CN107471233A - 一种机器人用一体化多工位的磨盘装配体 - Google Patents

Abstract

一种机器人用一体化多工位的磨盘装配体，包括伺服电机、磨盘传动组件和齿轮箱体，伺服电机传动连接磨盘传动组件；磨盘传动组件设置一组或以上，磨盘传动组件和伺服电机分别设置于齿轮箱体上；伺服电机的输出轴连接磨盘传动轴，磨盘传动轴上设置有第一螺旋锥齿轮；磨盘传动组件包括磨盘轴承座、磨盘、磨盘轴和第二螺旋锥齿轮，磨盘轴承座周向分布安装在齿轮箱体外侧表面上，磨盘和第二螺旋锥齿轮分别设置于磨盘轴上；第一螺旋锥齿轮同时与各磨盘传动组件中的第二螺旋锥齿轮相啮合；第二螺旋锥齿轮和第一螺旋锥齿轮分别设置于齿轮箱体内腔。本发明可同时驱动多组磨盘传动组件工作，可实现不同规格的磨盘对工件进行多级精度的全方位打磨和抛光。

Description

一种机器人用一体化多工位的磨盘装配体

技术领域

本发明涉及工件表面加工领域，特别涉及一种机器人用一体化多工位的磨盘装配体。

背景技术

打磨抛光技术是现代工件表面加工处理领域中的重要技术环节，通过打磨抛光设备使 工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面；现有的打磨设备一般都是利用抛光工具和 磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行修饰加工。

抛光时，高速旋转的磨盘(抛光轮)压向工件，使磨盘对工件表面产生滚压和微量切 削，从而获得光亮的加工表面；抛光一般分为粗抛和精抛，粗抛时采用低规格粒度的磨盘， 滚动碰撞以达到去除表面凸锋而减小表面粗糙度的目的，其打磨的精度相对较低；精抛时 采用高规格粒度的磨盘，磨盘表面的粒度高，打磨精度相对提高。在实际打磨过程中，工 件表面要经过多次不同规格的磨盘进行抛光处理以达到所需的精度要求。

现有的打磨设备上大多只设置一组相同规格的磨盘，在对工件进行粗磨后，需要停机 更换磨盘进行二次或多次打磨，根据实际精度要求，打磨一批工件需要多次更换磨盘，增 加了加工时间，效率低，无法做到连续加工打磨，增加了生产成本。而且现有领域的打磨 抛光大多数使用的是气动打磨抛光技术，此种加工方式切削性能和切削精度差，易磨损。

因此，有必要对传统的打磨抛光结构做进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其可同时驱动多组 磨盘传动组件工作，进而使各磨盘传动组件中的磨盘同时转动，结合机器人的位置调节作 用，可实现不同规格的磨盘对工件进行多级精度的全方位打磨和抛光。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种机器人用一体化多工位的磨盘装配体，包括伺服电机、齿轮箱体和磨盘传动组件， 伺服电机传动连接磨盘传动组件；其特征在于：磨盘传动组件设置一组或两组以上，各磨 盘传动组件和伺服电机分别设置于齿轮箱体上；所述伺服电机的输出轴连接磨盘传动轴， 磨盘传动轴上设置有第一螺旋锥齿轮；所述磨盘传动组件包括磨盘、磨盘轴、磨盘轴承座 和第二螺旋锥齿轮，磨盘轴承座周向分布安装在齿轮箱体外侧表面上，磨盘和第二螺旋锥 齿轮分别设置于磨盘轴上，磨盘轴贯穿且安装在磨盘轴承座上，在实际应用中为适应不同 需求，磨盘可以设置成不同规格的材质和大小；第一螺旋锥齿轮同时与各磨盘传动组件中 的第二螺旋锥齿轮相啮合，以使伺服电机同时驱动各磨盘传动组件中的磨盘转动；第二螺 旋锥齿轮和第一螺旋锥齿轮分别设置于齿轮箱体内腔，本结构的伺服电机和多组磨盘传动 组件分别整合于一齿轮箱体上，使整体实现模组化，整体方便装配。此外，伺服电机可同 时驱动各磨盘传动组件，通过配置不同规格的磨盘在相应的磨盘传动组件，使其在不更换 磨盘的基础上完成整个打磨抛光工作，避免了传统结构需要频繁更换磨盘的操作；本磨盘 装配体结构紧凑，整体体积较小，重量较轻，适用于小型的机器人上，因此其适用范围较 广，成本较低。

