专利名称：多自由度混联运动抛光机的制作方法
技术领域：
多自由度混联运动抛光机本实用新型涉及抛光机技术领域，具体地说是一种卫浴铜水龙头抛光用的多自由度混联运动抛光机。现有的卫浴水龙头抛光，是用人工在砂带机和布轮机上抛光、其缺点是铜粉尘大， 对人体有害，由于抛光摩擦发热，非常烫手，这种方法伤害人体，体力消耗大、效率低下。还有采用通用的六关节开链单臂机器人，配置夹爪，抓住工件，在砂带机和布轮上予以表面抛光，但效率和手工抛光相当，机器人价格昂贵，使用成本高昂，企业一次性投资太大，特别是对于利率很低的小批量多样化产品，其投资回收极慢。本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，在背景技术6-SPS并联机构的6 自由度基础上，另增设三个转轴，实现零件在空间上的9自由度运动，以满足对由多个曲面、多种曲面、多种惯联面构成的水龙头外表面抛光的要求。为实现上述目的，设计的一种多自由度混联运动抛光机，包括由三自由度铰链、固定平台、运动平台以及由伺服电机控制的六根伸缩杆组成的6-SPS并联机构、床身、抛光设备、传送带、数控系统，其特征在于运动平台7右端面设有伺服电机8，运动平台7左端面设有减速机9，伺服电机8的电机轴穿过运动平台7接入水平放置的减速机9右端的轴孔内，减速机9的左端面固定连接转轴10的右端，当伺服电机8的电机轴旋转时，带动转轴10 做减速同心旋转运动；转轴10的左半部设有垂直孔，转轴10的垂直孔内设有垂直放置的另一减速机11，另一减速机11轴孔下端接入另一伺服电机12的电机轴并固定连接，另一减速机11的上端固定连接旋转臂13下部，当另一伺服电机12的电机轴旋转时，带动旋转臂13 做减速同心旋转，旋转臂13上部的水平臂内设水平轴孔，又一减速机14的外套装入该水平轴孔，又一减速机14的左端固定连接夹具轴17，又一减速机14的右端连接又一伺服电机 15的左端，又一伺服电机15的右端装有气动夹紧气缸16，当又一伺服电机15的电机轴转动时，带动夹具轴17做同步减速旋转。所述的抛光设备为多阶同轴砂带机和麻布轮机。所述的6-SPS并联机构的结构是在固定平台2和运动平台7之间，两两一组呈 120°安装6根伸缩杆，伸缩杆主要包括套筒4及内部可伸缩的杆5组成，每根伸缩杆的可伸缩的杆5的顶端及套筒4的尾端分别采用三自由度万向铰链3联接在运动平台7及固定平台2上，而固定平台2呈垂直状右侧面固定在机床床身的立柱1上；由每根伸缩杆所设的伺服电机6驱动伸缩杆内的滚珠丝杠副，从而改变伸缩杆的不同伸缩值，使运动平台7可在一定空间范围内作X、Y、Z向运动，并以X、Y、Z轴为轴心做摆动，从而使运动平台7做出不同角度的摆动和倾斜，改变运动平台7的位姿，实现近似球面的6自由度空间运动。上述共计9个伺服电机，是采用导线联结到工控机和Pmac卡构成的数控系统上，控制6根伸缩杆并联运动，以及转轴10、旋转臂13、夹具轴17形成的另三个旋转的串联运动，即9自由度混联运动。本实用新型同现有技术相比，解决了低成本自动抛光难题，实现了水龙头在空间可做9自由度运动，满足了对多维曲面、惯联面进行抛光的要求，达到无人化操作生产。附
图1为本实用新型实施例中采用成形粗抛光设备的结构示意图，其中A1、B1、C1 箭头分别为转轴、夹具轴、旋转臂的转动方向。附图2为本实用新型实施例中采用光亮抛光设备的结构示意图，其中A1、B1、C1箭头分别为转轴、夹具轴、旋转臂的转动方向。附图3为本实用新型中运动平台的坐标和位姿示意图，其中A、B、C指运动平台围绕X、Y、Z轴摆动的方向。指定附
图1为摘要附图。参见附
图1和图2，1为立柱——机床床身上的垂直柱；2为固定平台；3为三自由度万向铰链；4为伸缩杆之套筒；5为可伸缩的杆；位于伸缩杆套筒内；6为伺服电机，共计6 个分别固定于6根伸缩杆的两端；7为运动平台；8为伺服电机；9为减速机；10为转轴；11 为另一减速机；12为另一伺服电机；13为旋转臂；14为又一减速机；15为又一伺服电机；16 为气动夹紧气缸；17为夹具轴；18为零件；19、19-1、19-2为砂带；20,20-1,20-2为不同半径的支承轮；21为主动轴、21-1为支承轴；22、22-1、22-2为不同半径的主动轮；23为电动机；对为送料输送带；25为成品传送带J6为电机；27为电机皮带轮；28为皮带；四为麻布轮皮带轮，设于麻布轮主轴上；30为麻布轮主轴；31为麻布轮。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明，本实用新型对本技术领域的人来说还是比较清楚的。采用已有的6-SPS并联机构，利用每根伸缩杆配置的伺服电机驱动杆内的滚珠丝杠副，从而改变伸缩杆的不同伸缩值，使运动平台7可在一定空间范围内作X、Y、Z运动，并以X、Y、Z轴为轴心做附图3中所示的A、B、C箭头向摆动运动，从而做出不同角度的摆动和倾斜，改变运动平台7的位姿，实现如附图3所示的近似球面的6自由度空间运动。为了能对由多种曲面、直面、斜面、惯连面组合而成的复杂空间艺术型面，进行型面粗抛而无死角，机床又在运动平台7上混联了能进行Al、Bl、Cl三个箭头转向的回转轴， 使待加工零件在空间上实现9个自由度运动。其工作流程大致为夹具轴17的左端在送料输送带M上抓取待加工的零件18， 并由夹紧气缸15拉紧，零件18被夹紧在夹具轴17左端，零件18即可做
