基于萬向節(jié)與滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型去毛刺的制造方法
【專利摘要】一種基于萬向節(jié)與滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型去毛刺機(jī)，包括：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、上工作臺(tái)、等速萬向節(jié)、滾珠絲杠、下工作臺(tái)、去毛刺電動(dòng)機(jī)、去毛刺球頭。三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分別固定在上工作臺(tái)上部的三個(gè)角上并通過聯(lián)軸器與等速萬向節(jié)的一端相連，等速萬向節(jié)的另一端與滾珠絲杠部件通過聯(lián)軸器相連，滾珠絲杠部件由絲杠、螺母、套筒組成，套筒的另一端與固定在下工作臺(tái)上部的等速萬向節(jié)相連，下工作臺(tái)上部的中央放置電動(dòng)機(jī)，去毛刺球頭通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)的輸出軸相連，本實(shí)用新型的去毛刺機(jī)利用并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)不同方向的軸動(dòng)力輸出，可以對工件進(jìn)行多角度去毛刺。
【專利說明】基于萬向節(jié)與滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型去毛刺機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于萬向節(jié)與滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型去毛刺機(jī)及去毛刺方法，屬于制造業(yè)自動(dòng)化交叉領(lǐng)域，尤其與自動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械加工、機(jī)械維修、機(jī)械去毛刺、裝配技術(shù)相關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002]去毛刺不管在傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)還是現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)，在提高機(jī)械零件的精度方面都具有重要意義，傳統(tǒng)的去毛刺主要依靠人力，這種工作太機(jī)械化，煩躁無味，而且人的精度相對較低，不能滿足現(xiàn)在制造業(yè)的要求，而且在去毛刺過程中，隨著人的體力的消耗，用力不均勻，均會(huì)在一定程度上影響工件的精度。
[0003]隨著制造業(yè)的發(fā)展，也出現(xiàn)了一些去毛刺機(jī)械，這些去毛刺機(jī)械的機(jī)構(gòu)普遍存在以下問題:占用空間大、結(jié)構(gòu)繁瑣、價(jià)格昂貴，不能實(shí)現(xiàn)多角度去毛刺，去毛刺效率不高等。因此若一種機(jī)構(gòu)能夠在減小占用空間，提高去毛刺效率的基礎(chǔ)上，又能實(shí)現(xiàn)多角度去毛刺，必將大大減小人力的機(jī)械化勞動(dòng)，同時(shí)也提高了去毛刺機(jī)械的自動(dòng)化。
[0004]綜上可以看出，為提聞零件的制造精度和效率，迫切需要一種具備占用空間小，聞精度，能夠多角度去毛刺的機(jī)器，要求這種去毛刺機(jī)器能夠?qū)Σ煌叽绲牧慵M(jìn)行各個(gè)角度的高精度去毛刺。
[0005]近年來，去毛刺機(jī)主要以串聯(lián)機(jī)構(gòu)為主，但是串聯(lián)機(jī)構(gòu)有它自己難以克服的劣勢。第一:在對工件去毛刺時(shí)，要求較高的精度，串聯(lián)機(jī)構(gòu)是由多個(gè)關(guān)節(jié)組成，在制造的過程中，每個(gè)關(guān)節(jié)的配合都會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，多個(gè)關(guān)節(jié)就會(huì)產(chǎn)生誤差累積；第二:串聯(lián)是由一根桿支撐，類似懸臂梁，剛度自然就小了，而且結(jié)構(gòu)相對也不穩(wěn)定；第三:串聯(lián)機(jī)構(gòu)在去毛刺的時(shí)候，由于只有一根桿支撐，不穩(wěn)定，在一定的尺寸范圍內(nèi)，容易產(chǎn)生上下波動(dòng)；第四:串聯(lián)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)大都放在運(yùn)動(dòng)著的大小臂上，增加了系統(tǒng)的慣性，惡化了動(dòng)力性能。
[0006]因此，由于串聯(lián)型去毛刺機(jī)一些難以克服的缺點(diǎn)，并聯(lián)型去毛刺機(jī)成了新的研究熱點(diǎn)，但是現(xiàn)在大多數(shù)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于電子、食品、醫(yī)療機(jī)械、生物制藥、日用品等行業(yè)，對其行業(yè)的元器件進(jìn)行搬運(yùn)、拾取、組裝。而在機(jī)械去毛刺領(lǐng)域，并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用很少，而且，現(xiàn)在的大多數(shù)并聯(lián)機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)大角度的轉(zhuǎn)換，這也限制了并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)械去毛刺領(lǐng)域的應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]基于以上所述存在的問題和不足，本實(shí)用新型的目的在于通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)克服上述困難。此并聯(lián)機(jī)構(gòu)經(jīng)由3根桿支撐，剛度大，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；由于剛度大，可以在相同承載能力的情況下，減少材料的使用，使造價(jià)降低；并聯(lián)機(jī)構(gòu)沒有誤差累積和放大關(guān)系，誤差小而精度高；并聯(lián)機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)置于上工作臺(tái)上，減小了運(yùn)動(dòng)載荷。
