[发明专利]一种超声波切割机器人

说明书

一种超声波切割机器人，属于切割装置技术领域，包括机器人机构和超声波切割主轴机构；所述超声波切割主轴机构安装于机器人机构的末端，机器人机构调节超声波切割主轴机构的位置和方向；所述超声波切割主轴机构包括伺服电机、同步带、超声主轴、上触头、下触头、换能器和变幅杆。本发明将机器人技术、数控技术、超声波振动加工技术和复合材料加工艺应用到复合材料切割加工行业中，代替复合材料加工的五轴、六轴联动数控机床，以满足复合材料复杂形状的切割、铣削和打孔。

技术领域

本发明属于切割装置技术领域，具体涉及为一种超声波切割机器人。

背景技术

在现今生活中，复合材料广泛应用于社会生活中，先进复合材料加工却成为了科学界的难题，工业中一般采用六轴龙门式超声波切割机床，但龙门切割机床存在以下问题：

(1)机床结构复杂，生产成本高；

(2)对于复杂形状的先进复合材料零件，往往很难加工；

(3)机床占地面积大；

(4)机床质量大，比较笨重。

现阶段机器人加工技术和超声切割技术已经广泛的应用于工业生产制造中，机器人技术和超声切割技术各自具有独特优势，如超声切割技术具有加工各种先进复合材料、加工精度高、加工质量好等的优点，机器人技术具有加工形状复杂，加工效率高等优点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种超声波切割机器人。

本发明实现其目的采用的技术方案如下。

一种超声波切割机器人，包括机器人机构和超声波切割主轴机构；其特征在于，所述超声波切割主轴机构安装于机器人机构的末端，机器人机构调节超声波切割主轴机构的位置和方向；所述超声波切割主轴机构包括伺服电机、同步带、超声主轴、上触头、下触头、换能器和变幅杆；所述同步带一端连接伺服电机的输出端，另一端连接超声主轴；伺服电机通过同步带带动超声主轴旋转；所述上触头安装于超声主轴底部；所述下触头安装于换能器顶部，下触头与上触头信号连接；所述变幅杆顶部固定安装于换能器底部，所述变幅杆底部可拆卸式安装有圆形刀或尖形刀。

所述机器人机构包括回转底座、俯仰大臂、俯仰后臂、俯仰前臂、旋转小臂、俯仰手腕、第一支架和第二支架；所述俯仰大臂底部转动安装于回转底座；所述俯仰大臂顶部与俯仰后臂底部转动连接；所述俯仰前臂底部与俯仰后臂顶部转动连接；所述俯仰前臂顶部与旋转小臂一端转动连接；所述旋转小臂另一端转动连接有俯仰手腕；所述俯仰手腕末端转动安装有第一支架；所述第一支架与第二支架固定连接。

俯仰大臂和回转底座之间设置有舵机，舵机内设旋转轴，舵机的旋转轴竖立设置且穿设于俯仰大臂和回转底座。

所述回转底座上设置有控制装置；所述第二支架呈三角状；第一支架固定安装于第二支架的顶部；第二支架侧面上方固定安装有电机固定架。

所述伺服电机固定安装于电机固定架，伺服电机输出端安装有第一齿轮和第一轴用卡簧；第一轴用卡簧位于第一齿轮和电机固定架之间；所述超声主轴顶端安装有第二齿轮、第二轴用卡簧和导电滑环；所述第二轴用卡簧位于第二齿轮和导电滑环之间；所述导电滑环外壁固定安装于电机固定架，内壁与超声主轴连接。

所述同步带一端安装于第一齿轮，另一端安装于第二齿轮；所述同步带配设有张紧装置；所述张紧装置安装于电机固定架。

所述电机固定架底部设置有上端盖，所述上端盖底部固定安装有外套筒；外套筒底部安装有下端盖；所述外套筒套设于内套筒外部；所述外套筒和内套筒之间设置有上轴承和下轴承；上轴承和下轴承之间设有轴承套；外套筒安装有风扇。

所述内套筒内部安装有换能器；内套筒和换能器之间安装有绝缘套。