CN107309498A - 一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统 - Google Patents
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Abstract
一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，涉及机械加工技术领域。包括上下两端均为开口的圆柱形壳体，圆柱形壳体内的中部通过隔板分隔为相互独立的上腔体和下腔体，圆柱形壳体的上端连接有端盖。上腔体内设置有相互连接的第一气动主轴以及与第一气动主轴连接的转动轴；上腔体内还安装有实现刀具轴向浮动的气动轴向浮动机构；下腔体内安装有第二气动主轴，第二气动主轴与圆柱形壳体之间安装有实现第二气动主轴径向浮动的气动径向浮动结构。本发明在工作过程中，可在机械手的配合下，满足轴向及径向浮动的加工过程，且采用多级缓冲结构，使加工过程更加稳定，可满足被加工工件去除毛刺飞边及表面抛光等多种加工需求。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体的说，涉及一种设置于机械手末端的轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统。
背景技术
在传统机械制造领域，工件的表面光整采用人工操作，此类方式费时费力且生产效率低，零件质量不稳定，采用工业机器人代替人工进行去毛刺作业能有效提高生产效率，降低成本，保障零件去毛刺质量，本装置主要应用于被动顺从的机器人去毛刺系统中，由于机器人定位误差因素，采用刚性刀具去毛刺时容易出现刀具崩断或零件被损坏等情况。浮动式去毛刺执行器能有效解决这方面问题，它能使刀具对零件的毛刺进行跟随加工，可有效避免因零件及定位误差造成刀具和零件的损坏。目前，被动顺从式表面光整执行器主要分为轴向浮动和径向浮动，在加工时大多只能选择一个方向进行加工，因此在进行某个零件加工时要分为多个加工步骤。
发明内容
本发明目的是提供了一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，该执行系统结构紧凑，分为轴向浮动系统和径向浮动系统，同时，轴向浮动系统采用两个气压不同的压缩腔体，实现多级缓冲，径向浮动系统采用多个独立的气动活塞和球头杆相配合实现缓冲，极大地提高了气缸腔体的密封性能和稳定性。
实现上述目的的技术方案是：一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：包括上下两端均为开口的圆柱形壳体，圆柱形壳体内的中部通过隔板分隔为相互独立的上腔体和下腔体，圆柱形壳体的上端连接有端盖、下端连接有防尘盖；
上腔体内设置有相互连接的第一气动主轴以及与第一气动主轴连接的转动轴，转动轴的上端向上伸出端盖用于连接刀具；上腔体内还安装有实现刀具轴向浮动的气动轴向浮动机构；
下腔体内安装有第二气动主轴，第二气动主轴的输出端向下伸出防尘盖用于连接刀具，第二气动主轴与圆柱形壳体之间安装有实现第二气动主轴径向浮动的气动径向浮动结构；
光整执行系统还包括压缩气源，第一气动主轴、第二气动主轴、气动轴向浮动机构、气动径向浮动结构分别与压缩气源连接。
进一步地，所述气动轴向浮动机构包括从下向上依次配合设置在上腔体内的第一活塞、第二活塞、第三活塞，第三活塞与第二活塞之间形成第一进气腔，第二活塞与第一活塞之间形成排气腔，第一活塞与隔板之间形成第二进气腔，所述排气腔的侧壁上设置有排气孔，第一进气腔和第二进气腔分别连接压缩气源；
所述第一气动主轴的下端与第一活塞连接，第一气动主轴穿过第二活塞与转动轴连接，转动轴的上端穿过第三活塞和端盖，其中第一气动主轴与第二活塞之间、转动轴与第三活塞之间均为密封连接。
进一步地，第一气动主轴与转动轴之间通过花键连接，并且连接位置留有可相对轴向移动的空隙。
进一步地，其中第一气动主轴与第二活塞之间过盈配合，转动轴与第三活塞之间通过密封轴承连接。
进一步地，上腔体的侧壁上均布有截面呈弧形的导轨，所述第一活塞、第二活塞、第三活塞的周向分别设置有与导轨配合的弧形槽。
进一步地，所述第一活塞的上方设置有限定第一活塞上行极限的限位销钉，限位销钉连接在圆柱形壳体上。
进一步地，气动轴向浮动机构工作时，第二进气腔内的气压大于第一进气腔内的气压。
进一步地，所述第二气动主轴的上端通过相互配合的悬挂球头以及球头座连接在隔板上。
进一步地，所述气动径向浮动机构包括沿圆柱形壳体周向设置的多个内螺纹连接头以及过盈套装在高速轴上的环形压套，内螺纹连接头上分别螺纹连接有中空的外螺纹连接头，外螺纹连接头的内端均设置有活塞腔，活塞腔内设置有气动活塞，气动活塞的一端连接有活塞杆，活塞杆的端部设置有球形孔，球形孔内配合设置有球头杆，球头杆的另一端连接有抱合在环形压套外壁上的弧形片；
