專利名稱：基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種相貫線切割作業(yè)單元，特別是涉及一種基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有專利GB2173472 (或 EP0200369、US4790718)、SE8502327 (或 US4732525)、EP0674969 (或US6336375)、CN1524662 (或W02005025816)所公開的帶定位頭的多坐標(biāo)混
聯(lián)機(jī)器人，包括至少三個(gè)可沿縱向伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置。其中一個(gè)從動(dòng)或主動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置的一端與一可動(dòng)定位頭固接并通過(guò)鉸鏈與固定架連接，以限制定位頭的某幾個(gè)自由度。而其他各調(diào)節(jié)裝置則是一端通過(guò)虎克鉸連接在固定架上，以使其能相對(duì)于固定架繞各個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端通過(guò)球鉸鏈與所述的從動(dòng)或主動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的另一端連接。現(xiàn)有專利CN101049692所公開的帶定位頭的五自由度混聯(lián)機(jī)器人，包括固定架、動(dòng)平臺(tái)、定位頭以及在固定架與動(dòng)平臺(tái)之間的三個(gè)可沿縱向伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置。各長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置一端通過(guò)球鉸鏈連接于固定架上，另一端則轉(zhuǎn)動(dòng)連接于動(dòng)平臺(tái)。上述多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人受其調(diào)節(jié)裝置的伸縮量的限制，工作空間的范圍皆有限?，F(xiàn)有專利CN201325057所公開的整周回轉(zhuǎn)的五自由度機(jī)器人，雖具備回轉(zhuǎn)功能但因其不能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)距離直線移動(dòng)，其五自由度機(jī)器人模塊的工作空間在也有限。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種可以拓展機(jī)器人的活動(dòng)范圍的沿長(zhǎng)行程導(dǎo)軌移動(dòng)的基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，包括:固定床身，沿固定床身的長(zhǎng)度方向且對(duì)稱的設(shè)置在固定床身的上表面兩端的直線導(dǎo)軌，以及以面對(duì)面的布置方式滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌上的兩組結(jié)構(gòu)相同的移動(dòng)單元。所述的移動(dòng)單元包括有滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌上的移動(dòng)滑座，固定設(shè)置在移動(dòng)滑座上的第一連接架，固定設(shè)置在第一連接架頂端的第二連接架，以及固定設(shè)置在第二連接架頂端的切割工具；所述的移動(dòng)滑座連接有移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。所述的切割工具包括:動(dòng)平臺(tái)，連接在動(dòng)平臺(tái)末端的定位頭，固定設(shè)置在第二連接架頂端的固定架，以及連接在動(dòng)平臺(tái)與固定架之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，所述的支鏈包括有與固定架相旋轉(zhuǎn)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)叉、旋轉(zhuǎn)的連接在轉(zhuǎn)動(dòng)叉一側(cè)的插槽內(nèi)的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置、連接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置頂端的驅(qū)動(dòng)裝置以及一端旋轉(zhuǎn)的連接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置末端的T形鉸；所述的T形鉸的另一端旋轉(zhuǎn)的連接在動(dòng)平臺(tái)上。連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)叉和固定架的旋轉(zhuǎn)軸線與連接所述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)叉的軸線垂直相交，連接所述的T形鉸和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置的旋轉(zhuǎn)軸線平行于長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置的長(zhǎng)度軸線方向，連接所述的T形鉸和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置的旋轉(zhuǎn)軸線與連接所述T形鉸和動(dòng)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線垂直相交。[0010]所述定位頭為具有兩個(gè)自由度的串聯(lián)轉(zhuǎn)頭。本實(shí)用新型的基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，為一種輕型5自由度混聯(lián)機(jī)器人，可減低整機(jī)重量。同時(shí)，該相貫線切割作業(yè)單元包含兩個(gè)同直線相向布置的運(yùn)動(dòng)單元，可有效提高作業(yè)效率，并可實(shí)現(xiàn)工件兩端任意相貫線的切割。