[发明专利]一种利用机器人弯制带圈泪滴曲的弯制规划方法

摘要

一种利用机器人弯制带圈泪滴曲的弯制规划方法，它涉及正畸弓丝弯制领域，根据带圈泪滴曲的弯制点信息，计算弯丝运动模型，确定了正畸弯丝机器人的弯制规划策略，定义了初始化弯制点，针对弯制过程中的干涉情况提出了特定的弯制规划方法，将带圈泪滴曲上各个弯制点从初始弯制点依次进入弯制规划方法，获得并收集带圈泪滴曲的机器人弯制信息集。技术要点为：带圈泪滴曲的参数化、计算弯丝运动模型、确定机器人弯制规划策略、定义初始弯制点信息、制定基于两种干涉情况的规划策略、获得机器人弯丝运动信息、收集机器人弯制信息集。

主权项

1.一种正畸弓丝弯制机器人，由钳Ⅰ(1)、钳Ⅱ(2)、柱坐标系转台(3)、机器人主体外壳(4)四部分组成，其特征在于：所述钳Ⅰ(1)中的钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1‑1)通过螺栓与柱坐标系转台(3)的转台(3‑3)相连接，柱坐标系转台(3)的转台(3‑3)通过螺栓与机器人主体外壳(4)内部的连接底盘(4‑6)相连接，钳Ⅱ(2)通过螺栓固定在机器人主体外壳(4)外部的外壳顶部(4‑7)；所述的钳Ⅰ(1)属于柱坐标式，它包括：钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1‑1)、钳Ⅰ丝杠(1‑2)、钳Ⅰ旋转主动齿轮(1‑3)、钳Ⅰ锥形夹头(1‑4)、夹头外壳(1‑4‑1)、夹头夹芯(1‑4‑2)、夹头主轴(1‑4‑3)、钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1‑5)、钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1‑6)、挡圈(1‑7)、弹簧(1‑8)、拨叉(1‑9)、推杆(1‑10)、钳Ⅰ直线电机推杆(1‑11)、滑动挡圈(1‑12)、钳Ⅰ夹紧电机(1‑13)、钳Ⅰ旋转被动齿轮(1‑14)、钳Ⅰ支架(1‑15)、钳Ⅰ旋转电机(1‑16)、钳Ⅰ丝杠电机(1‑17)、钳Ⅰ丝杠螺母(1‑18)、钳Ⅰ旋转主轴(1‑19)、钳Ⅰ夹紧主轴(1‑20)、送丝入口(1‑21)，钳Ⅰ丝杠(1‑2)通过轴孔装配安装在钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1‑1)中，钳Ⅰ丝杠螺母(1‑18)与钳Ⅰ丝杠(1‑2)通过螺纹相连接，钳Ⅰ丝杠电机(1‑17)通过钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1‑1)安装在钳Ⅰ丝杠(1‑2)的末端，以驱动钳Ⅰ丝杠(1‑2)绕钳Ⅰ丝杠电机(1‑17)的电机轴旋转，使得钳Ⅰ丝杠螺母(1‑18)实现沿钳Ⅰ丝杠(1‑2)的轴向左右移动，钳Ⅰ支架(1‑15)的下底面通过螺栓与钳Ⅰ丝杠螺母(1‑18)相连接，钳Ⅰ旋转电机(1‑16)通过钳Ⅰ支架(1‑15)与钳Ⅰ旋转主动齿轮(1‑3)完成装配，以驱动钳Ⅰ旋转主动齿轮(1‑3)绕钳Ⅰ旋转电机(1‑16)的电机轴旋转，钳Ⅰ旋转被动齿轮(1‑14)、钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1‑5)和钳Ⅰ锥形夹头(1‑4)均安装在钳Ⅰ旋转主轴(1‑19)上，钳Ⅰ旋转主轴(1‑19)为空心轴，其中钳Ⅰ旋转被动齿轮(1‑14)安装在钳Ⅰ支架(1‑15)内部，与钳Ⅰ旋转主动齿轮(1‑3)相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1‑5)和钳Ⅰ锥形夹头(1‑4)安装在钳Ⅰ支架(1‑15)外部，送丝入口(1‑21)位于钳Ⅰ旋转主轴(1‑19)的左侧，正畸弓丝(5)通过送丝入口(1‑21)穿过钳Ⅰ旋转主轴(1‑19)的内部，可以将待弯制的正畸弓丝(5)送至位于钳Ⅰ旋转主轴(1‑19)末端的钳Ⅰ锥形夹头(1‑4)，完成机器人的送丝，其中钳Ⅰ锥形夹头(1‑4)由夹头外壳(1‑4‑1)、夹头夹芯(1‑4‑2)、夹头主轴(1‑4‑3)组成，夹头外壳(1‑4‑1)通过螺纹与夹头主轴(1‑4‑3)相连接，夹头夹芯(1‑4‑2)位于旋转夹头外壳(1‑4‑1)和夹头主轴(1‑4‑3)的中间，当顺时针旋转夹头外壳(1‑4‑1)时，夹头外壳(1‑4‑1)与夹头主轴(1‑4‑3)之间的空间缩小，此时夹头夹芯(1‑4‑2)受到夹头外壳(1‑4‑1)的挤压，使得夹头夹芯(1‑4‑2)保持夹紧状态，以实现对正畸弓丝(5)的夹紧，反之，逆时针旋转夹头夹芯(1‑4‑2)实现了对正畸弓丝(5)的松开；钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1‑5)与钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