五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械手，尤其是涉及一種五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械手越來(lái)越得到人們的重視，原因有:其一、它在一定的情況下能夠代替人力；其二、它按照事先設(shè)定好的生產(chǎn)工藝的要求，遵循程序來(lái)完成給定的作業(yè)；其三、極大地改善了工人的工作條件，提高了工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。而80年的新興技術(shù)一磨料流加工技術(shù)也以其冷加工方式、適用材料范圍廣以及便于控制等特點(diǎn)受到人們地重視。越來(lái)越多的人想將兩者結(jié)合起來(lái)，使兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)一邊發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。
[0003]磨料水射流加工的靈活度差，致使磨料流加工更加受限制。而將磨料加工技術(shù)與機(jī)械手結(jié)合起來(lái)增加了磨料加工的靈活度。本設(shè)計(jì)主要以龍門(mén)架為基礎(chǔ)，將機(jī)械手固定在龍門(mén)上，進(jìn)而更加擴(kuò)大了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)范圍，同時(shí)也使得磨料水射流加工的工作范圍更大，與機(jī)械手結(jié)合還使得磨料加工的噴嘴能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，這使得將加工平面、曲面、工件的外表面、內(nèi)表面成為現(xiàn)實(shí)，能夠使磨料水射流加工拜托靈活度差這一缺點(diǎn)，將磨料水射流加工應(yīng)用到更好。由于被加工的工件大小尺寸不一，而磨料水射流加工常常受到尺寸的制約而無(wú)法加工。而該裝置通過(guò)龍門(mén)架和機(jī)械手變得加工區(qū)域大、加工范圍廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手，通過(guò)將磨料水射流加工技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，增加了磨料水射流加工的靈活度。以龍門(mén)架為基礎(chǔ)，將機(jī)械手固定在龍門(mén)架上，進(jìn)而更加擴(kuò)大了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)范圍，同時(shí)也使得磨料水射流加工的工作范圍增大，與機(jī)械手結(jié)合還使得磨料加工的噴嘴能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，這使得將加工平面、曲面、工件的外表面、內(nèi)表面成為現(xiàn)實(shí)，能夠使磨料水射流加工擺脫靈活度差這一缺點(diǎn)，擺脫了工件尺寸的約束，更大程度的提高了加工質(zhì)量，促進(jìn)加工領(lǐng)域的高速發(fā)展。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主要由五自由度機(jī)械手、磨料水射流增壓發(fā)生裝置、磨料水射流噴頭和工作臺(tái)四部分組成，其中，五自由度機(jī)械手包括機(jī)械手支架和機(jī)械手懸臂兩部分，通過(guò)各機(jī)械部分的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)五自由度磨料水射流加工機(jī)械手的精確加工。
[0006]所述機(jī)械手的工作原理是:首先將陶瓷、硬質(zhì)合金等難加工工件準(zhǔn)確安裝在工作臺(tái)上，由伺服電機(jī)提供動(dòng)力。通過(guò)程序控制各個(gè)電機(jī)的啟停以及正反轉(zhuǎn)，靈活控制機(jī)械手的位置及動(dòng)作，使機(jī)械手根據(jù)需要精確到達(dá)加工工位，同時(shí)開(kāi)啟磨料水射流的增壓裝置和磨料閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的高精度加工。
[0007]所述的五自由度機(jī)械手主要由運(yùn)動(dòng)機(jī)身和關(guān)節(jié)機(jī)械手兩大部分組成，其中運(yùn)動(dòng)機(jī)身包含XY軸移動(dòng)兩個(gè)自由度，懸臂包含大臂的回轉(zhuǎn)、小臂的俯仰和伸縮三個(gè)自由度，通過(guò)各機(jī)械部分的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)五自由度磨料水射流加工機(jī)械手的精確加工。
