CN103056766B - 工件外周研磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及研磨装置的技术领域，公开了工件外周研磨装置，包括移动机构、机械手、用于将定位棒插设于所述工件中的工件限位机构、用于固定工件的工件固定机构、旋转机构以及研磨件；移动机构上具有可沿水平方向、垂直方向及竖直方向移动的衔接块，机械手连接于衔接块；工件限位机构包括工件定位结构以及用于将定位棒插设于工件定位结构上的工件中的定位棒输送结构；工件固定机构连接于旋转机构上，研磨件位于旋转机构一侧。本发明中的研磨装置可以针对任何类型的工件研磨，不限于单类型的工件，其适用范围广，这样，则可以进行连续研磨操作，大大降低工作量，降低能耗，提高生产效率。

Description

工件外周研磨装置

技术领域

本发明涉及研磨装置的技术领域，尤其涉及工件外周研磨装置。

背景技术

随着科学技术的不断创新，对各行各业生产装置及各种测试装置等产品的精度要求越来越高，相对应的，对组成这些生产装置及各测试装置的工件的尺寸精度及表面要求也随着增高，大部分工件在装配之前需要研磨及抛光，以达到工件装配所需的尺寸精度及表面要求，而进行研磨及抛光的相关设备则分别为研磨装置和抛光装置。

一般，平面工件所适用的研磨装置为平面研磨装置，即研磨装置的工作台为水平放置，工件则沿水平的单轴方向布置在工作台上。

现有技术中的研磨装置中，工件以工作台水平方面旋转，研磨砂轮位于工作台上方，这样，随着工件旋转，研磨砂轮对工件进行研磨。该类研磨装置的适用性较差，其只能对单一类型的工件进行研磨，并不能完成广范围工件的研磨，也就是说，当完成一种产品的研磨后，就需要更换研磨装置上的部件，才能对下一种产品进行研磨，这样，则存在工作量较大、能耗过多以及工作效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供工件外周研磨装置，旨在解决现有技术中的研磨装置只能针对单一类型工件研磨以致适用范围小、能耗多及工作效率低的问题。

本发明是这样实现的，工件外周研磨装置，包括移动机构、用于抓取工件的机械手、用于将定位棒插设于所述工件中的工件限位机构、用于固定插设有所述定位棒的工件的工件固定机构、旋转机构以及用于研磨置于所述工件固定机构上的工件的研磨件；

所述移动机构上具有可沿水平方向、垂直方向及竖直方向移动的衔接块，所述机械手连接于所述衔接块；

所述工件限位机构包括用于固定未插设有定位棒的工件的工件定位结构以及用于将定位棒插设于所述工件定位结构上的工件中的定位棒输送结构，所述工件定位结构与所述定位棒输送结构相向设置；

所述工件固定机构连接于所述旋转机构上，所述研磨件位于所述旋转机构一侧。

与现有技术相比，本发明中的研磨装置，机械手可以在水平方向、垂直方向以及竖直方向移动，实现在立体空间任何位置抓取工件，利用工件限位机构，可以将定位棒插设在工件中，利用工件固定机构将插设有定位棒的工件固定好位置，且工件固定机构连接在旋转机构上，其可以在水平方向转动，在转动的过程中，利用一侧的研磨件对工件的外周研磨；该研磨装置可以针对任何类型的工件研磨，不限于单类型的工件，其适用范围广，这样，则可以进行连续研磨操作，大大降低工作量，降低能耗，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的工件外周研磨装置的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的工件外周研磨装置的部分立体示意图；

图3是本发明实施例提供的机械手的立体示意图；

图4是本发明实施例提供的工件限位机构的立体示意图；

图5是本发明实施例提供的工件固定机构与旋转机构配合的立体示意图；

图6是本发明实施例提供的旋转机构的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

如图1～6所示，为本发明提供的一较佳实施例。

参照图1，本实施例提供的研磨装置1，用于对工件2的外周进行研磨，工件2上设置有限位孔，用于与定位棒3配合，工件2的形状可以多样，并不限制于本实施例提供的样品。定义图中的X方向为水平方向，Y方向为垂直方向，Z方向为竖直方向。