因此，本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn):1、支鏈與固定架采用轉(zhuǎn)動(dòng)叉的連接方式，有利于減少固定架的外形尺寸，實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)；2、基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的切割工具，可實(shí)現(xiàn)工件兩端任意相貫線的切割；3、具有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，并可實(shí)現(xiàn)同直線的相向或相離運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)該運(yùn)動(dòng)，可適應(yīng)馬鞍深度較大的相貫線切割；4、可實(shí)現(xiàn)對(duì)較小管徑工件的外切割，以及較大管徑工件的內(nèi)切割。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型中切割工具的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型對(duì)包含較小管徑工件的外切割相貫線切割作業(yè)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型對(duì)包含較大管徑工件的內(nèi)切割相貫線切割作業(yè)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中
`[0021]1:固定床身2:移動(dòng)滑座3:第一連接架4:第二連接架5:切割工具6:直線導(dǎo)軌7:固定架8:支鏈9:動(dòng)平臺(tái)10:定位頭11:移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置12:工件13:工件14:轉(zhuǎn)動(dòng)叉8a:轉(zhuǎn)動(dòng)叉14和固定架7的旋轉(zhuǎn)軸線8b:長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82和轉(zhuǎn)動(dòng)叉14的軸線8c:T形鉸81和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82的旋轉(zhuǎn)軸線8d:T形鉸81和動(dòng)平臺(tái)9的旋轉(zhuǎn)軸線
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型的基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置做出詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型的基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，包括:固定床身1，沿固定床身I的長(zhǎng)度方向且對(duì)稱的設(shè)置在固定床身I上表面兩端的直線導(dǎo)軌6，所述的固定床身I上固定設(shè)置有四條直線導(dǎo)軌6，以及以面對(duì)面的布置方式滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌6上的兩組結(jié)構(gòu)相同的移動(dòng)單元。所述的移動(dòng)單元包括有滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌6上的移動(dòng)滑座2，固定設(shè)置在移動(dòng)滑座2上的第一連接架3，固定設(shè)置在第一連接架3頂端的第二連接架4，以及固定設(shè)置在第二連接架4頂端的切割工具5，所述的移動(dòng)滑座2連接移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置11，使所述移動(dòng)滑座2可沿所述直線導(dǎo)軌6作相對(duì)所述固定床身I沿X方向的直線滑移運(yùn)動(dòng)。所述的移動(dòng)滑座2相對(duì)固定床身I的直線滑移運(yùn)動(dòng)由固定設(shè)置在所述移動(dòng)滑座2上的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置11驅(qū)動(dòng)，所述的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置11采用伺服電機(jī)一減速器一齒輪一齒條的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。所述的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置11還可以采用直線電機(jī)。當(dāng)然，在具體實(shí)施時(shí)，采用其它任意一種可實(shí)現(xiàn)該功能的結(jié)構(gòu)形式都是可以的。如圖2所示,所述的切割工具5包括:動(dòng)平臺(tái)9,連接在動(dòng)平臺(tái)9末端的定位頭10,固定設(shè)置在移動(dòng)單元的第二連接架4頂端的固定架7，分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)叉14呈面對(duì)稱的形式設(shè)置在固定架7的頂端及兩側(cè)的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈8，所述定位頭10為具有兩個(gè)自由度的串聯(lián)轉(zhuǎn)頭。所述的支鏈8包括有旋轉(zhuǎn)的連接在轉(zhuǎn)動(dòng)叉14 一側(cè)的插槽內(nèi)的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82、連接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82頂端的驅(qū)動(dòng)裝置83以及一端旋轉(zhuǎn)的連接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82末端的T形鉸81，所述的T形鉸81的另一端旋轉(zhuǎn)的連接在動(dòng)平臺(tái)9上，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)叉14的另一側(cè)旋轉(zhuǎn)的連接在固定架7上，所述的驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)，使所述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82成為主動(dòng)移動(dòng)副。