一種多用途機(jī)器人的作業(yè)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多用途機(jī)器人的作業(yè)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動(dòng)化裝備與機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，各種坐標(biāo)式機(jī)床、加工中心以及關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人相繼問世，并逐漸形成了坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式兩類通用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在這兩類運(yùn)動(dòng)平臺(tái)末端連接不同作業(yè)頭，可完成各種各樣的作業(yè)任務(wù)。
[0003]但是，對(duì)于管件類作業(yè)對(duì)象，這兩類通用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)存在以下缺點(diǎn):其一，實(shí)現(xiàn)整周作業(yè)的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，需要三個(gè)以上自由度聯(lián)動(dòng)完成；其二，這兩類運(yùn)動(dòng)平臺(tái)采用空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)作業(yè)頭作業(yè)，因而需要預(yù)先知道管件輪廓的精確尺寸；其三，由于作業(yè)頭需要達(dá)到精確的空間位置，就要求這兩類運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的每個(gè)自由度都具有高的精度，因而造價(jià)高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種多用途機(jī)器人的作業(yè)機(jī)構(gòu)，不僅能夠?qū)Π寮颓孀鳂I(yè)，還能夠很好地適用于各類管件作業(yè)任務(wù)，包括中心線為空間形狀或封閉形狀的復(fù)雜管件，應(yīng)用于管件作業(yè)時(shí)，具有造價(jià)低、作業(yè)前只需明確管件中心線位置而無需知道管件輪廓精確位置、實(shí)現(xiàn)繞管件整周作業(yè)運(yùn)動(dòng)所需自由度少、便于使用維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種多用途機(jī)器人的作業(yè)機(jī)構(gòu)；包括連接部、開口軌道、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、工作臂和工作頭；所述連接部與所述開口軌道的連接位置設(shè)置在所述開口軌道的中部的外側(cè)，所述連接部安裝于加工中心時(shí)形成轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，該轉(zhuǎn)軸軸線平行于所述開口軌道的中心線所在平面；所述開口軌道為中心線彎曲且不封閉的軌道，所述工作臂在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下可沿所述開口軌道運(yùn)動(dòng)，所述工作頭在所述伸縮機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下可伸縮。
[0007]進(jìn)一步的，所述開口軌道的中心線為U形、圓弧形、V形、方形、多邊形、半橢圓形或拋物線形狀，所述工作臂運(yùn)行于所述開口軌道時(shí)保持垂直于所述開口軌道。
[0008]進(jìn)一步的，所述開口軌道包括前側(cè)導(dǎo)軌、軌道齒條和后側(cè)導(dǎo)軌，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前側(cè)滑塊、后側(cè)滑塊、前側(cè)板、伸縮臂基座、驅(qū)動(dòng)齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)；
[0009]所述前側(cè)導(dǎo)軌和后側(cè)導(dǎo)軌固定安裝于所述軌道齒條，所述前側(cè)滑塊和后側(cè)滑塊分別沿所述前側(cè)導(dǎo)軌和后側(cè)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，所述前側(cè)板和伸縮臂基座分別安裝于所述前側(cè)滑塊和后側(cè)滑塊，所述驅(qū)動(dòng)齒輪通過軸承安裝于所述前側(cè)板和伸縮臂基座之間并與所述軌道齒條嚙合，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪的驅(qū)動(dòng)齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)306安裝在所述伸縮臂基座。
[0010]更進(jìn)一步的，所述軌道齒條的齒設(shè)置在外側(cè)；所述前側(cè)導(dǎo)軌和后側(cè)導(dǎo)軌安裝于所述軌道齒條的同一側(cè)，且內(nèi)外設(shè)置。
[0011]更進(jìn)一步的，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)導(dǎo)軌、下側(cè)導(dǎo)軌、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、螺母、絲桿和絲桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述上側(cè)導(dǎo)軌和下側(cè)導(dǎo)軌安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別沿所述上側(cè)導(dǎo)軌和下側(cè)導(dǎo)軌滑動(dòng)，所述工作頭基座同時(shí)固定安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述螺母固定安裝于所述工作頭基座并與所述絲桿螺紋配合，所述絲桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝于所述伸縮臂基座并驅(qū)動(dòng)所述絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述工作頭安裝于所述工作頭基座。
[0012]更進(jìn)一步的，所述上側(cè)導(dǎo)軌和下側(cè)導(dǎo)軌位于所述伸縮臂基座的一側(cè)，所述軌道齒條、前側(cè)導(dǎo)軌和后側(cè)導(dǎo)軌位于所述伸縮臂基座的另一側(cè)。
[0013]進(jìn)一步的，所述開口軌道包括外殼、內(nèi)側(cè)軌道和外側(cè)軌道，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括若干外側(cè)從動(dòng)輪、若干內(nèi)側(cè)從動(dòng)輪、內(nèi)側(cè)滑塊、外側(cè)滑塊、皮帶、皮帶輪和工作臂基座；
