專利名稱：智能銑削加工機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機(jī)械加工的智能銑削加工機(jī)器人，屬于機(jī)械制造/機(jī)械電子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的機(jī)械加工一般采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行，但是數(shù)控機(jī)床存在價格昂貴，加工范圍小等缺陷，特別是用于加工復(fù)雜幾何零件的五軸數(shù)控機(jī)床，其價格更為昂貴。而傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人一般從事搬運(yùn)、點(diǎn)焊等簡單重復(fù)性工作，其無法用于復(fù)雜路徑工作的主要原因是它的編程方式采用逐點(diǎn)示教方式。而且傳統(tǒng)認(rèn)為工業(yè)機(jī)器人剛度和精度不高，不適合用于機(jī)械加工。因此，長期以來，雖然機(jī)器人擁有靈活度高、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，它卻一直沒有被用來做機(jī)械加工工作。隨著機(jī)器人軟硬件技術(shù)的提高，機(jī)器人的定位精度和剛度都得到了很大的提高，因此將其用到數(shù)控加工領(lǐng)域加工復(fù)雜零件具有新的可行性。

實用新型內(nèi)容為了解決上述問題，已經(jīng)構(gòu)思了本實用新型，并且其目的是提供一種用于數(shù)控加工的智能銑削加工機(jī)器人，該智能銑削加工機(jī)器人可以應(yīng)用普通工業(yè)機(jī)器人來以較高的精度進(jìn)行機(jī)械加工，從而與傳統(tǒng)利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工相比，既可擴(kuò)大加工空間，同時還可以節(jié)約成本。本實用新型的智能銑削加工機(jī)器人由以下幾大部分有機(jī)組成:工業(yè)機(jī)器人單元、加工末端執(zhí)行器單元、機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)，其中，離線編程仿真系統(tǒng)由加工軌跡讀入模塊、機(jī)器人編程模塊、仿真模塊、代碼優(yōu)化模塊和機(jī)器人控制代碼生成模塊組成，并且以此順序依次連接，其中，加工軌跡讀入模塊用于讀入加工軌跡，所述機(jī)器人編程模塊用于將加工軌跡處理成機(jī)器人運(yùn)動程序，所述仿真模塊用于在計算機(jī)虛擬環(huán)境中對該運(yùn)動程序進(jìn)行仿真，所述代碼優(yōu)化模塊用于檢查程序的正確性并對其進(jìn)行優(yōu)化，所述控制代碼生成模塊用于根據(jù)機(jī)器人型號生成可執(zhí)行的機(jī)器人控制代碼。具體，本實用新型提供一種智能銑削加工機(jī)器人，該智能銑削加工機(jī)器人用于數(shù)控加工并且主要包括加工末端執(zhí)行器單元、工業(yè)機(jī)器人單元和離線編程仿真系統(tǒng)，該仿真系統(tǒng)由加工軌跡讀入模塊、機(jī)器人編程模塊、仿真模塊、代碼優(yōu)化模塊和機(jī)器人控制代碼生成模塊組成，并且以此順序依次連接，其特征在于，該工業(yè)機(jī)器人單元由機(jī)械主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其中，所述工業(yè)機(jī)器人單元是機(jī)械臂。其中，該加工末端執(zhí)行器單元由電主軸、變頻器和法蘭盤組成。具體地，所述的工業(yè)機(jī)器人單元即為工業(yè)領(lǐng)域常見的五軸或者六軸機(jī)器人，又叫機(jī)械臂。工業(yè)機(jī)器人單元由機(jī)械主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。其中機(jī)械主體為機(jī)械動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括底座和五或六個串聯(lián)起來的連桿；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機(jī)構(gòu)，目前常用的為交流伺服電機(jī)和RV減速機(jī)，用以使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作；而控制系統(tǒng)則是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出信號指令，并進(jìn)行控制。所述的加工末端執(zhí)行器單元即為進(jìn)行機(jī)械加工的具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它由電主軸、變頻器、法蘭盤組成。法蘭盤主要用來安裝固定電主軸；變頻器與電主軸之間由控制線相連，通過改變電源頻率來控制交流電所述的機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)由加工軌跡讀入模塊、機(jī)器人編程模塊、仿真模塊、代碼優(yōu)化模塊和機(jī)器人控制代碼生成模塊組成，并且這些模塊依上述次序相連。加工軌跡讀入模塊可以讀入編制好的加工軌跡(如G代碼或APT代碼)；機(jī)器人編程模塊將讀入的加工軌跡計算機(jī)器人運(yùn)動控制程序；仿真模塊在計算機(jī)虛擬環(huán)境中使用計算機(jī)器人運(yùn)動控制程序進(jìn)行運(yùn)動仿真、碰撞檢查、奇異性檢查等操作，以校驗出機(jī)器人加工的正確性和可達(dá)性；代碼優(yōu)化模塊對機(jī)器人運(yùn)動控制程序進(jìn)行優(yōu)化，得到更好的效果；仿真優(yōu)化完成后，機(jī)器人控制代碼生成模塊直接輸出機(jī)器人控制代碼，進(jìn)而控制機(jī)器人進(jìn)行實際加工。此外，本實用新型還涉及一種在上述機(jī)器人中所使用的所述機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)。綜上，通過本實用新型的智能銑削加工機(jī)器人來進(jìn)行機(jī)械加工，其優(yōu)點(diǎn)及功效是:機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)能夠簡單高效的將G代碼或APT代碼轉(zhuǎn)化為機(jī)器人控制代碼，無需示教編程過程，從而能夠得到復(fù)雜加工軌跡的機(jī)器人控制代碼；充分利用了工業(yè)機(jī)器人靈活度高的特點(diǎn)，能夠用來取代數(shù)控機(jī)床進(jìn)行多軸加工；末端執(zhí)行器獨(dú)立性很強(qiáng)，便于安裝、拆卸和維護(hù)；整個系統(tǒng)模塊化程度高，易于維護(hù)。

