本發(fā)明涉及一種銑削拋光一體化的履帶式工業(yè)機器人，屬于工業(yè)機器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

銑削和拋光過程中會產(chǎn)生鐵屑通過空氣傳播進入加工工人呼吸道內(nèi)，使得工人不能長期從事銑削工作，每隔幾年就會進行人員的更換。而且機床進行高速銑削時，損耗大，生產(chǎn)成本高工件經(jīng)過銑削之后還需要經(jīng)過拋光，才能成為成品，而拋光對于技術(shù)的需求與對于身體的危害相對于銑削更為嚴(yán)重，所以拋光機器人的研發(fā)也在近幾年得到了各大公司的重視，但由于工件拋光部位的不確定因素，對拋光機器人進行程序的反復(fù)編寫顯得十分繁瑣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

目的：為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種銑削拋光一體化的履帶式工業(yè)機器人，將工件的銑削和拋光實現(xiàn)一體化，解決工件拋光的繁瑣編程和重定位的誤差問題。

技術(shù)方案：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種銑削拋光一體化的履帶式工業(yè)機器人，包括換刀裝置、刀具角度調(diào)整裝置、第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂、機座和兩組行進機構(gòu)，所述兩組行進機構(gòu)通過電機分別設(shè)置在機座兩側(cè)，所述第一機械臂通過舵機安裝在機座頂端，實現(xiàn)繞z軸的360°旋轉(zhuǎn)，所述第二機械臂的一端通過舵機與第一機械手臂連接，實現(xiàn)繞x軸的360°旋轉(zhuǎn)；所述第三機械臂通過舵機與第二機械臂的另一端連接，實現(xiàn)繞y軸的360°旋轉(zhuǎn)，所述刀具角度調(diào)整裝置通過螺栓與第三機械手臂連接，實現(xiàn)繞x軸的270°旋轉(zhuǎn)，所述換刀裝置設(shè)置在刀具角度調(diào)整裝置上。

優(yōu)選地，所述行進機構(gòu)為三角形履帶式行進機構(gòu)，包括主動輪、導(dǎo)向輪、若干支重輪、橡膠履帶、支撐架和導(dǎo)向支桿，所述主動輪設(shè)置在支撐架頂端，所述若干支重輪設(shè)置在支撐架下方的前后兩側(cè)，所述導(dǎo)向支桿一端水平連接支撐架，另一端與導(dǎo)向輪水平連接，所述橡膠履帶按順序繞接在主動輪、支重輪和導(dǎo)向輪上，且所述橡膠履帶與主動輪嚙合連接，所述主動輪與電機輸出軸連接。

優(yōu)選地，所述支重輪在支撐架下方的前后兩側(cè)各設(shè)置一組，且每組均有兩個支重輪。

優(yōu)選地，所述換刀裝置為分布式直動式電磁閥，實現(xiàn)刀具的裝夾。

優(yōu)選地，所述換刀裝置裝夾銑刀和拋光軸的規(guī)格范圍為1-20mm。

有益效果：本發(fā)明提供一種銑削拋光一體化的履帶式工業(yè)機器人，將工件的銑削和拋光實現(xiàn)一體化，解決了工件拋光的繁瑣編程和重定位的誤差問題，操作簡單且滿足了各種加工需求，同時采用履帶式行進機構(gòu)，接地壓強小，適合在泥濘或松軟場地作業(yè)，凹陷度小，滾動阻力小，越野性能優(yōu)秀，且可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，具有良好的自復(fù)位和越障能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的加工示意圖；

圖3為本發(fā)明的履帶式行進機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的換刀裝置和刀具角度調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的控制系統(tǒng)示意圖；

圖中：換刀裝置1、刀具角度調(diào)整裝置2、第一機械臂3、第二機械臂4、第三機械臂5、機座6、行進機構(gòu)7、主動輪7-1、導(dǎo)向輪7-2、支重輪7-3、橡膠履帶7-4、支撐架7-5、導(dǎo)向支桿7-6、。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)描述：

如圖1-5所示，一種銑削拋光一體化的履帶式工業(yè)機器人，包括換刀裝置1、刀具角度調(diào)整裝置2、第一機械臂3、第二機械臂4、第三機械臂5、機座6和兩組行進機構(gòu)7，所述兩組行進機構(gòu)7通過電機分別設(shè)置在機座6兩側(cè)，所述第一機械臂3通過舵機安裝在機座6頂端，實現(xiàn)繞z軸的360°旋轉(zhuǎn)，所述第二機械臂4的一端通過舵機與第一機械手臂3連接，實現(xiàn)繞x軸的360°旋轉(zhuǎn)；所述第三機械臂5通過舵機與第二機械臂4的另一端連接，實現(xiàn)繞y軸的360°旋轉(zhuǎn)，所述刀具角度調(diào)整裝置2通過螺栓與第三機械手臂5連接，實現(xiàn)繞x軸的270°旋轉(zhuǎn)，所述換刀裝置1設(shè)置在刀具角度調(diào)整裝置上。