[0014]所述內(nèi)側(cè)軌道、外側(cè)軌道、內(nèi)側(cè)從動(dòng)輪和外側(cè)從動(dòng)輪固定安裝在所述外殼，并呈從內(nèi)向外的順序，所述內(nèi)側(cè)滑塊和外側(cè)滑塊分別在所述內(nèi)側(cè)軌道和外側(cè)軌道滑動(dòng)，所述工作臂基座同時(shí)固定安裝于所述內(nèi)側(cè)滑塊和外側(cè)滑塊，所述皮帶套在全部所述內(nèi)側(cè)從動(dòng)輪、夕卜側(cè)從動(dòng)輪和皮帶輪，所述皮帶輪帶動(dòng)所述皮帶運(yùn)動(dòng)，所述皮帶帶動(dòng)所述工作臂基座運(yùn)動(dòng)；
[0015]或者:所述開口軌道包括外殼、內(nèi)側(cè)軌道和外側(cè)軌道，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括若干外側(cè)從動(dòng)鏈輪、若干內(nèi)側(cè)從動(dòng)鏈輪、內(nèi)側(cè)滑塊、外側(cè)滑塊、鏈條、鏈輪和工作臂基座；
[0016]所述內(nèi)側(cè)軌道、外側(cè)軌道、內(nèi)側(cè)從動(dòng)鏈輪和外側(cè)從動(dòng)鏈輪固定安裝在所述外殼，并呈從內(nèi)向外的順序，所述內(nèi)側(cè)滑塊和外側(cè)滑塊分別在所述內(nèi)側(cè)軌道和外側(cè)軌道滑動(dòng)，所述工作臂基座同時(shí)固定安裝于所述內(nèi)側(cè)滑塊和外側(cè)滑塊，所述鏈條套在全部所述內(nèi)側(cè)從動(dòng)鏈輪、外側(cè)從動(dòng)鏈輪和鏈輪，所述鏈輪帶動(dòng)所述鏈條運(yùn)動(dòng)，所述鏈條帶動(dòng)所述工作臂基座運(yùn)動(dòng)。
[0017]進(jìn)一步的，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)軌道、下側(cè)軌道、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、連接塊、伸縮皮帶、伸縮皮帶動(dòng)力機(jī)構(gòu)和伸縮皮帶輪；所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別滑動(dòng)于所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道，所述工作頭基座同時(shí)安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述工作頭基座通過所述連接塊與所述伸縮皮帶固定連接，所述伸縮皮帶套在所述伸縮皮帶輪，并在所述伸縮皮帶動(dòng)力機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下驅(qū)動(dòng)所述工作頭基座；
[0018]或者:所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)軌道、下側(cè)軌道、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、連接塊、伸縮鏈條、伸縮鏈條動(dòng)力機(jī)構(gòu)和伸縮鏈輪；所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別滑動(dòng)于所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道，所述工作頭基座同時(shí)安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述工作頭基座通過所述連接塊與所述伸縮鏈輪固定連接，所述伸縮鏈條套在所述伸縮鏈輪，并在所述伸縮鏈條動(dòng)力機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下驅(qū)動(dòng)所述工作頭基座。
[0019]更進(jìn)一步的，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)軌道、下側(cè)軌道、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、伸縮齒條、伸縮齒輪和伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別滑動(dòng)于所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道，所述工作頭基座同時(shí)安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述伸縮齒輪和伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝于所述伸縮臂基座，所述伸縮齒條固定安裝于所述工作頭基座，所述伸縮齒輪與所述伸縮齒條嚙合；
[0020]或者:所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)軌道、下側(cè)軌道、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、伸縮齒條、伸縮齒輪和伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別滑動(dòng)于所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道，所述工作頭基座同時(shí)安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述伸縮齒輪和伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝于所述工作頭基座，所述伸縮齒條固定安裝于所述伸縮臂基座，所述伸縮齒輪與所述伸縮齒條嚙合。
[0021]進(jìn)一步的，所述開口軌道包括移動(dòng)齒條和移動(dòng)滑軌，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)滑塊、伸縮臂基座、移動(dòng)齒輪和移動(dòng)齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述伸縮機(jī)構(gòu)包括一條伸縮滑軌、一個(gè)伸縮滑塊、工作頭基座、伸縮絲桿和伸縮絲桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)；
[0022]所述移動(dòng)滑塊和伸縮臂基座固定連接，所述移動(dòng)滑塊在所述移動(dòng)滑軌滑動(dòng)，所述移動(dòng)齒輪與所述移動(dòng)齒條嚙合，并在所述移動(dòng)齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述移動(dòng)滑塊和伸縮臂基座沿所述移動(dòng)滑軌運(yùn)動(dòng)；
[0023]所述伸縮滑軌安裝于所述伸縮臂基座，所述伸縮滑塊滑動(dòng)于所述伸縮滑軌，所述伸縮絲桿安裝于所述伸縮臂基