图1、图2和图3所 *&X、Y、Z、A、B、C、A1、B1、C1的9自由度的空间运动，并采用
图1左方所示的由两个或两个以上的具有不同半径的砂带轮所组成的多阶同轴砂带机对零件的型面进行整型粗抛，粗抛时可根据零件型面的不同而自动选择不同半径的砂带轮。当粗抛完成后，则再由夹具轴17将零件18送至如图2左方所示的麻布轮机处，对零件18进行光亮抛光，松开夹紧气缸16，零件18置于成品传送带25上，送入成品区，一般采用大直径的麻布轮。参见
图1，所述的多阶同轴砂带机，电动机23的输出轴下端与主动轴上端同轴相连，主动轴21上从上至下依次设有至少两个不同半径的主动轮，如采用三个主动轮22、 22-1、22-2，还设有与主动轴21垂直平行的支承轴21-1，与主动轮同水平高度，21-1从上至下也设有至少两个的不同半径的支承轮，如采用三个支承轮20、20-1、20-2，对应的主动轮与支承轮外圆周分别围绕砂带19、19-1、19-2。上述不同半径的支承轮20、20-1、20_2，可以使砂带包角外有不同的切削半径，从而适应零件的最小半径至最大半径的切削需求；而不同半径的主动轮22、22-1、22_2，可以保证砂带19、19_1、19_2的线速度相同；当电动机23输出轴旋转时，带动主动轴21和主动轮22旋转，围绕在主动轮22和支承轮20外圆周的砂带19，拖动支承轮20转动，砂带19绕行运动，具有高速线速度，并保持恒定张力，砂带19外表面粘有金刚砂，对接触到的零件外表面的点、线、面进行磨削，使零件表面磨有平整、光洁、连续的外型后，夹具轴17将零件移至麻布轮进行光亮抛光。参见图2，左方的部位，是用于进行精抛的麻布轮，在电机沈的输出轴上固定有电机皮带轮27，皮带观联接电机皮带轮27和上方的麻布轮皮带轮四，麻布轮皮带轮四固定在麻布轮主轴30上，麻布轮主轴30上还同心固定有麻布轮31，麻布轮31的外圆周呈松散状沿轴向叠紧在一起，而内圆周是用工业缝纫机按多个同心圆叠缝在一起的，当电机26主轴旋转，通过电机皮带轮27，皮带观，麻布轮皮带轮四带动麻布轮主轴30旋转，麻布轮31 也做同轴旋转，对零件实施光亮抛光。其中，麻布轮31的外圆周呈松散叠加状，使零件可以包容在叠加层之间，并做9自由度运动，所以待加工的零件没有抛不到的死角，而且质量、 效率都得以提高，保证了零件完整光亮的艺术外型质量和外型的统一性；又由于采用了九轴混联运动数控系统，按CAD、CAM编制的刀路图进行程序控制，完成全自动化抛光，无须操作工人，对人体无任何伤害，是绿色制造机械。
权利要求1.一种多自由度混联运动抛光机，包括由三自由度铰链、固定平台、运动平台以及由伺服电机控制的六根伸缩杆组成的6-SPS并联机构、床身、抛光设备、传送带、数控系统，其特征在于运动平台(7)右端面设有伺服电机(8)，运动平台(7)左端面设有减速机(9)，伺服电机⑶的电机轴穿过运动平台(7)接入水平放置的减速机(9)右端的轴孔内，减速机(9) 的左端面固定连接转轴(10)的右端，转轴(10)的左半部设有垂直孔，转轴(10)的垂直孔内设有垂直放置的另一减速机(11)，另一减速机(11)轴孔下端接入另一伺服电机(12)的电机轴并固定连接，另一减速机(11)的上端固定连接旋转臂(13)下部，旋转臂(13)上部的水平臂内设水平轴孔，又一减速机(14)的外套装入水平轴孔，又一减速机(14)的左端固定连接夹具轴(17)，又一减速机(14)的右端连接又一伺服电机(1 的左端，又一伺服电机 (15)的右端装有气动夹紧气缸(16)。
2.如权利要求1所述的多自由度混联运动抛光机，其特征在于所述的抛光设备为成形粗抛光设备，以及光亮抛光设备。
3.如权利要求2所述的多自由度混联运动抛光机，其特征在于所述的成形粗抛光设备为多阶同轴砂带机。
4.如权利要求2所述的多自由度混联运动抛光机，其特征在于所述的光亮抛光设备为麻布轮机。
专利摘要本实用新型涉及抛光机技术领域，具体地说是一种卫浴铜水龙头抛光用的多自由度混联运动抛光机，是在6-SPS并联机构的6自由度基础上，另增设三个转轴，并将伺服电机采用导线联结到工控机和Pmac卡构成的数控系统上，实现零件在空间上的多自由度运动，本实用新型与现有技术相比，解决了低成本自动抛光难题，实现了水龙头在空间可做9自由度运动，满足了对多维曲面、惯联面进行抛光的要求，达到无人化操作生产。
文档编号B24B29/02GK201989032SQ20092006659
公开日2011年9月28日 申请日期2009年1月7日 优先权日2009年1月7日
发明者孙勇 申请人:上海劳达斯洁具有限公司