所述圆柱形壳体上还套装有环形配气管，环形配气管与压缩气源连接、同时还分别与外螺纹连接头的无杆腔连通。
进一步地，所述环形压套的外周设置环形槽，弧形片分别配合设置在环形槽内，并且还可以沿环形槽转动。
本发明在工作过程中，可在机械手的配合下，满足轴向及径向浮动的加工过程，且采用多级缓冲结构，使加工过程更加稳定，可满足被加工工件去除毛刺飞边及表面抛光等多种加工需求。
本发明结构紧凑、使用简单，采用压缩空气为动力源，节能环保，可用于一般生产现场或者特殊环境使用。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的内部结构图；
图3为本发明的剖视图；
图4为图3中A—A向剖视图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，本发明包括包括上下两端均为开口的圆柱形壳体1，圆柱形壳体1内的中部通过隔板2分隔为相互独立的上腔体21和下腔体22，圆柱形壳体1的上端连接有端盖3、下端连接有防尘盖4，防尘盖4采用橡胶材质。
上腔体21内设置有第一气动主轴12、转动轴13以及气动轴向浮动机构14，气动轴向浮动机构14包括从下向上依次配合设置在上腔体内第一活塞5、第二活塞6、第三活塞7，第三活塞7与第二活塞6之间形成第一进气腔8，第二活塞6与第一活塞5之间形成排气腔9，第一活塞6与隔板2之间形成第二进气腔10，排气腔9的侧壁上设置有排气孔11。
第一气动主轴12的下端与第一活塞5螺纹连接，第一气动主轴12的上端穿过第二活塞6与转动轴13花键连接，并且连接位置留有可相对轴向移动的空隙。转动轴13的上端向上穿过第三活塞7、并伸出端盖3用于连接第一刀具17，其中第一气动主轴12与第二活塞6之间过盈配合，转动轴13通过密封轴承18与第三活塞7连接，第一活塞5的上方设置有限定第一活塞5上行极限的限位销钉19，限位销钉19连接在圆柱形壳体1上。
圆柱形壳体1上连接有与第一气动主轴12连通连接的第一软管39、通过第二活塞6连通连接第一进气腔8的第二软管40、通过第一活塞5连通连接第二进气腔10的第三软管50，第一软管39、第二软管40、第三软管50伸出圆柱形壳体1一端用于连接压缩空气源；并且气动轴向浮动机构14工作时，第二进气腔10内的气压大于第一进气腔8内的气压。
作为本实施例的优选，上腔体21的侧壁上均布有截面呈弧形的导轨23，第一活塞5、第二活塞6、第三活塞7的周向分别设置有与导轨23配合的弧形槽24，保证轴向运动的稳定，防止自转。
下腔体22内设置有第二气动主轴25，第二气动主轴25的上端通过相互配合的悬挂球头35以及球头座36连接在隔板2上，第二气动主轴25的下端向下伸出防尘盖4、用于连接第二刀具50。
第二气动主轴25与圆柱形壳体1之间设置有气动径向浮动机构26，气动径向浮动机构26包括沿圆柱形壳体1周向设置的多个中空的内螺纹连接头27以及过盈套装在高速轴上的环形压套28，内螺纹连接头27上分别螺纹连接有外螺纹连接头29，外螺纹连接头29的内端均设置有活塞腔30，活塞腔30内设置有气动活塞31，气动活塞31的一端连接有活塞杆32，活塞腔30的无杆腔内设置有限位环38，限位环38用于限定气动活塞31沿径向向外位移的范围，活塞杆32的端部设置有球形孔，球形孔内配合设置有球头杆33，球头杆33的另一端连接有抱合在环形压套28外壁上的弧形片34。
圆柱形壳体1上还套装有环形配气管41，环形配气管41分别与活塞腔30的无杆腔连通；圆柱形壳体1上连接有与第二气动主轴25连通连接的第四软管42、与环形配气管41连通连接的第五软管43。
作为本实施例的优选，环形压套28的外周设置环形槽37，弧形片34分别配合设置在环形槽28内，并且还可以沿环形槽37转动。
在加工过程中，当零件的加工需求为径向浮动时，通过第四软管42向第二气动主轴25输入压缩空气、通过第五软管43向活塞腔30的无杆腔输入压缩空气。再将第二气动主轴25端部的第二刀具50朝向工件，第二气动主轴25带动第二刀具50碰到工件的表面、棱角或边缘等处时，会使第二气动主轴25沿径向摆动，第二气动主轴25将所受径向力传递到气动径向浮动机构26中，经球头杆33作用在气动活塞31上，在活塞腔30内气动活塞31压缩空气以实现缓冲。
当零件的加工需求为轴向浮动时，通过第一软管39向第一气动主轴12输入压缩空气、通过第二软管40向第一进气腔8输入压缩空气、通过第三软管50向第二进气腔10输入压缩空气。
