專(zhuān)利名稱(chēng)：鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置及其方法
鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置及其方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于刀庫(kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種。對(duì)鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手進(jìn)行可靠性試驗(yàn)、并對(duì)換刀過(guò)程運(yùn)動(dòng)參數(shù)與狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的試驗(yàn)裝置及其方法。
背景技術(shù)：
鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手是加工中心的重要組成單元，其主要由鏈?zhǔn)降稁?kù)、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)械手組成，可根據(jù)操作人員的指令在刀庫(kù)中選擇指定的加工刀具，并由液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手在刀庫(kù)中取刀，并送到加工中心的主軸上，由加工中心主軸帶動(dòng)刀具進(jìn)行切削作業(yè)。由于刀庫(kù)及機(jī)械手自動(dòng)化程度高、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜且與加工中心配套工作，其可靠性對(duì)保障其加工任務(wù)而言非常關(guān)鍵。目前，刀庫(kù)及機(jī)械手在整個(gè)加工中心中仍然屬于容易發(fā)生故障的功能部件之一，直接影響加工中心的無(wú)故障工作時(shí)間的長(zhǎng)短。其動(dòng)作要求迅速而準(zhǔn)確，由此對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)定位、運(yùn)動(dòng)精度、夾持力大小等都有很高的要求，一旦有運(yùn)動(dòng)故障或定位、運(yùn)動(dòng)誤差過(guò)大，會(huì)引起換刀過(guò)程中發(fā)生刀具干涉、卡死和掉刀等故障，導(dǎo)致?lián)Q刀過(guò)程失敗。由此，從進(jìn)一步提高刀庫(kù)及機(jī)械手的可靠性與精度保持性、研發(fā)刀庫(kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置具有重要意義。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，在中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公布號(hào)CN201540212U的發(fā)明專(zhuān)利具有類(lèi)似技術(shù)，名稱(chēng)為一種刀庫(kù)及機(jī)械手試驗(yàn)臺(tái)。該裝置的特點(diǎn)是在底座上固定模擬主軸支架，在模擬主軸支架末端連接與刀庫(kù)配合的刀具夾持機(jī)構(gòu)，模擬主軸與夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行模擬換刀。該試驗(yàn)臺(tái)的不足之處為1、該試驗(yàn)臺(tái)在測(cè)試中所使用的刀具均為模擬刀具，與實(shí)際刀庫(kù)及機(jī)械手實(shí)際工作情況相差較大，在此基礎(chǔ)上分析和研究其可靠性所得結(jié)果不夠精確；2、沒(méi)有配套相應(yīng)的換刀過(guò)程參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，僅僅限于對(duì)故障現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和記錄，很難對(duì)故障相關(guān)的一些精度變化情況、運(yùn)動(dòng)與力學(xué)因素原因進(jìn)行判定。由此，為了能夠根據(jù)故障原因進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)化、從根本上提高刀庫(kù)及機(jī)械手可靠性，非常有必要開(kāi)發(fā)一種針對(duì)鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的同時(shí)，對(duì)引起故障的一些因素與運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有換刀過(guò)程運(yùn)動(dòng)參數(shù)與狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)功能的鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置，包括底座、鏈?zhǔn)降稁?kù)、刀具、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、主軸、固定架、試驗(yàn)臺(tái)架、第一位移傳感器、 