研磨装置1包括基座10、设于基座10上的移动机构11、设于移动机构11上的机械手12、工件限位机构、工件固定机构14、旋转机构15以及研磨件13。基座10作为一个支撑体，其可以放置在车间地面等位置上，移动机构11设置在基座10上，其上具有可沿水平方向、垂直方向以及竖直方向移动的衔接块121，机械手12连接在该衔接块121上，其可以随着该衔接块121于水平方向、垂直方向以及竖直方向上移动；基座10上设置有料盘17，用于盛放待研磨的工件2，其位于机械手12下方，机械手12随着衔接块121的移动，可以抓取该料盘17上的待研磨工件2；工件限位机构位于机械手12下方，其包括定位棒输送结构16以及工件定位结构18，该定位棒输送结构16及工件定位结构18相向设置，机械手12将从料盘17上抓取的待加工工件2放置在工件定位结构18上，定位棒输送结构16则将定位棒3插设在待加工工件2的定位孔中，从而使得定位棒3与待加工工件2连接在一起；机械手12从工件定位结构18上抓取已经与定位棒3连接的待加工工件2，将连接在工件2上的定位棒3插设在工件固定机构14中，从而使得工件2位置固定；旋转机构15连接在基座10上，其可以在基座10上水平旋转，上述的工件固定机构14连接在该旋转机构15上，随着旋转机构15转动，其上的工件固定机构14也转动，从而固定在工件固定机构14上的工件2也在水平方向转动；研磨件13位于基座10上，且位于工件固定机构14的一侧，这样，当工件2固定在工件固定机构14上后，通过旋转机构15的转动，研磨件13可以对工件2进行外周研磨。

上述中研磨装置1的整体操作由控制中心进行控制，控制中心设置好各工序的运作时序，使得整个研磨装置1实现自动化。

在上述的研磨装置1中，其通过定位棒3将待研磨的工件2固定在工件固定机构14上，通过旋转机构15转动，使得研磨件13研磨工件2的外周，其对工件2的类型并无限制，适用范围广，不限制单类型的工件2，这样，则可对不同种类的工件2进行连续研磨，大大降低工作量，降低能耗，提高工作效率。

参照图1～3，机械手12包括多个抓取件，多个抓取件呈爪式布置，共同连接在旋转结构上，该旋转结构可以转动，其连接在衔接块121上。

这样，由移动机构11驱动，衔接块121可以在水平方向、垂直方向以及竖直方向上移动，并且，驱动连接在其上的机械手12也在水平方向、垂直方向以及竖直方向上移动，当机械手12移动至合适位置时，其上的抓取件可以抓取待加工或已加工好的工件2，当某一抓取件抓取了工件2，通过转动组件转动，机械手12上的其它抓取件也可以继续抓取工件2，这样，保证机械手12可以同时抓取多个工件2，大大缩短操作时间，提高操作效率，当然，对于研磨装置1来说，其加工效率也大大提高。

,上述的移动机构11包括水平移动结构、连接在该水平移动结构的垂直移动结构以及连接在垂直移动结构上的竖直移动结构，水平移动结构驱动其上的垂直移动结构在水平方向移动，垂直移动结构驱动连接在其上的竖直移动结构在垂直方向上移动，上述的衔接块121连接在竖直移动结构上，其可由竖直移动结构驱动在竖直方向移动。这样，在水平移动结构、垂直移动结构以及竖直移动结构的共同作用下，衔接块121可以在水平方向、垂直方向以及竖直方向上移动，从而驱动机械手12在水平方向、垂直方向以及竖直方向上移动，进而获取立体空间上的任意位置的工件2。

具体地，水平移动结构包括呈水平布置的水平导轨113以及第一动力件114，垂直移动结构包括呈垂直布置的垂直导轨111以及第二动力件112，竖直移动结构包括呈竖直布置的竖直导轨116以及第三动力件115。垂直导轨111通过水平移动块118连接在水平导轨113上，且连接在第一动力件114上，由该第一动力件114驱动器在水平导轨113上移动；竖直导轨116通过垂直移动块117连接在垂直导轨111上，且连接在第二动力件112上，由该第二动力件112驱动其沿着垂直导轨111移动；上述的衔接块121连接在竖直导轨116上，且连接第三动力件115，由该第三动力件115驱动其沿着竖直导轨116移动，从而使得其上的机械手12也在竖直方向上移动。

