CN107553324A - 一种具有0度和90度两种转换工作状态的打磨抛光机器人夹具系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有0度和90度两种转换工作状态的打磨抛光机器人夹具系统，包括有夹具头组件及与夹具头紧固连接以驱动夹具头组件工作的涨紧驱动组件、及用以驱动控制涨紧驱动组件和夹具头组件整体于0度和90度两种工作状态转换的旋转驱动组件、及用以限制涨紧驱动组件和夹具头组件整体定位的定位驱动组件，其中，所述旋转驱动组件采用旋转气缸驱动齿条带动齿轮的传动结构，所述定位驱动组件采用定位气缸驱动插销插入插孔的定位结构。本发明整体结构更为简单紧凑，操作更为简便快捷，适应多种复杂工件的打磨抛光，减少人工手动操作修补的概率，有利于标准化生产，并提高生产效率和打磨抛光工件表面质量。

Description

一种具有0度和90度两种转换工作状态的打磨抛光机器人夹 具系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种打磨抛光机器人，属于抛光机器人设备技术领域，尤其是指一种具有0度和90度两种转换工作状态的打磨抛光机器人夹具系统及其使用方法。

背景技术

目前，打磨抛光机械设备充分利用了机器人的智能化和灵活性，通过机器人末端执行器安装与工件匹配的夹具头组件，可以完成各种形状和曲面连贯工件的打磨和抛光工序。但是，由于夹具头组件和机器人末端执行器紧固连接，两者中心线固定不变，造成许多复杂工件的某些局部区域仍然无法加工，仍需要人工进行修补，从而缩小了设备工件适用范围和降低了生产工作效率，不利于标准化生产，尤其对外轮廓不规则、复杂形状工件的打磨抛光工件表面质量影响尤甚。

为解决前述难题，最有效的方法是在机器人的末端执行器和工件夹具头组件之间增加一个能够正反转动的传动结构，例如0度和90度正反向旋转传动结构，使机器人末端执行器和夹具头组件的中心线有0度和90度两种转换工作状态，相当于机器人增加一个自由度，从而更加灵活，减少人工手动操作修补的概率，有利于标准化生产，并提高生产效率和打磨抛光工件表面质量。

但是，从目前相关领域公开的一些在先专利文献均没有这方面的具体记载，这些相关在先文献的信息如下：1、授权公告号为CN203779505U的一种机器人夹具；2、申请号为CN201510212269.0的一种机器人夹具抓手； 3、申请号为申请号：CN201520758303.X的一种通用性强的机器人夹具；4、申请号为CN201520895499.7的一种灵活多变的机器人夹具；5、申请号为 CN201620328095.4的一种自动定位的机器人夹具。

本发明就是为解决上述技术问题而提出的关于0度和90度两种转换工作模式的传动结构，是一种更为简单紧凑、操作更为简便有效的新型传动结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的技术弊端，提供一种改进结构的具有0度和90度两种转换工作状态的打磨抛光机器人夹具系统，整体结构更为简单紧凑，操作更为简便快捷，适应多种复杂工件的打磨抛光，减少人工手动操作修补的概率，有利于标准化生产，并提高生产效率和打磨抛光工件表面质量。

本发明的另一目的在于提供上述打磨抛光机器人夹具系统的使用方法。

为了能实现上述目的，本发明按照以下技术方案实现：

一种具有0度和90度两种转换工作状态的打磨抛光机器人夹具系统，包括有夹具头组件及与夹具头紧固连接以驱动夹具头组件工作的涨紧驱动组件、及用以驱动控制涨紧驱动组件和夹具头组件整体于0度和90度两种工作状态转换的旋转驱动组件、及用以限制涨紧驱动组件和夹具头组件整体定位的定位驱动组件，其中，所述旋转驱动组件采用旋转气缸驱动齿条带动齿轮的传动结构，所述定位驱动组件采用定位气缸驱动插销插入插孔的定位结构。