第一气动主轴12端部的第一刀具17对工件进行作业，当第一气动主轴12收到轴向力时，转动轴13带动第三活塞7压缩第一进气腔8内的压缩空气，随着轴向力的增加，第一气动主轴12带动的第一活塞5开始压缩第二进气腔10内的空气，实现多级缓冲。
气动径向浮动机构26与气动轴向浮动机构14的切换，可通过机械手60来实现。
本发明结构紧凑，使用简单，采用压缩空气作为动力源，在加工过程中通过机械手实现径向浮动与轴向浮动的切换，实现浮动式表面光整系统的多元化，可应用于集去除工件飞边、毛刺以及表面抛光等于一体的加工过程中，在保证加工质量的同时极大地提高了工作效率。
Claims (10)
1.一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：包括上下两端均为开口的圆柱形壳体，圆柱形壳体内的中部通过隔板分隔为相互独立的上腔体和下腔体，圆柱形壳体的上端连接有端盖、下端连接有防尘盖；
上腔体内设置有相互连接的第一气动主轴以及与第一气动主轴连接的转动轴，转动轴的上端向上伸出端盖用于连接刀具；上腔体内还安装有实现刀具轴向浮动的气动轴向浮动机构；
下腔体内安装有第二气动主轴，第二气动主轴的输出端向下伸出防尘盖用于连接刀具，第二气动主轴与圆柱形壳体之间安装有实现第二气动主轴径向浮动的气动径向浮动结构；
光整执行系统还包括压缩气源，第一气动主轴、第二气动主轴、气动轴向浮动机构、气动径向浮动结构分别与压缩气源连接。
2.根据权利要求1所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：所述气动轴向浮动机构包括从下向上依次配合设置在上腔体内的第一活塞、第二活塞、第三活塞，第三活塞与第二活塞之间形成第一进气腔，第二活塞与第一活塞之间形成排气腔，第一活塞与隔板之间形成第二进气腔，所述排气腔的侧壁上设置有排气孔，第一进气腔和第二进气腔分别连接压缩气源；
所述第一气动主轴的下端与第一活塞连接，第一气动主轴穿过第二活塞与转动轴连接，转动轴的上端穿过第三活塞和端盖，其中第一气动主轴与第二活塞之间、转动轴与第三活塞之间均为密封连接。
3.根据权利要求2所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：其中第一气动主轴与第二活塞之间过盈配合，转动轴与第三活塞之间通过密封轴承连接。
4.根据权利要求2所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：第一气动主轴与转动轴之间通过花键连接，并且连接位置留有可相对轴向移动的空隙。
5.根据权利要求2所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：上腔体的侧壁上均布有截面呈弧形的导轨，所述第一活塞、第二活塞、第三活塞的周向分别设置有与导轨配合的弧形槽。
6.根据权利要求2所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：所述第一活塞的上方设置有限定第一活塞上行极限的限位销钉，限位销钉连接在圆柱形壳体上。
7.根据权利要求2所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：气动轴向浮动机构工作时，第二进气腔内的气压大于第一进气腔内的气压。
8.根据权利要求1所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：所述第二气动主轴的上端通过相互配合的悬挂球头以及球头座连接在隔板上。
9.根据权利要求1所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：所述气动径向浮动机构包括沿圆柱形壳体周向设置的多个内螺纹连接头以及过盈套装在高速轴上的环形压套，内螺纹连接头上分别螺纹连接有中空的外螺纹连接头，外螺纹连接头的内端均设置有活塞腔，活塞腔内设置有气动活塞，气动活塞的一端连接有活塞杆，活塞杆的端部设置有球形孔，球形孔内配合设置有球头杆，球头杆的另一端连接有抱合在环形压套外壁上的弧形片；
所述圆柱形壳体上还套装有环形配气管，环形配气管与压缩气源连接、同时还分别与外螺纹连接头的无杆腔连通。
10.根据权利要求8所述的一种轴向及径向浮动一体式表面光整执行系统，其特征在于：所述环形压套的外周设置环形槽，弧形片分别配合设置在环形槽内，并且还可以沿环形槽转动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
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Effective date of abandoning: 20231201 |