一种恒扭矩的机器人伺服钻铣系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化机床设备技术领域，尤其涉及一种恒扭矩的机器人伺服钻铣系统。
【背景技术】
[0002]数控机床广泛应用于各种机械制造领域中，尤其是对于高精度工艺流程中的铣削磨等步骤中，而目前市面上渐渐开始流行非工厂式的或是店面体验式的雕刻站。尤其式类似3D打印工艺的人脸扫描与铣削雕刻工艺。而目前尚没有这种成型成熟的模式，尤其是由于设备小型化后运行的精度和稳定性得到了一定程度的考验。
[0003]参阅专利号为CN204135683U的中国专利“自吸附式数控钻铣机床”，公开了一种自吸附式数控钻铣机床，包括机架、Y向移动机构、X向移动机构和Z向移动机构;机架的加工台面采用框架中空结构，加工台面的四个角的支腿底部均设有永磁体，机架的纵边框上设有Y向移动机构，Y向移动机构上滑动设置X向移动机构，X向移动机构上设置z向移动机构。
[0004]上述技术方案在结构上能够实现X、Y、Z三个方向上的移动，然而，其并不适用于雕刻站中的铣削雕刻应用，同时其仍然未能克服小型化后多自由度运行过程中扭矩变化引起的误差变化，即很难得到稳定精确的运行轨迹。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在能够恒扭矩高精度的多自由运行并且完成铣削雕刻动作的机器人伺服钻铣系统，用以克服上述技术缺陷。
[0006]具体技术方案如下:
[0007]—种恒扭矩的机器人伺服钻铣系统，包括第一旋转机构、第二旋转机构、第三旋转机构、传动连接臂、主轴连接组件、电主轴、以及控制箱，其中，
[0008]所述第一旋转机构、所述第二旋转机构、以及所述第三旋转机构均包括一基座、一旋转电机、以及一转动部，所述转动部与所述基座活动相连，所述旋转电机安装在所述基座上并与所述转动部传动相连，可驱动所述转动部在所述基座所在的平面方向上相对于所述基座转动，并且，所述第二旋转机构的基座与所述第一旋转机构的转动部相连，所述第三旋转机构的基座与第二旋转机构的转动部相连；
[0009]所述传动连接臂的一端与所述第三旋转机构的转动部相连，另一端安装有所述主轴连接组件，所述电主轴安装于所述主轴连接组件上；
[0010]所述控制箱分别电连并控制所述第一旋转机构的旋转电机、所述第二旋转机构的旋转电机、所述第三旋转机构的旋转电机、以及所述电主轴的运行状态；
[0011]所述电主轴上配置有刀柄，用以安装刀具进行铣削操作。
[0012]所述第一旋转机构包括第一基座、第一旋转电机、第一转动部，且所述第一旋转电机纵向设置，所述第一转动部安装在所述第一基座上并由所述第一旋转电机传动，所述第一旋转电机驱动所述第一转动部相对于所述第一基座所在的水平面旋转运动；
[0013]所述第二旋转机构包括第二基座、第二旋转电机、第二转动部，且所述第二旋转电机水平设置，所述第二基座纵向设置并与所述第一转动部相连，所述第二转动部安装在所述第二基座上并由所述第二旋转电机传动，所述第二旋转电机驱动所述第二转动部相对于所述第二基座所在的纵向面旋转运动；
[0014]所述第三旋转机构包括第三基座、第三旋转电机、第三转动部，且所述第三旋转电机水平设置，所述第三基座纵向设置并与所述第二转动部相连，所述第三转动部安装在所述第三基座上并由所述第三旋转电机传动，所述第三旋转电机驱动所述第三转动部相对于第三基座所在的纵向面旋转运动。
[0015]所述电主轴内设有打刀缸，且所述打刀缸为油气混合缸，并通过进油完成松刀动作，进气完成回位拉刀动作；
[0016]所述电主轴内还开设有迷宫吹气通道、中心进气口、打刀缸回位进气口、以及用以穿设电源线和编码器线的通孔，且所述迷宫吹气通道吹气的进气气压为0.1Mpa，所述中心吹气口的气压为0.5Mpa，所述打刀缸回位进气口气压0.5Mpa。
[0017]所述打刀缸还配设有6.25倍*50CC的打刀缸增压器，所述打刀缸增压器与所述打刀缸的松刀进油孔管路相连，且所述打刀缸增压器安装于所述第二基座上。
[0018]所述主轴连接组件包括相连的六轴法兰盘和主轴连接件，且所述主轴连接件通过六轴法兰盘与所述传动连接臂相连，所述电主轴安装在所述主轴连接件上；
[0019]所述电主轴上安装有BT30刀柄，并配置有三种刀具进行铣削，分别为16mm立铣刀、8mm球头刀、以及4mm球头刀。
[0020]上述技术方案的有益效果在于:
[0021](I)所述伺服铣削系统通过三个旋转机构实现电主轴完成铣削功能，具有恒扭矩的效果，能够高精度的运行至预设的位置，实现精确铣削雕刻的效果；
[0022](2)打刀缸配设有打刀缸增压器，能够代替液压站，大大减少所述伺服钻铣系统的管线。
【附图说明】
[0023]图1为本发明恒扭矩的机器人伺服钻铣系统的立面结构示意图；
[0024]图2为本发明恒扭矩的机器人伺服钻铣系统的电主轴5的结构立体视图；
[0025]图3a为图1中I部的局部放大图；
[0026]图3b为图1中II部的局部放大图；
[0027 ]图4a为本发明中电主轴5的正面结构视图；
[0028]图4b为本发明中电主轴5的侧面结构视图；
[0029]图4c为本发明中电主轴5的截面结构视图；
[0030]图5为本发明恒扭矩的机器人伺服钻铣系统具体应用示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下，将会参照附图描述本发明的实施方式。在实施方式中，相同构造的部分使用相同的附图标记并且省略描述。
[0032]参阅图1，为本发明恒扭矩的机器人伺服钻铣系统的立面结构示意图；结合图2，为本发明恒扭矩的机器人伺服钻铣系统的电主轴5的结构立体视图；以及图3a，为图1中I部的局部放大图。如图中所示，所述伺服钻铣系统包括第一旋转机构1、第二旋转机构2、第三旋转机构3、传动连接臂4、主轴连接组件6、电主轴5、以及控制箱7，其中，
[0033]第一旋转机构1、第二旋转机构2、以及第三旋转机构3均包括一基座、一旋转电机、以及一转动部，转动部与基座活动相连，旋转电机安装在基座上并与转动部传动相连，可驱动转动部在基座所在的平面方向上相对于基座转动，并且，所述第二旋转机构2的基座与所述第一旋转机构I的转动部相连，所述第三旋转机构3的基座与第二旋转机构2的转动部相连，从而实现第三旋转机构3的转动部具有多自由度运动的功能；
[0034]传动连接臂4的一端与第三旋转机构3的转动部相连，另一端安装有主轴连接组件6，电主轴5安装于主轴连接组件6上，从而形成一机器人机械臂的结构，能够将移动量精确的传递至电主轴5的移动轨迹上，并通过三个旋转机构实现三个方向上精确移动，能够得到稳定可靠的恒扭矩效果，对于电主轴5进行铣削雕刻能够达到更高的精度要求；
[0035]控制箱7分别电连并控制所述第一旋转机构I的旋转电机、第二旋转机构2的旋转电机、第三旋转机构3的旋转电机、以及电主轴5的运行状态；
[0036]电主轴5上配置有标准刀柄，用以安装刀具进行铣削操作。
[0037]具体的，第一旋转机构I包括第一基座11、第一旋转电机12、第一转动部13，且第一旋转电机12纵向设置，第一转动部13安装在第一基座11上并由第一旋转电机12传动，第一旋转电机12驱动第一转动部13相对于第一基座11所在的水平面旋转运动；
[0038]第二旋转机构2包括第二基座21、第二旋转电机22、第二转动部23，且第二旋转电机22水平设置，第二基座21纵向设置并与第一转动部13相连，第二转动部23安装在第二基座21上并由第二旋转电机22传动，第二旋转电机22驱动第二转动部23相对于第二基座21所在的纵向面旋转运动；
[0039]第三旋转机构3包括第三基座31、第三旋转电机32、第三转动部33，且第三旋转电机32水平设置，第三基座31纵向设置并与第二转动部23相连，第三转动部33安装在第三基座31上并由第三旋转电机32传动，第三旋转电机32驱动第三转动部33相对于第三基座31所在的纵向面旋转运动。
[0040]在一种优选的实施方式中，具体如图4a_4c中所示，为本发明中电主轴5各视角的结构视图，电主轴5内设有打刀缸(图中未示出)，且打刀缸为油气混合缸，并通过进油完成松刀动作，进气完成回位拉刀动作；
[0041]电主轴5内设有迷宫吹气通道53，迷宫吹气通道53吹气的进气气压为0.1Mpa，还设有中心吹气口 54，中心吹气口 54的气压为0.5Mpa，并开设有用以穿设电源线和编码器线的通孔55，还设有打刀缸回位进气口52，且打刀缸回位进气口52气压0.5Mpa。此外，如图4c中所示，还相应开设有进水口 56和出水口 57。
[0042]作为进一步的优选实施方式中，具体如图1中所示，打刀缸还配设有6.25倍*50CC的打刀缸增压器8，打刀缸增压器8与打刀缸的松刀进油孔管路相连，且打刀缸增压器8安装于第二基座21上，并由外部机床(CNC)提供0.5MPa的气源。打刀缸增压器8为气压转油压，适用于各种直接式主轴松