CN107199508B - 一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，包括脱砂纸装置和粘砂纸装置；脱砂纸装置包括切入板、平行轴承机构和框架结构，切入板与平行轴承机构连接在框架结构上，切入板具有一切入口用以切入抛光机与砂纸之间；粘砂纸装置包括仿型存放机构、检测机构和滑块导轨机构，仿型存放机构包括砂纸挡圈、下支撑板、支撑杆、托盘和安装板，支撑杆连接在砂纸挡圈与下支撑板之间，构成活动部分连接在滑块导轨机构上，托盘位于砂纸挡圈与下支撑板之间并连接在安装板上，构成静止部分，活动部分根据自身重力和导轨滑块机构中滑块与导轨的摩擦力的合力而向下移动。通过本发明可实现砂纸的自动更换，减少砂纸更换对人的依赖性，降低企业用工成本。

Description

一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，具体地，涉及一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置。

背景技术

在汽车车身及汽车零部件机器人的自动打磨抛光流水线上，随着机器人打磨抛光砂纸的损耗，需频繁进行砂纸更换，当前主要依靠人工手工进行更换。砂纸的更换分为砂纸脱落以及砂纸粘取两个步骤，更换频率为3-5分钟每次。通常人工进行砂纸更换时，机器人首先需运动到工位外安全光栅处，更换完成后运动到工位内指定点，人工砂纸脱落的时长约为4-6秒，人工砂纸粘取的时长约为6-9秒，即整个人工更换砂纸的过程时长约10-15秒。砂纸更换不及时或者更换质量不稳定直接导致机器人打磨抛光流水线停机或者打磨抛光质量不稳定的状况频频发生。整个机器人打磨抛光工位的砂纸更换对人的依赖性强，且自动化与智能化水平难以适应汽车行业的生产提速与转型升级。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置。

根据本发明提供的一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，包括脱砂纸装置以及粘砂纸装置；

所述脱砂纸装置包括切入板、平行轴承机构以及框架结构，所述切入板与所述平行轴承机构连接在所述框架结构上，所述切入板具有一切口，带有砂纸的抛光机在所述平行轴承机构上滑动至所述切口时，所述切口切入抛光机与砂纸之间；

所述粘砂纸装置包括仿型存放机构、检测机构以及滑块导轨机构，所述仿型存放机构包括砂纸挡圈、下支撑板、支撑杆、托盘以及安装板，所述支撑杆连接在所述砂纸挡圈与所述下支撑板之间，构成活动部分连接在所述滑块导轨机构上，所述托盘位于所述砂纸挡圈与所述下支撑板之间并连接在所述安装板上，构成静止部分，所述活动部分根据自身重力和导轨滑块机构中滑块与导轨的摩擦力的合力而向下移动，直至与砂纸对砂纸仿形存放机构的托起力相等。

优选的，所述脱砂纸装置还包括挡柱机构，所述挡柱机构连接在所述框架结构上。

优选的，所述粘砂纸装置还包括托柄结构，所述托柄结构包括可折叠手柄、手柄固定卡爪以及手柄连接块，所述可折叠手柄通过所述手柄连接块连接在所述砂纸挡圈上，所述手柄固定卡爪连接在所述滑块导轨机构的上部。

优选的，还包括整体框架，所述脱砂纸装置以及所述粘砂纸装置连接在所述整体框架上。

优选的，所述整体框架包括第二检测机构，设置于所述脱砂纸装置的下方。

优选的，所述整体框架包括整体焊接的水平安装板以及竖直安装板，所述水平安装板用于安装所述脱砂纸装置，所述竖直安装板用于安装所述粘砂纸装置。

优选的，所述整体框架通过蹄脚支撑，并通过固定件固定在地面。

优选的，还包括收纳箱，所述收纳箱设置在所述脱砂纸装置的下方。

优选的，所述收纳箱上设置有蹄脚、脚轮以及拉手。

优选的，所述切口为斜面结构。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、通过本发明装置可以实现机器人打磨抛光砂纸的自动更换，将人工需每3-5分钟进行一次砂纸手工更换转变为每班(8小时)交接时进行自动换砂纸设备砂纸填充，减少机器人打磨抛光工位砂纸更换对人的依赖性，降低企业用工成本；

2、通过本发明装置可以很好解决人工更换不及时带来的整个机器人生产线停机事件，通过机器人自动更换保证更换的及时性，提升整个打磨抛光及生产线的效率；

3、通过本发明装置多个组合可以实现机器人打磨抛光工位的集成，在人工进行砂纸更换的机器人打磨抛光工位，因为打磨抛光节拍与多种类型砂纸交错使用人工更换难以保证准确性的原因，通常打磨与抛光为两个独立工位，通过本装置可以大大提高砂纸自动更换的效率，将人工更换10-15秒缩减为5-8秒且能很好实现机器人打磨抛光砂纸在不同类型之间的切换且保证更换质量，有助于推动机器人打磨抛光工位的一体化集成，降低企业生产制造成本；