[0008]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種基于萬向節(jié)與滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型去毛刺機(jī)，所述去毛刺機(jī)主要包括三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、上工作臺(tái)、六個(gè)等速萬向節(jié)、三根絲桿、三個(gè)螺母、三個(gè)套筒、下工作臺(tái)、去毛刺電動(dòng)機(jī)、去毛刺球頭。每個(gè)等速萬向節(jié)均由主動(dòng)叉、從動(dòng)叉和滾珠組成，第一、第二、第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分別通過聯(lián)軸器與第一、第二、第三等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉相連，上述三個(gè)主動(dòng)叉與對應(yīng)的三個(gè)從動(dòng)叉之間通過滾珠連接，第一、第二、第三絲杠一端分別通過聯(lián)軸器與上述第一、第二、第三等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉相連；第一、第二、第三絲杠的另一端分別通過一個(gè)螺母與一個(gè)套筒相連，螺母與套筒之間通過焊接連接，套筒的內(nèi)徑略大于絲杠的外徑；三個(gè)套筒的另一端分別通過聯(lián)軸器與第四、第五、第六等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉相連，上述三個(gè)從動(dòng)叉與對應(yīng)的三個(gè)主動(dòng)叉之間通過滾珠連接，第四、第五、第六等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉分別固定于下工作臺(tái)之上，下工作臺(tái)上部安裝有電動(dòng)機(jī)，去毛刺球頭與電動(dòng)機(jī)的輸出軸相連。
[0010]所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過等速萬向節(jié)控制絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，來調(diào)節(jié)上工作臺(tái)與下工作臺(tái)之間的距離，來實(shí)現(xiàn)下工作臺(tái)與水平面相對角度的變化，實(shí)現(xiàn)對零件的不同角度進(jìn)行去毛刺。
[0011]所述上工作臺(tái)是安放步進(jìn)電動(dòng)機(jī),將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出經(jīng)過等速萬向節(jié)傳到絲杠，上工作臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，它準(zhǔn)確的控制著步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的前進(jìn)后退，使整個(gè)系統(tǒng)有條不絮的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0012]本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單，安裝、調(diào)試、維修方便；精度高、剛度大，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；適用面廣，可以實(shí)現(xiàn)對平面、孔、復(fù)雜曲面的毛刺去除；下工作臺(tái)質(zhì)量輕，可獲得很高的動(dòng)態(tài)特性，容易實(shí)現(xiàn)高速、高加速度的運(yùn)動(dòng)；選用部件標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可以實(shí)現(xiàn)模塊化的設(shè)計(jì)；靈活性好，工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)較大角度的改變；采用3自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可以更容易的求解機(jī)構(gòu)參數(shù)、進(jìn)行相關(guān)理論計(jì)算。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0013]圖1本實(shí)用新型的去毛刺機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2本實(shí)用新型的去毛刺機(jī)中滾珠絲杠的局部放大圖。
[0015]圖3本實(shí)用新型的去毛刺機(jī)中下工作臺(tái)及其部件的局部放大圖。
[0016]圖中各部分的名稱如下:
[0017]1-第四等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉，2-第四等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉，3-第三聯(lián)軸器，4-第一套筒，5-第一螺母，6-第一絲杠，7-第二聯(lián)軸器，8-第一等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉，9-第一等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉，10-第一聯(lián)軸器，11-第一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，12-第五等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉，13-第五等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉，14-第六聯(lián)軸器，15-第二套筒，16-第二螺母，17-第二絲杠，18第五聯(lián)軸器，19-第二等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉，20-第二等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉，21-第四聯(lián)軸器，22-第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，23-第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，24-第七聯(lián)軸器，25-上工作臺(tái)，26-第三等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉，27-第三等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉，28-第八聯(lián)軸器，29-第三絲杠，30-第三螺母，31-第三套筒，32-第九聯(lián)軸器，33-第六等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉，34-第六等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉，35-下工作臺(tái)，36-去毛刺電動(dòng)機(jī)，37-去毛刺球頭