連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)叉14和固定架7的旋轉(zhuǎn)軸線8a與連接所述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82和轉(zhuǎn)動(dòng)叉14的軸線Sb垂直相交，連接所述的T形鉸81和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82的旋轉(zhuǎn)軸線Sc平行于所述的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82的長(zhǎng)度軸線方向，連接所述的T形鉸81和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置82的旋轉(zhuǎn)軸線8c與連接所述的T形鉸81和動(dòng)平臺(tái)9的旋轉(zhuǎn)軸線8d垂直相交。如圖3、圖4所示，為包含工件12或13的相貫線切割作業(yè)單元，可實(shí)現(xiàn)對(duì)較小管徑工件12的外切割，以及較大管徑工件13的內(nèi)切割，所述工件12或13固定設(shè)置在所述固定床身I上，且設(shè)置在兩個(gè)移動(dòng)單元的中間，兩個(gè)移動(dòng)單元可同時(shí)作業(yè)，可有效提高工作效率。
權(quán)利要求1.種基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，其特征在于，包括:固定床身(I)，沿固定床身(I)的長(zhǎng)度方向且對(duì)稱的設(shè)置在固定床身(I)的上表面兩端的直線導(dǎo)軌(6)，以及以面對(duì)面的布置方式滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌(6)上的兩組結(jié)構(gòu)相同的移動(dòng)單元。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，其特征在于，所述的移動(dòng)單元包括有滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌(6)上的移動(dòng)滑座(2)，固定設(shè)置在移動(dòng)滑座(2)上的第一連接架(3)，固定設(shè)置在第一連接架(3)頂端的第二連接架(4)，以及固定設(shè)置在第二連接架(4)頂端的切割工具(5);所述的移動(dòng)滑座(2)連接有移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(II)。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，其特征在于，所述的切割工具(5)包括:動(dòng)平臺(tái)(9)，連接在動(dòng)平臺(tái)(9)末端的定位頭(10)，固定設(shè)置在第二連接架(4)頂端的固定架(7)，以及連接在動(dòng)平臺(tái)(9)與固定架(7)之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈(8 )，所述的支鏈(8 )包括有與固定架(7 )相旋轉(zhuǎn)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)叉(14)、旋轉(zhuǎn)的連接在轉(zhuǎn)動(dòng)叉(14) 一側(cè)的插槽內(nèi)的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置(82)、連接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置(82)頂端的驅(qū)動(dòng)裝置(83)以及一端旋轉(zhuǎn)的連接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置(82)末端的T形鉸(81);所述的T形鉸(81)的另一端旋轉(zhuǎn)的連接在動(dòng)平臺(tái)(9)上。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，其特征在于，連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)叉(14)和固定架(7)的旋轉(zhuǎn)軸線(8a)與連接所述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置(82)和轉(zhuǎn)動(dòng)叉(14)的軸線(Sb)垂直相交，連接所述的T形鉸(81)和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置(82)的旋轉(zhuǎn)軸線(Sc)平行于長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置(82)的長(zhǎng)度軸線方向，連接所述的T形鉸(81)和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置(82)的旋轉(zhuǎn)軸線(Sc)與連接所述T形鉸(81)和動(dòng)平臺(tái)(9)的旋轉(zhuǎn)軸線(8d)垂直相交。
5.據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，其特征在于，所述定位頭(10)為具有兩個(gè)自由度的串聯(lián)轉(zhuǎn)頭。
專利摘要一種基于多坐標(biāo)混聯(lián)機(jī)器人的相貫線切割作業(yè)裝置，包括固定床身，沿固定床身的長(zhǎng)度方向且對(duì)稱的設(shè)置在固定床身的上表面兩端的直線導(dǎo)軌，以及以面對(duì)面的布置方式滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌上的兩組結(jié)構(gòu)相同的移動(dòng)單元。所述的移動(dòng)單元包括有滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌上的移動(dòng)滑座，固定設(shè)置在移動(dòng)滑座上的第一連接架，固定設(shè)置在第一連接架頂端的第二連接架，以及固定設(shè)置在第二連接架頂端的切割工具；所述的移動(dòng)滑座連接有移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。本實(shí)用新型為一種輕型5自由度混聯(lián)機(jī)器人，可減低整機(jī)重量。同時(shí)，該相貫線切割作業(yè)單元包含兩個(gè)同直線相向布置的運(yùn)動(dòng)單元，可有效提高作業(yè)效率，并可實(shí)現(xiàn)工件兩端任意相貫線的切割。
文檔編號(hào)B23K37/02GK202922121SQ20122052923
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者黃田, 汪滿新, 竇永磊, 王攀峰, 梅江平 申請(qǐng)人:天津大學(xué)