优选地，所述伺服电机输出轴、磨盘传动轴和第一螺旋锥齿轮彼此同轴配合，所述磨盘 轴与第二螺旋锥齿轮彼此同轴配合。其中磨盘传动轴的轴线与各磨盘轴的轴线基本垂直， 通过锥形齿的相互传动，使伺服电机输出轴与磨盘轴之间成直角传动。本传动方式可方便 伺服电机输出轴同时驱动多组磨盘传动组件，实现多工位工作。

优选地，所述齿轮箱体包括套筒状的箱壳、及分别装配于箱壳两开口端的第一旋转支撑 端盖和第二旋转支撑端盖；磨盘传动组件环形分布于箱壳上，箱壳上设置有用于连接机器 人的连接法兰；第一旋转支撑端盖上设置有吸盘组件；伺服电机固定于第二旋转支撑端盖 上，且其输出轴贯穿第二旋转支撑端盖并伸入箱壳内腔。本结构的齿轮箱体拆装便捷，而 且结构合理紧凑。

所述磨盘传动轴两端分别相对第一旋转支撑端盖和第二旋转支撑端盖定位转动，磨盘传 动轴与第二旋转支撑端盖之间设置有第一主轴轴承，磨盘传动轴与第一旋转支撑端盖之间 设置有第二主轴轴承。通过两端的主轴轴承，保证磨盘传动轴能在齿轮箱体内定位顺畅的 转动。

所述第一旋转支撑端盖上设有油孔和油镜。

所述吸盘组件包括导管、真空吸盘和吸盘支撑架；真空吸盘设置一个以上，且连接吸盘 支撑架；导管分别连接第一旋转支撑端盖和吸盘支撑架。吸盘组件通过导管连接第一旋转 支撑端盖，此外，真空吸盘分别与气管和空压机相连接，使其具备取放工件的功能。

为便于装配及确保装配的稳固性，所述箱壳上设有分别用于装配磨盘传动组件和连接法 兰的装配部，装配部上设有连通齿轮箱体内腔的装配通孔。

优选地，所述磨盘传动组件还包括固定于齿轮箱体上的磨盘轴承座，该磨盘轴承座中通 设置，且周向分布安装在齿轮箱体外侧表面上，磨盘轴一端贯穿磨盘轴承座并外露于齿轮 箱体外侧、该外露端连接磨盘，磨盘轴另一端贯穿磨盘轴承座并伸入齿轮箱体内腔、该伸 入端与第二螺旋锥齿轮连接；所述磨盘轴与磨盘轴承座之间设置有磨盘轴承，磨盘轴定位 转动在磨盘轴承座内。通过磨盘轴的传动，最终使磨盘转动，从而实现工作。

优选地，所述齿轮箱体上设置有用于包覆伺服电机的电机防尘罩，以保护伺服电机，且 使外型美观。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明通过在磨盘传动轴上安装第一螺旋锥齿轮，在第一螺旋锥齿轮周向啮合连接有 多个第二螺旋锥齿轮，第二螺旋锥齿轮安装在磨盘轴上，通过第一螺旋锥齿轮和第二螺旋 锥齿轮的啮合联动，以驱动磨盘轴上的磨盘转动，且磨盘传动轴可以实现同时驱动多个工 位的磨盘转动；此外，通过机器人调节本磨盘装配体的角度和位置，可以实现磨盘对工件 不同区域和弯曲表面的打磨加工，达到对工件的全方位打磨加工。

2.本发明在实际应用中，各磨盘传动组件上的磨盘可以根据市场和使用需求设置不同的 材质和大小；在加工过程中，控制伺服电机使磨盘传动轴转动，并带动第一螺旋锥齿轮同 时与各第二螺旋锥齿轮啮合联动，然后通过各磨盘传动组件上的磨盘实现对工件的多级精 度打磨，直至符合所需要求为止；整个加工过程中，不需要停机进行磨盘的更换，减少生 产成本，增加生产速率，降低劳动量。

3.本发明通过在第一旋转支撑端盖上设置油孔和油镜；油孔可方便用户往齿轮箱体内加 机油或润滑油，以增加内部各个部件之间的润滑，减少磨损；油镜可方便用户观察齿轮箱 体内部机油或润滑油的使用情况。

4.本发明通过在第一旋转支撑端盖上外接真空吸盘，以便通过机器人的旋转平移实现对 工件的取料和放料，实现多功能工作。

5.本发明的磨盘装配体的整体重量较轻(不超过10KG)，减少了机器人的负载，因此可 应用于小型机器人上，适用范围更广，且节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述磨盘装配体与机器人的装配结构示意图。

