直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型cnc清洗的制造方法
【專利摘要】本實用新型為直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，機(jī)架頂部由左至右設(shè)有兩排相互平行的Z向直線滑軌，機(jī)械臂固定架的頂端通過兩側(cè)滑塊支架與Z向直線滑軌滑動連接，機(jī)械臂固定架的底端與第一機(jī)械臂的頂端轉(zhuǎn)動固定，轉(zhuǎn)動固定處形成X向運動關(guān)節(jié)；第一機(jī)械臂的底端與第二機(jī)械臂的頂端轉(zhuǎn)動固定，轉(zhuǎn)動固定處形成形成Y向運動關(guān)節(jié)；第二機(jī)械臂的底端固定有水平向主軸，高壓清洗噴嘴與主軸呈一體式結(jié)構(gòu)；機(jī)械臂與機(jī)械臂驅(qū)動組件控制連接，機(jī)械臂固定架通過絲杠驅(qū)動組件控制連接，機(jī)械臂驅(qū)動組件以及絲杠驅(qū)動組件均由CNC控制器控制連接。本實用新型此結(jié)構(gòu)緊湊，實現(xiàn)了小型化，可針對各種復(fù)雜零件進(jìn)行清洗，加工范圍大，實現(xiàn)了高速清洗，設(shè)備運轉(zhuǎn)率高。
【專利說明】直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本實用新型是采用機(jī)械手臂多關(guān)節(jié)運動與直線運動相結(jié)合的最新技術(shù)，對各種部件進(jìn)行高壓清洗的直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)。
[【背景技術(shù)】]
[0002]用于航空航天、汽車、建設(shè)機(jī)械等的各種精密部件，在進(jìn)行機(jī)械加工后，會在部件的盲孔、斜孔、精密面等殘留毛刺、切屑等，如不進(jìn)行清除，會導(dǎo)致機(jī)械無法達(dá)到所需要的精度、目的。
[0003]現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)有的清洗機(jī)大多為通過式清洗方式，此類型清洗機(jī)存在的問題為，體積大、占地面積大、適用于整體清洗，但對形狀復(fù)雜的零件清洗效果不佳，無法達(dá)到徹底清洗。另一種為清洗機(jī)器人，此類型清洗機(jī)存在的問題為，不擅長直線運動，不能達(dá)到高速度清洗。噴嘴安裝在長臂的最前端，位置精度低，無法達(dá)到高位置精度清洗。防水困難，容易壞，設(shè)備運轉(zhuǎn)率低，維護(hù)成本比較高。
[0004]作為現(xiàn)狀有幾種方法可以進(jìn)行清除:
[0005]1、人工去毛刺、用油清洗。根據(jù)操作人員的能力不同品質(zhì)也不同，因此經(jīng)常會出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，而且工作環(huán)境惡劣。
[0006]2、最終工程利用通過式清洗方式進(jìn)行整體清洗。針對形狀復(fù)雜的零件，清洗效果不加，無法達(dá)到徹底清洗干凈的目的。
[0007]3、多關(guān)節(jié)機(jī)器人前端裝噴嘴的方式進(jìn)行清洗。
[0008]此種清洗方式的問題點:第一不擅長直線動作。多關(guān)節(jié)機(jī)器人，結(jié)構(gòu)上、圓形動作較快，例如如果想要將噴嘴插入細(xì)孔孔內(nèi)清洗的話，他的速度只能達(dá)到原有1/10左右的程度，效率低下。第二噴嘴精度較低。由于噴嘴安裝在長臂的最前端，導(dǎo)致他的位置精度不好，在長期使用過程中關(guān)節(jié)之間會產(chǎn)生晃動，使精度更加不好。第三、多關(guān)節(jié)機(jī)器人防水困難，容易壞、設(shè)備運轉(zhuǎn)率低下、維護(hù)成本非常的高。第四、機(jī)器人需要專用的程序控制，沒有機(jī)器人專業(yè)知識的人是無法進(jìn)行編程的，公司內(nèi)一般操作人員無法完成。
[0009]4、立式清洗機(jī)。在結(jié)構(gòu)上體積大，重量大，加工范圍有局限性。清洗工件側(cè)面的情況，切屑容易向上飛濺，并再次附著在工件上。
[實用新型內(nèi)容]