優(yōu)選地，所述行進機構(gòu)7為三角形履帶式行進機構(gòu)，包括主動輪7-1、導(dǎo)向輪7-2、若干支重輪7-3、橡膠履帶7-4、支撐架7-5和導(dǎo)向支桿7-6，所述主動輪7-1設(shè)置在支撐架7-5頂端，所述若干支重輪7-3設(shè)置在支撐架7-5下方的前后兩側(cè)，所述導(dǎo)向支桿7-6一端水平連接支撐架7-5，另一端與導(dǎo)向輪7-2水平連接，所述橡膠履帶7-4按順序繞接在主動輪7-1、支重輪7-3和導(dǎo)向輪7-5上，且所述橡膠履帶7-4與主動輪7-1嚙合連接，所述主動輪7-1與設(shè)置在機架6上的電機的輸出軸連接。

優(yōu)選地，所述支重輪7-3在支撐架7-5下方的前后兩側(cè)各設(shè)置一組，且每組均有兩個支重輪7-3。

優(yōu)選地，所述換刀裝置1為分布直動式電磁閥，實現(xiàn)刀具的裝夾。

優(yōu)選地，所述換刀裝置1裝夾銑刀和拋光軸的規(guī)格范圍為1-20mm。

本發(fā)明的工作方法如下：

在如圖2所示的工作臺上，固定要加工的零件，并以工作臺一角為原點建立坐標(biāo)系，同時對機器人的控制系統(tǒng)進行銑削編程（為本領(lǐng)域技術(shù)人員掌握的常規(guī)技術(shù)手段，故而未加詳述），對毛坯粗加工。加工完成后退回到原點，實行自動換刀。首先將機械臂（通過控制三個機械臂的舵機進行運動）移動到銑刀架上，松開電磁閥（換刀裝置），將銑刀放在銑刀架上，之后換刀裝置移到拋光軸架上，夾緊電磁閥（換刀裝置），進行拋光加工。拋光工序結(jié)束之后將機械臂移動到拋光軸架上后，松開電磁閥（換刀裝置），將拋光軸放到拋光軸架上對應(yīng)位置上，再移到銑刀架上，重復(fù)上述工序，換回到銑刀。如果加工過程需要不同規(guī)格的銑刀，則配置與銑刀規(guī)格一致的拋光軸，每把銑刀用完都換成相同規(guī)格的拋光軸。本發(fā)明通過三個機械臂和一個換刀裝置，能實現(xiàn)空間任意位置的加工。

本發(fā)明采用履帶式行進機構(gòu)，如圖3所示，行走時，主動輪7-1與橡膠履帶7-4嚙合，橡膠履帶7-4與地面接觸。主動輪7-1在電機扭矩的作用下，通過主動輪7-1的輪齒和橡膠履帶7-4之間的嚙合,連續(xù)不斷地使橡膠履帶7-4進行圓周運動。與地面接觸的那部分橡膠履帶7-4同時給地面一個向后的作用力,而地面相應(yīng)地給橡膠履帶7-4一個向前的反作用力,這個反作用是推動機器人向前行駛的驅(qū)動力。當(dāng)驅(qū)動力大于行走阻力時,支重輪7-3就在橡膠履帶7-4上表面向前滾動,從而使機器人向前運動。此外，主動輪7-1各連接著一個電機作為驅(qū)動，通過電機直接連接到機座。兩個電機可以以獨立的速度運行，因此可以通過控制電機的運轉(zhuǎn)速度來實現(xiàn)履帶機器人的差速轉(zhuǎn)向。這樣可以實現(xiàn)機器人的快速轉(zhuǎn)向，極大地提高了機器人行走的靈活性。在電機的選擇上，因為兩個電機相互獨立互不干擾，所以需要得到相應(yīng)的速度反饋，之后通過pid控制后才能保證正常行進。因此選用namiki直流空心杯減速電機，自帶ab兩相光電編碼器，用來測量實時速度。通電電壓為12v，行進速度可達(dá)到0.8m/s，轉(zhuǎn)矩為30g/cm?？紤]到安裝問題，可將電機先與一個設(shè)計好的三角形架子連接在一起，之后再將架子通過螺栓固定到機座上。電機的選擇由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求進行選擇。

在本發(fā)明中，由于機器人的關(guān)節(jié)數(shù)較多，為了保證機器人動作的靈活性，采用舵機作為每一個關(guān)節(jié)的連接部分，由單片機控制舵機完成每個關(guān)節(jié)的定位和運動。舵機不但外部機械設(shè)計簡單，體積小，而且具有控制信號相對簡單，穩(wěn)定性好，控制精度高的特點。舵機在控制方面通過單片機輸出方波的不同占空比來調(diào)節(jié)舵機角度和旋轉(zhuǎn)速度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過實際需求編寫舵機的運動程序，屬于本領(lǐng)及技術(shù)人員常規(guī)技術(shù)手段。

本發(fā)明采用采用主、從兩級cpu處理結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能，如圖5所示，上位機通過單片機分別控制兩個履帶式行進機構(gòu)的電機運行和三個機械臂的運動，其中電機驅(qū)動技術(shù)以及控制機械臂運動技術(shù)均為本領(lǐng)域技術(shù)人員掌握的常規(guī)技術(shù)手段，故而未加詳述。

以上實施是對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但本發(fā)明不限于此，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和工作原理下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本新型的技術(shù)方案和材料作出的各種變形和改進，均應(yīng)在本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護。