[发明专利]一种机器人自动磨削精密齿轮齿廓圆角的装备及工艺方法

说明书

本发明公开一种机器人自动磨削精密齿轮齿廓圆角的装备及工艺方法，装备中的机器人模块设于工作台模块一侧，磨削加工工具模块安装在机器人模块的末端执行器上；磨削加工工具模块中气动刻磨机前端安装成型刀具，气动刻磨机通过夹具、第一L型连接板与XY‑水平滑台上板面相连接；XY‑水平滑台作为靠模的位置调节装置通过连接板连接靠模，靠模同侧安装对刀仪；气缸通过第二L型连接板安装于机器人模块的末端执行器上；气缸的活塞与第一L型连接板连接。本发明装备及方法可保证磨削加工过程中刀具与齿廓线间的距离恒定，避免因机器人定位误差引起的加工质量问题，同时因未采用力传感器进行误差调节补偿，大大节约了成本。

技术领域

本发明涉及一种工业机器人自动加工应用技术领域，具体为一种机器人自动磨削精密齿轮齿廓圆角的装备及工艺方法。

背景技术

液压泵、变速箱等高精密传动、变速设备中的齿轮因制造精度高、结构复杂的特点，使得这类齿轮的生产加工变得十分困难。

精密齿轮的齿廓过渡圆角由于尺寸小、精度高，通常采用磨削加工，选用数控机床进行齿轮齿廓圆角的磨削加工成本将大大提高，并且相对于各种形状复杂、结构多样的高精密齿轮，数控机床的柔顺性、适应性较差，机床的工作空间也会限制较大尺寸齿圈齿廓圆角的磨削加工。齿轮倒角机大多用来加工较大尺寸的倒角，加工精密齿轮齿廓过渡圆角精度较低，适应性较差，且不能对齿根过渡圆弧及齿根圆处的齿廓过渡圆角进行磨削加工。目前，高精密齿轮齿廓过渡圆角主要还是工人手持电磨机采取去除—测量—再去除—再测量的“试凑法”进行磨削加工，加工质量高度依赖于操作工人的工作经验，加工一致性差，难以保证齿轮齿廓过渡圆角的加工质量，且工时长，加工过程产生的噪声、粉尘等恶劣环境对工人的身体健康也有较大的危害。

发明内容

针对现有技术中高精密齿轮齿廓过渡圆角的加工难以保证齿轮齿廓过渡圆角的加工质量，且工时长，噪声大、粉尘多等问题，本发明提出一种机器人自动磨削精密齿轮齿廓圆角的装备与方法，能够实现精密齿轮齿廓过渡圆角的自动磨削加工，用以取代现行的手工加工。以本发明的装备为加工工艺系统，采用齿轮模型齿廓曲线的提取、磨削轨迹的自动生成、在位检测、加工轨迹误差补偿，可以实现机器人自动磨削精密齿轮齿廓，获得符合加工质量要求的齿轮齿廓过渡圆角。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种机器人自动磨削精密齿轮齿廓圆角的装备，包括：机器人模块、磨削加工工具模块、工作台模块、变位机模块，其中用于承载齿轮工件的变位机模块安装在工作台模块上，机器人模块设于工作台模块一侧，磨削加工工具模块安装在机器人模块的末端执行器上；磨削加工工具模块包括气动刻磨机1、成型刀具、靠模、对刀仪、XY-水平滑台、气缸、第一L型连接板、第二L型连接板以及连接板，气动刻磨机前端安装成型刀具，气动刻磨机通过夹具、第一L型连接板与XY-水平滑台上板面相连接；XY-水平滑台作为靠模的位置调节装置通过连接板连接靠模，靠模同侧安装对刀仪；气缸通过第二L型连接板安装于机器人模块的末端执行器上；气缸的活塞与第一L型连接板连接。

还包括计算机模块以及气动装置模块，计算机模块通过通讯接口与机器人模块中的机器人控制器进行双向通讯连接，计算机模块的数据输入端接收对刀仪测量的工件位置数据；计算机模块的数据输出端将修正后的工件位置数据发送至机器人模块中的机器人控制器；气动装置模块为气动刻磨机及气缸提供气源。

所述靠模主体为两个不同坡度的板状等腰梯形结构组合而成，靠模头部为圆弧结构，圆弧的圆心角为大于180度的优弧，抵接于齿轮工件的齿廓面上，靠模尾部有两个连接孔，通过连接板安装于XY-水平滑台下板面上；

靠模头部上端面圆弧中心设有锥形定位中心孔。

成型刀具回转轴线与靠模头部圆弧的轴线共线，形成定尺结构。

本发明还提供一种机器人自动磨削精密齿轮齿廓圆角的工艺方法，包括以下步骤：