[发明专利]一种齿轮加工机器人

说明书

本发明是一种用于齿轮切齿加工的工业机器人，它包括：底座1、可分离的第一主轴、夹具、工件、刀具、刀柄、第二主轴和具有4个自由度的机械臂组件；该第一主轴与底座1通过主轴安装定位孔来进行连接和固定，底座1通过螺栓连接垂直安装于地面上；工件由夹具夹紧，夹具与第一主轴通过螺栓连接；刀具和刀柄通过螺栓连接，刀柄与第二主轴通过标准刀柄接口的端面和锥面连接；第二主轴采用螺栓连接方式安装在机械臂组件连杆1上；机械臂组件通过底座2来实现安装固定；工件与刀具之间的相对位置可通过底座1和底座2的中心距进行调整；本发明实现了可对多种类型齿轮工件进行切削加工、自动上下料‑加工‑测量一体化、安装位置可调等功能，解决了通用齿轮机床工作空间狭小、难以集成工艺上下游操作的实际问题。

技术领域

本发明设计一种用于齿轮切齿加工的工业机器人，即一种可实现自动上下料-加工-测量一体化的齿轮加工机器人，属于智能制造、机器人化加工技术领域。

背景技术

齿轮传动是现代机械传动的主要实现方式，其中的齿轮零件是一种量大面广的基础传动件。齿轮零件性能和综合制造效率的提升对于齿轮传动系统的效能和智能制造具有重要意义。

用于齿轮加工的数控机床是一种面向机床操作人员、以单一具体工艺为核心的数字化制造装备。面向机床操作人员的特点使得某些齿轮的全自动化加工面临许多困难，尚不能完全实现无人化和智能化加工；以单一具体工艺为核心的特点使得齿轮机床和刀具种类繁多、规格各异、工作空间狭小、难以集成工艺上下游操作及各种辅助操作。齿轮机床的这些特点在一定程度上制约了齿轮产品的上下料-加工-测量一体化及智能制造的发展。

机器人具有工作空间大、柔性高、可配置性强及成本较低的特点。将机器人用于高端加工制造已经成为近年来国内外研究的前沿。机器人在制造领域的应用常见于物料搬运、上下料、喷漆、焊接、研磨抛光及轻质材料的铣削等对机器人末端作用力较小或精度要求不高的场所。机器人在齿轮精密切削加工领域尚未得到实际应用。

发明内容

(1)目的

本发明的目的在于提供一种用于齿轮切削加工的工业机器人，通过在机器人上安装的辅助装置和智能传感器，实现自动上下料-加工-测量一体化。通过在机器人末端安装刀具或工件、调整刀具主轴和工件主轴底座中心距来实现不同规格的齿轮的灵活加工，充分利用机器人工作空间大、自动化程度高、可配置性强及成本较低的特点促进齿轮的智能制造。

(2)技术方案

本发明提出的一种齿轮加工机器人，它包括：底座1(1)、可分离的第一主轴(2)、夹具(3)、工件(4)、刀具(5)、刀柄(6)、第二主轴(7)和具有4个自由度的机械臂组件；它们相互之间的位置关系是：该第一主轴(2)与底座1(1)通过主轴安装定位孔来进行连接和固定，底座1(2)通过螺栓连接垂直安装于地面上；工件(4)由夹具(3)夹紧，夹具(3)与第一主轴(2)通过螺栓连接；刀具(5)和刀柄(6)通过螺栓连接，刀柄(6)与第二主轴(7)通过标准刀柄接口的端面和锥面连接；第二主轴(7)采用螺栓连接方式安装在机械臂组件连杆1(8)上；机械臂组件通过底座2(15)来实现安装固定；工件(4)与刀具(5)之间的相对位置可通过底座1(1)和底座2(15)的中心距进行调整；

该底座(1)的形状构造是：采用铸铁材料的圆柱形外壳；

该第一主轴(2)选用现有产品，可选中国型号为中邦锦明BT30型电主轴；

该夹具(3)选用现有产品，可选中国型号为千岛可调式三爪卡盘3DAKT；

该工件(4)的形状构造是：形状根据所加工的圆柱齿轮及圆锥齿轮分别为圆柱形及圆锥形中的一种；

该刀具(5)选用现有产品，可选型号为哈尔滨工具厂新结构双面精弧齿锥齿轮铣刀；

该刀柄(6)为定制刀柄，其结构可参考公开的发明专利“一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄(CN201310142291.3)”；