CN103862360A - 精密机器人柔性浮动研磨系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业自动化设备技术领域，特别是一种精密机器人柔性浮动研磨系统，与现有技术相比，该精密机器人柔性浮动研磨系统采用自动化生产模式，去除洁具和汽车零部件边缘毛刺和飞边双问题，提高洁具和汽车零部件平整度和光洁度。机器人通过编程可以自动完成任意复杂形状的产品打磨去毛刺加工，使每个产品的外观平整光洁，可适用于不同规格、不同种类的产品生产，同时保证产品质量的均一性和稳定性，在机器人周围布置两组工位组，每个工位上配有柔性夹具，以便于快速适应产品的更新换代。本系统带来了成本优势和生产柔性，并能确保一流的质量，提高生产效率，可广泛应用于卫浴行业的注塑件、汽车传动的浇铸件、机加工的零部件等行业。

Description

精密机器人柔性浮动研磨系统
技术领域
本发明涉及工业自动化设备技术领域，特别是一种精密机器人柔性浮动研磨系统。
背景技术
传统的洁具行业是耗时耗人工的行业,卫浴洁具产品的注塑件带有飞边和毛刺，而市场对于卫浴洁具不仅要求产品美观、触感舒适，同时也便于使用者对洁具的清洁，因此，洁具的打磨抛光，成为了必不可少的加工工序。而注塑出来的洁具等工件残余着大量的热量和大量的挥发性物质，如长久工作，工人容易患上呼吸道疾病及筋骨劳损，对人的一生将产生重大的影响，且因工作方式的单一性，工人操作时容易疲劳而降低工作的积极性，产品质量不容易保证，产品报废率高且品质不稳定。
汽车传动系统中的运动部件如曲轴、离合器、变速器的缸盖和滑阀体、传动轴、主减速器、差速器及半轴等关键成套零部件，抛光去毛刺作业尤为重要。这些零部件除了本身的材质和机加工的质量和精度等内在要求外，对其外观的表面质量也有严格的要求。因此，汽车配件供应商必须供应内在和外在质量最好的产品，才能在汽车配件行业赢得市场。所以，就要对这些零部件彻底去除毛刺和飞边，并全面进行清洁，确保无粘屑，残余粉尘或焊渣，否则将损害部件的功能、甚至造成完全的损坏，目前汽车零部件采用人工在压铸机台或浇铸机台附近就近打磨，对于操作人员来说，环境比较恶劣，周围都是夹渣着飞屑的水蒸气和油污颗粒，给操作人员带来身体和精神上的疲惫，从而降低其工作的积极性，产品质量不容易保证，产品报废率高且品质不稳定，因此，对这些去毛刺特别重要的汽车关键零部件，采用机器人替代手工，很有必要。
发明内容
为解决现有技术中卫生洁具和汽车零部件打磨所存在的缺陷和问题，提供一种精密机器人柔性浮动研磨系统。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的精密机器人柔性浮动研磨系统包括第一工位组和第二工位组，在所述的第一工位组下方设有出料输送带，在第一工位组和第二工位组上均设有待磨工件，在第一工位组和第二工位组之间的夹角边设有自动搬运机器人，自动搬运机器人的手臂末端设有端拾器，在自动搬运机器人一侧设有研磨除尘装置，所述的研磨除尘装置上设有研磨头、集屑口以及吸尘装置；所述的自动搬运机器人通过端拾器将第一工位组和第二工位组上的待磨工件抓取并输送至研磨除尘装置端，通过研磨除尘装置上的研磨头进行磨边去毛刺，并在集屑口和吸尘装置作用下进行吸尘处理，再通过自动搬运机器人的端拾器抓取至出料输送带完成加工。
所述的第一工位组和第二工位组上均设有工件定位装置和工件导滑装置，工件定位装置和工件导滑装置由一支撑架支撑，工件定位装置和工件导滑装置分别对待磨工件进行定位和研磨输送滑动。
所述的工件定位装置包括柔性夹具多功能底板，在所述的柔性夹具多功能底板上设有可调定位块和可调定位销，通过可调定位块和可调定位销对柔性夹具多功能底板上的待磨工件进行工作定位。
