CN106002625A - 一种工件装载及同步旋转控制工作台 - Google Patents

Abstract

一种工件装载及同步旋转控制工作台，包括装载固定座、至少两可转动地安装于该装载固定座顶面的工件夹持机械臂以及用于控制各工件夹持机械臂同步转动及同步摆动的同步驱动装置。本发明结构简单、实用性强，至少两个工件夹持机械臂来对工件进行固定，这样各工件在抛光过程中，转动的角度是同步的，抛光的力度也是相同的，因而使得各工件在同一时间和同一环境进行抛光，极大地提高产品的抛光一致性，减少因抛光条件偏差而造成的产品抛光差异，可在一定程度上减少同一批工件抛光效果的差异，便于统一化生产，同时该控制方法简单，容易实现，可提高产品抛光的准确性。

Description

一种工件装载及同步旋转控制工作台

技术领域

本发明涉及一种机械加工的工件装载工作台，尤其是指一种工件装载及同步旋转控制工作台。

背景技术

抛光机主要用工件表面抛光处理，可使工件表面更光滑、更细腻，增加美感和触摸舒适度，在现代工业产品中被广泛应用。用于五金、水暖件产品的抛光机械，主要是布轮抛光机，布轮抛光机采用电机带动布轮旋转的方式，使布轮表面与工件表面接触，从而完成抛光过程，其操作简单、使用方便，手工操作方式可适合各种形状的五金或者水暖件产品抛光，在五金、水暖制造行业被广泛应用。

中国实用新型专利（申请号：201020145309.7）披露了一种抛光机,其包括箱体和位于箱体内的抛光轮、传动装置、角度调整机构及电控装置,传动装置包括电机、同步轮组和传动轴,同步轮组分别连接在电机输出轴和传动轴上,传动轴上还连接有抛光轮,抛光轮和传动装置分别连接在角度调整机构上。

上述抛光机是利用角度调整机构进行抛光轮的角度调整,使抛光机在使用过程中可以根据工件的形状进行相应的抛光轮前伸或后缩。虽然以上抛光机能够扩大抛光轮的适用范围，然而在实际的使用过程中还存在有以下不足之处：1、由于一台抛光机只能够针对一个工件进行抛光处理，因而其工作效率并不能适应大规模生产的需要，不利于进一步降低生产成本；2、多个工件之间容易因为不同时间加工而在抛光性能上存在一定偏差，特别对于同一批货，容易导致前后的抛光效果产生显著的差异，产品一致性差，不利于统一化生产。

如果是单独通过叠加抛光轮来提高效率，则往往会导致因工件装载偏差，或者在工作时受力而导致位置偏差，这样往往会造成产品加工偏差大，不利于统一化生产。

以上问题不仅仅在抛光机领域中存在，在其他机床或者需要对工件进行标准化喷涂的设备中也存在同样问题。

发明内容

本发明提供一种工件装载及同步旋转控制工作台，其主要目的在于克服现有采用现有工作台对工件进行多工位机械加工或喷涂存在的产品一致性差、受外界因素影响大的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种工件装载及同步旋转控制工作台，包括装载固定座、至少两可转动地安装于该装载固定座顶面的工件夹持机械臂以及用于控制各工件夹持机械臂同步转动及同步摆动的同步驱动装置。

进一步的，每个所述工件夹持机械臂包括一机械臂座体、可绕水平轴方向进行横向旋转地安装于所述机械臂座体上的旋转臂以及设置于该旋转臂上且用于控制工件装载固定的夹具单元。

进一步的，所述同步驱动装置包括用于控制每个机械臂座体在装载固定座上绕垂直轴方向进行纵向同步转动的第一同步驱动组件以及用于控制每个旋转臂在其机械臂座体上绕水平轴方向进行横向同步转动的第二同步驱动组件。

进一步的，所述第一同步驱动组件包括一第一伺服电机、与该第一伺服电机输出轴连接的一第一旋转连轴以及至少两个传动连接于该第一旋转连轴上且用于将该第一旋转连轴的横向旋转运动转换成水平纵向旋转运动的第一减速器，每个第一减速器的输出端对应传动连接于一机械臂座体的下部。