图2为本发明所述磨盘装配体的爆炸图；

图3为本发明所述磨盘装配体的装配图；

图4为本发明所述磨盘装配体的主视图；

图5为本发明所述磨盘装配体的右视图；

图6为本发明所述磨盘装配体的左视图；

图7为图4中N-N方向的剖视图；

图8为图4中M-M方向的剖视图。

附图标记说明：机器人A、磨盘装配体B、磨盘传动组件C、吸盘组件D、第一旋转支撑端盖1、磨盘轴承座2、磨盘3、磨盘轴4、第二旋转支撑端盖5、电机防尘罩6、伺服电 机7、连接法兰8、箱壳9、装配部901、装配通孔902、导管10、真空吸盘11、吸盘支撑 架12、箱体密封圈13、磨盘密封圈14、骨架油封15、磨盘轴承17、第二螺旋锥齿轮18、 第一螺旋锥齿轮19、第一主轴轴承20、磨盘传动轴21、齿轮隔套22、第二主轴轴承23、 紧固螺母24、止动垫圈25、油孔26、油镜27。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一 步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

参阅图1所示，本发明的磨盘装配体B安装于机器人A(20KG)上；磨盘装配体B安装在机器人A上，机器人A组成了一个旋转平移升降机构，磨盘装配体B组成了一个磨盘动 力机构；实际工作过程中，机器人A通过调整自身的位置，将磨盘装配体B也相应的调整 在适合打磨工件的位置，以实现对工件的全方位加工。

参阅图2-图8所示，本发明提供一种机器人用一体化多工位的磨盘装配体B包括伺服 电机7、磨盘传动组件C和齿轮箱体；伺服电机7传动连接磨盘传动组件C；磨盘传动组件C设置三组，各磨盘传动组件C和伺服电机7分别设置于齿轮箱体的外壁；伺服电机7的输 出轴连接磨盘传动轴21，磨盘传动轴21上套设有第一螺旋锥齿轮19；磨盘传动组件C包 括磨盘轴承座2、磨盘3、磨盘轴4和第二螺旋锥齿轮18，磨盘轴承座2周向分布安装在齿 轮箱体外侧表面上，磨盘3和第二螺旋锥齿轮18分别设置于磨盘轴4两端，磨盘轴4贯穿 且安装在磨盘轴承座2上，三组磨盘传动组件C中的磨盘3的规格相同(也可以根据实际 需要设置成不同的材质和规格，不同规格的磨盘3表面粒度和斜度不同)，且沿着齿轮箱体 的周向，磨盘3的打磨精度依次增加或减小；第一螺旋锥齿轮19同时与各磨盘传动组件C 中的第二螺旋锥齿轮18相啮合，以使伺服电机7同时驱动各磨盘传动组件C中的磨盘3转 动；第二螺旋锥齿轮18和第一螺旋锥齿轮19分别设置于齿轮箱体内腔。通过将伺服电机 和多组磨盘传动组件分别整合于一齿轮箱体上，使整体实现模组化，整体方便装配；此外， 伺服电机可同时驱动各磨盘传动组件，通过配置不同规格的磨盘在相应的磨盘传动组件， 使其在不更换磨盘的基础上可完成整个打磨抛光工作，避免了传统结构需要频繁更换磨盘 的操作；本磨盘装配体结构紧凑，整体体积较小，重量较轻，适用于小型的机器人上，因 此其适用范围较广，成本较低。

具体的，伺服电机输出轴、磨盘传动轴21和第一螺旋锥齿轮19彼此同轴配合，磨盘传 动轴21穿过第一螺旋锥齿轮19的中心孔；磨盘3和磨盘轴4分别与第二螺旋锥齿轮18同轴配合，磨盘轴4穿过第二螺旋锥齿轮18的中心孔；磨盘传动轴21的轴线与各磨盘轴4 的轴线基本垂直，即第一螺旋锥齿轮19与第二螺旋锥齿轮18呈90°啮合连接，实现垂直 传动，且传动性能可靠稳定，该传动方式可迎合同时驱动多组磨盘传动组件C的技术要求， 结构简单合理，实现多工位同时工作。

