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专利号: 2021102173842
申请人: 南京晓庄学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,所述的机器人螺旋铣孔平台包括进给机构、公转驱动机构、偏心主轴单元、快速对接模块、制孔刀具机构以及对刀台;偏心主轴单元包括公转调节机构以及自转调节机构;自转调节机构偏心式旋转安装在公转调节机构上;公转驱动机构和公转调节机构均旋转式安装在进给机构上,且公转驱动机构通过快速对接模块与公转调节机构可拆卸式对接安装,由进给机构驱动公转驱动机构和公转调节机构轴向位移,由公转驱动机构通过快速对接模块驱动公转调节机构进行公转调节;制孔刀具机构偏心式旋转安装在自转调节机构上,由自转调节机构驱动制孔刀具机构进行自转调节;对刀台用于与公转调节机构以及自转调节机构相对接,由对刀台对制孔刀具机构进行偏心大小调节;

所述的刀具偏心量离线调节方法包括如下步骤:S1、根据工件待制孔尺寸Dh以及制孔刀具机构的刀具直径dt,计算出刀具偏心量的理论值e0,即e0=(Dh‑dt)/2,再结合工件待制孔的加工精度要求,确定刀具偏心量调节的最大允许误差δ;

S2、将偏心主轴单元送至对刀台处,并使对刀台与公转调节机构以及自转调节机构以对接位姿相对接;

S3、启动对刀台,将制孔刀具机构调节至制孔时实际的偏心量,即为刀具偏心量的实际值e1,完成偏心主轴单元偏心量的离线调节;

S4、将偏心主轴单元从对刀台上取走,进入工件待制孔的加工程序;

对刀台包括偏心调节机构、视觉检查机构以及升降对接机构;视觉检查机构装在升降对接机构的侧边上,用于对自转调节机构的实时对接角度进行检测;偏心调节机构安装在升降对接机构的中部,用于对自转调节机构进行偏心量调节;升降对接机构用于升降驱动偏心调节机构以及视觉检查机构;

步骤S3中,将制孔刀具机构调节至制孔时实际的偏心量的具体步骤为:S31,由对刀台的视觉检查机构对自转调节机构的实时对接角度进行检测,再控制对刀台的偏心调节机构调整至相应的对接角度;

S32,控制升降对接机构,驱动偏心调节机构上行,将偏心调节机构与偏心主轴单元的自转调节机构相对接;

S33,控制偏心调节机构旋转调节自转调节机构,将自转调节机构上的制孔刀具机构调至偏心量为零的初始状态;

S34,根据待制孔时所需的偏心量e0,控制偏心调节机构,将制孔刀具机构调至实际的偏心量e1,并在满足0≤|e0‑e1|≤δ时,停止制孔刀具机构的偏心量调节操作。

2.根据权利要求1所述的基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,步骤S2中,以对接位姿相对接的具体步骤为:S21、将偏心主轴单元移至对刀台的上方;

S22、将偏心主轴单元下行至对接位置,通过公转驱动机构驱动公转调节机构,使公转调节机构与对刀台相对接,从而实现以对接位姿相对接。

3.根据权利要求1或2所述的基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,步骤S4中,将偏心主轴单元从对刀台上取走的具体步骤为:S41,将偏心主轴单元的公转调节机构通过快速对接模块与公转驱动机构对接安装,并锁定公转调节机构和自转调节机构,从而锁定调节好的偏心量;

S42,控制升降对接机构,驱动偏心调节机构下行,将偏心调节机构与偏心主轴单元的自转调节机构相分离;

S43,将偏心主轴单元上行,使得偏心主轴单元的公转调节机构与对刀台相分离。

4.根据权利要求3所述的基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,公转驱动机构包括公转主轴(4)、公转驱动轴(2)、两根对接定位柱(19)以及伸缩气缸(61);公转驱动轴(2)同轴心设置在公转主轴(4)的尾端端面上,两根对接定位柱(19)固定安装在公转主轴(4)的首端端面上;在公转主轴(4)的首端端面中心处设置有中心凸台(20),并在中心凸台(20)上设置有伸缩杆孔(55);伸缩气缸(61)嵌入安装在公转主轴(4)内,且伸缩气缸(61)的活塞杆(5)伸入伸缩杆孔(55)内;在中心凸台(20)的圆周边缘上间隔设置有与伸缩杆孔(55)相连通的各个限位安装孔(57);在各个限位安装孔(57)中均滑动式插装有一根卡扣销杆(50);在活塞杆(5)的端部圆周面上且与各个限位安装孔(57)对应位置处均设置有一个条形凹槽(56),且条形凹槽(56)的槽底部由斜坡面(62)和弧形凹面(59)连续构成;卡扣销杆(50)的外端部设置为半球形端面(21),卡扣销杆(50)的内端部伸入条形凹槽(56)内;在条形凹槽(56)的两个长度侧槽边上且沿斜坡面(62)和弧形凹面(59)的边缘均设置有导向侧边槽(58);在卡扣销杆(50)的内端部上旋转式安装有一根支撑滚轴(60),且支撑滚轴(60)的两端分别伸入两个导向侧边槽(58)内;在活塞杆(5)伸出时,支撑滚轴(60)由斜坡面(62)滚动抬升弧形凹面(59),使得半球形端面(21)伸出限位安装孔(57)外。

