一種緩沖式接觸力主動控制多用途作業(yè)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種緩沖式接觸力主動控制多用途作業(yè)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動化裝備與機器人技術(shù)的發(fā)展，各種坐標(biāo)式機床、加工中心以及關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人相繼問世，并逐漸形成了坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式兩類通用運動平臺，在這兩類運動平臺末端連接不同作業(yè)頭，可完成各種各樣的作業(yè)任務(wù)。
[0003]但是，對于已經(jīng)成型的誤差較大的作業(yè)對象(如:管件、鈑金曲面等)進行二次加工時，這兩類通用運動平臺存在以下缺點:其一，這兩類運動平臺采用空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)驅(qū)動作業(yè)頭作業(yè)，因而需要預(yù)先知道作業(yè)對象的精確尺寸、空間位置；其二，由于作業(yè)頭需要達到精確的空間位置，就要求這兩類運動平臺的每個自由度都具有較高的精度，還有可能需要配備逆向工程裝備，因而造價高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服以上的不足和缺陷提出一種緊湊而且結(jié)構(gòu)簡化的緩沖式接觸力主動控制多用途作業(yè)設(shè)備。
[0005]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種緩沖式接觸力主動控制多用途作業(yè)設(shè)備，包括直線驅(qū)動機構(gòu)、緩沖機構(gòu)、工作頭驅(qū)動機構(gòu)和工作頭；
[0007]所述直線驅(qū)動機構(gòu)包括直線進給外殼和伺服直線驅(qū)動機構(gòu)；所述伺服直線驅(qū)動機構(gòu)安裝于所述直線進給外殼內(nèi)，并驅(qū)動所述緩沖機構(gòu)直線運動；
[0008]所述緩沖機構(gòu)包括緩沖外殼、緩沖器和力傳感器；所述緩沖外殼與所述直線驅(qū)動機構(gòu)的直線進給外殼滑動連接；所述緩沖器和力傳感器串聯(lián)連接于所述緩沖外殼與工作頭驅(qū)動機構(gòu)之間；
[0009]所述工作頭驅(qū)動機構(gòu)的主軸電機外殼與所述緩沖外殼滑動連接；
[0010]所述工作頭驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述工作頭進行工作。
[0011]優(yōu)選的，所述伺服直線驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機、絲桿和絲桿螺母；
[0012]所述絲桿螺母安裝于所述絲桿上，所述緩沖外殼安裝于所述絲桿螺母上；所述伺服電機驅(qū)動安裝于所述直線進給外殼內(nèi)；所述伺服電機驅(qū)動所述絲桿轉(zhuǎn)動；帶動所述絲桿螺母移動，從而帶動所述緩沖外殼滑動。
[0013]優(yōu)選的，所述工作頭驅(qū)動機構(gòu)包括主軸、主軸電機和主軸電機外殼；
[0014]所述主軸電機安裝于所述主軸電機外殼內(nèi)，所述主軸與所述主軸電機的輸出軸連接；所述工作頭安裝于所述主軸上。
[0015]優(yōu)選的，所述直線進給外殼的未連接所述緩沖機構(gòu)的一端設(shè)置有對接口。
[0016]優(yōu)選的，所述緩沖外殼的外部均勻設(shè)置有凹槽；所述直線進給外殼的內(nèi)壁上設(shè)置有與所述凹槽相配合的凸齒。
[0017]優(yōu)選的，所述主軸電機外殼的外部均勻設(shè)置有凹槽；所述緩沖外殼的內(nèi)壁上設(shè)置有與所述凹槽相配合的凸齒。
[0018]優(yōu)選的，所述主軸與所述主軸電機之間通過聯(lián)軸器連接。
[0019]另一個實施方案:所述主軸與所述主軸電機之間通過直角連接塊連接。
[0020]所述主軸電機外殼與緩沖外殼之間還連接有直線軸承、內(nèi)套筒、外套筒和彈簧端蓋；所述力傳感器一端與所述主軸電機外殼通過球鉸連接，另一端與所述內(nèi)套筒通過球鉸連接；所述內(nèi)套筒穿入所述直線軸承內(nèi)孔，所述直線軸承固定安裝在所述外套筒內(nèi)，所述內(nèi)套筒借助所述直線軸承可沿相對所述外套筒直線運動；所述外套筒一端固定安裝在所述緩沖外殼上，并與所述直線軸承同軸，另一端與所述彈簧端蓋固定安裝；作為緩沖器的彈簧一端通過銷釘安裝在彈簧端蓋上，另一端通過銷釘安裝在內(nèi)套筒上。
[0021]優(yōu)選的，所述直線進給外殼的內(nèi)部安裝有兩個極限限位行程開關(guān)及三個位置感應(yīng)傳感器。