三軸加速度傳感器、單軸加速度傳感器、光電接近開(kāi)關(guān)、第二位移傳感器、第一支撐架、第二支撐架和第三支撐架，其中底座固定在地面上，鏈?zhǔn)降稁?kù)固定安裝在底座上，刀具設(shè)置在鏈?zhǔn)降稁?kù)的刀位上并由鏈?zhǔn)降稁?kù)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)到達(dá)換刀位置，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與鏈?zhǔn)降稁?kù)相固連，機(jī)械手設(shè)置在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸上并在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、橫向平移和縱向平移，實(shí)現(xiàn)抓刀、拔刀、換刀和裝刀動(dòng)作；試驗(yàn)臺(tái)架固定安裝在地面上，固定架固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，固定架上固定安裝有主軸；在機(jī)械手上固定安裝有三軸加速度傳感器和單軸加速度傳感器，分別用于檢測(cè)機(jī)械手在平移過(guò)程和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速度；第一支撐架固定安裝在底座上，在該第一支撐架的上端安裝有與機(jī)械手的手爪軸心相對(duì)的第一位移傳感器， 用于檢測(cè)機(jī)械手把刀具安裝到主軸過(guò)程中裝刀點(diǎn)處是否掉刀和裝刀點(diǎn)的位置信息；第二支撐架固定安裝在底座上，該第二支撐架的上端安裝有與機(jī)械手的另一手爪軸心相對(duì)的光電接近開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)機(jī)械手在橫向平移過(guò)程中是否掉刀；第三支撐架固定安裝在底板上，該第三支撐架的上端安裝有與鏈?zhǔn)降稁?kù)的換刀刀位軸心正對(duì)的第三位移傳感器，用于檢測(cè)機(jī)械手在抓刀和拔刀過(guò)程中是否掉刀和抓刀點(diǎn)的位置信息。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)(1)采用本發(fā)明提出的方法，可對(duì)鏈?zhǔn)降稁?kù)機(jī)械手進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，具有操作方便、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。(2)由于此試驗(yàn)裝置中采用多種傳感器對(duì)鏈?zhǔn)降稁?kù)換刀過(guò)程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)和狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，不僅可發(fā)現(xiàn)其故障產(chǎn)生的情況，而且可提供相應(yīng)信息對(duì)鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手發(fā)生故障的原因進(jìn)行判別。(3)本發(fā)明鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可通過(guò)可靠性試驗(yàn)與分析來(lái)提高鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性，具有很好的市場(chǎng)前景。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1為鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置的三維結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖2所示為鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手的試驗(yàn)方法示意圖。
圖3為鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置的測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1，本發(fā)明鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置，包括底座1、鏈?zhǔn)降稁?kù)2、刀具3、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4、機(jī)械手5、主軸6、固定架7、試驗(yàn)臺(tái)架8、第一位移傳感器9、三軸加速度傳感器10、單軸加速度傳感器11、光電接近開(kāi)關(guān)12、第二位移傳感器13、第一支撐架14、 第二支撐架15和第三支撐架16，其中底座1固定在地面上，鏈?zhǔn)降稁?kù)2固定安裝在底座1 上，刀具3設(shè)置在鏈?zhǔn)降稁?kù)2的刀位上并由鏈?zhǔn)降稁?kù)2轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)到達(dá)換刀位置，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 4屬于鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手整個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)部件并與鏈?zhǔn)降稁?kù)2相固連，整個(gè)鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手產(chǎn)品固定安裝在底座1上，機(jī)械手5設(shè)置在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的輸出軸上并在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、橫向平移和縱向平移，實(shí)現(xiàn)抓刀、拔刀、換刀和裝刀動(dòng)作；試驗(yàn)臺(tái)架 