CN104290011A - 机器人自动换刀打磨工件装置 - Google Patents

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陈剑
时哲
李志宏
胡群芳
张佳夫
张承连
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/02—Bench grinders

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种机器人自动换刀打磨工件装置，在机器人的手臂末端安装一个具有自动换刀功能的动力头，机器人移动动力头时，利用动力头上的刀具对工件进行打磨作业；在机器人臂展范围内固定自动刀具库，当一种刀具所能处理的外形特征全部打磨完成后，如果还有需要用另一种刀具来处理的外形特征，机器人可以移动动力头到自动刀具库中更换所需的刀具，进行下一步作业；所有的工作结束时，机器人自动更换回第一种刀具，预备下一个工件的作业。优点是:采用一台机器人夹持动力头，可以针对工件不同外形特征来自动选用不同的刀具进行打磨作业，占用空间小，布局紧凑，安全可靠，轨迹精确，质量稳定。

Description

机器人自动换刀打磨工件装置
技术领域
本发明涉及一种打磨工件装置，特别是涉及一种具有安全可靠，轨迹精确，质量稳定的机器人自动换刀打磨工件装置。
背景技术
众所周知，目前，采用机器人打磨工件的技术已经开始逐步取代传统的人工打磨方式，但机器人所夹持的动力头上的刀具通常是单一且固定的，只适用于外形特征比较统一的工件；而对于外形特征复杂多变的工件，单一的刀具就无法同时适用于所有不同特征的打磨作业；目前采取的补救形式主要是采用多台机器人，各自夹持带有不同的刀具的动力头，对同一个位置的工件进行作业或者在流水线上的多个位置进行作业，多台机器人对同一个位置的工件进行作业时，为避免相互之间的干涉，通常是在一台机器人进行作业时，旁边可能会进入其作业区间的机器人要在原始位置等待，只有作业区域互不相关的机器人才可同时作业，这种系统形式只适用于外形特征不是太复杂，只需要两到三种刀具即可完成所有工作的工件，并且机器人有大量的等待时间，设备的开动率较低；多台机器人在流水线上的多个位置进行作业，适用于大批量且品种单一的作业；当更换产品时，有可能需要对所有机器人的刀具都进行更换，这种系统形式占用空间较大，且不适合灵活多变的市场形势；
以上两种形式都需要配置多台机器人，投资较高，后期的使用与维护成本也居高不下。
发明内容
本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种具有能根据工件外形特征不同而自动更换刀具的机器人自动换刀打磨工件装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括机器人、工作台和刀具，其特征在于：
①.机器人及动力头：机器人手臂的末端安装带有自动换刀功能的动力头，机器人可在臂展范围内任意移动动力头；
②.自动刀具库：在机器人臂展范围内固定自动刀具库，自动刀具库呈立方体盒子状，其内部排列安放多种不同的备用刀具，自动刀具库箱体顶部带有一侧可打开的防尘罩，防尘罩用合页与自动刀具库箱体连接；
③.旋转式工作台：旋转式工作台固定在基座上，旋转式工作台有两个工作位置，远离机器人的一侧为上件及下件工位，靠近机器人的一侧为打磨工位，中间有一道横向的防护隔板，将两个工作位置隔离开；
④.采用可编程控制器PLC：机器人本身的动作由其自带的控制器控制运行，其余设备由固定在机器人后方电控柜内的PLC统一控制，如旋转式工作台的转动与夹紧，动力头的启停、松刀与拉刀，防尘罩的开与合。
本发明具有的优点和积极效果是：采用一台机器人夹持动力头，可以针对工件不同外形特征来自动选用不同的刀具进行打磨作业，占用空间小，布局紧凑，安全可靠，轨迹精确，质量稳定。
附图说明
图1是本发明的总体主视结构示意图；
图2是图1的A—A剖面结构示意图。
图1、图2中： 1.机器人， 2.动力头， 3.自动刀具库， 4.备用刀具，  5.防尘罩，  6.旋转式工作台， 7.基座， 8.上件及下件工位， 9.打磨工位， 10.隔板，  12.PLC，  13.第一种刀具。 
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容特点及功效兹举例以下实施例，并配合附图详细说明如下，请参阅图1、图2。