进一步的，所述第二同步驱动组件包括一第二伺服电机、与该第二伺服电机输出轴连接的一第二旋转连轴以及至少两个传动连接于该第二旋转连轴上且用于将该第二旋转连轴的横向旋转运动转换成水平纵向旋转运动的第二减速器，每个旋转臂包括臂部旋转轴以及安装于所述机械臂座体内的传动单元，每个第二减速器的输出端对应传动连接于与其对应的一传动单元的输入端，每个传动单元的输出端对应传动连接于与其对应的一臂部旋转轴。

进一步的，所述第二同步驱动组件设置于所述第一同步驱动组件的正下方，每个机械臂座体的下部固定连接有一旋转轴套，该旋转轴套与其正下方的第一减速器的输出端固定并受其驱动进行纵向旋转，每个传动单元包括一第一横向轴、一第一纵向轴以及一第二圆柱螺旋齿轮，所述第一横向轴的下端依次穿过所述旋转轴套、第一减速器后与所述第二减速器的输出端固定，所述第一横向轴的上端设置有一第一螺旋伞齿轮，所述第一纵向轴的一端设置有一与该第一螺旋伞齿轮啮合的第二螺旋伞齿轮，所述第一纵向轴的另一端设置有一第一圆柱螺旋齿轮，所述第二圆柱螺旋齿轮套设于所述臂部旋转轴上，并且该第二圆柱螺旋齿轮的外周面与所述第一圆柱螺旋齿轮啮合。

进一步的，所述夹具单元包括一控制气缸以及固定安装于该控制气缸的活塞杆端部的一横移内轴， 所述臂部旋转轴内部设置有一用于供该横移内轴穿设的轴腔，所述控制气缸位于所述臂部旋转轴的一侧，并且其上的所述横移内轴穿过该臂部旋转轴后，与该臂部旋转轴另一侧的一工件夹具可拆卸连接。

进一步的，所述所述机械臂座体呈Z字形布置，所述工件夹具所夹持工件的旋转轴心与第一横向轴、第一减速器、第二减速器均处于同一旋转轴位置上。

进一步的，所述工件夹持机械臂总共设置有三/四/五个。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

1、本发明结构简单、实用性强，至少两个工件夹持机械臂来对工件进行固定，这样各工件在抛光过程中，转动的角度是同步的，抛光的力度也是相同的，因而使得各工件在同一时间和同一环境进行抛光，极大地提高产品的抛光一致性，减少因抛光条件偏差而造成的产品抛光差异，可在一定程度上减少同一批工件抛光效果的差异，便于统一化生产，同时该控制方法简单，容易实现，可提高产品抛光的准确性。

2、在本发明中，通过设置第一同步驱动组件和第二同步驱动组件来分别控制机械臂座体自身进行旋转以及旋转臂带动的工件旋转，通过两种不同方向的旋转配合，极大地提高了工件所能旋转控制的自由角度，不仅可以保证工件完成360度无死角抛光工作，提高抛光品质，而且可以适用不规则工件的抛光工作，保证其抛光质量。

3、在本发明中，通过将第一同步驱动组件和第二同步驱动组件设置成上下布置，并且通过旋转轴套套接第一横向轴的方式来保证两个旋转运动均能独立控制，不会相互影响，而且既简化了结构又能减少布局空间，有利于减少后续维修的复杂性和工作强度。

4、在本发明中，可以通过以机械臂座体内部镗削作为单独基准进行一次成型加工，其他配件均以该机械臂座体作为参照基准，因而可以避免多零件多基准加工存在的误差叠加问题，有效地降低机械零配件装配误差，有利于提高机台运行的稳定性和使用寿命。