进一步，所述夹具头组件包括有夹具头套筒、装设于夹具头套筒中的顶推杆体和顶推钢珠及弹簧夹头；所述涨紧驱动组件包括有涨紧气缸及涨紧连接座，其中：该涨紧连接座一端部通过一过渡法兰与夹具头组件的弹簧夹头紧固连接，另一端部具有两个对称布置的用于与旋转驱动组件传动连接的带有U型开口的连接板，两连接板与涨紧连接座为一体结构；该涨紧气缸紧固在涨紧连接座中，其活塞杆穿过涨紧连接座后与夹具头组件的顶推杆体接触配合。

进一步，所述旋转驱动组件包括有旋转气缸、旋转连接座、及组装于旋转连接座中的齿条齿轮传动组合，其中：上述旋转气缸一端部与旋转连接座紧固连接，另一端部具有连接法兰，旋转气缸活塞杆伸入旋转连接座内，旋转气缸具有回旋气道；上述旋转连接座内部具有垂直相交的纵向内孔和横向内孔，旋转气缸活塞杆置于纵向内孔中，齿条齿轮传动组合置于横向内孔中；上述齿条齿轮传动组合包括有齿条、齿轮及旋转传动轴，其中：该齿条一端部通过一连接块与旋转气缸活塞杆尾部紧固连接，齿条由旋转气缸驱动沿活塞杆方向往复移动；该齿轮穿套固定于旋转传动轴中部位置，其与齿条啮合传动连接；该旋转传动轴的两端部分别露出旋转连接座横向内孔两侧端且分别与涨紧连接座上两连接板的U型开口传动连接配合，用以将齿轮35的旋转运动传递给涨紧驱动组件。

进一步，所述定位驱动组件包括有定位气缸、定位连接座、定位插销、左限位结构和右限位结构，其中：上述定位气缸一端部与定位连接座紧固连接，其内部于活塞处嵌装有磁环，且定位气缸的活塞杆动作方向垂直于旋转气缸活塞杆动作方向，活塞杆尾端穿过定位连接座后通过一锁紧块与定位插销一端紧固连接配合；上述定位连接座分别通过左限位结构和右限位结构与旋转连接座保持固定连接；上述左限位结构和右限位结构分别设置在旋转连接座左右两侧端，该左限位结构包括有左紧固板、左连接块、左一限位块和左二限位块，左紧固板固定在旋转连接座左侧端，左一限位块和左二限位块分别组装在左紧固板上且两限位块呈垂直状态布置，左连接块通过左销钉与涨紧连接座锁紧配合且于两种转换工作状态时分别与左一限位块和右一限位块限位接触配合；上述右限位结构包括有右紧固板、右定位块、右一限位块和右二限位块及右连接块，右紧固板固定在旋转连接座右侧端，右一限位块和右二限位块分别组装在右紧固板上且两限位块呈垂直状态布置，右连接块通过右销钉与涨紧连接座锁紧配合且右连接块于两种转换工作状态时分别与右一限位块和右二限位块限位接触配合，及右定位块于方向垂直的两端侧分别设置有与定位插销插接锁定配合的第一插孔和第二插孔。

进一步，所述打磨抛光机器人夹具系统还包括有防止旋转驱动组件旋转时外部气管缠绕的防转组件，所述防转组件包括有防转套及防转连接板，其中：该防转套活动套设于旋转气缸外部，防转套和旋转气缸之间设置有铝隔套，铝隔套内外两侧分别设置有O型密封圈和压力密封圈；该防转连接板通过一防转固定块与防转套外壁紧固连接配合。

进一步，所述打磨抛光机器人夹具系统还包括有电控组件，所述电控组件包括有接线柱、碳刷座、碳刷、尼龙套、紫铜块、接近开关、波纹管接头、接线盒、接线盒安装支架、及磁性开关，其中：接线柱、碳刷座、碳刷安装在防转套上；尼龙套安装在旋转气缸上；紫铜块镶嵌在尼龙套上，紫铜块在机器人旋转到位时与碳刷紧密接触，电信号经接线柱引出；接近开关和波纹管接头安装在旋转连接座上；接线盒和接线盒安装支架安装在定位连接座上；磁性开关安装在定位气缸外壁；及防转套和旋转气缸之间的尼龙套、碳刷与防转套之间的碳刷座共同形成两层电气隔离绝缘层。