1‑6)相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧电机(1‑13)通过螺纹连接安装在钳Ⅰ支架(1‑15)的上顶面，钳Ⅰ夹紧电机(1‑13)的主轴与钳Ⅰ夹紧主轴(1‑20)相连接，以驱动钳Ⅰ夹紧主轴(1‑20)绕轴向旋转，拨叉(1‑9)、滑动挡圈(1‑12)、弹簧(1‑8)、挡圈(1‑7)和钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1‑6)通过轴孔装配从左至右依次的被安装在钳Ⅰ夹紧主轴(1‑20)上，拨叉(1‑9)通过螺栓与滑动挡圈(1‑12)相连接，弹簧(1‑8)被镶嵌在滑动挡圈(1‑12)和挡圈(1‑7)中，挡圈(1‑7)通过螺栓与钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1‑6)相连接，钳Ⅰ夹紧主轴(1‑20)远离电机主轴方向的末端设有轴肩，用于限定钳Ⅰ夹紧主轴(1‑20)上已装配零件的位置，推杆(1‑10)末端安装有钳Ⅰ直线电机推杆(1‑11)，推杆(1‑10)与推杆(1‑10)垂直下方的拨叉(1‑9)相连接，钳Ⅰ直线电机推杆(1‑11)安置在钳Ⅰ夹紧电机(1‑13)上，当钳Ⅰ直线电机推杆(1‑11)推动或拉回推杆(1‑10)时，与推杆(1‑10)相连接的拨叉(1‑9)可带动滑动挡圈(1‑12)、弹簧(1‑8)、挡圈(1‑7)和钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1‑6)沿钳Ⅰ夹紧主轴(1‑20)轴向左右移动，进而控制钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1‑6)与钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1‑5)的啮合情况，另外，钳Ⅰ夹紧电机(1‑13)可驱动钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1‑5)绕钳Ⅰ夹紧主轴(1‑20)旋转，从而控制与钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1‑5)相连的钳Ⅰ锥形夹头(1‑4)的顺时旋转或逆时旋转，最终实现了对正畸弓丝(5)的夹紧与松开；所述的钳Ⅱ(2)属于直角坐标式，它包括：钳Ⅱ可动钳口(2‑1)、可动楔形滑块(2‑1‑1)、钳Ⅱ固定钳口(2‑2)、夹紧滑块(2‑3)、夹紧楔形滑块(2‑3‑1)、钳Ⅱ直线电机推杆(2‑4)、直线电机(2‑5)、钳Ⅱ旋转被动齿轮(2‑6)、钳Ⅱ外壳(2‑7)、钳Ⅱ丝杠(2‑8)、钳Ⅱ丝杠电机(2‑9)、钳Ⅱ丝杠螺母(2‑10)、钳Ⅱ旋转主动齿轮(2‑11)、钳Ⅱ旋转电机(2‑12)、复位弹簧(2‑13)，以钳Ⅱ可动钳口(2‑1)垂直向下为参考方向，钳Ⅱ丝杠电机(2‑9)安装在钳Ⅱ外壳(2‑7)的顶部，以驱动钳Ⅱ丝杠(2‑8)，其中钳Ⅱ丝杠(2‑8)与钳Ⅱ丝杠螺母(2‑10)通过螺纹连接配合，通过钳Ⅱ丝杠电机(2‑9)驱动钳Ⅱ丝杠(2‑8)可以实现钳Ⅱ丝杠螺母(2‑10)沿钳Ⅱ丝杠(2‑8)轴线方向上下移动；直线电机(2‑5)、钳Ⅱ旋转被动齿轮(2‑6)、钳Ⅱ旋转主动齿轮(2‑11)以及钳Ⅱ旋转电机(2‑12)均安装在钳Ⅱ丝杠螺母(2‑10)内，其中钳Ⅱ旋转电机(2‑12)与钳Ⅱ旋转主动齿轮(2‑11)通过轴孔配合相连接，钳Ⅱ旋转主动齿轮(2‑11)与钳Ⅱ旋转被动齿轮(2‑6)相啮合，形成一对啮合齿轮，以实现钳Ⅱ旋转被动齿轮(2‑6)的旋转，另外，直线电机(2‑5)通过轴孔配合被安装在钳Ⅱ旋转被动齿轮(2‑6)中，钳Ⅱ直线电机推杆(2‑4)安装在直线电机(2‑5)中，在直线电机(2‑5)和钳Ⅱ旋转被动齿轮(2‑6)的作用下，钳Ⅱ直线电机推杆(2‑4)既可实现绕钳Ⅱ旋转被动齿轮(2‑6)的轴线进行旋转，又可沿钳Ⅱ旋转被动齿轮(2‑6)的轴线进行平移；夹紧滑块(2‑3)通过螺栓连接固定在钳Ⅱ直线电机推杆(2‑4)上，夹紧滑块(2‑3)上装有夹紧楔形滑块(2‑3‑1)，而钳Ⅱ可动钳口(2‑1)上装有可动楔形滑块(2‑1‑1)，当钳Ⅱ直线电机推杆(2‑4)被直线电机(2‑5)推出时，夹紧楔形滑块(2‑3‑1)与可动楔形滑块(2‑1‑1)发生挤压，推动钳Ⅱ可动钳口(2‑1)向钳Ⅱ固定钳口(2‑2)方向移动，实现了钳Ⅱ(2)对正畸弓丝(5)的夹紧，当钳Ⅱ直线电机推杆(2‑4)被直线电机(2‑5)拉回时，夹紧楔形滑块(2‑3‑1)与可动楔形滑块(2‑1‑1)发生分离，复位弹簧(2‑13)将钳Ⅱ可动钳口(2‑1)推离钳Ⅱ固定钳口(2‑2)，实现了钳Ⅱ(2)对正畸弓丝(5)的松开。