所述的工件导滑装置包括驱动电机、线性滑轨、引导滑块和传动齿轮以及与传动齿轮相配合的上齿条和下齿条，线性滑轨、引导滑块安装在支撑架与柔性夹具多功能底板之间，上齿条固定在柔性夹具多功能底板上，下齿条固定在支撑架上，传动齿轮上下两端啮合上齿条和下齿条，驱动电机通过皮带传动机构带动传动齿轮运动，传动齿轮通过啮合上齿条和下齿条使柔性夹具多功能底板与上齿条一起在引导滑块的作用下沿着线性滑轨进行滑动。
所述的研磨头由一浮动去毛刺主轴驱动，而浮动去毛刺主轴则固定在一研磨调节支架上，并通过研磨调节支架上对研磨头进行研磨角度的调节。
所述的集屑口设置在研磨头的正前方，吸尘装置通过一吸屑管道连接着集屑口，吸屑管道一端套在集屑口上，另一端密封连接在吸尘装置上，集屑口对研磨产生的屑尘通过吸屑管道吸附至吸尘装置内。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的精密机器人柔性浮动研磨系统采用自动化生产模式，去除洁具和汽车零部件边缘毛刺和飞边双问题，提高洁具和汽车零部件平整度和光洁度，机器人采用6轴关节全能搬运机器人，通过机器人末端安装多种夹爪搬运抓取工件以及调整浮动去毛刺主轴的角度和更换前端的打磨头，通过编程可以自动完成复杂形状的从外形到内腔的平面、边、孔的直边与圆边、不规则曲线、需要平滑过渡形状的打磨去毛刺加工，其带有的浮动刀头，随着刀头与工件的接触力矩变化能够自适应产品结构，也就是说，不论加工过程中因毛刺大小而产生的力矩变化，每个产品的外观始终保持平整光洁。采用机器人生产方式，可适用于不同规格、不同种类的产品生产，同时可以保证产品质量的均一性和稳定性，并且使中国制造达到并超越美国标准。在机器人周围布置了两组工位组，每工位组内含有8个工位，一共含有16个工位，每个工位上都有柔性夹具，可根据不同工件的类型和规格调整夹具上定位块的位置，以便于快速适应产品的更新换代。同时因为多工位的布置，使得设备的停机待产时间接近于零，人工可以一次性装夹多个工件，从而使企业减少人工成本，机器人带来了成本优势和生产柔性，并能确保一流的质量，提高生产效率，使客户在价格上足以与新兴市场进行竞争。可广泛应用于卫浴行业的注塑件、汽车传动的浇铸件、机加工的零部件等行业。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的精密机器人柔性浮动研磨系统作进一步说明。
图1为本发明精密机器人柔性浮动研磨系统的结构示意图；
图2为图1中第一工位组或第二工位组的结构示意图；
图3为图1中第一工位组或第二工位组的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的精密机器人柔性浮动研磨系统分为五部分，分别为第一工位组10、第二工位组20、自动搬运机器人30、研磨除尘装置40和控制装置50，第一工位组10和第二工位组20呈垂直分布，自动搬运机器人30设置在第一工位组10和第二工位组20之间的夹角边上，研磨除尘装置40设置在自动搬运机器人30的边侧，而控制装置50则放置在第一工位组10和第二工位组20的对角边上。布置了两组工位组，每工位组内含有8个工位，一共含有16个工位，每个工位上都有柔性夹具，可根据不同工件的类型和规格调整夹具上定位块的位置，以便于快速适应产品的更新换代。同时因为多工位的布置，使得设备的停机待产时间接近于零，人工可以一次性装夹多个工件，从而使企业减少人工成本投入。
如图2和图3所示，第一工位组10和第二工位组20结构是完全相同的部件，因此这里将以第一工位组10为例子进行说明。第一工位组10包括支撑架11、工件定位装置12和工件导滑装置13，工件定位装置12和工件导滑装置13由一支撑架11支撑。
