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      一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)的制作方法

      文檔序號(hào):11426367閱讀:232來(lái)源:國(guó)知局
      一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)的制造方法與工藝

      本發(fā)明涉及砂帶磨削技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)。



      背景技術(shù):

      目前打磨和拋光行業(yè)正在部署自動(dòng)化設(shè)備來(lái)抵消逐漸升高的人力成本。目前機(jī)器人化打磨系統(tǒng)使用機(jī)器人抓持零件與砂帶機(jī)配合使用,面對(duì)復(fù)雜曲面打磨時(shí),機(jī)器人需要具有多于六個(gè)自由度的冗余結(jié)構(gòu)才能完成打磨和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與避障的任務(wù),冗余工業(yè)機(jī)器人不僅成本高而且控制復(fù)雜,并且成熟的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)中可選擇的型號(hào)較少。其次,現(xiàn)有打磨設(shè)備中有些打磨機(jī)設(shè)備沒(méi)有頂出打磨機(jī)構(gòu),有些具有頂出打磨機(jī)構(gòu),但僅僅是頂出和收回兩個(gè)位置,并不能根據(jù)打磨工件形狀主動(dòng)調(diào)節(jié)打磨的區(qū)域和位置。

      在專利cn106514461a中闡述了一種機(jī)器人用砂帶打磨機(jī),其中包括張緊輪設(shè)計(jì)和吸塵設(shè)計(jì),主動(dòng)控制的打磨機(jī)構(gòu)。在專利cn203390697u中給出了一種砂帶搖擺機(jī)構(gòu),通過(guò)搖擺氣缸控制被動(dòng)輥的轉(zhuǎn)動(dòng),利用伸縮氣缸控制搖擺裝置的升降運(yùn)動(dòng)。專利中的伸縮氣缸僅僅是頂出搖擺機(jī)構(gòu),同樣不具備主動(dòng)打磨的功能,也不具備與工件柔性接觸的功能,與機(jī)器人配合工作時(shí),靈活性較低。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn),而提出的一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)。

      為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:

      一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī),包括砂帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、砂帶支撐機(jī)構(gòu)和變角度打磨機(jī)構(gòu),所述砂帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由固定在基座板上的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輥,砂帶繞過(guò)第一被動(dòng)輥、第二被動(dòng)輥、第三被動(dòng)輥、第四被動(dòng)輥并與主動(dòng)輥形成一閉環(huán)路徑,第一被動(dòng)輥、第二被動(dòng)輥、第四被動(dòng)輥通過(guò)軸承鉸接在基座板和基座蓋板上;所述砂帶支撐機(jī)構(gòu)由擺桿、氣彈簧、第一銅軸套、球關(guān)節(jié)軸承和軸套連接件構(gòu)成,第三被動(dòng)輥鉸接在擺桿的一端,擺桿的另一端通過(guò)第一銅軸套與基座板和基座蓋板鉸接,擺桿的兩個(gè)鉸接點(diǎn)中間與氣彈簧通過(guò)軸套連接件鉸接,氣彈簧另一端與基座蓋板通過(guò)球關(guān)節(jié)軸承鉸接;所述變角度打磨機(jī)構(gòu)包括氣缸,氣缸固定在固定板上,固定板四個(gè)角處鑲嵌有第二銅軸套,第二銅軸套放置有導(dǎo)向軸,四個(gè)導(dǎo)向軸和氣缸的活塞桿與打磨平臺(tái)底板固連,第一軸套座、第二軸套座和第三軸套座固定在打磨平臺(tái)底板上,第一直線驅(qū)動(dòng)單元、第二直線驅(qū)動(dòng)單元和第三直線驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)固連在尾部的第一關(guān)節(jié)軸、第二關(guān)節(jié)軸和第三關(guān)節(jié)軸與第一軸套座、第二軸套座和第三軸套座相鉸接,第一直線驅(qū)動(dòng)單元、第二直線驅(qū)動(dòng)單元和第三直線驅(qū)動(dòng)單元的另一端與打磨板通過(guò)第一球關(guān)節(jié)軸承、第二球關(guān)節(jié)軸承和第三球關(guān)節(jié)軸承鉸接,末端打磨板固定在打磨板的表面。

      優(yōu)選的,第一軸套座、第二軸套座和第三軸套座固定在打磨平臺(tái)底板上,三個(gè)軸套座在打磨平臺(tái)底板上呈等邊三角形布置,每個(gè)軸套座的套孔中心軸線與該頂點(diǎn)處的等邊三角形的中線垂直。

      優(yōu)選的,末端打磨板可以根據(jù)打磨工件形狀的變化,進(jìn)行更換。

      優(yōu)選的,第一軸套座、第二軸套座和第三軸套座與第一關(guān)節(jié)軸、第二關(guān)節(jié)軸和第三關(guān)節(jié)軸為單自由度的軸與軸套配合。