具体的，齿轮箱体包括套筒状的箱壳9、及分别装配于箱壳9两开口端的第一旋转支撑 端盖1和第二旋转支撑端盖5，两旋转支撑端盖分别与箱壳9之间设置有箱体密封圈13， 以确保密封性；磨盘传动组件C环形分布于箱壳9外壁，箱壳9外壁还设置有用于连接机器人A的连接法兰8，磨盘传动轴21设置在箱壳9内腔的中轴线位置；第一旋转支撑端盖 1外侧设置有吸盘组件D；伺服电机7固定于第二旋转支撑端盖5外侧，且其输出轴贯穿第 二旋转支撑端盖5并伸入箱壳9内腔，与内部的磨盘传动轴21连接；本结构的齿轮箱体拆 装便捷，而且结构合理紧凑。

磨盘传动轴21两端分别相对第一旋转支撑端盖1和第二旋转支撑端盖5定位转动，磨 盘传动轴21与第二旋转支撑端盖5之间设置有第一主轴轴承20，磨盘传动轴21与第一旋转支撑端盖1之间设置有第二主轴轴承23，两主轴轴承的内圈与磨盘传动轴21构成紧密配合，外圈与相应的轴承孔构成较松配合，装配时，先将两主轴轴承装配于磨盘传动轴21两端，然后再将两主轴轴承与相应的旋转支撑端盖装配；两主轴轴承用来传递驱动力和承载径向载荷，保证磨盘传动轴21能在齿轮箱体内定位顺畅的转动；磨盘传动轴21上套设有 齿轮隔套22，该齿轮隔套22置于第一螺旋锥齿轮19和第二主轴轴承23之间，用于调节第 一螺旋锥齿轮19与磨盘传动轴21之间的游隙和预压，防止第一螺旋锥齿轮19在工作过程 中产生位移滑动。

第一旋转支撑端盖1上设有油孔26和油镜27；其中，油孔26和油镜27均为螺纹通孔， 可以通过油孔26往齿轮箱体内加机油或润滑油，增加箱壳9内各个部件之间的润滑，减少 磨损；油镜27可方便用户观察齿轮箱体内部机油或润滑油的使用情况。

吸盘组件D包括导管10、真空吸盘11和吸盘支撑架12；真空吸盘11设置两个，且真空吸盘11的螺纹轴向端安装在真空吸盘支撑架12上，与吸盘支撑架12实现螺纹连接，真 空吸盘11的螺纹轴向端还连接气管和空压机通气，使其具备取放工件的功能；导管10分 别连接第一旋转支撑端盖1和吸盘支撑架12，即吸盘组件D通过导管10连接在第一旋转支 撑端盖1上。

为便于装配及确保装配的稳固性，箱壳9上设有分别用于装配磨盘传动组件C和连接法 兰8的装配部901，装配部901上设有连通齿轮箱体内腔的装配通孔902，箱壳9与磨盘传 动组件C之间设置有磨盘密封圈14。本实施例的装配部901共设置四处，其中相邻的三处装配部901分别装配磨盘传动组件C，剩余一处装配部901装配连接法兰8以连接机器人A；装配通孔902可方便第二螺旋锥齿轮18伸入箱壳9内腔，实现装配。

具体的，磨盘传动组件C还包括固定于齿轮箱体上的磨盘轴承座2，该磨盘轴承座2中 通设置，且周向分布安装在齿轮箱体外侧表面上，磨盘轴4一端贯穿磨盘轴承座2并外露于齿轮箱体外侧、该外露端连接磨盘3，磨盘轴4另一端贯穿磨盘轴承座2并伸入齿轮箱体内腔、该伸入端与第二螺旋锥齿轮18连接；磨盘轴4与磨盘轴承座2之间设置有两套磨盘 轴承17，磨盘轴4定位转动在磨盘轴承座2内，磨盘轴4与磨盘轴承座2之间还设置有骨 架油封15，加强密封和防尘效果；磨盘轴4的伸入端上设置有紧固螺母24和止动垫圈25； 本结构通过磨盘轴4的传动，最终使磨盘3转动，从而实现工作。

