CN106826422B - 一种自动化打磨机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化打磨机械手，设置有单杆气缸、双杆气缸、连杆滑块机构等机械常用结构的组合结构，配合传感器、控制系统，能实现金刚石工件相对砂轮的软连接，有效避免因硬接触导致的砂轮爆裂，消除安全隐患；本发明还设置有可移动的工作台、用以运输成品的传送带及成品收集装置及计数器，能实现产品从装夹到收集的整个过程的自动化操作，替代了原有的手工操作，避免了计数差错，大大提高了加工效率，节省了人力成本；本发明整个过程在密闭环境中进行，可有效防止打磨产生的分成扩散，大大降低了环境的污染。

Description

一种自动化打磨机械手
技术领域
本发明涉及一种自动化打磨机械手。
背景技术
金刚石磨具是一种用于瓷砖抛光用的刀具，磨具制造企业生产这些刀具的一个重要工序是磨具刀头的打磨作业。现有作业方式是纯手工作业，由于金刚石磨具硬度非常高，在与砂轮接触瞬间极容易引起砂轮爆裂，并且打磨粉尘扩散也会引起污染，且人工计数容易出现差错，另外，砂轮磨损、消耗的修整和补偿难度极高，砂轮安装角度会直接影响刀头的打磨质量和能否成功，这对于手工作业操作人员有极高的技能要求。
发明内容
本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种自动化打磨机械手。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自动化打磨机械手，包括工作台，所述工作台可在水平方向内移动，所述工作台上固定安装有主轴，所述主轴套设有可沿主轴自由滑动的滑块，所述主轴上方设置有双杆气缸，所述双杆气缸的一端铰接于所述滑块上，所述双杆气缸的另一端铰接设置有夹具，所述夹具包括底座、上压板，所述上压板的一端铰接于底座上，所述上压板上方设置有一单杆气缸，所述上压板的另一端铰接于单杆气缸的一端，所述底座固定设置有第一轴和设置于第一轴下方的第二轴，所述单杆气缸的另一端、双杆气缸的另一端皆铰接于第一轴上，所述主轴的一端铰接于第二轴上，所述工作台上还设置有传感器及控制系统，所述控制系统与双杆气缸连接。
进一步的，所述工作台上安装有两个轴承套，所述主轴套设有两个调心轴承，所述调心轴承安装于轴承套中。
优选的，所述工作台包括上层工作台、下层工作台、第一导轨、第二导轨，所述第一导轨固定于下层工作台表面，所述上层工作台可沿第一导轨左右滑动，所述下层工作台可沿第二导轨前后移动。
进一步的，所述机械手还设置有用以驱动上层工作台左右移动的第一气缸和用以驱动下层工作台前后移动的第二气缸，所述第一气缸和第二气缸与控制系统连接。
进一步的，所述传感器为光电距离传感器。
进一步的，所述上压板下表面设置有用以压紧工件的压块，所述底座上表面设置有用以定位工件的定位块。
进一步的，所述底座设置有凹槽，所述凹槽贯穿设置有一顶料机构，所述顶料机构由第三气缸驱动，所述第三气缸与控制系统连接。
进一步的，所述底座下方设置有用以运输成品的传送带，被顶成品可落至传送带上，所述机械手还设置有驱动传送带运行的电机。
进一步的，所述传送带末端设置有成品收集框，传送带末端还固定设置有计数传感器。
进一步的，所述机械手设置于密闭空间内，所述密闭空间为透明玻璃房，所述控制系统设置于密闭空间外部。
本发明的有益效果是：本发明提供一种自动化打磨机械手，设置有可实现软连接的机械组合结构、传感器及控制系统，可用机械手装夹金刚石刀头打磨作业代替现有的手工作业，有效防止砂轮爆裂，同时可实现砂轮磨损、消耗的自动补偿，保障打磨质量；本机械手设置于密闭空间内，有效防止打磨粉尘的扩散污染；本机械手设置有顶料机构，可实现打磨成品的自动顶出，再配合传送带及技术传感器的设置，可实现打磨成品的自动收集与计数，避免人工计数差错。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明立体结构示意图；