进一步，所述打磨抛光机器人夹具系统还包括有气动组件，所述气动组件包括有位于防转套外部的旋转气缸管接头、位于旋转连接座外部的旋转连接座管接头、位于定位气缸外部的定位气缸管接头、位于涨紧气缸外部的涨紧气缸管接头、及用于控制旋转气缸的旋转电磁阀、用于控制定位气缸的定位电磁阀、用于控制涨紧气缸的涨紧电磁阀。

上述打磨抛光机器人夹具系统的使用方法，所述夹具头组件具有0度和90度两种转换工作模式，具体为：

当夹具头组件从0度转动至90度工作模式时，机器人接收到夹具头组件转换工作状态的指令，机器人旋转到位，防转套内的碳刷与尼龙套上的紫铜块紧密接触，使得定位气缸的磁性开关以及接近开关与电源线接通；当定位电磁阀接收到拔销指令时，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸拔出定位插销；然后，当旋转电磁阀接收到定位插销被拨出的信号后，延迟几秒钟，该旋转电磁阀也做换向动作，促使旋转气缸的活塞杆推动齿条向前做直线运动，而齿轮在齿条的作用下做旋转运动，从而带动装有齿轮的旋转传动轴一起旋转，进而带动涨紧驱动组件和夹具头组件整体从0度旋转至90度；动作到位时，接近开关发出到位信号，定位电磁阀接收到插销指令，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸驱动定位插销插入到右连接块的第一插孔中；当定位插销动作到位时，定位气缸上的磁性开关即发出到位信号；如果加工工件已经被夹紧在夹具上，那么机器人接收到位信号后，即可进行下一步加工动作；如果加工工件还没有被夹紧在夹具上时，那么当涨紧电磁阀接收到定位插销到位信号后，涨紧电磁阀做换向动作，促使涨紧气缸的活塞杆向前推动夹具头组件的顶推杆体、顶推钢珠，弹簧夹头在钢珠的压力作用下涨开，从而夹紧加工工件以便机器人完成加工；

当夹具头组件从90度转动至0度工作模式时，机器人接收到夹具头组件转换工作状态的指令，机器人旋转到位，防转套内的碳刷与尼龙套上的紫铜块紧密接触，使得定位气缸的磁性开关以及接近开关与电源线接通；当定位电磁阀接收到拔销指令时，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸拔出定位插销；然后，当旋转电磁阀接收到定位插销被拨出的信号后，延迟几秒钟后，该旋转电磁阀也做换向动作，促使旋转气缸的活塞杆拉动齿条向后做直线运动，而齿轮在齿条的作用下做旋转运动，从而带动装有齿轮的旋转传动轴一起旋转，进而带动涨紧驱动组件和夹具头组件整体从90 度旋转至0度；动作到位时，接近开关发出到位信号，定位电磁阀接收到插销指令，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸将定位插销插入到右连接块的第二插孔中；当定位插销动作到位时，定位气缸的磁性开关即发出到位信号，机器人接收到位信号后，即可进行下一步加工动作，至此，夹具组件完成两种工作模式的切换，机器人可在不同工位上完成相应的全部工艺加工。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、本发明是一种适应多品种、多规格打磨抛光的机器人夹具系统，在机器人的带动下，按照加工工件的工艺要求，夹具系统可实现从0度和90 度两种转换工作状态，使机器人增加一个自由度，能更充分发挥机器人运动灵活和智能化的优势。

2、本发明的打磨抛光机器人夹具系统将其与末端执行器成0度夹角的夹具和成90度夹角的夹具集成一体，缩短工艺流程，减小设备占地面积。

3、本发明的机器人夹具系统整体结构简单紧凑，能灵活适应各种不同复杂形状和不同曲面相贯的加工情况，实现对工件抓取操作的精确控制和自动化，有效提高生产效率和产品质量。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明详细阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是本发明的夹具头组件处于0度状态的结构示意图。