如图1、图2所示：机器人1手臂的末端安装带有自动换刀功能的动力头2，在机器人1臂展范围内固定自动刀具库3，自动刀具库3呈立方体盒子状，其内部排列安放多种不同的备用刀具4，所有刀具柄部的接口尺寸一致，均适用于动力头2，自动刀具库3箱体顶部带有一侧可打开的防尘罩5，防尘罩5用合页与自动刀具库3箱体连接，在机器人1作业时关闭防尘罩5，以保持备用刀具4柄部洁净；旋转式工作台（6）固定在基座（7）上，旋转式工作台6固定在机器人1的臂展范围内，有两个工作位置：远离机器人1的一侧为上件及下件工位8，靠近机器人1的一侧为打磨工位9，中间有一道横向的防护隔板10，将两个工作位置8和9隔离开，以增加其安全性；在初始状态时，动力头2上夹持的是第一种刀具13，在对处于打磨工位9的工件进行打磨作业时，根据工件外形特征对于刀具的需求，机器人1可以移动动力头2到自动刀具库3中更换刀具；机器人1本身的动作由其自带的控制器控制运行，其余设备由固定在机器人1后方电控柜11内的PLC12统一控制，如旋转式工作台6的转动与夹紧，动力头2的启停、松刀与拉刀，防尘罩5的开启与关闭等。
工作过程：首先，将工件放置到旋转式工作台6的上件及下件工位8上，并进行夹紧；旋转式工作台6旋转180゜,将工件送到机器人1一侧的打磨工位9处，机器人1移动带有第一种刀具13的动力头2开始进行打磨作业；同时，人工或者自动机械设备可以继续往旋转式工作台6的上件及下件工位8上放置另一个工件；当第一种刀具13所能处理的所有外形特征打磨完毕后，机器人1将动力2移动到预备换刀位置，同时，防尘罩5打开，防尘罩5打开到位后，机器人1移动动力头2，将第一种刀具13放置到自动刀具库3里与其对应的空置刀夹处，动力头2松开第一种刀具13；接着机器人1将动力头2移动到准备更换的第二种刀具4-1处，动力头2夹紧第二种刀具4-1；然后机器人1将动力头2移动到自动刀具库3区域之外，接着防尘罩5关闭，从而完成一个加工及换刀过程；然后，机器人1开始按照备用刀具4对应的打磨轨迹进行作业，完成后根据工艺需要可以继续更换更多的刀具进行作业，当所有的打磨作业完成后，机器人1移动动力头2，自动换回第一种刀具13，预备下一个工件的作业，同时，旋转式工作台,6往反方向旋转180゜，将准备打磨的工件送到打磨工位9，并将已经打磨完的工件送回到上件及下件工位8，等待取走。
其优点是：采用一台机器人夹持动力头，可以针对工件不同外形特征来自动选用不同的刀具进行打磨作业，占用空间小，布局紧凑，安全可靠，轨迹精确，质量稳定。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种机器人自动换刀打磨工件装置，它包括机器人、工作台和刀具，其特征在于：
①.机器人及动力头：机器人（1）手臂的末端安装带有自动换刀功能的动力头（2），机器人（1）可在臂展范围内任意移动动力头（2）；
②.自动刀具库：在机器人1臂展范围内固定自动刀具库（3），自动刀具库（3）呈立方体盒子状，其内部排列安放多种不同的备用刀具（4），自动刀具库（3）箱体顶部带有一侧可打开的防尘罩（5），防尘罩(5)用合页与自动刀具库（3）箱体连接；
③.旋转式工作台：旋转式工作台（6）固定在基座（7）上，旋转式工作台（6）有两个工作位置，远离机器人（1）的一侧为上件及下件工位（8），靠近机器人的一侧为打磨工位(9)，中间有一道横向的防护隔板(10)，将两个工作位置(8和9)隔离开；
④.采用可编程控制器PLC：机器人（1）本身的动作由其自带的控制器控制运行，其余设备由固定在机器人（1）后方电控柜(11)内的PLC（12）统一控制，如旋转式工作台（6）的转动与夹紧，动力头（2）的启停、松刀与拉刀，防尘罩（5）的开与合。
2.根据权利要求1所述的机器人自动换刀打磨工件装置，其特征在于：所述的机器人（1）手臂末端安装的动力头（2）为外购的带有自动换刀功能的标准产品。
3.根据权利要求1所述的机器人自动换刀打磨工件装置，其特征在于：所述的自动刀具库（3）内排列的所有刀具，其柄部的接口尺寸一致，均适用于所选动力头（2）。
4.根据权利要求1所述的机器人自动换刀打磨工件装置，其特征在于：所述的防尘罩（5）只在需要更换刀具时打开，在打磨作业时处于关闭状态。
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