工控机构成半闭环步进系统。由于编码器的反馈信息，使磨削工件或雕刀运动的轨迹能精确地控制。

本实用新型磨雕加工机器人，所述的底板上还固定有两个轴承座，将所述的轴承座中的磨盘电机及与之连接的联轴器与磨盘，换成固定有待雕刻工件的工作台，磨头夹具中安装上雕刀，构成了三维雕刻机器人。也就是说这种三维雕刻机器人是通过雕刀形成与固定在工作台上的雕刻工件相对位置的变化，完成工件的雕刻加工。