机器人化智能工装系统

摘要

机器人化智能工装系统用于飞行器薄壁曲面零件加工领域，其特征在于整个系统包括：基座部件、动梁部件、滑鞍部件、伸缩单元、万向真空吸头、左、右机器人，以及控制计算机。在计算机控制下，机器人通过对接机构实现对动梁部件的精准对接后，一起沿X方向同步运动调整到位，再通过锁紧机构实现动梁部件对基座部件的锁紧；同时，机器人主机械手的大臂旋转到水平位置后，依次伸出小臂，移动手掌，再伸出手指抓住固定在滑鞍部件上的伸缩单元使其沿Y方向运动调整到位，而后伸缩单元自身对Z方向运动进行调整，最终通过伸缩柱上固定的万向真空吸头形成用于支撑薄壁曲面零件的曲面形状。本发明用于不同零件的加工，从而大幅度提高了制造的柔性。

主权项

1.机器人化智能工装系统，其特征在于：该系统是一种用于飞行器薄壁曲面零件加工的机器人化智能工装系统，含有：基座部件、动梁部件、滑鞍部件、伸缩单元、万向真空吸头、左机器人、右机器人，以及控制计算机，其中：基座部件，是由工字型基座及两侧安装的精密导轨和齿条构成，在分别位于左、右机器人上的两台控制计算机的控制下，各机器人上的伺服电机通过一个齿轮一齿条式传动机构，驱动各机器人在所述精密导轨上同步运动，所述齿轮与该伺服电机同轴，齿条则在基座部件上；动梁部件，有多个，其主体为工字型横梁、横梁两端装有对接销钉、两端下部装有锁紧机构，该锁紧机构由丝杠、螺母斜块、锁紧斜块及与横梁固定的锁紧座构成，并以垂直于所述精密导轨的方向滑套在基座部件上，且沿平行于精密导轨的方向移动；在该动梁部件面对机器人的侧面下部有一个动梁锁紧接口，供机器人的锁紧机械手从水平方向插入并带着丝杠转动，随着丝杠的旋转螺母斜块移动进而推动在动梁部件与基座部件交界面处的锁紧斜块，最终将动梁部件锁紧在基座部件上；在该动梁部件面对机器人的侧面上部，还有一个对接销钉，供该机器人的叉型对接机械手从水平方向插入，使机器人和动梁部件实现精准对接，把机器人的同步运动转变为动梁部件的同步驱动；滑鞍部件，有多个，分别滑套在各动梁部件上，含有上滑座、下滑座、滑鞍油盒、下油路，并与伸缩单元共用一套液压机构，该液压机构含有：液压电机、液压丝杠、液压螺母、液压活塞、液压油缸，该液压电机与液压丝杠同轴连接，该液压螺母与液压丝杠同轴螺纹连接，液压活塞固定在液压螺母上，液压活塞在液压油缸内滑动，下油路一端与液压油缸相通，另一端与滑鞍油盒相通，所述滑鞍油盒位于滑鞍部件与动梁部件的交界面处，液压电机通过液压丝杠和液压螺母带动液压活塞运动，再通过下油路把有一定压力的液压油传送到滑鞍油盒中，使滑鞍油盒膨胀，从而把滑鞍部件锁紧在动梁部件上；伸缩单元，有多个，均分别同轴地固定在滑鞍部件上，含有：导向套筒、伸缩柱、伸缩油盒、上油路、伸缩丝杠-伸缩螺母副、上、下支撑座、伸缩电机、小齿形带轮-齿形带-大齿形带轮、液压机构；导向套筒一内侧装有上、下支撑座，而伸缩丝杠位于上、下支撑座之间，伸缩螺母同轴地与伸缩丝杠螺纹连接，并被固定在伸缩柱上，而伸缩柱可在导向套筒内上下滑动，导向套筒另一内侧下部装有伸缩电机，伸缩电机的轴上同轴地装着小齿形带轮，通过齿形带啮合于同轴地连接在伸缩丝杠一端的大齿形带轮，组成了齿形带轮传动机构，而在这一侧的上部装有液压机构，该液压机构与滑鞍部件共用，上油路一端与液压油缸相通，另一端与伸缩油盒相通，伸缩油盒位于所述导向套筒与伸缩柱的交界面处，在所述控制计算机控制下，伸缩电机转过设定的角度，即可使伸缩柱产生相应的位移，当伸缩柱移动到位后，同样在计算机的控制下，液压机构中的液压电机通过液压丝杠和液压螺母使液压活塞运动，对液压油加压，再通过上油路把有一定压力的液压油传送到伸缩油盒中，使伸缩油盒膨胀，从而把伸缩柱锁定在导向套筒内某一个位置上；万向真空吸头，通过可拆卸装置由定位销定位被固定在伸缩单元的伸缩柱上；左、右机器人，在与导轨接触的下表面，装有四个滑块及与齿条啮合的齿轮，该齿轮与伺服电机同轴，在所述伺服电机的驱动下，机器人沿基座部件上的导轨作X方向运动，在面对动梁部件的一侧，从上到下分别装有由电机驱动可伸缩的对接用小机械手和锁紧用小机械手，分别完成机器人对动梁部件的对接和锁紧，在机器人的前外侧面，装有主机械手，由大臂、小臂、手掌、手指组成，其中大臂由正、反转电机通过齿轮驱动，小臂滑动地套在大臂内，通过伺服电机驱动丝杠螺母，使小臂作往复伸缩运动，手掌又滑套在小臂内，由伺服电机通过丝杠螺母驱动，手指位于手掌上，由伺服电机通过齿轮驱动使手指作垂直于手掌移动方向的伸缩，从而实现抓取动作，在所述控制计算机控制下，大臂先旋转成水平方向(即Y方向)，再伸出小臂，使小臂中的手掌移动到希望调整位置的滑鞍部件和伸缩单元附近，使小臂内的手掌和手指对准伸缩单元，再通过手指抓住滑鞍部件上的伸缩单元，把伸缩单元连同滑鞍部件一起移动到Y方向指定的位置上。