本实施例中，第一动力件114及第二动力件112分别是步进电机，第三动力件115为电缸，当然，第一动力件114、第二动力件112及第三动力件115也可以为其它的动力元件。

上述的旋转结构包括连接在衔接块121上的旋转气缸122、连接在旋转气缸122上的旋转盘124以及连接在该旋转盘124上的连接块125，衔接块121、旋转盘124以及连接块125三者之间呈叠合状连接，该旋转盘124及连接块125由旋转气缸122驱动旋转，多个抓取件的一端共同连接在连接块125上，另一端呈爪状布置，这样，通过旋转气缸122的转动，多个抓取件之间可以更换位置，从而实现更换抓取工件2的效果。

为了保证旋转气缸122在转动过程中的精度，其上设有第一感应器123，用于感应旋转气缸122的转动角度，这样，可以保证多个抓取件在旋转换位过程中的精度，避免旋转不到位或过位的现象。

在连接块125上还设有第一缓冲器124，用于缓冲旋转气缸122在转动过程中产生的能量及阻力。环绕连接块125的外周布置，连接块125上连接有多个相间布置的第一缓冲器124，当然，第一缓冲器124的数量可以根据实际需要而定。

本实施例中，抓取件包括气缸126以及连接在气缸126上的手抓件，气缸126连接在连接块125上，手抓件连接在气缸126上，由该气缸126驱动抓取工件2。

具体地，手抓件包括连接在气缸上的条状手指件127，由该条状手指件127吸取工件2，从而实现对工件2的抓取。

为了使用多种工件2需要，上述的手抓件还包括板状手指件128，其与条状手指件127并列设置，其下端设有开口，这样，当条状手指件127吸取工件2后，对于一些结构呈条状的工件2，该开口可供工件2穿过，避免形成干涉。

当然，抓取件的形状并不限制于本实施例中的结构，其还可以是其它多种结构，只要其能满足抓取工件2则可。

本实施例中，抓取件为两个，两抓取件之间呈直角相交，呈90°夹角布置，这样，当一抓取件抓取工件2以后，旋转气缸122只需要转动90°，则换取另一抓取件抓取工件2。当然，手抓件可以是两个以上，旋转气缸122的旋转角度则根据相邻的抓取件的夹角而定。

参照图1、图2及图4，工件限位机构的定位棒输送结构16包括放置在基座10上的底座161，还包括放置在底座161上滑座162、输送电机165、滑体163、连接在该滑体163上的推杆164以及气动手指166。滑座162呈条状，当然，也可以是其它形状，输送电机165连接在滑体163上，在该输送电机165的作用下，滑体163可以沿着滑座162的长度方向往复移动，推杆164连接在滑体163上，随着滑体163的移动而移动，该推杆164呈条状；气动手指166位于推杆164前方，其用于夹住定位棒3，这样，随着推杆164向前移动，该推杆164可以推动定位棒3向前移动。

上述中的气动手指166由电机167驱动，进行夹取操作，该电机167连接在滑座162上。滑座162与滑体163之间可以设置导轨结构，这样，便于滑体163在滑座162上的移动。

工件定位结构18与上述的定位棒输送结构16相向设置，其包括位于定位棒3前方的基板181，基板181上设置固定台183，该固定台183前侧连接有相对于固定台183上下移动的移动块，移动块上设置有支撑板182，支撑板182上端设置有与工件2外形配合的开口，这样，随之移动块在固定台183上的上下移动，该支撑板182也可以上下移动。

