CN105880744B - 一种自转公转产生摆线弧的方法及加工摆线弧的装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于摆线构件加工技术领域，尤其涉及一种自转公转加工摆线弧的装置，包括机架、进给机构、铣刀安装臂和加工组件，进给机构和铣刀安装臂均设置于机架上，加工组件与铣刀安装臂连接，并且加工组件位于进给机构的上方，加工组件包括主轴、偏心套、第一旋转电机和铣刀，铣刀设置于主轴的下端，偏心套套设于主轴上，第一旋转电机套设于偏心套上。相对于现有技术，本发明进给机构可以对待加工的摆线构件进行旋转或直线移动，铣刀安装臂可以实现加工组件的移动，加工组件可以实现偏心转动，通过调节进给机构的运动速度和加工组件中第一旋转电机的转动速度，可以有效方便地控制摆线波数，而且加工效率和加工精度均较高。

Description

一种自转公转产生摆线弧的方法及加工摆线弧的装置

技术领域

本发明属于减速机技术领域，尤其涉及一种自转公转产生摆线弧的方法及加工摆线弧的装置。

背景技术

工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动或工艺来代替人类劳动的通用机器。通常在生产中能代替工人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业。它能够提升生产的效率和产品的质量，是企业补充和替代劳动力的有效方案。

为了提高和确保工业机器人的精度，工业机器人一般包括减速机，减速机是一种相对精密的机械，其是用于连接动力源和执行机构之间的中间装置，使用它的目的是降低转速，增加转矩。球耦合式摆线减速机是一种新型的减速机，可应用于机器人的关节连接，是关节机器人的核心部件，其具有减速比大、传动效率高、精度高、寿命长、刚度好的优点。

摆线减速机一般包括摆线盘或摆线齿(可实现直线传动)，所述摆线盘上一般设置有摆线槽，该摆线槽并不是简单的槽体，而是一种复合槽，摆线齿上的齿形也不是简单的齿，而是复合齿，现有技术中，摆线槽和摆线齿的加工不够智能，效率低下，精度也不够，不能满足实际的需要。

有鉴于此，确有必要提供一种自转公转加工摆线弧的装置及采用该装置进行加工的方法，其能够实现摆线槽和摆线齿的自动化加工，而且加工效率和加工精度均较高。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种自转公转加工摆线弧的装置，其能够实现摆线槽和摆线齿的自动化加工，而且加工效率和加工精度均较高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自转公转加工摆线弧的装置，包括机架、进给机构、铣刀安装臂和加工组件，所述进给机构和所述铣刀安装臂均设置于所述机架上，所述加工组件与所述铣刀安装臂连接，并且所述加工组件位于所述进给机构的上方，所述加工组件包括主轴、偏心套、第一旋转电机和铣刀，所述铣刀设置于所述主轴的下端，所述偏心套套设于所述主轴上，所述第一旋转电机套设于所述偏心套上。

作为本发明一种自转公转加工摆线弧的装置的一种改进，所述进给机构包括旋转台和第二旋转电机，所述旋转台设置于所述第二旋转电机上。

作为本发明一种自转公转加工摆线弧的装置的一种改进，所述铣刀安装臂包括臂体和安装体，所述臂体的侧边设置有第一导轨，所述安装体的背面设置有第一滑槽，所述第一导轨嵌入所述第一滑槽内，所述第一旋转电机通过第一安装块安装于所述安装体的正面，所述安装体还连接有可驱动其在所述臂体上上下滑动的第一驱动装置。

作为本发明一种自转公转加工摆线弧的装置的一种改进，所述臂体的底部设置有第二滑槽，所述机架的上表面设置有第二导轨，所述第二导轨嵌入所述第二滑槽内，所述臂体还连接有可驱动其在所述机架上左右滑动的第二驱动装置。

作为本发明一种自转公转加工摆线弧的装置的一种改进，所述进给机构包括第一支撑台、第二支撑台和棒状直线电机，所述棒状直线电机设置于所述第一支撑台上，所述第一支撑台上设置有第三导轨，所述第二支撑台的背面设置有第三滑槽，所述第三导轨嵌入所述第三滑槽内，所述棒状直线电机可驱动所述第二支撑台的移动。