图2是本发明的夹具头组件处于90度状态的结构示意图。

图3是图1的纵向剖面结构示意图。

图4是图1中防转组件和旋转驱动组件的分解结构示意图。

图5是图1中防转组件和旋转气缸的剖面结构示意图。

图6是图3中齿条齿轮传动组合的结构示意图。

图7是图2中定位驱动组件的局部剖面结构示意图。

图8是图2中右限位结构的结构示意图。

图9是图2中左限位结构的结构示意图。

图10是本发明的气动原理图。

具体实施方式

如图1至9所示，本发明所述一种具有0度和90度两种转换工作状态的打磨抛光机器人夹具系统，包括有夹具头组件1及与夹具头紧固连接以驱动夹具头组件工作的涨紧驱动组件2、用以驱动控制涨紧驱动组件和夹具头组件整体于0度和90度两种工作状态转换的旋转驱动组件3、及用以限制涨紧驱动组件和夹具头组件整体定位的定位驱动组件4。

如图1、3所示，所述夹具头组件1包括有夹具头套筒11、装设于夹具头套筒中的顶推杆体12和顶推钢珠13及弹簧夹头14；所述涨紧驱动组件 2包括有涨紧气缸21及涨紧连接座22，其中：该涨紧连接座22一端部通过一过渡法兰23与夹具头组件1的弹簧夹头14紧固连接，另一端部具有两个对称布置的用于与旋转驱动组件传动连接的带有U型开口的连接板24、25，两连接板24、25与涨紧连接座22为一体结构；该涨紧气缸21紧固在涨紧连接座22中，其活塞杆211穿过涨紧连接座22后与夹具头组件1 的顶推杆体12接触配合。

如图3至6所示，所述旋转驱动组件3包括有旋转气缸31、旋转连接座32、及组装于旋转连接座中的齿条齿轮传动组合，其中：上述旋转气缸 31一端部与旋转连接座32紧固连接，另一端部具有连接法兰33，旋转气缸的活塞杆311伸入旋转连接座32内，旋转气缸31具有回旋气道；上述旋转连接座32内部具有垂直相交的纵向内孔和横向内孔，旋转气缸活塞杆 311置于纵向内孔中，齿条齿轮传动组合置于横向内孔中；上述齿条齿轮传动组合包括有齿条34、齿轮35及旋转传动轴36，其中：该齿条34一端部通过一连接块与旋转气缸活塞杆311尾部紧固连接，齿条34由旋转气缸31 驱动沿活塞杆311方向往复移动；该齿轮35穿套固定于旋转传动轴36中部位置，其与齿条34啮合传动连接；该旋转传动轴36的两端部分别露出旋转连接座32横向内孔两侧端且分别与涨紧连接座上的两连接板24、25 的U型开口传动连接配合，用以将齿轮35的旋转运动传递给涨紧驱动组件。

如图2、7至9所示，所述定位驱动组件4包括有定位气缸41、定位连接座42、定位插销43、左限位结构44和右限位结构45，其中：上述定位气缸41一端部与定位连接座42紧固连接，其内部于活塞413处嵌装有磁环412，且定位气缸41的活塞杆411动作方向垂直于旋转气缸31活塞杆 311动作方向，活塞杆411尾端穿过定位连接座后通过一锁紧块与定位插销 43一端紧固连接配合；上述定位连接座42分别通过左限位结构44和右限位结构45与旋转连接座32保持固定连接；上述左限位结构和右限位结构分别设置在旋转连接座左右两侧端，该左限位结构44包括有左紧固板444、左连接块441、左一限位块442和左二限位块443，左紧固板444固定在旋转连接座左侧端，左一限位块442和左二限位块443分别组装在左紧固板444上且两限位块呈垂直状态布置，左连接块441通过左销钉与涨紧连接座锁紧配合且于两种转换工作状态时分别与左一限位块442和右一限位块443 限位接触配合；上述右限位结构45包括有右紧固板454、右定位块451、右一限位块452和右二限位块453及右连接块455，右紧固板454固定在旋转连接座右侧端，右一限位块452和右二限位块453分别组装在右紧固板 454上且两限位块呈垂直状态布置，右连接块455通过右销钉与涨紧连接座锁紧配合且右连接块455于两种转换工作状态时分别与右一限位块452和右二限位块453限位接触配合，及右定位块451于方向垂直的两端侧分别设置有与定位插销插接锁定配合的第一插孔4511和第二插孔4512。