本实施例中，移动块与固定台183之间配置有导轨结构，这样，便于移动块相对于固定台183移动，且移动块通过电机188驱动，以使其能在固定台183上上下移动。

基板181上还设有固定块184，其位于支撑板182前侧，该固定块184上设有空心轴186，该空心轴186一端连接在固定块184上，另一端朝支撑板182的开口处延伸，其用于连接在工件2的定位孔上。当工件2连接在该空心轴186的另一端上时，正好位于支撑板182开口上方。

为了驱动连接有工件2的空心轴186可以朝定位棒3方向移动，上述的固定块184连接在第四动力件187上，由该第四动力件187驱动朝定位棒3处往复移动。

本实施例中，第四动力件187可以是电机或气缸等。

为了控制固定块184的移动精度，第四动力件187上设置有第二感应器185，用于感应器移动位置，固定台183上设有第二缓冲器189，用于缓冲移动块移动过程中产生的冲击力。

当机械手12抓取的工件2连接在空心轴186的另一端后，推杆164推动定位棒3向前移动，固定块184也向定位棒3处移动，从而使得定位棒3穿过工件2的定位孔，实现定位棒3与工件2之间的配合。

当工件2与定位棒3配合好以后，支撑板182绘向下移动，机械手12则抓取已经连接定位棒3的工件2，支撑板182向下移动，可以避免与机械手12之间产生干涉。

基板181上还设有百分表186，其用于测量、显示工件2的大小及外形，以确定支撑板182所需移动的形成。

参照图5，本实施例提供的工件固定机构14用于固定已经连接有定位棒3的工件2，以使工件2在加工装置处于固定的位置，以便加工装置的加工部件对其进行加工。

固定机构包括外壳141、第五动力件142、固定件144以及第六动力件143，该外壳141中具有容腔1411，外壳141的前端设有连通该容腔1411的夹口1412，外部的工件2上的定位棒3可以插入夹口1412，固定件144位于外壳141的容腔1411中，其由第五动力件142驱动，可以连接在工件2插入夹口1412的一端，从而使得工件2固定；上述的第六动力件143通过传动结构连接在固定件144上，由该第六动力件143驱动固定件144转动，从而也使得连接在固定件144上的工件2转动。

在上述的固定机构中，由第五动力件142驱动固定件144将插入夹口1412中的工件2固定，再利用第六动力件143，通过传动结构，驱动固定件144旋转，从而使得工件2可以旋转，这样，当工件2在加工过程，需要进行不同位置表面的加工时，则可以绕其自身轴线转动，其结构简单，且工件2可以自身旋转，满足加工的需要，另外，可以保证其驱动固定件144使得工件2稳固位置，不会出现松动移位等现象。

本实施例中，固定件144为呈条状的拉杆，该拉杆放置在外壳141的容腔1411中，后端连接在第五动力件142上，前端延伸至外壳141前端的夹口1412处，该拉杆的前端具有夹头，其用于夹取伸至夹口1412内的工件2的一端。当工件2的一端沿着夹口1412伸至容腔1411内时，第五动力件142驱动拉杆朝夹口1412处移动，拉杆前端的夹头则夹住工件2的一端，此时，第五动力件142拉着拉杆后退，使得工件2固定在外壳141的夹口1412处。

为了保持拉杆移动稳定，且对拉杆的移动进行定位，本实施例中，拉杆上套设有弹性结构，其在拉杆的移动方向上，对拉杆施加弹性力，从而定位拉杆的移动位置。

具体地，上述的弹性结构包括套设在拉杆外周的外套145，该外套145中设有通腔，拉杆贯穿该通腔，其通腔中还设有沿拉杆长度方向延伸的弹簧146，该弹簧146位于通腔内壁与拉杆外周之间，其后端抵压在通腔底部，前端可抵压在拉杆外表面上。这样，当拉杆在第五动力件142的驱动下，向后退时，随着拉杆的移动，弹簧146会被压缩，从而对拉杆产生向前的弹性力，根据该弹性力，定位拉杆的移动位置，也就是工件2插入夹口1412中的深度，从而实现对工件2的固定。

为了使得弹簧146可以抵压在拉杆的外表面上，拉杆的外表面上设有凸块140，该凸块140位于外套145前方，这样，当拉杆向后退时，该凸块140可以抵压在弹簧146上。