5、在本发明中，通过第一横向轴、一第一纵向轴以及一第二圆柱螺旋齿轮之间的传动配合作用，可以使得工件旋转位置与第一横向轴、第一减速器、第二减速器均处于同一旋转轴位置上，这样可以保证工件在旋转过程中，总是处于圆心位置处旋转，从而大大地减少因偏心旋转过程中出现不利因素，进而能有效地提高工件抛光的品质。

6、在本发明中，夹具单元的控制气缸推动横移内轴后触动卡位件实施卡位动作，从而完整夹持工件的功效，不仅换夹结构简单、操作迅速，而且臂部旋转轴是相对横移内轴独立旋转，因而其在旋转过程中不会对气缸造成影响，从而通过巧妙的机械配合，保证各部件的独立运行。

7、在本发明中，以上工件装载及同步旋转控制工作台不仅可以适用于各类机床，而且可以适用于各类对工件进行喷涂的设备，更是可以应用在需要对工件进行一致化机械加工的任何机台上，因而本发明的推广应用必定能够促进工件标准化加工技术的提升，经济效益和社会效益深远重大。

附图说明

图1为实施例中多工位清光机的结构示意图。

图2为实施例中抛光头的结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为图3沿A-A方向上的剖面示意图。

图5为实施例中工件装载及同步旋转控制工作台的结构示意图。

图6为图5的剖面示意图。

图7为实施例中第二减速器和工件夹持机械臂的配合示意图。

图8为图7的剖面示意图。

图9为实施例中第三同步驱动组件的安装示意图。

图10为图9的主视图。

图11为实施例中升降机构的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1-图11。一种提高效率的多工位清光机，包括机架1、一安装于该机架1上的抛光机构2、布置于该抛光机构2下方的工件装载及同步旋转控制工作台3以及用于控制所述工件装载及同步旋转控制工作台3进行前后或者左右移动的行走机构4，所述抛光机构2包括抛光固定梁20以及四个呈间隔布置地安装于该抛光固定梁20上的抛光头21，所述工件装载及同步旋转控制工作台3包括装载固定座30、四个可转动地安装于该装载固定座30顶面的工件夹持机械臂31以及用于控制各工件夹持机械臂31同步转动及同步摆动的同步驱动装置32。

参照图1-图11。每个所述工件夹持机械臂31包括对应设置于与其对应的一抛光头21正下方的机械臂座体310、可绕水平轴方向进行横向旋转地安装于所述机械臂座体310上的旋转臂311以及设置于该旋转臂311上且用于控制工件装载固定的夹具单元，所述同步驱动装置32包括用于控制每个机械臂座体310在装载固定座30上绕垂直轴方向进行纵向同步转动的第一同步驱动组件33以及用于控制每个旋转臂311在其机械臂座体310上绕水平轴方向进行横向同步转动的第二同步驱动组件34，所述第一同步驱动组件33包括一第一伺服电机330、与该第一伺服电机330输出轴连接的一第一旋转连轴331以及四个传动连接于该第一旋转连轴331上且用于将该第一旋转连轴331的横向旋转运动转换成水平纵向旋转运动的第一减速器332，每个第一减速器332的输出端对应传动连接于一机械臂座体310的下部，所述第二同步驱动组件34包括一第二伺服电机340、与该第二伺服电机340输出轴连接的一第二旋转连轴341以及四个传动连接于该第二旋转连轴341上且用于将该第二旋转连轴341的横向旋转运动转换成水平纵向旋转运动的第二减速器342，每个旋转臂311包括臂部旋转轴318以及安装于所述机械臂座体310内的传动单元314，每个第二减速器342的输出端对应传动连接于与其对应的一传动单元314的输入端，每个传动单元314的输出端对应传动连接于与其对应的一臂部旋转轴318。