[0010]本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)狀清洗機(jī)的各種不足之處，結(jié)合其優(yōu)勢而進(jìn)行開發(fā)設(shè)計的直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，包括機(jī)架、高壓清洗噴嘴、主軸、機(jī)械臂、機(jī)械臂驅(qū)動組件以及CNC控制器，所述機(jī)架的操作面板上固定有工件架，其特征在于，機(jī)架頂部由左至右設(shè)有兩排相互平行的Z向直線滑軌，機(jī)械臂固定架的頂端通過兩側(cè)滑塊支架與所述Z向直線滑軌滑動連接，所述機(jī)械臂固定架的底端與第一機(jī)械臂的頂端轉(zhuǎn)動固定，轉(zhuǎn)動固定處形成X向運動關(guān)節(jié)；所述第一機(jī)械臂的底端與第二機(jī)械臂的頂端轉(zhuǎn)動固定，轉(zhuǎn)動固定處形成形成Y向運動關(guān)節(jié)；此此結(jié)構(gòu)緊湊，加工范圍大，改善了機(jī)械手臂在直線運動上的缺陷，改善了立式清洗機(jī)在對工件側(cè)面清洗時向上飛濺并再次附著到工件上的缺陷。所述第二機(jī)械臂的底端固定有水平向主軸，主軸進(jìn)水口連接進(jìn)水管，主軸出水口與工件架相對并設(shè)有高壓清洗噴嘴，所述高壓清洗噴嘴與主軸呈一體式結(jié)構(gòu)，保證了清洗的位置精度，實現(xiàn)了精確定點清洗和復(fù)雜部件的精確快速清洗，同時能夠保證清洗的潔凈度；第一、第二機(jī)械臂分別與第一、第二機(jī)械臂驅(qū)動組件控制連接，機(jī)械臂固定架通過絲杠驅(qū)動組件控制連接，機(jī)械臂驅(qū)動組件以及絲杠驅(qū)動組件均由CNC控制器控制連接。
[0012]所述機(jī)械臂固定架的底部設(shè)有一凹槽，所述凹槽具有左右兩側(cè)壁，所述左右兩側(cè)壁上分別設(shè)有固定孔，所述固定孔與第一機(jī)械臂頂端的固定孔相適配并通過軸承貫穿，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動固定；第一機(jī)械臂底端設(shè)有固定孔，所述固定孔與第二機(jī)械臂頂端的固定孔相適配，并通過軸承貫穿，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動固定。
[0013]所述機(jī)械臂驅(qū)動組件采用伺服電機(jī)及減速機(jī)組合而成，所述機(jī)械臂連接減速機(jī)的輸出端，減速機(jī)的輸入端連接伺服電機(jī)傳動輸出端，通過伺服電機(jī)和減速機(jī)組合進(jìn)行變速傳動。
[0014]第一機(jī)械臂與第二機(jī)械臂的軸接處設(shè)有密封件，所述密封件采用旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)用密封圈，所述旋轉(zhuǎn)用密封圈嵌于第一機(jī)械臂與第二機(jī)械臂的軸接處，防止清洗液和灰塵等進(jìn)入機(jī)械臂內(nèi)部。且多關(guān)節(jié)處的特殊結(jié)構(gòu)的密封+機(jī)械手臂各部件均由防銹材料的構(gòu)成，確保了穩(wěn)定持久地對抗高溫、潮濕、腐蝕性的惡劣環(huán)境，同時保持了機(jī)械特性。
[0015]機(jī)械臂內(nèi)設(shè)有配線槽，機(jī)械臂內(nèi)部配置線纜內(nèi)嵌于所述配線槽中。電纜線及各種信號線在機(jī)械臂內(nèi)部配置，既保證了整體結(jié)構(gòu)美觀，又解決了電纜線及各種信號線等的防水問題。
[0016]所述工件架底部與操作面板之間設(shè)有A軸、B軸,所述A軸沿著自身圓心360°自轉(zhuǎn)，所述B軸沿端點90°翻轉(zhuǎn)。
[0017]所述機(jī)架側(cè)旁豎直設(shè)有一個換刀庫，所述換刀庫內(nèi)的換刀座上從上至下等間距豎直放置若干刀頭，所述換刀座傾斜30度角度，以便機(jī)械手臂可以方便裝卸刀具。