如图2和图3所示，工件定位装置12包括柔性夹具多功能底板121，在柔性夹具多功能底板121上设有可调定位块122和可调定位销123，当待磨工件0放置在柔性夹具多功能底板121时，通过可调定位块122和可调定位销123对待磨工件0进行工作定位，从而使待磨工件0能够准确的被自动搬运机器人30抓取。
如图2和图3所示，工件导滑装置13包括驱动电机131、线性滑轨132、引导滑块133和传动齿轮134以及与传动齿轮134相配合的上齿条135和下齿条136。线性滑轨132和引导滑块133安装在支撑架11与柔性夹具多功能底板121之间，上齿条135固定在柔性夹具多功能底板121上，下齿条136固定在支撑架11上，传动齿轮134上下两端啮合上齿条135和下齿条136，驱动电机131通过皮带传动机构137带动传动齿轮134运动，传动齿轮134通过啮合上齿条135和下齿条135，使柔性夹具多功能底板121与上齿条135一起在引导滑块133的作用下沿着线性滑轨132进行滑动，柔性夹具多功能底板121上的待磨工件0从装放工位传送至加工区，以方便自动搬运机器人30抓取待磨工件0。
如图1所示，研磨除尘装置40，研磨除尘装置40包括研磨头41、集屑口42以及吸尘装置43，研磨头41由一浮动去毛刺主轴44驱动，而浮动去毛刺主轴44则固定在一研磨调节支架45上，并通过研磨调节支架45上对研磨头41进行研磨角度的调节，从而使研磨头41具备柔性研磨功能。集屑口42设置在研磨头41的正前方，集屑口42呈一环形罩形状，吸尘装置43通过一吸屑管道46连接着集屑口42，吸屑管道46一端套在集屑口42上，另一端密封连接在吸尘装置43上，集屑口42对研磨产生的屑尘通过吸屑管道46吸附至吸尘装置43内，从而达到无尘工作。
如图1所示，自动搬运机器人30采用6轴关节全能搬运机器人，自动搬运机器人30的手臂末端设有端拾器31，自动搬运机器人30通过端拾器31搬运抓取工件以及调整浮动去毛刺主轴44的角度和更换前端的研磨头41。自动搬运机器人30通过编程可以自动完成复杂形状的从外形到内腔的平面、边、孔的直边与圆边、不规则曲线、需要平滑过渡形状的打磨去毛刺加工，其带有的研磨头41，随着研磨头41与工件的接触力矩变化能够自适应产品结构，也就是说，不论加工过程中因毛刺大小而产生的力矩变化，每个产品的外观始终保持平整光洁。
如图1所示，自动搬运机器人30由设置在后侧的控制装置50进行控制，控制装置50包括机器人控制箱51、示教盒52和系统控制总柜53，通过控制装置50可以包括控制自动搬运机器人30在内的整个自动化系统的运作。
如图1至图3所示，在第一工位组10和第二工位组20上，工人将待磨工件0放置到装放工位上，通过工件定位装置12将待磨工件0进行柔性定位，在工件导滑装置13的驱动下，柔性夹具多功能底板121上的待磨工件0从装放工位传送至加工区，以方便自动搬运机器人30抓取待磨工件0，自动搬运机器人30抓取待磨工件0后放至到研磨除尘装置40的研磨头41处，通过研磨头41对待磨工件0进行研磨，与此同时，吸尘装置43开启，集屑口42对研磨产生的屑尘通过吸屑管道46吸附至吸尘装置43内。研磨完成后，自动搬运机器人30再将待磨工件0移送至第一工位组10下方的出料输送带60上，并通过出料输送带60将研磨好的工件输送至下一工位中。