参照图1-图11。所述第二同步驱动组件34设置于所述第一同步驱动组件33的正下方，每个机械臂座体310的下部固定连接有一旋转轴套315，该旋转轴套315与其正下方的第一减速器332的输出端固定并受其驱动进行纵向旋转，每个传动单元314包括一第一横向轴316、一第一纵向轴317以及一第二圆柱螺旋齿轮3181，所述第一横向轴316的下端依次穿过所述旋转轴套315、第一减速器332后与所述第二减速器342的输出端固定，所述第一横向轴316的上端设置有一第一螺旋伞齿轮3160，所述第一纵向轴317的一端设置有一与该第一螺旋伞齿轮3160啮合的第二螺旋伞齿轮3170，所述第一纵向轴317的另一端设置有一第一圆柱螺旋齿轮3171，所述第二圆柱螺旋齿轮3181套设于所述臂部旋转轴318上，并且该第二圆柱螺旋齿轮3181的外周面与所述第一圆柱螺旋齿轮3171啮合，所述夹具单元包括一控制气缸312以及固定安装于该控制气缸的活塞杆端部的一横移内轴313， 所述臂部旋转轴318内部设置有一用于供该横移内轴313穿设的轴腔，所述控制气缸312位于所述臂部旋转轴318的一侧，并且其上的所述横移内轴313穿过该臂部旋转轴318后，与该臂部旋转轴318另一侧的一工件夹具可拆卸连接。

参照图1-图11。所述机械臂座体310呈Z字形布置，所述工件夹具所夹持工件的旋转轴心与第一横向轴316、第一减速器332、第二减速器342均处于同一旋转轴位置上。

参照图1-图11。所述抛光头21包括可转动地安装于抛光固定梁20上的抛光架体210、可转动地安装于该抛光架体210上的抛光旋转件211、驱动该抛光旋转件211进行高速旋转的抛光电机组件212以及用于带动该抛光旋转件211进行来回摆动的抛光摆动件213。

参照图1-图11。所述抛光机构2还包括一用于控制各抛光架体210进行同步转动的第三同步驱动组件23，所述第三同步驱动组件23包括一第三伺服电机230、与该第三伺服电机230输出轴传动连接的一第三旋转连轴231以及四个传动连接于该第三旋转连轴231上第三减速器232，每个抛光架体210可转动地安装于与其对应的第三减速器232的输出端。

参照图1-图11。所述抛光旋转件211包括一抛光总成25以及安装于该抛光总成25上的抛光轮26，所述抛光总成25包括总成架构250、可转动地安装于总成架构250上的抛光旋转轴214、至少两用于支撑该抛光旋转轴214的抛光轴承215、以及套设于该抛光旋转轴214上并且用于带动其进行旋转运动的第二同步带轮216，所述抛光电机组件212包括一固定于抛光架体210上的电机217以及一受该电机217驱动且与所述第二同步带轮216传动连接的第一同步带轮218，所述抛光往复运动件213包括一装设于所述抛光架体210内的直线导轨2130以及一往复运动气缸2132，所述抛光总成25安装于所述直线导轨2130的滑动座上，所述往复运动气缸的活塞杆端部与所述总成架构250固定且用于带动所述抛光总成25沿所述直线导轨2130进行往复直线运动，所述抛光旋转轴214的一端通过一所述抛光轴承215安装于第二同步带轮216的一侧，所述抛光旋转轴214的另一端通过另一所述抛光轴承215安装于所述第二同步带轮216的另一侧上，并且抛光旋转轴214的另一端端部伸出所述抛光架体210后装配上所述抛光轮26。在本实施例中，抛光轮可以为布轮、尼龙轮、砂轮或者其他轮形材料。

参照图1-图11。所述机架1包括两纵梁10以及连接于该两纵梁10顶端的横梁11，所述纵梁10内侧各设置有一对横向布置的导轨101，所述抛光固定梁20的两端分别架设于各纵梁10内侧的导轨101上，所述横梁11设置有升降机构12，该升降机构12包括一横向布置于横梁11中部位置的丝杆120、旋合于该丝杆120上的驱动螺母125、套设与该驱动螺母125上的第四同步带轮121、安装于横梁11上并且用于支撑该丝杆120的轴承件122、一安装于横梁11上的伺服电机123、一与该伺服电机123的输出端连接的升降第三同步带轮124，所述升降第三同步带轮124与所述第四同步带轮121传动连接。