[0018]本實用新型采用在構(gòu)造上為多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂的X、Y方向運動+伺服電機(jī)、絲杠驅(qū)動的Z方向直線運動。此結(jié)構(gòu)緊湊，實現(xiàn)了小型化。工件放置在A軸、B軸上，A軸實施360度旋轉(zhuǎn)，B軸實施90度翻轉(zhuǎn)。機(jī)械臂的圓弧運動與工件夾具的A軸、B軸旋轉(zhuǎn)，解決了機(jī)器人在直線運動上的缺陷，可針對各種復(fù)雜零件進(jìn)行清洗，加工范圍大，實現(xiàn)了高速清洗。機(jī)械臂關(guān)節(jié)處為防水密封結(jié)構(gòu)。電機(jī)等線纜配置在機(jī)械臂內(nèi)部。此結(jié)構(gòu)為防水結(jié)構(gòu)，設(shè)備運轉(zhuǎn)率高，解決了維護(hù)成本高的問題。清洗噴嘴與主軸為一體式。高壓水通過主軸噴射出，實現(xiàn)了高位置精度清洗。CNC控制器，操作工人經(jīng)過簡單培訓(xùn)便可進(jìn)行操作，改善了操作復(fù)雜的缺陷。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0019]圖1為直交多關(guān)節(jié)CNC清洗機(jī)的全體圖；
[0020]圖2為第一機(jī)械臂傳動部分圖；
[0021]圖3為第二機(jī)械臂傳動部分圖；
[0022]圖4為高壓清洗噴嘴主軸部分圖；
[0023]圖5為機(jī)械臂關(guān)節(jié)處為防水密封結(jié)構(gòu)；
[0024]圖6為機(jī)械臂內(nèi)部配置線纜的結(jié)構(gòu)；
[0025]圖7為機(jī)械臂整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中標(biāo)注說明
[0027]1.機(jī)架、2.工件架、3.Z向直線滑軌、4.滑塊支架、5.機(jī)械臂固定架、6.第一機(jī)械臂、7.X向運動關(guān)節(jié)、8.第二機(jī)械臂、9.Y向運動關(guān)節(jié)、10.主軸、11.高壓清洗噴嘴、12.伺服電機(jī)、13.減速機(jī)、14.密封件、15.配線、16.配線槽。
[【具體實施方式】]
[0028]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029]如圖1及圖7所示，一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，包括機(jī)架、高壓清洗噴嘴、主軸、機(jī)械臂、機(jī)械臂驅(qū)動組件以及CNC控制器，所述機(jī)架的操作面板上固定有工件架，所述工件架底部與操作面板之間設(shè)有A軸、B軸，所述A軸沿著自身圓心360°自轉(zhuǎn)，所述B軸沿端點90°翻轉(zhuǎn)。所述機(jī)架側(cè)旁豎直設(shè)有一個換刀庫，所述換刀庫內(nèi)的換刀座上從上至下等間距豎直放置若干刀頭，所述換刀座傾斜30度角度，以便機(jī)械手臂可以方便裝卸刀具。
[0030]機(jī)架頂部由左至右設(shè)有兩排相互平行的Z向直線滑軌，機(jī)械臂固定架的頂端通過兩側(cè)滑塊支架與所述Z向直線滑軌滑動連接，所述機(jī)械臂固定架的底端與第一機(jī)械臂的頂端轉(zhuǎn)動固定，轉(zhuǎn)動固定處形成X向運動關(guān)節(jié)；所述第一機(jī)械臂的底端與第二機(jī)械臂的頂端轉(zhuǎn)動固定，轉(zhuǎn)動固定處形成形成Y向運動關(guān)節(jié)；所述第二機(jī)械臂的底端固定有水平向主軸，主軸進(jìn)水口連接進(jìn)水管，主軸出水口與工件架相對并設(shè)有高壓清洗噴嘴，所述高壓清洗噴嘴與主軸呈一體式結(jié)構(gòu)，保證了清洗的位置精度，實現(xiàn)了精確定點清洗和復(fù)雜部件的精確快速清洗，同時能夠保證清洗的潔凈度。機(jī)械行業(yè)現(xiàn)有的清洗機(jī)器人的結(jié)構(gòu)一般為高壓噴嘴單獨安裝在機(jī)械臂前端，與機(jī)械臂為分離式結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)的定位精度不高，無法實現(xiàn)精確定位清洗。本實用新型的結(jié)構(gòu)為:高壓水噴嘴與主軸為一體,高壓水通過主軸內(nèi)部,再經(jīng)過噴嘴噴射出。主軸與機(jī)械臂通過精密配合安裝在成一體；第一、第二機(jī)械臂分別與第一、第二機(jī)械臂驅(qū)動組件控制連接，機(jī)械臂固定架通過絲杠驅(qū)動組件控制連接，機(jī)械臂驅(qū)動組件以及絲杠驅(qū)動組件均由CNC控制器控制連接。