综上所述可知，本发明的精密机器人柔性浮动研磨系统采用自动化生产模式，去除洁具和汽车零部件边缘毛刺和飞边双问题，提高洁具和汽车零部件平整度和光洁度，机器人采用6轴关节全能搬运机器人，通过机器人末端安装多种夹爪搬运抓取工件以及调整浮动去毛刺主轴的角度和更换前端的打磨头，通过编程可以自动完成复杂形状的从外形到内腔的平面、边、孔的直边与圆边、不规则曲线、需要平滑过渡形状的打磨去毛刺加工，其带有的浮动刀头，随着刀头与工件的接触力矩变化能够自适应产品结构，也就是说，不论加工过程中因毛刺大小而产生的力矩变化，每个产品的外观始终保持平整光洁。采用机器人生产方式，可适用于不同规格、不同种类的产品生产，同时可以保证产品质量的均一性和稳定性，并且使中国制造达到并超越美国标准。在机器人周围布置了两组工位组，每工位组内含有8个工位，一共含有16个工位，每个工位上都有柔性夹具，可根据不同工件的类型和规格调整夹具上定位块的位置，以便于快速适应产品的更新换代。同时因为多工位的布置，使得设备的停机待产时间接近于零，人工可以一次性装夹多个工件，从而使企业减少人工成本投入，本系统带来了成本优势和生产柔性，并能确保一流的质量，提高生产效率，使客户在价格上足以与新兴市场进行竞争。可广泛应用于卫浴行业的注塑件、汽车传动的浇铸件、机加工的零部件等行业。
根据本发明的实施例已对本发明进行了说明性而非限制性的描述，但应理解，在不脱离由权利要求所限定的相关保护范围的情况下，本领域的技术人员可以做出变更或修改。

Claims (6)

1.精密机器人柔性浮动研磨系统，其特征在于：包括第一工位组和第二工位组，在所述的第一工位组下方设有出料输送带，在第一工位组和第二工位组上均设有待磨工件，在第一工位组和第二工位组之间的夹角边设有自动搬运机器人，自动搬运机器人的手臂末端设有端拾器，在自动搬运机器人一侧设有研磨除尘装置，所述的研磨除尘装置上设有研磨头、集屑口以及吸尘装置；所述的自动搬运机器人通过端拾器将第一工位组和第二工位组上的待磨工件抓取并输送至研磨除尘装置端，通过研磨除尘装置上的研磨头进行磨边去毛刺，并在集屑口和吸尘装置作用下进行吸尘处理，再通过自动搬运机器人的端拾器抓取至出料输送带完成加工。
2.根据权利要求1所述的精密机器人柔性浮动研磨系统，其特征在于：所述的第一工位组和第二工位组上均设有工件定位装置和工件导滑装置，工件定位装置和工件导滑装置由一支撑架支撑，工件定位装置和工件导滑装置分别对待磨工件进行定位和研磨输送滑动。
3.根据权利要求2所述的精密机器人柔性浮动研磨系统，其特征在于：所述的工件定位装置包括柔性夹具多功能底板，在所述的柔性夹具多功能底板上设有可调定位块和可调定位销，通过可调定位块和可调定位销对柔性夹具多功能底板上的待磨工件进行工作定位。
4.根据权利要求2或3所述的精密机器人柔性浮动研磨系统，其特征在于：所述的工件导滑装置包括驱动电机、线性滑轨、引导滑块和传动齿轮以及与传动齿轮相配合的上齿条和下齿条，线性滑轨、引导滑块安装在支撑架与柔性夹具多功能底板之间，上齿条固定在柔性夹具多功能底板上，下齿条固定在支撑架上，传动齿轮上下两端啮合上齿条和下齿条，驱动电机通过皮带传动机构带动传动齿轮运动，传动齿轮通过啮合上齿条和下齿条使柔性夹具多功能底板与上齿条一起在引导滑块的作用下沿着线性滑轨进行滑动。
5.根据权利要求1所述的精密机器人柔性浮动研磨系统，其特征在于：所述的研磨头由一浮动去毛刺主轴驱动，而浮动去毛刺主轴则固定在一研磨调节支架上，并通过研磨调节支架上对研磨头进行研磨角度的调节。
6.根据权利要求1或5所述的精密机器人柔性浮动研磨系统，其特征在于：所述的集屑口设置在研磨头的正前方，吸尘装置通过一吸屑管道连接着集屑口，吸屑管道一端套在集屑口上，另一端密封连接在吸尘装置上，集屑口对研磨产生的屑尘通过吸屑管道吸附至吸尘装置内。
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