参照图1-图11。上述多工位清光机还包括所述行走机构4包括前后行走组件40以及用于控制该前后行走组件进行左右移动的左右行走组件41，所述工件装载及同步旋转控制工作台3安装于该前后行走组件40上。

参照图1-图11。所述抛光机构2总共设置有四个抛光头21，所述工件装载及同步旋转控制工作台3总共设置有四个工件夹持机械臂31，各工件夹持机械臂31一一对应地位于各抛光头21工作位置的正下方。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

1、本发明结构简单、实用性强，通过设置四个抛光头21配套四个工件夹持机械臂31来对工件进行抛光，这样不仅能够提高机台单位时间内处理工件的数量，而且各工件在抛光过程中，转动的角度是同步的，抛光的力度也是相同的，因而使得各工件在同一时间和同一环境进行抛光，极大地提高产品的抛光一致性，减少因抛光条件偏差而造成的产品抛光差异，可在一定程度上减少同一批工件抛光效果的差异，便于统一化生产，同时该控制方法简单，容易实现，可提高产品抛光的准确性。

2、在本发明中，通过设置第一同步驱动组件33和第二同步驱动组件34来分别控制机械臂座体310自身进行旋转以及旋转臂311带动的工件旋转，通过两种不同方向的旋转配合，极大地提高了工件所能旋转控制的自由角度，不仅可以保证工件完成360度无死角抛光工作，提高抛光品质，而且可以适用不规则工件的抛光工作，保证其抛光质量。

3、在本发明中，通过将第一同步驱动组件33和第二同步驱动组件34设置成上下布置，并且通过旋转轴套315套接第一横向轴316的方式来保证两个旋转运动均能独立控制，不会相互影响，而且既简化了结构又能减少布局空间，有利于减少后续维修的复杂性和工作强度。

4、在本发明中，可以通过以机械臂座体310内部镗削作为单独基准进行一次成型加工，其他配件均以该机械臂座体310作为参照基准，因而可以避免多零件多基准加工存在的误差叠加问题，有效地降低机械零配件装配误差，有利于提高机台运行的稳定性和使用寿命。

5、在本发明中，通过第一横向轴316、一第一纵向轴317以及一第二圆柱螺旋齿轮之间的传动配合作用，可以使得工件旋转位置与第一横向轴316、第一减速器332、第二减速器342均处于同一旋转轴位置上，这样可以保证工件在旋转过程中，总是处于圆心位置处旋转，从而大大地减少因偏心旋转过程中出现不利因素，进而能有效地提高工件抛光的品质。

6、在本发明中，夹具单元的控制气缸推动横移内轴后触动卡位件实施卡位动作，从而完整夹持工件的功效，不仅换夹结构简单、操作迅速，而且臂部旋转轴是相对横移内轴独立旋转，因而其在旋转过程中不会对气缸造成影响，从而通过巧妙的机械配合，保证各部件的独立运行。

7、在本发明中，抛光轮26在高速旋转的同时还可进行左右摆动，因而可以在相同转速的前提下，有效的提高抛光力度和质量，缩短抛光时间，进而既提高了抛光效率，又能够改进产品品质。

8、在本发明中，通过设置往复运动气缸来在直线导轨上拉动抛光总成25，而抛光旋转轴214在高速旋转过程中并不会对往复运动气缸产生旋转冲击力，因而通过巧妙的机械配合，保证抛光轮26自身旋转动作和左右摆动动作的独立运行。

9、在本发明中，通过设置第三同步驱动组件23，可以也使得各抛光架体210能够同步旋转一定的角度，使得本发明的清光机在X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上均能进行同步转动，因而大大地拓宽工件抛光的角度和位置，可以保证工件全方位空间曲面作业。

10、在本发明中，抛光机构2可以进行上下移位，而工件装载及同步旋转控制工作台3则可以通过行走机构4控制前后或者左右移动，因而可以增多本发明能够加工工件的规格种类，使其基本满足任意形状和大范围内金属铸件的抛光工作。