具体的，齿轮箱体中的第二旋转支撑端盖5上固定有用于包覆伺服电机7的电机防尘罩 6，以保护伺服电机7，且使外型美观。

本发明的高效打磨抛光方法包括以下步骤：

(1)利用机器人A旋转平移和真空吸盘吸取工件，通过机器人A旋转平移将工件放到 工装治具上；

(2)通过机器人A调整磨盘装配体B(前后位移，高度或角度等)至适合打磨工件的位置；

(3)利用任一组磨盘传动组件C中的磨盘3对工件进行一次打磨；

(4)通过机器人A旋转平移转动调整齿轮箱体，利用另一组磨盘传动组件C中的磨盘 3对工件进行二次打磨；

(5)经过多次转动齿轮箱体，利用不同工艺要求的磨盘3对工件进行针对性打磨，直 至工件的表面精度符合要求为止；

(6)当工件符合精度要求时，机器人A将继续调整位置吸取合格工件放到指定位置， 至此已经完成一次打磨抛光工作。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之 内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发 明的保护范围之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了 方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种机器人用一体化多工位的磨盘装配体，包括伺服电机(7)、齿轮箱体和磨盘传动组件(C)，伺服电机(7)传动连接磨盘传动组件(C)；其特征在于：磨盘传动组件(C)设置一组或两组以上，各磨盘传动组件(C)和伺服电机(7)分别设置于齿轮箱体上；所述伺服电机(7)的输出轴连接磨盘传动轴(21)，磨盘传动轴(21)上设置有第一螺旋锥齿轮(19)；所述磨盘传动组件(C)包括磨盘轴承座(2)、磨盘(3)、磨盘轴(4)和第二螺旋锥齿轮(18)，磨盘轴承座(2)周向分布安装在齿轮箱体外侧表面上，磨盘(3)和第二螺旋锥齿轮(18)分别设置于磨盘轴(4)上；第一螺旋锥齿轮(19)同时与各磨盘传动组件(C)中的第二螺旋锥齿轮(18)相啮合，以使伺服电机(7)同时驱动各磨盘传动组件(C)中的磨盘(3)转动；第二螺旋锥齿轮(18)和第一螺旋锥齿轮(19)分别设置于齿轮箱体内腔。

2.根据权利要求1所述的机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其特征在于：所述伺服电机输出轴、磨盘传动轴(21)和第一螺旋锥齿轮(19)彼此同轴配合，所述磨盘(3)和磨盘轴(4)分别与第二螺旋锥齿轮(18)同轴配合，其中磨盘传动轴(21)的轴线与各磨盘轴(4)的轴线基本垂直。

3.根据权利要求1所述的机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其特征在于：所述齿轮箱体包括套筒状的箱壳(9)、及分别装配于箱壳(9)两开口端的第一旋转支撑端盖(1)和第二旋转支撑端盖(5)；磨盘传动组件(C)环形分布于箱壳(9)上，箱壳(9)上设置有用于连接机器人(A)的连接法兰(8)；第一旋转支撑端盖(1)上设置有吸盘组件(D)；伺服电机(7)固定于第二旋转支撑端盖(5)上，且其输出轴贯穿第二旋转支撑端盖(5)并伸入箱壳(9)内腔。

4.根据权利要求3所述的机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其特征在于：所述磨盘传动轴(21)两端分别相对第一旋转支撑端盖(1)和第二旋转支撑端盖(5)定位转动，磨盘传动轴(21)与第二旋转支撑端盖(5)之间设置有第一主轴轴承(20)，磨盘传动轴(21)与第一旋转支撑端盖(1)之间设置有第二主轴轴承(23)。

5.根据权利要求3所述的机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其特征在于：所述第一旋转支撑端盖(1)上设有油孔(26)和油镜(27)。

6.根据权利要求3所述的机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其特征在于：所述吸盘组件(D)包括导管(10)、真空吸盘(11)和吸盘支撑架(12)；真空吸盘(11)设置一个以上，且连接吸盘支撑架(12)；导管(10)分别连接第一旋转支撑端盖(1)和吸盘支撑架(12)。

7.根据权利要求3所述的机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其特征在于：所述箱壳(9)上设有分别用于装配磨盘传动组件(C)和连接法兰(8)的装配部(901)，装配部(901)上设有连通齿轮箱体内腔的装配通孔(902)。

8.根据权利要求1所述的机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其特征在于：所述磨盘传动组件(C)还包括固定于齿轮箱体上的磨盘轴承座(2)，该磨盘轴承座(2)中通设置，且周向分布安装在齿轮箱体外侧表面上，磨盘轴(4)一端贯穿磨盘轴承座(2)并外露于齿轮箱体外侧、该外露端连接磨盘(3)，磨盘轴(4)另一端贯穿磨盘轴承座(2)并伸入齿轮箱体内腔、该伸入端与第二螺旋锥齿轮(18)连接；所述磨盘轴(4)与磨盘轴承座(2)之间设置有磨盘轴承(17)，磨盘轴(4)定位转动在磨盘轴承座(2)内。

9.根据权利要求1所述的机器人用一体化多工位的磨盘装配体，其特征在于：所述齿轮箱体上设置有用于包覆伺服电机(7)的电机防尘罩(6)。