作为本发明一种自转公转加工摆线弧的装置的一种改进，所述铣刀安装臂包括直臂、第一滑壁和第二滑壁，所述直臂与所述机架连接，所述直臂上设置有第四导轨，所述第一滑壁的背面设置有第四滑槽，所述第四导轨嵌入所述第四滑槽内，所述第一滑壁还连接有可驱动其在所述直臂上前后滑动的第三驱动装置。

作为本发明一种自转公转加工摆线弧的装置的一种改进，所述第一滑壁的正面设置有第五导轨，所述第二滑壁的背面设置有第五滑槽，所述第五导轨嵌入所述第五滑槽内，所述第一旋转电机通过第二安装块与所述第二滑壁的正面连接，所述第二滑壁还连接有可驱动其在所述第一滑壁上上下滑动的第四驱动装置。

作为本发明一种自转公转加工摆线弧的装置的一种改进，所述铣刀包括上固定板、下固定板、连接柱和若干根圆柱形加工柱，所述圆柱形加工柱设置于所述上固定板和所述下固定板之间，所述连接柱设置于所述上固定板的上方，在圆周方向上，若干根所述圆柱形加工柱均匀分布，并且每根所述圆柱形加工柱本身均可旋转。

作为本发明一种自转公转加工摆线弧的装置的一种改进，所述机架的底部设置有可转动的滑轮。

相对于现有技术，本发明包括机架、进给机构、铣刀安装臂和加工组件，进给机构可以对待加工的摆线构件进行旋转或直线移动，铣刀安装臂可以实现加工组件的移动，加工组件可以实现偏心转动，通过调节进给机构的运动速度和加工组件中第一旋转电机的转动速度，可以有效方便地控制摆线波数(减速比和摆线的齿形)。总之，本发明能够能够实现复合型摆线槽和摆线齿的自动化加工，而且加工效率和加工精度均较高。

本发明的另一个目的在于提供一种采用本发明所述的装置进行加工的方法，该方法至少包括以下步骤：将待加工的摆线构件放置于进给机构上，进给机构开始作业，同时第一旋转电机带动偏心套旋转，进而带动主轴转动产生摆线，所述供给机构的运动速度与所述第一旋转电机的旋转速度之比产生摆线波数或摆线齿形。

相对于现有技术，本发明方法简单，易于实现，而且能够实现复合型摆线槽和摆线齿的精确加工，加工效率高。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1的剖视结构示意图。

图3为本发明实施例1的俯视结构示意图。

图4为图2中A部分的放大图。

图5为本发明实施例1加工出来的摆线盘的结构示意图。

图6为本发明实施例2的立体结构示意图。

图7为本发明实施例2的剖视结构示意图。

图8为本发明实施例2的俯视结构示意图。

图9为图6中A部分的放大图。

图10为本发明实施例2中铣刀的立体结构示意图。

图11为本发明实施例2的加工过程示意图。

图12为本发明实施例2加工出来的摆线齿的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明及其有益效果进行详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不限于此。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例1提供了一种自转公转加工摆线弧的装置(本实施例中为减速机的摆线盘7的摆线槽8)，包括机架1、进给机构2、铣刀安装臂3和加工组件4，进给机构2和铣刀安装臂3均设置于机架1上，加工组件4与铣刀安装臂3连接，并且加工组件4位于进给机构2的上方，加工组件4包括主轴41、偏心套42、第一旋转电机43和铣刀44，铣刀44设置于主轴41的下端，偏心套42套设于主轴41上，第一旋转电机43套设于偏心套42上。铣刀安装臂3可以实现加工组件4的移动，本发明中为上下和左右移动，进给机构2可以对待加工的摆线盘7进行旋转(公转)，加工组件4可以实现偏心转动(自转)，通过公转加自转的复合方式，可以在摆线盘7上加工出复合型的摆线槽8，本实施例为类似于波浪形的摆线槽8，如图5所示。通过调节进给机构2的运动速度和加工组件4中第一旋转电机43的转动速度，可以有效方便地控制摆线波数(减速比)，加工效率和加工精度均较高。

其中，进给机构2包括旋转台21和第二旋转电机22，旋转台21设置于第二旋转电机22上，摆线盘7固定于旋转台21上。第二旋转电机22可以带动旋转台21旋转，进而带动摆线盘7旋转，从而在摆线盘7上加工出一圈摆线槽8。