图2是本发明的底座与各部分铰接分解示意图状态分解示意图；
图3是本发明机械手工作工作台结构示意图；
图4是本发明机械手机械部分动作原理图。
具体实施方式
参照图1至图2，本发明的一种自动化打磨机械手，包括工作台1，所述工作台1可在水平方向内移动，所述工作台1上固定安装有主轴2，所述主轴2套设有可沿主轴2自由滑动的滑块3，所述主轴2上方设置有双杆气缸4，所述双杆气缸4的一端铰接于所述滑块3上，所述双杆气缸4的另一端铰接设置有夹具5，所述夹具5包括底座5-1、上压板5-2，所述上压板5-2的一端铰接于底座5-1上，所述上压板5-2上方设置有一单杆气缸5-3，所述上压板5-2的另一端铰接于单杆气缸5-3的一端，所述底座5-1固定设置有第一轴5-1-1和设置于第一轴5-1-1下方的第二轴5-1-2，所述单杆气缸5-3的另一端、双杆气缸4的另一端皆铰接于第一轴5-1-1上，所述主轴2的一端铰接于第二轴5-1-2上，所述工作台1上还设置有传感器及控制系统，所述控制系统与双杆气缸4连接。进一步的，所述工作台1上安装有两个轴承套6，所述主轴2套设有两个调心轴承7，所述调心轴承7安装于轴承套6中。因为本机构一部分结构的动作会相应牵动其他结构的动作，对各部分结构的精度要求很高，采用两个调心轴承7来安装主轴2，可保障主轴2的安装精度。
参照图3，所述工作台1包括上层工作台1-1、下层工作台1-2、第一导轨1-3、第二导轨1-4，所述第一导轨1-3固定于下层工作台1-2表面，所述上层工作台1-1可沿第一导轨1-3左右滑动，所述下层工作台1-2可沿第二导轨1-4前后移动。这样的工作台1结构配合控制系统及动力系统可实现在水平面内的各个方向动作。进一步的，所述机械手还设置有用以驱动上层工作台1-1左右移动的第一气缸和用以驱动下层工作台1-2前后移动的第二气缸，所述第一气缸和第二气缸与控制系统连接。
进一步的，所述传感器为光电距离传感器。光电传感器设置于被加工刀头附近，可收集刀头的位置信息及砂轮磨损的信息，将收集信息传递给控制系统。
参照图1，所述上压板5-2下表面设置有用以压紧工件的压块5-2-1，所述底座5-1上表面设置有用以定位工件的定位块。定位块的位置在控制系统中已经明确，再配合传感器可实现控制系统对工件具体位置的定位。
参照图1，所述底座5-1设置有凹槽，所述凹槽贯穿设置有一顶料机构8，所述顶料机构8由第三气缸驱动，所述第三气缸与控制系统连接。在本实施例中，顶料机构8设置为两垂直杆，两杆的一端刚连接在一起，其中一根杆设置有顶头，可套装橡胶等柔性材料，用以将成品工件顶下至传送带，另一根杆贯穿所述凹槽与第三气缸连接。
进一步的，所述底座5-1下方设置有用以运输成品的传送带，被顶成品可落至传送带上，所述机械手还设置有驱动传送带运行的电机。传送带的设置可实现成品的自动运输，节省了相应工步的人力。
进一步的，所述传送带末端设置有成品收集框，传送带末端还固定设置有计数传感器。成品收集框可设置有用以抵接传送带的接料手，用以将产品取下；计数器的设置可实现成品的自动计数，不但节省了人力，而且避免了因人工计数导致的计数差错。
进一步的，所述机械手设置于密闭空间内，所述密闭空间为透明玻璃房，所述控制系统设置于密闭空间外部。这样作业时操作者可将玻璃房关闭，避免产生的粉尘扩散污染，同时操作者可在外边随时监督整个作业过程，且控制系统设置于外部，操作者也可随时进行控制操作。
参照图4，本机械手的动作部分为若干机械结构的组合，单杆气缸5-3可控制上压板5-2动作将工件夹紧，双杆气缸4的运动带动底座5-1的旋转，底座5-1的旋转实现工件相对于砂轮的角度的调节，双杆气缸4运动的同时，会相对于主轴2上的滑块3旋转，从而带动滑块3在主轴2上的滑动，整个机械结构的组合实现软连接，避免砂轮爆裂。