      優(yōu)選的,第一直線驅(qū)動(dòng)單元、第二直線驅(qū)動(dòng)單元和第三直線驅(qū)動(dòng)單元中伺服電機(jī)固定在電機(jī)外套上,聯(lián)軸器聯(lián)接伺服電機(jī)和滾珠絲桿,固定在推桿外殼上的絲桿軸承座與滾珠絲桿鉸接,推桿外殼內(nèi)的兩側(cè)鑲有側(cè)導(dǎo)軌,絲母和與絲母固定的頂桿與側(cè)導(dǎo)軌形成的平行面之間的滑動(dòng)配合,推桿外殼的端部鑲有截面為圓環(huán)的第三銅軸套,頂桿的一部分圓弧表面與第三銅軸套配合,頂桿的內(nèi)部鑲有內(nèi)軸套并與滾珠絲桿相配合,推桿外殼和第三銅軸套的末端由端蓋固定。

      優(yōu)選的,頂桿的外輪廓為一對(duì)圓弧和一對(duì)平面組成兩個(gè)d字型相對(duì)的形狀,圓弧段與第三銅軸套形成軸-軸套配合,一對(duì)平面與側(cè)導(dǎo)軌之間形成直線滑動(dòng)配合。

      優(yōu)選的,氣缸通過(guò)導(dǎo)向軸和自身的活塞桿可以將變角度打磨機(jī)構(gòu)整體頂出和拉回。

      本發(fā)明提出了一種能夠與工業(yè)機(jī)械手或者工裝夾具配合使用的具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī),該砂帶磨削機(jī)具有一個(gè)三自由度的打磨機(jī)構(gòu),能夠在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下控制打磨平臺(tái)的姿態(tài)將砂帶從不同的方向壓在被打磨表面。這種具有主動(dòng)打磨能力的砂帶磨削機(jī)與工業(yè)機(jī)器人配合打磨工件時(shí),能夠打磨曲面形狀而有不需要冗余自由度機(jī)器人(大于六個(gè)自由度的工業(yè)機(jī)器人),降低了整個(gè)打磨系統(tǒng)的部署成本,使得打磨作業(yè)更加靈活,通過(guò)調(diào)整打磨平臺(tái)的姿態(tài)和工業(yè)機(jī)器人的位置和姿態(tài)能夠極大的擴(kuò)展打磨作業(yè)的范圍。

      附圖說(shuō)明

      圖1為本發(fā)明一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖。

      圖2為本發(fā)明一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

      圖3為本發(fā)明一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)的變角度打磨機(jī)構(gòu)圖。

      圖4為本發(fā)明一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)直線運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)圖。

      圖5為本發(fā)明一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)與機(jī)械臂配合圖。

      圖中:1-主動(dòng)輥;2-基座板;3-第一被動(dòng)輥;4-第二被動(dòng)輥;5-第三被動(dòng)輥;6-第四被動(dòng)輥;7-砂帶;8-電動(dòng)機(jī);9-基座蓋板;10-擺桿;11-氣彈簧;12-第一銅軸套;13-球關(guān)節(jié)軸承;14-軸套聯(lián)接件;15-氣缸固定板;16-氣缸;17-第二銅軸套;18-導(dǎo)向軸;19-打磨平臺(tái)底板;20-第一直線驅(qū)動(dòng)單元;21-第二直線驅(qū)動(dòng)單元;22-第三直線驅(qū)動(dòng)單元;23-第一軸套座;24-第一關(guān)節(jié)軸;25-第一球關(guān)節(jié)軸承;26-第二軸套座;27-第二關(guān)節(jié)軸;28-第二球關(guān)節(jié)軸承;29-第三軸套座;30-第三關(guān)節(jié)軸;31-第三球關(guān)節(jié)軸承;32-打磨板;33-末端打磨板;34-電機(jī)外套;35-伺服電機(jī);36-推桿外殼;37-聯(lián)軸器;38-絲桿軸承座;39-滾珠絲桿;40-絲母;41-側(cè)導(dǎo)軌;42-頂桿;43-第三銅軸套;44-內(nèi)軸套;45-頂桿頭;46-端蓋;47-打磨工件;48-工業(yè)機(jī)器人。

      具體實(shí)施方式

      下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。

      實(shí)施方式1:

      本發(fā)明所述的一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī),砂帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由固定在基座板2上的電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輥1運(yùn)動(dòng),主動(dòng)輥1為鋁芯包膠圓柱形狀輥,其外表面開有螺旋形斜槽,螺旋斜槽沿圓柱表面周向均布,增加主動(dòng)輥與砂帶之間的摩擦力。砂帶7繞過(guò)第一被動(dòng)輥3、第二被動(dòng)輥4、第三被動(dòng)輥5、第四被動(dòng)輥6和主動(dòng)輥1形成一閉環(huán)路徑,在主動(dòng)輥1的帶動(dòng)下進(jìn)行閉環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第一被動(dòng)輥3、第二被動(dòng)輥4、第四被動(dòng)輥6通過(guò)軸承鉸接在基座板2上,可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。第三被動(dòng)輥5通過(guò)軸承鉸接在支撐機(jī)構(gòu)擺桿10的一端,擺桿10的另一端通過(guò)第一銅軸套12與基座板2和基座蓋板9鉸接,并且在擺桿10的兩個(gè)鉸接點(diǎn)中間部位與氣彈簧11通過(guò)軸套連接件14鉸接,氣彈簧11另一端與基座蓋板9通過(guò)球關(guān)節(jié)軸承13鉸接共同形成彈力支撐輥機(jī)構(gòu),可以在砂帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從內(nèi)向外將砂帶脹緊,隨著砂帶受力的變化,第三被動(dòng)輥5可以發(fā)生一定程度的浮動(dòng)以補(bǔ)償砂帶7的形狀變化。