8固定安裝在地面上，固定架7固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)架8上，固定架7上固定安裝有主軸6 ；在機(jī)械手5上固定安裝有三軸加速度傳感器10和單軸加速度傳感器11，分別用于檢測(cè)機(jī)械手5在平移過(guò)程和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速度；第一支撐架14固定安裝在底座1上，在該第一支撐架14的上端安裝有與機(jī)械手5的手爪軸心相對(duì)的第一位移傳感器9，用于檢測(cè)機(jī)械手5 把刀具3安裝到主軸6過(guò)程中裝刀點(diǎn)處是否掉刀和裝刀點(diǎn)的位置信息；第二支撐架15固定安裝在底座1上，該第二支撐架15的上端安裝有與機(jī)械手5的另一手爪軸心相對(duì)的光電接近開(kāi)關(guān)12，用于檢測(cè)機(jī)械手5在橫向平移過(guò)程中是否掉刀；第三支撐架16固定安裝在底板 1上，該第三支撐架16的上端安裝有與鏈?zhǔn)降稁?kù)2的換刀刀位軸心正對(duì)的第三位移傳感器 13，用于檢測(cè)機(jī)械手5在抓刀和拔刀過(guò)程中是否掉刀和抓刀點(diǎn)的位置信息。
結(jié)合圖2，本發(fā)明鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置中機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程用階段 a-g表示，整個(gè)試驗(yàn)方法的過(guò)程如下第一步，設(shè)計(jì)試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括底座1、鏈?zhǔn)降稁?kù)2、刀具3、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4、機(jī)械手5、主軸6、固定架7、試驗(yàn)臺(tái)架8、第一位移傳感器9、三軸加速度傳感器10、單軸加速度傳感器11、光電接近開(kāi)關(guān)12、第二位移傳感器13、第一支撐架14、第二支撐架15和第三支撐架16，其中底座1固定在地面上，鏈?zhǔn)降稁?kù)2固定安裝在底座1上，刀具3設(shè)置在鏈?zhǔn)降稁?kù)2的刀位上并由鏈?zhǔn)降稁?kù)2轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)到達(dá)換刀位置，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4屬于鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手整個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)部件并與鏈?zhǔn)降稁?kù)2相固連，整個(gè)鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手產(chǎn)品固定安裝在底座1上，機(jī)械手5設(shè)置在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的輸出軸上并在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、 橫向平移和縱向平移，實(shí)現(xiàn)抓刀、拔刀、換刀和裝刀動(dòng)作；試驗(yàn)臺(tái)架8固定安裝在地面上，固定架7固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)架8上，固定架7上固定安裝有主軸6 ；在機(jī)械手5上固定安裝有三軸加速度傳感器10和單軸加速度傳感器11，分別用于檢測(cè)機(jī)械手5在平移過(guò)程和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速度；第一支撐架14固定安裝在底座1上，在該第一支撐架14的上端安裝有與機(jī)械手5的手爪軸心相對(duì)的第一位移傳感器9，用于檢測(cè)機(jī)械手5把刀具3安裝到主軸6過(guò)程中裝刀點(diǎn)處是否掉刀和裝刀點(diǎn)的位置信息；第二支撐架15固定安裝在底座1上，該第二支撐架15的上端安裝有與機(jī)械手5的另一手爪軸心相對(duì)的光電接近開(kāi)關(guān)12，用于檢測(cè)機(jī)械手 5在橫向平移過(guò)程中是否掉刀；第三支撐架16固定安裝在底板1上，該第三支撐架16的上端安裝有與鏈?zhǔn)降稁?kù)2的換刀刀位軸心正對(duì)的第三位移傳感器13，用于檢測(cè)機(jī)械手5在抓刀和拔刀過(guò)程中是否掉刀和抓刀點(diǎn)的位置信息；第二步，在第一步設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置上反復(fù)進(jìn)行換刀操作，并實(shí)時(shí)檢測(cè)換刀過(guò)程運(yùn)動(dòng)參數(shù)與狀態(tài)，即(1)設(shè)定機(jī)械手5從其初始位置&，然后在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的作用下完成橫向移動(dòng)動(dòng)作a，直到該機(jī)械手5的手爪圓弧中心到達(dá)取刀點(diǎn)S1，與取刀刀位軸線對(duì)齊并抓住取刀刀位上的刀具3 ；(2)其次，機(jī)械手5在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的作用下完成向外拔刀移動(dòng)動(dòng)作b，直到該機(jī)械手5的手爪上的刀具與取刀刀位完全脫離；此時(shí)通過(guò)第二位移傳感器13對(duì)手爪上的刀具位置信息進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)三軸加速度傳感器10對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(3)機(jī)械手5在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的作用下完成橫向移動(dòng)動(dòng)作c，直到該機(jī)械手5的回轉(zhuǎn)軸心到達(dá)裝刀點(diǎn)&，并與初始位置的回轉(zhuǎn)軸心對(duì)齊；此時(shí)通過(guò)光電接近開(kāi)關(guān)12對(duì)是否掉刀進(jìn)行檢測(cè)，在此過(guò)程中通過(guò)三軸加速度傳感器10對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(4)機(jī)械手5在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的作用下完成繞其回轉(zhuǎn)軸心旋轉(zhuǎn)180度的動(dòng)作d，把帶有刀具3的手爪轉(zhuǎn)到主軸6 —側(cè)；在此過(guò)程中通過(guò)單軸加速度傳感器11對(duì)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(5)機(jī)械手5在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的作用下完成橫向移動(dòng)動(dòng)作e，直到其手爪圓弧中心與主軸6軸線對(duì)齊；此時(shí)通過(guò)第一位移傳感器9對(duì)手爪上的刀具位置信息進(jìn)行檢測(cè)，在此過(guò)程中通過(guò)三軸加速度傳感器10對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(6)機(jī)械手5在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的作用下完成縱向裝刀移動(dòng)動(dòng)作f，直到其手爪上的刀具3裝到主軸6上；在此過(guò)程中通過(guò)三軸加速度傳感器10對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(7)機(jī)械手5在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的作用下橫向移動(dòng)動(dòng)作g，直到其回到初始位置&，整個(gè)抓刀裝刀過(guò)程結(jié)束，在此過(guò)程中通過(guò)三軸加速度傳感器10對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；第三步，對(duì)每次換刀過(guò)程中檢測(cè)到的加速度、是否掉刀、取刀點(diǎn)和裝刀點(diǎn)的位置信息進(jìn)行記錄，得到換刀過(guò)程運(yùn)動(dòng)參數(shù)與狀態(tài)，為可靠性分析提供數(shù)據(jù)。
結(jié)合圖3，本發(fā)明鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置的測(cè)試系統(tǒng)包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PCI數(shù)據(jù)采集卡、三軸加速度傳感器10、單軸加速度傳感器11、光電接近開(kāi)關(guān)12、第一位移傳感器9和第二位移傳感器13，其中PCI數(shù)據(jù)采集卡卡用于采集各路傳感器的信息， 并傳輸?shù)焦I(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與存貯；三軸加速度傳感器10和單軸加速度傳感器11采用美國(guó)PCB加速度傳感器，分別用于檢測(cè)機(jī)械手5在平移過(guò)程和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速度；采用德國(guó)巴魯夫光電接近開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)機(jī)械手5在橫向平移過(guò)程中是否掉刀，第一位移傳感器9采用KEYENCE數(shù)字電渦流傳感器，用來(lái)檢測(cè)機(jī)械手5把刀具3安裝到主軸6過(guò)程中裝刀點(diǎn)處是否掉刀和裝刀點(diǎn)的位置信息；第二位移傳感器13采用美國(guó)PCB電渦流傳感器，用來(lái)檢測(cè)機(jī)械手5在抓刀和拔刀過(guò)程中是否掉刀和抓刀點(diǎn)的位置信息。
權(quán)利要求
1.一種鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于包括底座(1)、鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)、 刀具(3)、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、機(jī)械手(5)、主軸(6)、固定架(7)、試驗(yàn)臺(tái)架(8)、第一位移傳感器(9)、三軸加速度傳感器(10)、單軸加速度傳感器(11)、光電接近開(kāi)關(guān)(12)、第二位移傳感器(13)、第一支撐架(14)、第二支撐架(15)和第三支撐架(16)，其中底座(1)固定在地面上，鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)固定安裝在底座(1)上，刀具(3)設(shè)置在鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)的刀位上并由鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)到達(dá)換刀位置，