圖1工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖圖2末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖圖3機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)組成框圖圖4離線編程仿真系統(tǒng)工作流程示意圖圖中標(biāo)號及符號說明如下:1、機(jī)器人底座；2、第一軸；3、第二軸；4、第三軸；5、第四軸；6、第五軸；7、第六軸；8、法蘭盤；9、電主軸；10、刀具。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。[0030]本實用新型涉及一種用于數(shù)控加工的智能銑削加工機(jī)器人，如圖1、2、3所示，該智能銑削加工機(jī)器人主要包括工業(yè)機(jī)器人單元、加工末端執(zhí)行器單元、機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)。所述的工業(yè)機(jī)器人單元，如圖1所示，為一個獨(dú)立的、單元化的機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)，是整個智能銑削加工的關(guān)鍵部件，它的機(jī)械部分由底座I和六個軸2-7組成，運(yùn)動由六個伺服電機(jī)和減速機(jī)實現(xiàn)，而運(yùn)動控制則由機(jī)器人控制器完成。該部分為成熟工業(yè)產(chǎn)品。所述的加工末端執(zhí)行器單元是執(zhí)行加工的具體部件，如圖2所示，由法蘭盤8、電主軸9和刀具10組成。法蘭盤8用來連接電主軸9和機(jī)器人；電主軸9帶動刀具10轉(zhuǎn)動對零件進(jìn)行銑削加工；而刀具10用來銑削零件。所述的離線編程仿真系統(tǒng)是產(chǎn)生可執(zhí)行的機(jī)器人加工控制程序的系統(tǒng)，其組成框圖如圖3所示。所述的離線編程仿真系統(tǒng)的各模塊的主要工作流程為:首先讀入加工軌跡(如G代碼、APT代碼)，然后將加工軌跡處理成機(jī)器人運(yùn)動程序，再在計算機(jī)虛擬環(huán)境中對該運(yùn)動程序進(jìn)行仿真，檢查程序的正確性并對其進(jìn)行優(yōu)化，最終根據(jù)機(jī)器人型號生成可執(zhí)行的機(jī)器人控制代碼。本實用新型的用于數(shù)控加工的智能銑削加工機(jī)器人，它是軟硬件結(jié)合的機(jī)械設(shè)備，其具體的工作流程如下:1、通過加工軌跡生成機(jī)器人可執(zhí)行控制代碼；2、將加工末端執(zhí)行器單元與工業(yè)機(jī)器人連接；3、將機(jī)器人可執(zhí)行控制代碼導(dǎo)入機(jī)器人進(jìn)行機(jī)械加工。綜上，通過本實用新型的智能銑削加工機(jī)器人，由于機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)能夠簡單高效的將G代碼或APT代碼轉(zhuǎn)化為機(jī)器人控制代碼，無需示教編程過程，從而能夠得到復(fù)雜加工軌跡的機(jī)器人控制代碼；而且所述智能銑削加工機(jī)器人充分利用了工業(yè)機(jī)器人靈活度高的特點(diǎn)，能夠用來取代數(shù)控機(jī)床進(jìn)行多軸加工；此外，末端執(zhí)行器獨(dú)立性很強(qiáng)，便于安裝、拆卸和維護(hù)；整個系統(tǒng)模塊化程度高，易于維護(hù)。
權(quán)利要求1.一種智能銑削加工機(jī)器人，該智能銑削加工機(jī)器人用于數(shù)控加工并且主要包括加工末端執(zhí)行器單元、工業(yè)機(jī)器人單元和離線編程仿真系統(tǒng)，該仿真系統(tǒng)由加工軌跡讀入模塊、機(jī)器人編程模塊、仿真模塊、代碼優(yōu)化模塊和機(jī)器人控制代碼生成模塊組成，并且以此順序依次連接，其特征在于，所述工業(yè)機(jī)器人單元由機(jī)械主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能銑削加工機(jī)器人，其特征在于，所述工業(yè)機(jī)器人單元是機(jī)械臂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能銑削加工機(jī)器人，其特征在于，所述加工末端執(zhí)行器單元由電主軸、變頻器和法蘭盤組成。
專利摘要本實用新型涉及一種智能銑削加工機(jī)器人，其可以應(yīng)用普通工業(yè)機(jī)器人來以較高的精度進(jìn)行機(jī)械加工，從而與傳統(tǒng)利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工相比，既可擴(kuò)大加工空間，同時還可以節(jié)約成本。本實用新型的智能銑削加工機(jī)器人由以下幾大部分有機(jī)組成工業(yè)機(jī)器人單元、加工末端執(zhí)行器單元、機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)。
文檔編號B23C3/00GK203031001SQ20122047686
公開日2013年7月3日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者肖文磊, 胡畢富, 羅紅宇, 陳南江 申請人:北京德創(chuàng)紅龍機(jī)器人科技有限公司