[0031]如圖7所示，所述機(jī)械臂固定架的底部設(shè)有一凹槽，所述凹槽具有左右兩側(cè)壁，所述左右兩側(cè)壁上分別設(shè)有固定孔，所述固定孔與第一機(jī)械臂頂端的固定孔相適配并通過軸承貫穿，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動固定；第一機(jī)械臂底端設(shè)有固定孔，所述固定孔與第二機(jī)械臂頂端的固定孔相適配，并通過軸承貫穿，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動固定。
[0032]如圖2及圖3所示，所述機(jī)械臂驅(qū)動組件采用伺服電機(jī)及減速機(jī)組合而成，所述機(jī)械臂連接減速機(jī)的輸出端，減速機(jī)的輸入端連接伺服電機(jī)傳動輸出端，通過伺服電機(jī)和減速機(jī)組合進(jìn)行變速傳動。機(jī)械臂通過軸承來支撐。保證了機(jī)械臂的準(zhǔn)確靈活的轉(zhuǎn)動。
[0033]如圖5所示，第一機(jī)械臂與第二機(jī)械臂的軸接處為防水密封結(jié)構(gòu)，設(shè)有密封件，所述密封件采用旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)，，所述旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)用密封圈，所述旋轉(zhuǎn)用密封圈嵌于第一機(jī)械臂與第二機(jī)械臂的軸接處。保證了機(jī)械臂在靈活旋轉(zhuǎn)的同時，使液體等無法侵入到機(jī)械臂內(nèi)部，損壞零部件。從而確保機(jī)械臂的正常運轉(zhuǎn)。
[0034]如圖6所示，機(jī)械臂內(nèi)設(shè)有配線槽，機(jī)械臂內(nèi)部配置線纜內(nèi)嵌于所述配線槽中。現(xiàn)有的機(jī)器人清洗機(jī)結(jié)構(gòu)為外部配線結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)不僅要考慮線纜的防護(hù)措施，而且在外觀上不美觀。本實用新型無需考慮線纜的防水問題，而且在在外觀上整潔，美觀。
[0035]上述直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)的清洗方法，清洗時，工件放置于工件架上；首先，第一、第二機(jī)械臂通過絲杠驅(qū)動組件控制機(jī)械臂固定架沿著Z向直線滑軌直線往復(fù)滑動，調(diào)整與工件架的Z向間距；待Z向間距調(diào)整完畢后，機(jī)械臂通過自身的X向及Y向運動關(guān)節(jié)帶動主軸噴嘴調(diào)整方位，第一機(jī)械臂由第一機(jī)械臂驅(qū)動組件控制，通過X向運動關(guān)節(jié)沿著機(jī)械臂固定支架底部的凹槽進(jìn)行圓弧轉(zhuǎn)動；第二機(jī)械臂由第二機(jī)械臂驅(qū)動組件控制，通過Y向運動關(guān)節(jié)進(jìn)行圓弧轉(zhuǎn)動；最后，清洗噴嘴與主軸為一體式，高壓水通過主軸噴射出，實現(xiàn)了高位置精度清洗，同時通過工件架底部的A軸、B軸進(jìn)行工件清洗面的轉(zhuǎn)動切換，實現(xiàn)工件與機(jī)械臂同時實施運轉(zhuǎn)，對工件進(jìn)行全面清洗。A軸實施360°旋轉(zhuǎn)，B軸實施90°翻轉(zhuǎn)。
[0036]現(xiàn)有機(jī)器人清洗機(jī)結(jié)構(gòu)為工件固定，依靠機(jī)械手臂進(jìn)行各個方向角度的清洗，這樣的結(jié)構(gòu)運行速度慢，位置不夠精確。本實用新型為工件與機(jī)械臂同時實施運轉(zhuǎn)，大幅度地提高了清洗速度。機(jī)械臂通過Z方向直線運動并同時通過自身的多關(guān)節(jié)運動帶動主軸噴嘴，對工件進(jìn)行全面清洗。清洗噴嘴需要更換時，機(jī)械臂通過直線運動和多關(guān)節(jié)運動到刀庫位置進(jìn)行換刀。此結(jié)構(gòu)緊湊，加工范圍大，改善了機(jī)械手臂在直線運動上的缺陷，改善了立式清洗機(jī)在對工件側(cè)面清洗時向上飛濺并再次附著到工件上的缺陷。
[0037]清洗噴嘴需要更換時，機(jī)械臂通過絲杠驅(qū)動組件控制機(jī)械臂固定架沿著Z向直線滑軌直線往復(fù)滑動，調(diào)整與工件架的Z向間距，至多關(guān)節(jié)運動到刀庫位置進(jìn)行換刀。