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)與鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)相固連，機(jī)械手(5)設(shè)置在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的輸出軸上并在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、橫向平移和縱向平移，實(shí)現(xiàn)抓刀、拔刀、換刀和裝刀動(dòng)作；試驗(yàn)臺(tái)架(8)固定安裝在地面上，固定架(7)固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)架(8)上，固定架(7)上固定安裝有主軸(6)；在機(jī)械手(5)上固定安裝有三軸加速度傳感器(10 )和單軸加速度傳感器(11)，分別用于檢測(cè)機(jī)械手(5 )在平移過(guò)程和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速度；第一支撐架(14)固定安裝在底座(1)上，在該第一支撐架(14)的上端安裝有與機(jī)械手(5)的手爪軸心相對(duì)的第一位移傳感器(9)，用于檢測(cè)機(jī)械手(5)把刀具 (3)安裝到主軸(6)過(guò)程中裝刀點(diǎn)處是否掉刀和裝刀點(diǎn)的位置信息；第二支撐架(15)固定安裝在底座(1)上，該第二支撐架(15)的上端安裝有與機(jī)械手(5)的另一手爪軸心相對(duì)的光電接近開(kāi)關(guān)(12)，用于檢測(cè)機(jī)械手(5)在橫向平移過(guò)程中是否掉刀；第三支撐架(16)固定安裝在底板(1)上，該第三支撐架(16)的上端安裝有與鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)的換刀刀位軸心正對(duì)的第三位移傳感器(13)，用于檢測(cè)機(jī)械手(5)在抓刀和拔刀過(guò)程中是否掉刀和抓刀點(diǎn)的位置信息。
2.一種鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)方法，其特征在于步驟如下第一步，設(shè)計(jì)試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括底座(1)、鏈?zhǔn)降稁?kù)(2 )、刀具(3 )、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、機(jī)械手(5)、主軸(6)、固定架(7)、試驗(yàn)臺(tái)架(8)、第一位移傳感器(9)、三軸加速度傳感器(10)、單軸加速度傳感器(11)、光電接近開(kāi)關(guān)(12)、第二位移傳感器(13)、第一支撐架(14)、第二支撐架(15)和第三支撐架(16)，其中底座(1)固定在地面上，鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)固定安裝在底座(1)上，刀具(3)設(shè)置在鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)的刀位上并由鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)到達(dá)換刀位置，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)與鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)相固連，機(jī)械手(5)設(shè)置在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4) 的輸出軸上并在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、橫向平移和縱向平移，實(shí)現(xiàn)抓刀、拔刀、 換刀和裝刀動(dòng)作；試驗(yàn)臺(tái)架(8)固定安裝在地面上，固定架(7)固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)架(8)上， 固定架(7)上固定安裝有主軸(6)；在機(jī)械手(5)上固定安裝有三軸加速度傳感器(10)和單軸加速度傳感器(11)，分別用于檢測(cè)機(jī)械手(5)在平移過(guò)程和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速度；第一支撐架(14)固定安裝在底座(1)上，在該第一支撐架(14)的上端安裝有與機(jī)械手(5)的手爪軸心相對(duì)的第一位移傳感器(9)，用于檢測(cè)機(jī)械手(5)把刀具(3)安裝到主軸(6)過(guò)程中裝刀點(diǎn)處是否掉刀和裝刀點(diǎn)的位置信息；第二支撐架(15)固定安裝在底座(1)上，該第二支撐架(15)的上端安裝有與機(jī)械手(5)的另一手爪軸心相對(duì)的光電接近開(kāi)關(guān)(12)，用于檢測(cè)機(jī)械手(5)在橫向平移過(guò)程中是否掉刀；第三支撐架(16)固定安裝在底板(1)上，該第三支撐架(16)的上端安裝有與鏈?zhǔn)降稁?kù)(2)的換刀刀位軸心正對(duì)的第三位移傳感器(13)， 用于檢測(cè)機(jī)械手(5)在抓刀和拔刀過(guò)程中是否掉刀和抓刀點(diǎn)的位置信息；第二步，在第一步設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置上反復(fù)進(jìn)行換刀操作，并實(shí)時(shí)檢測(cè)換刀過(guò)程運(yùn)動(dòng)參數(shù)與狀態(tài)，即(1)設(shè)定機(jī)械手(5)從其初始位置&，然后在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的作用下完成橫向移動(dòng)動(dòng)作a，直到該機(jī)械手(5)的手爪圓弧中心到達(dá)取刀點(diǎn)S1，與取刀刀位軸線對(duì)齊并抓住取刀刀位上的刀具(3);(2)機(jī)械手(5)在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的作用下完成向外拔刀移動(dòng)動(dòng)作b，直到該機(jī)械手 (5)的手爪上的刀具與取刀刀位完全脫離；此時(shí)通過(guò)第二位移傳感器(13)對(duì)手爪上的刀具位置信息進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)三軸加速度傳感器(10)對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(3)機(jī)械手(5)在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的作用下完成橫向移動(dòng)動(dòng)作c，直到該機(jī)械手(5) 的回轉(zhuǎn)軸心到達(dá)裝刀點(diǎn)&，并與初始位置的回轉(zhuǎn)軸心對(duì)齊；此時(shí)通過(guò)光電接近開(kāi)關(guān)(12)對(duì)是否掉刀進(jìn)行檢測(cè)，在此過(guò)程中通過(guò)三軸加速度傳感器(10)對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(4)機(jī)械手(5)在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的作用下完成繞其回轉(zhuǎn)軸心旋轉(zhuǎn)180度的動(dòng)作d， 把帶有刀具(3)的手爪轉(zhuǎn)到主軸(6)—側(cè)；在此過(guò)程中通過(guò)單軸加速度傳感器(11)對(duì)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(5)機(jī)械手(5)在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的作用下完成橫向移動(dòng)動(dòng)作e，直到其手爪圓弧中心與主軸(6)軸線對(duì)齊；此時(shí)通過(guò)第一位移傳感器(9)對(duì)手爪上的刀具位置信息進(jìn)行檢測(cè)， 在此過(guò)程中通過(guò)三軸加速度傳感器(10)對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(6)機(jī)械手(5)在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的作用下完成縱向裝刀移動(dòng)動(dòng)作f，直到其手爪上的刀具(3)裝到主軸(6)上；在此過(guò)程中通過(guò)三軸加速度傳感器(10)對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；(7)機(jī)械手(5)在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的作用下橫向移動(dòng)動(dòng)作g，直到其回到初始位置&， 整個(gè)抓刀裝刀過(guò)程結(jié)束，在此過(guò)程中通過(guò)三軸加速度傳感器(10 )對(duì)移動(dòng)過(guò)程中的加速度進(jìn)行檢測(cè)；第三步，對(duì)每次換刀過(guò)程中檢測(cè)到的加速度、是否掉刀、取刀點(diǎn)和裝刀點(diǎn)的位置信息進(jìn)行記錄，得到換刀過(guò)程運(yùn)動(dòng)參數(shù)與狀態(tài)，為可靠性分析提供數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)裝置，包括底座、鏈?zhǔn)降稁?kù)、刀具、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、主軸、固定架、試驗(yàn)臺(tái)架、第一位移傳感器、三軸加速度傳感器、單軸加速度傳感器、光電接近開(kāi)關(guān)、第二位移傳感器、第一支撐架、第二支撐架和第三支撐架，其中底座固定在地面上，鏈?zhǔn)降稁?kù)固定安裝在底座上，刀具設(shè)置在鏈?zhǔn)降稁?kù)的刀位上并由鏈?zhǔn)降稁?kù)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)到達(dá)換刀位置，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與鏈?zhǔn)降稁?kù)相固連，機(jī)械手設(shè)置在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸上并在液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、橫向平移和縱向平移，實(shí)現(xiàn)抓刀、拔刀、換刀和裝刀動(dòng)作。本發(fā)明可對(duì)鏈?zhǔn)降稁?kù)機(jī)械手進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，具有操作方便、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M99/00GK102507231SQ20111031143
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者馮虎田, 劉亞峰, 朱振華, 李加明, 李春梅, 歐屹, 殷愛(ài)華, 王禹林, 董維新, 錢(qián)林方, 陶衛(wèi)軍, 韓軍 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)