4、本发明装置可以实现不同动力工具(如偏心抛光机)的中心自动找正，可以防止砂纸更换时砂纸的粘偏导致的打磨抛光质量不稳定；

5、本装置通过存储一定数量的砂纸，实现打磨抛光一个班组的使用，能很好实现打磨抛光的自动化与智能化，做到整个打磨抛光工位可控可调整，减少人对工位干预，有利于企业向无人车间的转型升级；

6、本装置可以保证更换的及时性及降低砂纸自动更换周期，有利迎合如汽车厂整个生产提速与转型升级需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置的整体结构示意图；

图2为本发明脱砂纸装置的结构示意图；

图3为本发明粘砂纸装置的结构示意图；

图4至图6为本发明整体框架的结构示意图；

图7为本发明收纳箱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供的一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置主要包括四个部分：脱砂纸装置1、粘砂纸装置2、整体框架3以及收纳箱4。脱砂纸装置1与粘砂纸装置2相互配合可以实现砂纸的自动脱落以及自动粘取从而实现砂纸的自动更换，整体框架3用于安装脱砂纸装置1、粘砂纸装置2，而收纳箱4起到回收旧砂纸作用。

如图2所示，脱砂纸装置1包括切入板101、挡柱机构102、平行轴承机构103、框架结构104组成，切入板101、挡柱机构102、平行轴承机构103均通过物理连接安装在框架结构104上。切入板101采用腰型孔安装，前后可以调节，可以方便调节切入板101与轴承之间高度落差，便于实现不同砂纸厚度自动脱落；切入板101前端的切口采用斜面结构，带有砂纸的抛光机在平行轴承机构上滑动至切口时，便于切口切入抛光机与砂纸之间，实现砂纸与抛光机分离而不损害抛光机。挡柱机构102设置在框架结构104上，便于偏心机器人的抛光机进行砂纸粘接盘中心定位，方便后续砂纸粘接对中性，保证砂纸粘取质量。平行轴承机构103包括若干平行的滚动轴，每一滚动轴上设置有若干轴承，方便进行机器人轨迹调试，保证抛光机机构与轴承平面平行贴合，方便砂纸脱落；其次轴承结构可以保证砂纸与轴承之间为滚动摩擦，防止机构磨损过快；采用轴承结构可以加快机器人行进速度，可以很好避免摩擦过大导致砂纸变形扭矩；平行轴承机构103可以方便进行轴承维护更换。

如图3所示，粘砂纸装置2主要由砂纸仿型存放机构201、托柄结构202、检测机构203、滑块导轨机构204、托盘205以及安装板206组成；其中砂纸仿型存放机构201与滑块导轨机构204之间通过螺栓固定，托柄结构202通过螺栓固定在砂纸仿型存放机构201上，检测机构203与滑块导轨机构204之间通过螺栓固定，滑块导轨机构204与托盘205、安装板206之间通过螺栓固定。托盘205与安装板206为静止部分，托盘205用于放置砂纸，砂纸仿型存放机构201为活动部分连接在滑块导轨机构204上，通过活动部分自身的重力和滑块导轨机构204中的滑块与导轨的摩擦力(可调节)的合力，实现随着砂纸减少活动部分往下移动，直至与砂纸对砂纸仿形存放机构1的托起力相等，始终保持砂纸最上端能和机器人充分贴合粘取，便于机器人自动进行砂纸更换，另外砂纸仿型存放机构201侧边的支撑柱能够防止砂纸人工安装偏差产生砂纸与角磨机抛光机之间的粘接错位；托柄结构202可以方便人工进行砂纸装填，符合人体工程学；检测机构203可以判定砂纸是否粘接成功，以及检测机构207可以监测砂纸是否需要补充。

整体框架3如图4、图5、图6所示，主要由第一后罩壳301、第二后罩壳302、前罩壳303、门组焊件304、旋转拉手305、第一侧罩壳306、第二侧罩壳307、合页308、固定件309、竖直安装板310、框架311、水平安装板312、检测机构313、通信模块314、电气安装板315、蹄脚316、磁铁317等组成。框架311(包含竖直安装板310、水平安装板312)为整体组焊件，便于工件安装固定走线，其中竖直安装板310用于安装固定粘砂纸装置2，水平安装板312用于安装固定脱砂纸装置1，整个结构刚性强，能够保证机器人更换砂纸对位置稳定性的要求；通信模块314安装在电气安装板315上，再通过螺栓固定到框架311上，起到信号传递作用；框架周围的前罩壳303、第一侧罩壳306、第二侧罩壳307、第一后罩壳301、第二后罩壳301均由螺栓直接固定到框架311上，起到保护密封的作用，门组焊件304通过合页308连接至框架311上，便于收纳箱4取出，工作状况下由磁铁317保证常关状态，磁铁317通过螺栓固定至框架311上，而旋转拉手305则是为了开关门及检修方便；检测机构313包括传感器及其安装支架等，由螺栓固定至框架311上，作用是判定砂纸是否正常脱落；整个框架由蹄脚316支撑、固定件309固定，可以调平后安装，适用底面不平的情况，使用地脚螺栓固定以适用地面震动较大的工况。