具体工作时，首先将工件抵接定位块，单杆气缸5-3动作，控制上压板5-2将工件夹紧，传感器检测工件及砂轮位置，控制系统控制第一气缸及第二气缸控制工作台1移动到合适位置，做好打磨准备；控制系统根据传感器反馈信息，决定双杆气缸4的动作，从而实现对工件相对于砂轮角度的调节；整个打磨过程中，砂轮会磨损、工件也会被磨削，传感器会实时检测具体位置，将实时信息传递给控制系统，控制系统内设有整个机械装置的控制算法，从而实现对砂轮磨损、消耗的修整和补偿，在实现软连接的同时，实现金刚石刀头表面的平整加工，保障产品质量要求。
以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种自动化打磨机械手，包括工作台(1)，其特征在于：所述工作台(1)可在水平方向内移动，所述工作台(1)上固定安装有主轴(2)，所述主轴(2)套设有可沿主轴(2)自由滑动的滑块(3)，所述主轴(2)上方设置有双杆气缸(4)，所述双杆气缸(4)的一端铰接于所述滑块(3)上，所述双杆气缸(4)的另一端铰接设置有夹具(5)，所述夹具(5)包括底座(5-1)、上压板(5-2)，所述上压板(5-2)的一端铰接于底座(5-1)上，所述上压板(5-2)上方设置有一单杆气缸(5-3)，所述上压板(5-2)的另一端铰接于单杆气缸(5-3)的一端，所述底座(5-1)固定设置有第一轴(5-1-1)和设置于第一轴(5-1-1)下方的第二轴(5-1-2)，所述单杆气缸(5-3)的另一端、双杆气缸(4)的另一端皆铰接于第一轴(5-1-1)上，所述主轴(2)的一端铰接于第二轴(5-1-2)上，所述工作台(1)上还设置有传感器及控制系统，所述控制系统与双杆气缸(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述工作台(1)上安装有两个轴承套(6)，所述主轴(2)套设有两个调心轴承(7)，所述调心轴承(7)安装于轴承套(6)中。
3.根据权利要求1所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述工作台(1)包括上层工作台(1-1)、下层工作台(1-2)、第一导轨(1-3)、第二导轨(1-4)，所述第一导轨(1-3)固定于下层工作台(1-2)表面，所述上层工作台(1-1)可沿第一导轨(1-3)左右滑动，所述下层工作台(1-2)可沿第二导轨(1-4)前后移动。
4.根据权利要求3所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述机械手还设置有用以驱动上层工作台(1-1)左右移动的第一气缸和用以驱动下层工作台(1-2)前后移动的第二气缸，所述第一气缸和第二气缸与控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述传感器为光电距离传感器。
6.根据权利要求1所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述上压板(5-2)下表面设置有用以压紧工件的压块(5-2-1)，所述底座(5-1)上表面设置有用以定位工件的定位块。
7.根据权利要求6所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述底座(5-1)设置有凹槽，所述凹槽贯穿设置有一顶料机构(8)，所述顶料机构(8)由第三气缸驱动，所述第三气缸与控制系统连接。
8.根据权利要求1所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述底座(5-1)下方设置有用以运输成品的传送带，被顶成品可落至传送带上，所述机械手还设置有驱动传送带运行的电机。
9.根据权利要求8所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述传送带末端设置有成品收集框，传送带末端还固定设置有计数传感器。
10.根据权利要求1所述的一种自动化打磨机械手，其特征在于：所述机械手设置于密闭空间内，所述密闭空间为透明玻璃房，所述控制系统设置于密闭空间外部。
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