铣刀安装臂3包括臂体31和安装体32，臂体31的侧边设置有第一导轨33，安装体32的背面设置有第一滑槽34，第一导轨33嵌入第一滑槽34内，第一旋转电机43通过第一安装块5安装于安装体32的正面，安装体32还连接有可驱动其在臂体31上上下滑动的第一驱动装置。第一驱动装置可以驱动第一滑槽34在第一导轨31上的上下滑动，从而实现安装体32在臂体31上的上下移动，实现铣刀44的上下移动。

臂体31的底部设置有第二滑槽35，机架1的上表面设置有第二导轨36，第二导轨36嵌入第二滑槽35内，臂体31还连接有可驱动其在机架1上左右滑动的第二驱动装置。第二驱动装置可以驱动第二滑槽35在第二导轨36上滑动，从而实现安装体32的左右移动，进而实现铣刀44的左右移动。

如此，本发明可以应用于具有不同尺寸的摆线盘7的摆线槽8的加工，而且可以实现摆线槽8的不同的位置需求。

机架1的底部设置有可转动的滑轮6，从而可以实现该装置的自由方便的移动。

包含这种结构的摆线盘7的减速机结构简单紧凑、传动功率大、噪声低、传动平稳。

本实施例还提供了一种采用上述装置进行摆线槽8加工的方法：将待加工的摆线盘7固定于进给机构2的旋转台21上，第二旋转电机22开始作业，进而驱动旋转台21带着摆线盘7一起旋转(公转)，同时第一旋转电机43带动偏心套42旋转，进而带动主轴41及与其连接的铣刀44转动(自转)产生摆线，通过公转和自转的配合实现具有波浪形的摆线槽8的精确加工。第二旋转电机22的转速与第一旋转电机43的转速的比产生摆线波数，即减速机的减速比。该方法操作简单，易于实现。

实施例2

如图6至10所示，本实施例提供了一种自转公转加工摆线弧的装置(本实施例为摆线齿)，包括机架1、进给机构2、铣刀安装臂3和加工组件4，进给机构2和铣刀安装臂3均设置于机架1上，加工组件4与铣刀安装臂3连接，并且加工组件4位于进给机构2的上方，加工组件4包括主轴41、偏心套42、第一旋转电机43和铣刀44，铣刀44设置于主轴41的下端，偏心套42套设于主轴41上，第一旋转电机43套设于偏心套42上。铣刀安装臂3可以实现加工组件4的移动，本发明中为上下和前后移动，进给机构2可以对待加工的摆线齿进行左右移动，加工组件4可以实现偏心转动产生摆线，通过调节进给机构2的运动速度和加工组件4中第一旋转电机43的转动速度，可以有效方便地控制摆线齿形，形成的齿形结构如图12所示，加工效率和加工精度均较高。

其中，进给机构2包括第一支撑台21、第二支撑台22和棒状直线电机23，棒状直线电机23设置于所述第一支撑台21上，第一支撑台21上设置有第三导轨24，第二支撑台22的背面设置有第三滑槽25，第三导轨24嵌入第三滑槽25内，棒状直线电机23可驱动第二支撑台22的移动，棒状直线电机23可驱动第三滑槽25在第三导轨24上滑动，从而使得第二支撑台22在第一支撑台21上滑动，实现摆线齿7的左右移动。

铣刀安装臂3包括直臂31、第一滑壁32和第二滑壁33，直臂31与机架1连接，直臂31上设置有第四导轨34，第一滑壁32的背面设置有第四滑槽35，第四导轨34嵌入第四滑槽35内，第一滑壁32还连接有可驱动其在直臂31上前后滑动的第三驱动装置。第三驱动装置可以驱动第四滑槽35在第四导轨34上滑动，从而实现第一滑壁32在直臂31上的前后滑动，进而实现铣刀44的前后移动。

第一滑壁32的正面设置有第五导轨36，第二滑壁33的背面设置有第五滑槽37，第五导轨36嵌入第五滑槽37内，第一旋转电机43通过第二安装块5与第二滑壁33的正面连接，第二滑壁33还连接有可驱动其在第一滑壁32上上下滑动的第四驱动装置。第四驱动装置可以驱动第五滑槽37在第五导轨36上滑动，从而实现第二滑壁33在第一滑壁32上的上下滑动，进而实现铣刀44的上下移动。