      參照?qǐng)D2和3,在砂帶運(yùn)行的封閉區(qū)域內(nèi)布置有變角度打磨機(jī)構(gòu),固定板15與基座板2和基座蓋板9相互垂直并用螺釘連接。氣缸16固定在固定板15上,固定位置為固定板15的幾何中心,在固定板15的幾何中心向外輻射的四個(gè)角處鑲嵌有第二銅軸套17,每個(gè)銅軸套中放置有導(dǎo)向軸18,四個(gè)導(dǎo)向軸18和氣缸16的活塞桿與打磨平臺(tái)底板19固連。在打磨平臺(tái)底板19上,固定有與第一直線驅(qū)動(dòng)單元20、第二直線驅(qū)動(dòng)單元21和第三直線驅(qū)動(dòng)單元22相鉸接的第一軸套座23、第二軸套座26和第三軸套座29,三個(gè)軸套座呈等邊三角形配置,軸套座套孔的中心軸線與等邊三角形的中線垂直。各個(gè)直線驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)第一關(guān)節(jié)軸24、第二關(guān)節(jié)軸27和第三關(guān)節(jié)軸30與第一軸套座23、第二軸套座26和第三軸套座29分別鉸接,鉸接后具有一個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。第一直線驅(qū)動(dòng)單元20、第二直線驅(qū)動(dòng)單元21和第三直線驅(qū)動(dòng)單元22的另一端與打磨板32通過(guò)第一球關(guān)節(jié)軸承25、第二球關(guān)節(jié)軸承28和第三球關(guān)節(jié)軸承31鉸接,三個(gè)鉸接點(diǎn)仍然構(gòu)成等邊三角形。打磨板32平面上固定有末端打磨板33,末端打磨板33可以根據(jù)打磨工件47的形狀不同而進(jìn)行更換。

      參照?qǐng)D4,變角度打磨平臺(tái)主要有直線驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成,直線驅(qū)動(dòng)單元由伺服電機(jī)35固定在電機(jī)外套34上,電機(jī)外套有外螺紋桿與第一關(guān)節(jié)軸24聯(lián)接。聯(lián)軸器37聯(lián)接伺服電機(jī)35和滾珠絲桿39,滾珠絲桿39一端通過(guò)絲桿軸承座38固定在推桿外殼36上,推桿外殼36內(nèi)的兩側(cè)鑲有尼龍材料的側(cè)導(dǎo)軌41,兩個(gè)相對(duì)的側(cè)導(dǎo)軌41形成兩個(gè)平行的平面,滾珠絲桿39上的絲母40和與絲母40固定的頂桿42與側(cè)導(dǎo)軌41的面配合形成直線滑動(dòng)配合。頂桿42的外輪廓為一對(duì)圓弧和一對(duì)平面組成兩個(gè)d字型相對(duì)的形狀,推桿外殼36的端部鑲有截面為圓環(huán)的第三銅軸套43,頂桿42的一部分圓弧表面與第三銅軸套43的內(nèi)表面配合形成支撐,頂桿42的內(nèi)部也鑲有內(nèi)軸套44,內(nèi)軸套44與滾珠絲桿39相配合。頂桿42的端部固定有帶外螺紋頂桿頭45,第一球關(guān)節(jié)軸承25、第二球關(guān)節(jié)軸承28和第三球關(guān)節(jié)軸承31與頂桿頭45通過(guò)螺紋連接。推桿外殼36和第三銅軸套43的末端有端蓋46固定,防止內(nèi)部結(jié)構(gòu)掉出。通過(guò)控制伺服電機(jī)35的旋轉(zhuǎn)角度就可以控制頂桿42的伸出長(zhǎng)度,在三個(gè)直線驅(qū)動(dòng)單元和打磨板32和打磨板底板19組成的機(jī)構(gòu)中,就可以控制打磨板32繞著自身直角坐標(biāo)系中的三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)后部氣缸16將打磨機(jī)構(gòu)整體頂出時(shí),打磨板32和末端打磨板33就能夠以不同的角度將砂帶壓在被打磨工件47表面。

      圖5中所示為一種具有變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)與六自由度工業(yè)機(jī)械臂配合的實(shí)施例子,工業(yè)機(jī)器人48夾持打磨工件47靠近砂帶機(jī),打磨板32和末端打磨板33在直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)下變換角度,并在氣缸16的作用下整個(gè)機(jī)構(gòu)被頂出壓在工件上。

      實(shí)施方式2

      將圖4中滾珠絲桿39和絲母40更換成滑動(dòng)螺桿和滑動(dòng)絲母,其他零件和連接關(guān)系不變,同樣能組成變角度打磨能力的砂帶磨削機(jī)。

      以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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