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。
[0019]參照圖1，本實(shí)用新型的一種基于萬向節(jié)與滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型去毛刺機(jī)主要包括三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、上工作臺(tái)、六個(gè)等速萬向節(jié)、三根滾珠絲桿、下工作臺(tái)、去毛刺電動(dòng)機(jī)、去毛刺球頭。等速萬向節(jié)由主動(dòng)叉和從動(dòng)叉組成，滾珠絲杠由絲杠、螺母、套筒組成。第一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)11、第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)22、第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)23分別通過第一聯(lián)軸器10、第四聯(lián)軸器21、第七聯(lián)軸器24與第一等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉9、第二等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉20、第三等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉26相連；主動(dòng)叉與從動(dòng)叉之間由滾珠連接，第一絲杠6、第二絲杠17、第三絲杠29分別通過第二聯(lián)軸器7、第五聯(lián)軸器18、第八聯(lián)軸器28與第一等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉8、第二等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉19、第三等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉27相連；第一絲杠6、第二絲杠17、第三絲杠29的另一端通過第一螺母5、第二螺母16、第三螺母30與第一套筒4、第二套筒15、第三套筒31的一端相連；第一套筒4、第二套筒15、第三套筒31的另一端分別通過第三聯(lián)軸器3、第六聯(lián)軸器14、第九聯(lián)軸器32與第四等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉2、第五等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉13、第六等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉33相連；第四等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉1、第五等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉12、第六等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉34分別固定于下工作臺(tái)之上，并分別限制了其繞自身轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，第四等速萬向節(jié)、第五等速萬向節(jié)、第六等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉與從動(dòng)叉之間只能實(shí)現(xiàn)兩軸之間角度的變化，而沒有軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，去毛刺電動(dòng)機(jī)36安裝在下工作臺(tái)35的中央，去毛刺電動(dòng)機(jī)的輸出軸安裝有去毛刺球頭37。
[0020]本實(shí)用新型的基于萬向節(jié)與滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型去毛刺機(jī)運(yùn)動(dòng)過程描述如下:
[0021]第一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)11固定在水平的上工作臺(tái)25的一角，第一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)11的輸出軸與第一等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉9相連,當(dāng)?shù)谝徊竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)11啟動(dòng)，通過第一等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉9將動(dòng)力傳遞至第一絲杠6，第一絲杠6通過第一螺母5與第一套筒4相連，第一絲杠6的轉(zhuǎn)動(dòng)引起滾珠絲杠整體的長度發(fā)生變化，第一套筒4的另一端與固定在工作臺(tái)的第一等速萬向節(jié)相連，從而引起上工作臺(tái)25與下工作臺(tái)35距離的變化；第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)22固定在水平的上工作臺(tái)25的一角，第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)22的輸出軸與第二等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉20相連，當(dāng)?shù)诙竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)22啟動(dòng)