[0022]本發(fā)明通過將工作頭嫁接到運動平臺，能減小沖擊作用，根據(jù)采用緩沖式操作控制作業(yè)過程中的接觸力，從而提高加工質(zhì)量；由于接觸力控制完全由緩沖式操作控制完成，對被嫁接運動平臺動作要求、精度要求都較低，從而降低設(shè)備整體造價；接觸力通過柔性控制可降低控制系統(tǒng)開發(fā)難度，提高設(shè)備可靠性。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)前視示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)后視示意圖。
[0025]圖3是本發(fā)明的另一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4是圖1的側(cè)視剖視示意圖。
[0027]圖5是本發(fā)明的一個實施例的緩沖機構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中:直線驅(qū)動機構(gòu)1，主軸電機外殼2，緩沖機構(gòu)3，馬達4，直角連接塊5，主軸6，工作頭7，對接口 8，直線進給外殼11，伺服電機12，絲桿13，絲桿螺母14，緩沖外殼31，緩沖器32，力傳感器33，位置感應(yīng)傳感器221、222、223，極限限位行程開關(guān)224、225，彈簧端蓋330，彈簧銷釘331，332，球鉸鏈340，連接母342，直線軸承407，外套筒313，內(nèi)套筒314，彈簧 312。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0030]如圖1、圖2和圖4所示，一種緩沖式接觸力主動控制多用途作業(yè)設(shè)備，包括直線驅(qū)動機構(gòu)1、緩沖機構(gòu)3、工作頭驅(qū)動機構(gòu)和工作頭7 ;
[0031]所述直線驅(qū)動機構(gòu)I包括直線進給外殼11和伺服直線驅(qū)動機構(gòu)；所述伺服直線驅(qū)動機構(gòu)安裝于所述直線進給外殼11內(nèi)，并驅(qū)動所述緩沖機構(gòu)3直線運動；
[0032]所述緩沖機構(gòu)3包括緩沖外殼31、緩沖器32和力傳感器33 ;所述緩沖外殼31與所述直線驅(qū)動機構(gòu)I的直線進給外殼11滑動連接；所述緩沖器32和力傳感器33串聯(lián)連接于所述緩沖外殼31與工作頭驅(qū)動機構(gòu)之間；
[0033]所述緩沖器32和所述力傳感器33均安裝于所述緩沖外殼31內(nèi)；所述緩沖器32的一端與所述力傳感器33的一端連接，另一端與所述緩沖外殼31的一端內(nèi)壁連接；所述力傳感器33的另一端與所述主軸電機外殼2的一端連接；或所述緩沖器32的一端與所述力傳感器33的一端連接，另一端與所述主軸電機外殼2的一端連接；所述力傳感器33與所述緩沖外殼31的一端內(nèi)壁連接；
[0034]所述工作頭7安裝于所述工作頭驅(qū)動機構(gòu)；所述工作頭驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述工作頭7轉(zhuǎn)動。
[0035]當(dāng)所述工作頭7受力壓縮時，所述工作頭驅(qū)動機構(gòu)會向后滑動，使所述緩沖器32受力被壓縮，緩沖器32把壓縮力傳遞給力傳感器33，力傳感器33力信號給控制器，所述控制器接收信號后，將通過所述直線驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動控制，控制所述緩沖機構(gòu)的作用力，從而控制對所述工作頭驅(qū)動機構(gòu)的作用力，進而控制所述工作頭對作業(yè)對象的接觸力。
[0036]直線驅(qū)動機構(gòu)、緩沖機構(gòu)3和工作頭驅(qū)動機構(gòu)形成由外殼連續(xù)套接而成的一體化結(jié)構(gòu)，用最簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)工作頭7與工件的接觸力的自動控制功能，而且外形相對小巧緊湊，方便適用于各種場合，拓展了適用范圍。
[0037]其中，所述緩沖器32為彈簧、氣彈簧、液壓緩沖器、封閉氣缸、氣囊、高分子彈性體或復(fù)合粘彈模塊的一種或多種組合。
[0038]優(yōu)選的，所述伺服直線驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機12、絲桿13和絲桿螺母14 ;
[0039]所述絲桿螺母14安裝于所述絲桿13上，所述緩沖外殼11安裝于所述絲桿螺母14上；所述伺服電機12驅(qū)動安裝于所述直線進給外殼11內(nèi)；所述伺服電機驅(qū)動所述絲桿轉(zhuǎn)動；帶動所述絲桿螺母14移動，從而帶動所述緩沖外殼31滑動。
[0040]采用絲桿驅(qū)動方式，使所述緩沖機構(gòu)的移動精度高，穩(wěn)定型好，從而保證了加工的精度。
[0041]優(yōu)選的，所述工作頭驅(qū)動機構(gòu)包括主軸6、主軸電機4和主軸電機外殼2 ；
[0042]所述主軸電機4安裝于所述主軸電機外殼2內(nèi)，所述主軸6與所述主軸電機4的輸出軸連接；所述工作頭7安裝于所述主軸6上。