本实施例中，第五动力件142为气缸，其伸缩轴延伸至外壳141的容腔1411中，连接在拉杆的后端，从而实现对拉杆的驱动。

上述的传动结构包括套设在拉杆外轴的同步轮147以及连接在该同步轮147的同步带149，同步带149套设在同步轮147上，且连接在第六动力件143上，由第六动力件143驱动同步带149，带动同步轮147转动，从而，拉杆也随之转动，使得工件2旋转，绕其自身轴线转动。

本实施例中，拉杆上可以套设多个上述的同步轮147，多个同步轮147之间相间布置，这样，可以保证拉杆在转动的过程中，受力均匀，避免拉杆晃动。

为了使得拉杆在转动过程中，更加灵活，上述的拉杆与外壳141内壁之间设有轴承148，也就是轴承148套设在拉杆外周上，且外周连接在外壳141的内壁上，这样，即可使得拉杆转动更加灵活，且保证拉杆转动过程受力均匀。

本实施例中，沿着拉杆的长度方向延伸，多个同步轮147、轴承148相间布置，这样，可以对拉杆起到支撑的作用。

上述中的第六动力件143为步进电机，当然，其也可以是其它动力件，并不限制于本实施例中的步进电机。

本实施例中，工件2为特定的形状，当然，工件2并不限制于本实施例中的结构，根据工件2的形状，夹口1412的形状可以设置为对应的形状，具体设置可视实际情况而定。

参照图6，本实施例提供的旋转机构15，其上可以设置用于固定待加工工件2的机构，由其带动该机构旋转，从而使得工件2旋转；当然，其上也可以设置其它的机构，并不限制于固定工件2的机构。

旋转机构15包括座体151、移动座153以及旋转台152，旋转台152连接在移动座153的上端面上，其可以在水平面上旋转，旋转台152的结构与现有技术的相同，此处不详细说明，例如，可以由轴承形成的结构等；移动座153位于座体151上方，其下表面与座体151上表面之间设有可驱动该移动座153相对于座体151移动的移动结构，也就是说，旋转台152、移动座153以及座体151三者之间形成层叠布置。

当然，旋转台152、移动座153以及座体151之间也不一样要层叠布置，只要在移动结构的作用下，移动座153可以相对于座体151移动则可。

上述的旋转机构15中，由于移动座153在移动结构的驱动下，可以相对于座体151移动，这样，旋转台152也可以移动，也就是说，旋转台152不仅可以水平旋转运动，且可以水平移动。

具体地，上述的移动结构包括连接在移动座153下表面与座体151上表面之间的轨道组件以及第七动力件156，该第七动力件156连接于移动座153，从而，在该第七动力件156的驱动下，移动座153沿着轨道组件，相对于座体151移动。

本实施例中，上述的动力件为气缸，当然，也可以是其它类型的动力元件，例如电机、电缸等。

上述的轨道组件包括设置在座体151上表面的滑轨1511以及设置在移动座153下表面的滑槽块155，该滑槽块155上设有套设在滑轨1511上的滑槽，利用滑槽与滑轨1511之间的配合，当第七动力件156给与移动座153驱动力时，滑槽块155则会沿着滑轨1511移动，从而使得移动座153相对于座体151移动。

当然，滑轨也可以设置在移动座153的下表面上，而相对于地，滑槽块则设置在座体151的上表面。

为了使得移动座153的移动更加平稳，受力均匀，滑轨1511可以设置多条，且多条滑轨1511相间布置，相对应地，滑槽块155的数量也为多个，滑轨1511及滑槽块155的数量可以根据实际情况而定。