，通過第二等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉20將動(dòng)力傳遞至第二絲杠17，第二絲杠通過第二螺母16與第二套筒15相連，第二絲杠17的轉(zhuǎn)動(dòng)引起滾珠絲杠整體的長度發(fā)生變化，第二套筒15的另一端與固定在下工作臺(tái)的等速萬向節(jié)相連，從而引起上工作臺(tái)25與下工作臺(tái)35距離的變化；第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)23固定在水平的上工作臺(tái)25的一角，第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)23的輸出軸與第三等速萬向節(jié)的中主動(dòng)叉26相連，當(dāng)?shù)谌竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)23啟動(dòng)，通過第三等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉26將動(dòng)力傳遞至第三絲杠29，第三絲杠29通過第三螺母30與第三套筒31相連，第三絲杠29的轉(zhuǎn)動(dòng)引起滾珠絲杠整體的長度發(fā)生變化，第三套筒31的另一端與固定在下工作臺(tái)35的等速萬向節(jié)相連，從而引起上工作臺(tái)25與下工作臺(tái)35距離的變化；通過控制第一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)11、第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)22、第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)23中步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接受脈沖信號的數(shù)量，使第一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)11、第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)22、第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)23轉(zhuǎn)過不同的角度，利用等速萬向節(jié)可以實(shí)現(xiàn)變角度動(dòng)力傳遞的作用，分別將動(dòng)力傳遞給第一絲杠6、第二絲杠17、第三絲杠29,由于第一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)11、第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)22、第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)23轉(zhuǎn)過的角度不同，使第一絲杠6、第二絲杠17、第三絲杠29的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的自身長度的變化也不同，而上工作臺(tái)25始終處于水平方向，從而使下工作臺(tái)35與水平方向產(chǎn)生一定的角度，在下工作臺(tái)35的中央安裝有去毛刺電動(dòng)機(jī)36，去毛刺電動(dòng)機(jī)36的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)去毛刺球頭37 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將工件的毛刺去除。
[0022]本實(shí)用新型的去毛刺機(jī)利用并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)不同方向的軸動(dòng)力輸出，可以對工件進(jìn)行多角度去毛刺，在現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)中，可以減少人力長期的進(jìn)行機(jī)械化的去毛刺工作，并且精度高，效率高，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷工作。
【權(quán)利要求】
1.一種基于萬向節(jié)與滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型去毛刺機(jī)，所述去毛刺機(jī)包括三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、上工作臺(tái)、六個(gè)等速萬向節(jié)、三根絲杠、三個(gè)螺母、三個(gè)套筒、下工作臺(tái)、去毛刺電動(dòng)機(jī)、去毛刺球頭，每個(gè)等速萬向節(jié)均由主動(dòng)叉、從動(dòng)叉和滾珠組成，其特征在于，第一、第二、第三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分別通過聯(lián)軸器與第一、第二、第三等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉相連，上述三個(gè)主動(dòng)叉與對應(yīng)的三個(gè)從動(dòng)叉之間通過滾珠連接，第一、第二、第三絲杠一端分別通過聯(lián)軸器與上述第一、第二、第三等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉相連；第一、第二、第三絲杠的另一端分別通過一個(gè)螺母與一個(gè)套筒相連；三個(gè)套筒的另一端分別通過聯(lián)軸器與第四、第五、第六等速萬向節(jié)的從動(dòng)叉相連，上述三個(gè)從動(dòng)叉與對應(yīng)的三個(gè)主動(dòng)叉之間通過滾珠連接，第四、第五、第六等速萬向節(jié)的主動(dòng)叉分別固定于下工作臺(tái)之上，去毛刺電動(dòng)機(jī)固定在下工作臺(tái)的中央，去毛刺球頭與去毛刺電動(dòng)機(jī)的輸出軸相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去毛刺機(jī)，其特征在于，所述三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)安裝在上工作臺(tái)上，所述上工作臺(tái)始終處于水平方向。
【文檔編號】B24B47/00GK204235382SQ201420443781
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】李全寶, 陳成軍, 王亞琪 申請人:青島理工大學(xué)