5.根据权利要求4所述的基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,快速对接模块包括对接圆盘(14);在对接圆盘(14)的中心处设置有对接圆孔(17),并在对接圆孔(17)的孔壁上设置有限位环槽(18);在对接圆盘(14)的盘面边缘设置有对接定位孔(15);对接圆盘(14)固定安装在公转调节机构上;对接圆盘(14)与公转主轴(4)的内侧端面相贴紧,中心凸台(20)插入对接圆孔(17)内,各个半球形端面(21)伸出后嵌入限位环槽(18)内,对接定位柱(19)插入对应的对接定位孔(15)内。

6.根据权利要求5所述的基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,在对接圆盘(14)的盘面边缘设置有侧边槽口(16),并在侧边槽口(16)内设置有导电插针;在公转主轴(4)的内侧端面边缘处设置有侧边凸块(22),并在侧边凸块(22)上设置有导电插孔;对接圆盘(14)与公转主轴(4)的内侧端面相贴紧时,侧边凸块(22)嵌入侧边槽口(16)内,导电插针插入对应的导电插孔内。

7.根据权利要求6所述的基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,公转调节机构包括公转圆柱壳体(3)以及电磁制动器(52);自转调节机构包括自转主轴(47)以及自转驱动电机;在公转圆柱壳体(3)上的偏心位置处设置有主轴安装孔(49);

自转主轴(47)的首尾两端分别安装有首端轴承(48)和尾端轴承(51),并通过首端轴承(48)和尾端轴承(51)旋转式安装在主轴安装孔(49)内;电磁制动器(52)固定安装在自转主轴(47)的外壁上,用于在锁定时按压至主轴安装孔(49)的孔内壁上,且电磁制动器(52)与对应的导电插针电连接;制孔刀具机构偏心式旋转安装在自转主轴(47)的首端端面上;在公转圆柱壳体(3)的首端端面上设置有公转定位孔(31),且各个公转定位孔(31)位于公转圆柱壳体(3)的首端端面的同心圆周上;在自转主轴(47)的首端端面上设置有自转定位孔(46),且各个自转定位孔(46)位于自转主轴(47)的首端端面的同心圆周上;自转驱动电机安装在主轴安装孔(49)内,用于驱动自转主轴(47)旋转;快速对接模块固定安装在公转圆柱壳体(3)的尾端上,且电磁制动器(52)以及自转驱动电机均与对应的导电插针电连接。

8.根据权利要求7所述的基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,升降对接机构包括上层板(40)、下层板(8)、升降驱动气缸(36)以及两根导向杆(9);视觉检查机构包括伸缩驱动气缸(35)、相机座(45)以及视觉检测相机(54);两根导向杆(9)竖向安装在一块台面板(6)的下侧面上,在台面板(6)的中心处设置有一个让刀通孔(42);在台面板(6)的上侧面上设置有用于限定公转圆柱壳体(3)的限位凸圈(41)以及用于插装到公转定位孔(31)内的公转定位柱(43);上层板(40)和下层板(8)之间通过竖向连杆(53)上下平行安装,且两根导向杆(9)均竖向贯穿上层板(40)和下层板(8);升降驱动气缸(36)竖向安装在台面板(6)的下侧面上,且升降驱动气缸(36)的活塞杆端部固定安装在下层板(8)上;伸缩驱动气缸(35)水平安装在上层板(40)的侧边上,相机座(45)固定安装在伸缩驱动气缸(35)的活塞杆端部上;视觉检测相机(54)固定安装在相机座(45)上,且在伸缩驱动气缸(35)的活塞杆完全伸出后,视觉检测相机(54)指向让刀通孔(42)的中心。

9.根据权利要求8所述的基于机器人螺旋铣孔平台的刀具偏心量离线调节方法,其特征在于,偏心调节机构包括偏心调节电机(37)、偏心调节蜗杆(39)、偏心调节蜗轮(38)以及调节管轴(10);调节管轴(10)竖向旋转式安装在上层板(40)和下层板(8)上,且调节管轴(10)位于让刀通孔(42)的正下方;偏心调节蜗杆(39)通过蜗杆支座旋转式安装在下层板(8)上;偏心调节蜗轮(38)固定安装在调节管轴(10)上,且偏心调节蜗轮(38)与偏心调节蜗杆(39)相啮合;偏心调节电机(37)固定安装在蜗杆支座上,且偏心调节电机(37)的输出轴与偏心调节蜗杆(39)的端部相对接;在调节管轴(10)的上端竖向设置有用于插装到自转定位孔(46)内的自转定位柱(44)。