本实施例中，滑轨1511为两条，每条滑轨1511上设有一个滑槽块155。

工件固定机构14连接在上述的旋转机构15上，由旋转机构15驱动转动，以使工件2转至研磨件13处，利用研磨件13对其进行研磨。

研磨件13可以是多种工具，本实施例中，其为砂轮，当然，也可以是其它类型的研磨工具。

本实施例中，基座10上设有定位料盘17，其用于承装适用研磨装置1的样品，这样，当研磨装置1完成对工件2的研磨后，控制中心可以控制机械手12抓取该定位料盘17中的样品，将该样品停留在工件固定机构14的夹口1412处，从而挡住灰尘或粉末进入夹口1412中，以保证研磨装置1的正常运行及精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.工件外周研磨装置，其特征在于，包括移动机构、用于抓取工件的机械手、用于将定位棒插设于所述工件中的工件限位机构、用于固定插设有所述定位棒的工件的工件固定机构、旋转机构以及用于研磨置于所述工件固定机构上的工件的研磨件；

所述移动机构上具有可沿水平方向、垂直方向及竖直方向移动的衔接块，所述机械手连接于所述衔接块；

所述工件限位机构包括用于固定未插设有定位棒的工件的工件定位结构以及用于将定位棒插设于所述工件定位结构上的工件中的定位棒输送结构，所述工件定位结构与所述定位棒输送结构相向设置；

所述工件固定机构连接于所述旋转机构上，所述研磨件位于所述旋转机构一侧。

2.如权利要求1所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述移动机构包括水平移动结构、连接于所述水平移动结构且由所述水平移动结构驱动于水平方向移动的垂直移动结构以及连接于所述垂直移动结构且由所述垂直移动结构驱动于垂直方向移动的竖直移动结构，所述衔接块连接于所述竖直移动结构，由所述竖直移动结构驱动于竖直方向移动。

3.如权利要求2所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述机械手包括多个用于抓取工件的抓取件以及旋转结构，所述旋转结构连接于所述衔接块，多个所述抓取件的一端连接于所述旋转结构，另一端呈爪式布置。

4.如权利要求3所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述抓取件的数量为两个，两所述抓取件呈90°夹角布置。

5.如权利要求1至4任一项所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述定位棒输送结构包括底座、置于所述底座上的滑座、输送电机、置于所述滑座上且由所述输送电机驱动于所述滑座上移动的滑体、连接于所述滑体上且用于推动定位棒的推杆以及用于夹持定位棒的气动手指，所述气动手指设于所述滑座前端，所述输送电机置于所述滑座后端，所述推杆沿所述滑座前后端方向延伸布置。

6.如权利要求5所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述工件定位结构包括位于所述气动手指前方的基板，所述基板上设有固定台及固定块，所述固定台前侧连接有相对于所述固定台上下移动的移动块，所述移动块上设有支撑板，所述支撑板上端设有与所述工件外形配合的开口，所述固定块位于所述固定台后方，其上设有用于固定工件位置的空心轴，所述空心轴一端连接于所述固定块，另一端朝前延伸至所述支撑板开口处。

7.如权利要求1至4任一项所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述工件固定机构包括外壳，所述外壳中具有贯穿所述外壳前后端的容腔，所述容腔前端设有供连接于工件上的定位棒插设的夹口，所述夹口连通所述容腔，所述外壳后端设有第五动力件，所述容腔中设有由所述第五动力件驱动固定所述定位棒插设于所述夹口中一端的固定件，所述外壳外还设有第六动力件，所述第六动力件通过传动结构连接于所述固定件。

8.如权利要求7所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述固定件为呈条状的拉杆，其后端连接于所述第五动力件，前端延伸至所述夹口处，且设有用于抓取所述定位棒且与所述夹口对齐的夹头。

9.如权利要求8所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述拉杆上套设有对所述拉杆施加沿所述拉杆长度方向弹力的弹性结构，所述弹性结构包括套设于所述拉杆外周的外套，所述外套中设有通腔，所述拉杆贯穿所述通腔，所述通腔内壁与所述拉杆外周之间设有弹簧，所述弹簧一端抵接于所述通腔后端，另一端抵接所述拉杆外周。

10.如权利要求1至4任一项所述的工件外周研磨装置，其特征在于，所述旋转机构包括可水平转动的旋转台、底座以及移动座，所述旋转台连接于所述移动座，所述工件固定机构连接于所述旋转台，所述移动座连接于所述底座，且所述移动座与所述底座之间具有驱动所述移动座相对于所述底座移动的移动结构。