【權(quán)利要求】
1.一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，包括機(jī)架、高壓清洗噴嘴、主軸、機(jī)械臂、機(jī)械臂驅(qū)動組件以及CNC控制器，所述機(jī)架的操作面板上固定有工件架，其特征在于，機(jī)架頂部由左至右設(shè)有兩排相互平行的Z向直線滑軌，機(jī)械臂固定架的頂端通過兩側(cè)滑塊支架與所述Z向直線滑軌滑動連接，所述機(jī)械臂固定架的底端與第一機(jī)械臂的頂端轉(zhuǎn)動固定，轉(zhuǎn)動固定處形成X向運動關(guān)節(jié)；所述第一機(jī)械臂的底端與第二機(jī)械臂的頂端轉(zhuǎn)動固定，轉(zhuǎn)動固定處形成形成Y向運動關(guān)節(jié)；所述第二機(jī)械臂的底端固定有水平向主軸，主軸進(jìn)水口連接進(jìn)水管，主軸出水口與工件架相對并設(shè)有高壓清洗噴嘴，所述高壓清洗噴嘴與主軸呈一體式結(jié)構(gòu)；第一、第二機(jī)械臂分別與第一、第二機(jī)械臂驅(qū)動組件控制連接，機(jī)械臂固定架通過絲杠驅(qū)動組件控制連接，機(jī)械臂驅(qū)動組件以及絲杠驅(qū)動組件均由CNC控制器控制連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，其特征在于，所述機(jī)械臂固定架的底部設(shè)有一凹槽，所述凹槽具有左右兩側(cè)壁，所述左右兩側(cè)壁上分別設(shè)有固定孔，所述固定孔與第一機(jī)械臂頂端的固定孔相適配并通過軸承貫穿，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動固定；第一機(jī)械臂底端設(shè)有固定孔，所述固定孔與第二機(jī)械臂頂端的固定孔相適配，并通過軸承貫穿，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動固定。
3.如權(quán)利要求1所述的一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，其特征在于，所述機(jī)械臂驅(qū)動組件采用伺服電機(jī)及減速機(jī)組合而成，所述機(jī)械臂連接減速機(jī)的輸出端，減速機(jī)的輸入端連接伺服電機(jī)傳動輸出端，通過伺服電機(jī)和減速機(jī)組合進(jìn)行變速傳動。
4.如權(quán)利要求1所述的一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，其特征在于，第一機(jī)械臂與第二機(jī)械臂的軸接處設(shè)有密封件，所述密封件采用旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)用密封圈，所述旋轉(zhuǎn)用密封圈嵌于第一機(jī)械臂與第二機(jī)械臂的軸接處。
5.如權(quán)利要求1所述的一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，其特征在于，機(jī)械臂內(nèi)設(shè)有配線槽，機(jī)械臂內(nèi)部配置線纜內(nèi)嵌于所述配線槽中。
6.如權(quán)利要求1所述的一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，其特征在于，所述工件架底部與操作面板之間設(shè)有A軸、B軸，所述A軸沿著自身圓心360°自轉(zhuǎn)，所述B軸沿端點90°翻轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種直交多關(guān)節(jié)復(fù)合型CNC清洗機(jī)，其特征在于，所述機(jī)架側(cè)旁豎直設(shè)有一個換刀庫，所述換刀庫內(nèi)的換刀座上從上至下等間距豎直放置若干刀頭，所述換刀座傾斜30度角度，以便機(jī)械手臂可以方便裝卸刀具。
【文檔編號】B08B3/02GK204018278SQ201420491343
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李毅, 名越正生, 竹下篤史, 王永鋒, 王亮 申請人:上海豐禾精密機(jī)械有限公司