铣刀44包括上固定板441、下固定板442、连接柱443和若干根圆柱形加工柱444，圆柱形加工柱444设置于上固定板441和下固定板442之间，上固定板441和下固定板442用于固定圆柱形加工柱444，连接柱443设置于上固定板441的上方，连接柱443与主轴41连接。圆柱形加工柱444在摆线齿上滚动，从而形成齿形。在圆周方向上，若干根圆柱形加工柱444均匀分布，并且每根圆柱形加工柱444本身均可旋转。

本发明中，圆柱形加工柱444的个数为10个，实际加工时，如图11所示，铣刀44的圆柱形加工柱444在主轴41的带动下在摆线齿7上渐次滚动(公转)，同时，每根圆柱形加工柱444本身也转动(自转)，通过公转-自转的复合产生摆线，在一个状态下，其中一根圆柱形加工柱444在一个齿形的中心进行铣作业，位于其左侧的圆柱形加工柱444则对另一个齿形的右侧进行铣作业，位于其右侧的圆柱形加工柱444则对另一个齿形的左侧进行铣作业，这种方式的加工可以大大提高齿形的精确度，得到复合型的齿形，而且加工效率高。

机架1的底部设置有可转动的滑轮6。从而可以实现该装置的自由方便的移动。

包含这种结构的摆线齿的直线传动机构结构简单紧凑、传动功率大、噪声低、传动平稳。

本实施例还提供了一种采用上述装置进行摆线齿加工的方法：将待加工的摆线齿7固定于第二支撑台22上，棒状直线电机23开始作业，带着第二支撑台22及其上的摆线齿7开始移动，同时第一旋转电机43带动偏心套42旋转，进而带动主轴41及与其连接的铣刀44转动(公转)，同时，每根圆柱形加工柱444本身也转动(自转)，通过公转-自转的复合产生摆线，棒状直线电机23的速度与第一旋转电机43的旋转速度之比产生摆线齿形。该方法操作简单，易于实现。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种自转公转加工摆线弧的装置，其特征在于：包括机架、进给机构、铣刀安装臂和加工组件，所述进给机构和所述铣刀安装臂均设置于所述机架上，所述加工组件与所述铣刀安装臂连接，并且所述加工组件位于所述进给机构的上方，所述加工组件包括主轴、偏心套、第一旋转电机和铣刀，所述铣刀设置于所述主轴的下端，所述偏心套套设于所述主轴上，所述第一旋转电机套设于所述偏心套上；

进给机构对待加工的摆线构件进行直线移动，铣刀安装臂实现加工组件的移动，加工组件实现偏心转动，通过调节进给机构的运动速度和加工组件中第一旋转电机的转动速度，可以有效方便地控制摆线波数；

所述铣刀包括上固定板、下固定板、连接柱和若干根圆柱形加工柱，所述圆柱形加工柱设置于所述上固定板和所述下固定板之间，所述连接柱设置于所述上固定板的上方，在圆周方向上，若干根所述圆柱形加工柱均匀分布，并且每根所述圆柱形加工柱本身均可旋转。

2.根据权利要求1所述的一种自转公转加工摆线弧的装置，其特征在于：所述进给机构包括第一支撑台、第二支撑台和棒状直线电机，所述棒状直线电机设置于所述第一支撑台上，所述第一支撑台上设置有第三导轨，所述第二支撑台的背面设置有第三滑槽，所述第三导轨嵌入所述第三滑槽内，所述棒状直线电机可驱动所述第二支撑台的移动。

3.根据权利要求2所述的一种自转公转加工摆线弧的装置，其特征在于：所述铣刀安装臂包括直臂、第一滑壁和第二滑壁，所述直臂与所述机架连接，所述直臂上设置有第四导轨，所述第一滑壁的背面设置有第四滑槽，所述第四导轨嵌入所述第四滑槽内，所述第一滑壁还连接有可驱动其在所述直臂上前后滑动的第三驱动装置。

4.根据权利要求3所述的一种自转公转加工摆线弧的装置，其特征在于：所述第一滑壁的正面设置有第五导轨，所述第二滑壁的背面设置有第五滑槽，所述第五导轨嵌入所述第五滑槽内，所述第一旋转电机通过第二安装块与所述第二滑壁的正面连接，所述第二滑壁还连接有可驱动其在所述第一滑壁上上下滑动的第四驱动装置。

5.根据权利要求1所述的一种自转公转加工摆线弧的装置，其特征在于：所述机架的底部设置有可转动的滑轮。