11、在本实施例中，以上工件装载及同步旋转控制工作台不仅可以适用于各类机床，而且可以适用于各类对工件进行喷涂的设备，更是可以应用在需要对工件进行一致化机械加工的任何机台上，因而本发明的推广应用必定能够促进工件标准化加工技术的提升，经济效益和社会效益深远重大。

另外，本实施例中抛光头和工件夹持机械臂不局限于只设置4个，还可以是3个、5个或者6个。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：包括装载固定座、至少两可转动地安装于该装载固定座顶面的工件夹持机械臂以及用于控制各工件夹持机械臂同步转动及同步摆动的同步驱动装置。

2.如权利要求1所述一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：每个所述工件夹持机械臂包括一机械臂座体、可绕水平轴方向进行横向旋转地安装于所述机械臂座体上的旋转臂以及设置于该旋转臂上且用于控制工件装载固定的夹具单元。

3.如权利要求2所述一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：所述同步驱动装置包括用于控制每个机械臂座体在装载固定座上绕垂直轴方向进行纵向同步转动的第一同步驱动组件以及用于控制每个旋转臂在其机械臂座体上绕水平轴方向进行横向同步转动的第二同步驱动组件。

4.如权利要求3所述一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：所述第一同步驱动组件包括一第一伺服电机、与该第一伺服电机输出轴连接的一第一旋转连轴以及至少两个传动连接于该第一旋转连轴上且用于将该第一旋转连轴的横向旋转运动转换成水平纵向旋转运动的第一减速器，每个第一减速器的输出端对应传动连接于一机械臂座体的下部。

5.如权利要求4所述一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：所述第二同步驱动组件包括一第二伺服电机、与该第二伺服电机输出轴连接的一第二旋转连轴以及至少两个传动连接于该第二旋转连轴上且用于将该第二旋转连轴的横向旋转运动转换成水平纵向旋转运动的第二减速器，每个旋转臂包括臂部旋转轴以及安装于所述机械臂座体内的传动单元，每个第二减速器的输出端对应传动连接于与其对应的一传动单元的输入端，每个传动单元的输出端对应传动连接于与其对应的一臂部旋转轴。

6.如权利要求5所述一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：所述第二同步驱动组件设置于所述第一同步驱动组件的正下方，每个机械臂座体的下部固定连接有一旋转轴套，该旋转轴套与其正下方的第一减速器的输出端固定并受其驱动进行纵向旋转，每个传动单元包括一第一横向轴、一第一纵向轴以及一第二圆柱螺旋齿轮，所述第一横向轴的下端依次穿过所述旋转轴套、第一减速器后与所述第二减速器的输出端固定，所述第一横向轴的上端设置有一第一螺旋伞齿轮，所述第一纵向轴的一端设置有一与该第一螺旋伞齿轮啮合的第二螺旋伞齿轮，所述第一纵向轴的另一端设置有一第一圆柱螺旋齿轮，所述第二圆柱螺旋齿轮套设于所述臂部旋转轴上，并且该第二圆柱螺旋齿轮的外周面与所述第一圆柱螺旋齿轮啮合。

7.如权利要求6所述一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：所述夹具单元包括一控制气缸以及固定安装于该控制气缸的活塞杆端部的一横移内轴， 所述臂部旋转轴内部设置有一用于供该横移内轴穿设的轴腔，所述控制气缸位于所述臂部旋转轴的一侧，并且其上的所述横移内轴穿过该臂部旋转轴后，与该臂部旋转轴另一侧的一工件夹具可拆卸连接。

8.如权利要求7所述一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：所述所述机械臂座体呈Z字形布置，所述工件夹具所夹持工件的旋转轴心与第一横向轴、第一减速器、第二减速器均处于同一旋转轴位置上。

9.如权利要求1所述一种工件装载及同步旋转控制工作台，其特征在于：所述工件夹持机械臂总共设置有三/四/五个。