[0008]所述的磨料水射流增壓發(fā)生裝置由中低壓油缸(I個(gè))、超高壓水缸(2個(gè))、油缸中的大活塞(I個(gè))、水缸中的活塞桿(2個(gè))及進(jìn)、排水單向閥等組成。液控雙作用增壓器，采用二位四通液動(dòng)換向閥控制，液壓系統(tǒng)向低壓缸供油，低壓供水系統(tǒng)向水缸供水。利用活塞與活塞桿的面積之差，驅(qū)動(dòng)油缸中的活塞推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，將水增壓至150MPa的壓力，進(jìn)而達(dá)到了連續(xù)性的高增壓目的，從而擴(kuò)大水射流的加工范圍。從增壓器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工作原理可知，為了使噴頭射流速度穩(wěn)定，增壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和油泵的工作參數(shù)間必須保持合理匹配艮柱塞泵將清水從供水箱中經(jīng)吸液膠管吸入，經(jīng)增壓器加壓后通過(guò)高壓管路經(jīng)控制閥進(jìn)入噴射系統(tǒng)的套管，從進(jìn)水口噴出，在進(jìn)水口出口處形成高速液流，卷吸周?chē)諝猓斐苫旌锨坏蛪?，在壓差作用下，磨料從磨料箱進(jìn)入混合腔，靠高速液流的攜帶作用將磨料加速，并進(jìn)入喉管，最后通過(guò)噴嘴噴出。
[0009]所述的磨料水射流裝置工作頭包括:磨料混合腔體、磨料混合腔座、磨料引射管組成，當(dāng)高壓水經(jīng)磨料混合腔體進(jìn)入磨料腔后，會(huì)在腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，磨料在重力及吸力的作用下，進(jìn)入磨料腔。
[0010]所述的工作臺(tái)由工位槽、氣缸和機(jī)身組成。加工零件時(shí)氣缸提供動(dòng)力推動(dòng)滑塊的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)工位槽的V型槽將被加工工件固定。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)將磨料水射流加工技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，增加了磨料水射流加工的靈活度。以龍門(mén)架為基礎(chǔ)，將機(jī)械手固定在龍門(mén)架上，進(jìn)而更加擴(kuò)大了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)范圍，更大程度的提高了加工質(zhì)量，促進(jìn)加工領(lǐng)域的高速發(fā)展。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本發(fā)明的加工系統(tǒng)組成圖。
[0014]其中，磨料水射流增壓發(fā)生裝置I ;大臂2 ;小臂3 ;磨料水射流噴頭4 ;工作臺(tái)5 ；機(jī)械手支架6 ；X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)身7 ;機(jī)械手懸臂8 ；y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)身9。
[0015]圖2是本發(fā)明的磨料水射流噴射裝置。
[0016]圖3是本發(fā)明的工作臺(tái)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)主要由五自由度機(jī)械手、磨料水射流增壓發(fā)生裝置1、磨料水射流噴頭4和工作臺(tái)5四部分組成，其中，五自由度機(jī)械手包括機(jī)械手支架6和機(jī)械手懸臂8兩部分，通過(guò)各機(jī)械部分的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)五自由度磨料水射流加工機(jī)械手的精確加工。
[0019]如圖1所示，機(jī)械手的工作原理是:首先將陶瓷、硬質(zhì)合金等難加工工件準(zhǔn)確安裝在工作臺(tái)5上，由伺服電機(jī)提供動(dòng)力。通過(guò)程序控制各個(gè)電機(jī)的啟停以及正反轉(zhuǎn)，靈活控制機(jī)械手的位置及動(dòng)作，使機(jī)械手根據(jù)需要精確到達(dá)加工工位，同時(shí)開(kāi)啟磨料水射流的增壓裝置I和磨料閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的高精度加工。
[0020]如圖1所示，五自由度機(jī)械手主要由運(yùn)動(dòng)機(jī)身和關(guān)節(jié)機(jī)械手兩大部分組成，其中運(yùn)動(dòng)機(jī)身包含XY軸移動(dòng)兩個(gè)自由度，懸臂包含大臂的回轉(zhuǎn)、小臂的俯仰和伸縮三個(gè)自由度，通過(guò)各機(jī)械部分的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)五自由度磨料水射流加工機(jī)械手的精確加工。
[0021]如圖2所示，磨料水射流裝置工作頭包括:磨料混合腔體2、磨料混合腔座3、磨料引射管I組成，當(dāng)高壓水經(jīng)磨料混合腔體2進(jìn)入磨料腔后，會(huì)在腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，磨料在重力及吸力的作用下，進(jìn)入磨料腔。