如图7所示，收纳箱4由箱体组焊件401、嵌入式拉手402、蹄脚403、脚轮404组成，嵌入式拉手402、蹄脚403、脚轮404通过螺栓与箱体组焊件401连接。蹄脚28起平稳放置收纳箱作用，脚轮404作用是方便移动收纳箱，嵌入式拉手402方便拉动收纳箱4。

当需要更换砂纸时，机器人调整姿态至砂纸朝下，使砂纸沿着平行轴承机构103向砂纸切入板101方向移动，切入板101切入机器人与砂纸之间，砂纸会自动脱落，检测机构313会检测砂纸脱落是否正常。砂纸正常脱落后，如果所用工具为偏心抛光机，则需要在挡柱机构102处矫正抛光机轮盘位置(非偏心抛光机无需进行)，之后机器人调整姿态至粘砂纸装置2处，机器人的抛光机轮盘将砂纸粘起，再移动至检测机构203处检测粘砂纸是否正常。随着砂纸的消耗，砂纸仿型存放机构201会往下移动，保证机器人的砂纸粘贴面始终与砂纸平贴，便于机器人自动进行砂纸更换。当砂纸消耗完时，将托柄结构202中可折叠手柄拉起、弯折并卡入卡爪中，即可添加砂纸，完成之后打开手柄即可继续正常工作。砂纸脱落后机器人简单移动即可实现砂纸自动粘接，可以减少机器人姿态变换，提高换砂纸节拍；偏心装置在脱砂纸机构对中后机器人只进行简单移动可以保证粘砂纸对中性；砂纸脱落便于砂纸收集器收集；粘砂纸机构方便人工进行砂纸添加，符合人体工程学；整个机构紧凑，方便布局。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，包括脱砂纸装置以及粘砂纸装置；

所述脱砂纸装置包括切入板、平行轴承机构以及框架结构，所述切入板与所述平行轴承机构连接在所述框架结构上，所述切入板具有一切口，带有砂纸的抛光机在所述平行轴承机构上滑动至所述切口时，所述切口切入抛光机与砂纸之间；

所述粘砂纸装置包括仿型存放机构、检测机构以及滑块导轨机构，所述仿型存放机构包括砂纸挡圈、下支撑板、支撑杆、托盘以及安装板，所述支撑杆连接在所述砂纸挡圈与所述下支撑板之间，构成活动部分连接在所述滑块导轨机构上，所述托盘位于所述砂纸挡圈与所述下支撑板之间并连接在所述安装板上，构成静止部分，所述活动部分根据自身重力和导轨滑块机构中滑块与导轨的摩擦力的合力而向下移动，直至与砂纸对砂纸仿形存放机构的托起力相等。

2.根据权利要求1所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，所述脱砂纸装置还包括挡柱机构，所述挡柱机构连接在所述框架结构上。

3.根据权利要求1所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，所述粘砂纸装置还包括托柄结构，所述托柄结构包括可折叠手柄、手柄固定卡爪以及手柄连接块，所述可折叠手柄通过所述手柄连接块连接在所述砂纸挡圈上，所述手柄固定卡爪连接在所述滑块导轨机构的上部。

4.根据权利要求1所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，还包括整体框架，所述脱砂纸装置以及所述粘砂纸装置连接在所述整体框架上。

5.根据权利要求4所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，所述整体框架包括第二检测机构，设置于所述脱砂纸装置的下方。

6.根据权利要求4所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，所述整体框架包括整体焊接的水平安装板以及竖直安装板，所述水平安装板用于安装所述脱砂纸装置，所述竖直安装板用于安装所述粘砂纸装置。

7.根据权利要求4所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，所述整体框架通过蹄脚支撑，并通过固定件固定在地面。

8.根据权利要求1所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，还包括收纳箱，所述收纳箱设置在所述脱砂纸装置的下方。

9.根据权利要求8所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，所述收纳箱上设置有蹄脚、脚轮以及拉手。

10.根据权利要求1所述的用于机器人打磨抛光的智能砂纸更换装置，其特征在于，所述切口为斜面结构。