如图1、3至5所示，所述打磨抛光机器人夹具系统还包括有防止旋转驱动组件旋转时外部气管缠绕的防转组件5，所述防转组件5包括有防转套 51及防转连接板52，其中：该防转套51活动套设于旋转气缸31外部，防转套51和旋转气缸31之间设置有铝隔套53，铝隔套53内外两侧分别设置有O型密封圈54和压力密封圈55；该防转连接板52通过一防转固定块与防转套51外壁紧固连接配合。

如图1、2、4和5所示，所述打磨抛光机器人夹具系统还包括有电控组件6，所述电控组件6包括有接线柱61、碳刷座62、碳刷63、尼龙套64、紫铜块65、接近开关66、波纹管接头67、接线盒68、接线盒安装支架69、及磁性开关610，其中：接线柱61、碳刷座62、碳刷63安装在防转套51 上；尼龙套64安装在旋转气缸31上；紫铜块65镶嵌在尼龙套64上，紫铜块64在机器人旋转到位时与碳刷63紧密接触，电信号经接线柱引出；接近开关66和波纹管接头67安装在旋转连接座32上；接线盒68和接线盒安装支架69安装在定位连接座42上；磁性开关610安装在定位气缸41 外壁；及防转套和旋转气缸之间的尼龙套64、碳刷与防转套之间的碳刷座 62共同形成两层电气隔离绝缘层。

如图2、4、5和10所示，所述打磨抛光机器人夹具系统还包括有气动组件7，所述气动组件7包括有位于防转套外部的旋转气缸管接头711～ 716、位于旋转连接座外部的旋转连接座管接头721～724、位于定位气缸外部的定位气缸管接头731～732、位于涨紧气缸外部的涨紧气缸管接头741～ 742、及用于控制旋转气缸的旋转电磁阀751、用于控制定位气缸的定位电磁阀752、用于控制涨紧气缸的涨紧电磁阀753。

本发明各种气动回路的走向路线具体如下：

1、定位气缸拔出定位插销的气路是：气压源→电磁阀752→管接头713 →管接头721→管接头731→定位气缸的有杆腔；

2、定位气缸插入定位插销的气路是：气压源→电磁阀752→管接头714 →管接头722→管接头732→定位气缸的无杆腔；

3、涨紧气缸涨紧夹具头组件的气路是：气压源→电磁阀753→管接头 712→管接头723→管接头741→涨紧气缸的无杆腔；

4、涨紧气缸松开夹具头组件的气路是：气压源→电磁阀753→管接头 715→管接头724→管接头742→涨紧气缸的有杆腔；

5、当定位插销拔出定位插孔后，涨紧驱动组件带动夹具头组件从0度到90度摆动的控制气路是：气压源→电磁阀751→管接头711→旋转气缸的有杆腔；

6、当定位插销拔出定位插孔后，涨紧驱动组件带动夹具头组件从90 度到0度摆动的控制气路是：气压源→电磁阀751→管接头716→旋转气缸的无杆腔。

上述打磨抛光机器人夹具系统的使用方法，所述夹具头组件具有0度和90度两种转换工作模式，具体为：

当夹具头组件从0度转动至90度工作模式时，机器人接收到夹具头组件转换工作状态的指令，机器人旋转到位，防转套内的碳刷与尼龙套上的紫铜块紧密接触，使得定位气缸的磁性开关以及接近开关与电源线接通；当定位电磁阀接收到拔销指令时，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸拔出定位插销；然后，当旋转电磁阀接收到定位插销被拨出的信号后，延迟几秒钟，该旋转电磁阀也做换向动作，促使旋转气缸的活塞杆推动齿条向前做直线运动，而齿轮在齿条的作用下做旋转运动，从而带动装有齿轮的旋转传动轴一起旋转，进而带动涨紧驱动组件和夹具头组件整体从0度旋转至90度；动作到位时，接近开关发出到位信号，定位电磁阀接收到插销指令，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸驱动定位插销插入到右定位块的第一插孔中；当定位插销动作到位时，定位气缸上的磁性开关即发出到位信号；如果加工工件已经被夹紧在夹具上，那么机器人接收到位信号后，即可进行下一步加工动作；如果加工工件还没有被夹紧在夹具上时，那么当涨紧电磁阀接收到定位插销到位信号后，涨紧电磁阀做换向动作，促使涨紧气缸的活塞杆向前推动夹具头组件的顶推杆体、顶推钢珠，弹簧夹头在钢珠的压力作用下涨开，从而夹紧加工工件以便机器人完成加工；