[0022]如圖3所示，工作臺(tái)由工位槽2、氣缸I和機(jī)身3組成。加工零件時(shí)氣缸I提供動(dòng)力推動(dòng)滑塊的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)工位槽2的V型槽將被加工工件固定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手，其特征是:整體結(jié)構(gòu)主要由五自由度機(jī)械手、磨料水射流增壓發(fā)生裝置1、磨料水射流噴頭4和工作臺(tái)5四部分組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手，其特征是:所述的五自由度機(jī)械手包括機(jī)械手支架6和機(jī)械手懸臂8兩部分，通過(guò)各機(jī)械部分的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)五自由度磨料水射流加工機(jī)械手的精確加工。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手，其特征是:所述機(jī)械手的工作原理是:首先將陶瓷、硬質(zhì)合金等難加工工件準(zhǔn)確安裝在工作臺(tái)5上，由伺服電機(jī)提供動(dòng)力；通過(guò)程序控制各個(gè)電機(jī)的啟停以及正反轉(zhuǎn)，靈活控制機(jī)械手的位置及動(dòng)作，使機(jī)械手根據(jù)需要精確到達(dá)加工工位，同時(shí)開(kāi)啟磨料水射流的增壓裝置I和磨料閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的高精度加工。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手，其特征是:所述的五自由度機(jī)械手主要由運(yùn)動(dòng)機(jī)身和關(guān)節(jié)機(jī)械手兩大部分組成，其中運(yùn)動(dòng)機(jī)身包含XY軸移動(dòng)兩個(gè)自由度，懸臂包含大臂的回轉(zhuǎn)、小臂的俯仰和伸縮三個(gè)自由度，通過(guò)各機(jī)械部分的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)五自由度磨料水射流加工機(jī)械手的精確加工。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手，其特征是:所述的磨料水射流裝置工作頭包括:磨料混合腔體2、磨料混合腔座3、磨料引射管I組成，當(dāng)高壓水經(jīng)磨料混合腔體2進(jìn)入磨料腔后，會(huì)在腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，磨料在重力及吸力的作用下，進(jìn)入磨料腔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手，其特征是:所述的工作臺(tái)由工位槽2、氣缸I和機(jī)身3組成；加工零件時(shí)氣缸I提供動(dòng)力推動(dòng)滑塊的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)工位槽2的V型槽將被加工工件固定。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種五自由度磨料水射流空間加工機(jī)械手，整體結(jié)構(gòu)主要由五自由度機(jī)械手、磨料水射流增壓發(fā)生裝置1、磨料水射流噴頭4和工作臺(tái)5四部分組成。通過(guò)將磨料水射流加工技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，增加了磨料水射流加工的靈活度。以龍門(mén)架為基礎(chǔ)，將機(jī)械手固定在龍門(mén)架上，進(jìn)而更加擴(kuò)大了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)范圍，同時(shí)也使得磨料水射流加工的工作范圍增大，與機(jī)械手結(jié)合還使得磨料加工的噴嘴能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，這使得將加工平面、曲面、工件的外表面、內(nèi)表面成為現(xiàn)實(shí)，能夠使磨料水射流加工擺脫靈活度差這一缺點(diǎn)，擺脫了工件尺寸的約束，更大程度的提高了加工質(zhì)量，促進(jìn)加工領(lǐng)域的高速發(fā)展。
【IPC分類(lèi)】B24C9/00, B24C3/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105643472
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】褚秀清
【申請(qǐng)人】褚秀清
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2014年11月14日