当夹具头组件从90度转动至0度工作模式时，机器人接收到夹具头组件转换工作状态的指令，机器人旋转到位，防转套内的碳刷与尼龙套上的紫铜块紧密接触，使得定位气缸的磁性开关以及接近开关与电源线接通；当定位电磁阀接收到拔销指令时，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸拔出定位插销；然后，当旋转电磁阀接收到定位插销被拨出的信号后，延迟几秒钟后，该旋转电磁阀也做换向动作，促使旋转气缸的活塞杆拉动齿条向后做直线运动，而齿轮在齿条的作用下做旋转运动，从而带动装有齿轮的旋转传动轴一起旋转，进而带动涨紧驱动组件和夹具头组件整体从90 度旋转至0度；动作到位时，接近开关发出到位信号，定位电磁阀接收到插销指令，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸将定位插销插入到右定位块的第二插孔中；当定位插销动作到位时，定位气缸的磁性开关即发出到位信号，机器人接收到位信号后，即可进行下一步加工动作，至此，夹具组件完成两种工作模式的切换，机器人可在不同工位上完成相应的全部工艺加工。

本发明的结构组装方法如下所述：

S1、准备好所需物件和材料。

S2、尼龙套和碳刷座上电线的安装：将3条电线分别与尼龙套上3块紫铜块焊接；将3条电线套上立黄管穿过进缸体上的穿线孔，引出缸体外；压入尼龙套应靠近旋转气缸端面；最后配作尼龙销，防止尼龙套旋转。

S3、防转组件的安装：首先将O型密封圈放入旋转气缸的槽内，并同时压入铝隔套；其次用螺钉将铝隔套固定在旋转气缸螺孔上；将压力密封圈放入铝隔套上，并压装铝隔套组件；安装两端轴承，轴承要靠紧防转套内孔的端面；然后固定防转套，转动旋转气缸，检查铝隔套与密封圈配合的松、紧度；最后安装防尘盖，用圆柱销将旋转气缸和法兰定位，并用螺钉紧固。

S4、齿条连接块与旋转气缸活塞杆的安装：首先将齿条安装在连接块上，并用螺钉紧固；再将旋转气缸活塞杆安装在连接块上，并用螺钉紧固。

S5、旋转连接座与连接块的安装：先将铜套(附图中未标出)压入旋转连接座，再安装拉杆封和旋转气缸活塞杆；移动活塞杆时，运动要顺畅，并且连接块与旋转连接座之间不能干涉。

S6、旋转传动轴轴的安装：将齿轮与旋转传动轴组装，平键要能在齿轮轮毂上滑动，齿轮应紧贴在轴肩上。

S7、旋转连接座与旋转传动轴的安装：先将齿轮和齿条正确啮合，保证齿轮与齿条的相对位置正确；再安装旋转连接座的两端轴承，然后移动活塞杆观察齿轮和齿条的啮合情况应良好。

S8、旋转气缸活塞和活塞杆连接：先将活塞压入活塞杆，并用弹簧垫和螺母紧固，活塞和活塞杆要相互垂直；再安装双向活塞密封圈。

S9、旋转气缸和旋转连接座之间的安装：首先在缸体端面安装密封圈与定位销，再将与紫铜块焊接的3根电线穿过旋转连接座的穿线孔引出座外捆绑好；然后用销子将缸体与旋转连接座进行定位，并将旋转连接座压入缸体组件内，用弹簧垫和螺栓紧固；最后安装固定座上的各接头(3根电线穿过波纹管)。

S10、压块和旋转连接座、封盖组件的安装：将放置在齿条上的镶块与旋转连接座对齐，装上压块并用螺栓紧固。

S11、安装封盖：首先用平垫和螺钉将封盖和旋转连接座紧固，再用螺母和螺钉将封盖和压块紧固；然后通过调节螺钉改变镶块松紧度来调节齿条和齿轮之间的间隙；最后转动旋转传动轴，保证齿轮和齿条运动平稳、顺畅。

S12、左、右紧固块的安装：先用销子将右紧固块与旋转连接座进行定位，并用螺栓紧固，保证右紧固块与旋转连接座端面垂直；再用螺栓将左紧固块与旋转连接座紧固，保证左、右紧固块顶面在同一平面上。

S13、左、右限位块的安装：用螺钉将左、右限位块分别安装在左、右紧固块上。

S14、涨紧气缸的安装：先用螺栓将涨紧气缸与涨紧连接座紧固，安装内六角螺钉；再用定位销将过渡法兰与涨紧连接座连接，并用螺栓紧固；然后将夹具头组件安装到过渡法兰上。

S15、涨紧连接座与旋转连接座、旋转传动轴的安装：先在旋转传动轴两端放置垫圈，安装气缸座组件，再安装左、右紧固块；然后用螺钉将气缸座与旋转传动轴端面紧固并安装销钉，应保证两紧固块的内顶端面同时与旋转轴顶面接触。

S16、调整与检测涨紧气缸与过渡法兰轴线的垂直度和同轴度：首先将夹具平放在检测平台上，以与旋转气缸缸体连接的法兰的大端面定位，保证定位面在同一平面上；将特制的检测棒插入过渡法兰内孔上；然后将与涨紧气缸连接的涨紧连接座旋转90°成水平方向，松开左限位块和两个右限位块，通过调整右限位块，使检测棒的头、尾两端等高；最后以右限位块为基准，调整右调节块和左限位块，保证限位块与调节块相互垂直。.

S17、定位气缸的安装：首先将定位插销与右定位块进行试配，保证定位插销与锁紧块是间隙配合；再在锁紧块上安装定位插销，保证定位插销与锁紧块是过盈配合，使两者相互垂直；然后将定位气缸安装在气缸安装板上，用螺钉将锁紧块与定位气缸连接；最后将定位连接座与气缸安装板连接，应保证活塞杆上、下移动时锁紧块与安装板不干涉。

S18、定位气缸与右定位块、右限位块的安装：首先将定位插销插入右定位块的插孔，安装右定位块；试通气，保证定位插销能在右定位块的插孔上上下移动顺畅，再用平垫和螺栓将气缸组件安装在限位块上；然后退回定位销，将涨紧气缸转90度，用0.5MPa的气源通气，观察定位插销能否插入右定位块的插孔；最后安装右限位块，通过调试，保证旋转90度后定位插销能顺畅插入右定位块的插孔；

S19、连接气管和气动元件，检测密封性和动作：先安装各电磁阀、单向节流阀、消声器以及各气缸和防转套上的管接头，然后用0.5MPa的气源通气检测管路的密封性和电磁阀的换向动作应正确。

S20、电气安装及电、气联动检测：先安装接线盒和接线支架，再安装防转套上的碳刷座及石墨芯子；然后安装接近开关并测试感应距离是否适当；最后通电和通气调试动作，0°和90°两种位置转换应准确。

S21、与机器人连接的附件安装：先安装在防转套上的防转固定块和防转连接板，防转固定块应卡入防转连接板的U槽内；再将旋转夹具主体安装到机器人安装法兰上。

S22、完成安装：安装好其他零部件，并对初步安装好的打磨抛光机器人夹具系统进行调试，完成打磨抛光机器人夹具系统的安装。

本发明并不局限于上述具体实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (8)

1.一种具有0度和90度两种转换工作状态的打磨抛光机器人夹具系统，包括有夹具头组件及与夹具头紧固连接以驱动夹具头组件工作的涨紧驱动组件，其特征在于：还包括有用以驱动控制涨紧驱动组件和夹具头组件整体于0度和90度两种工作状态转换的旋转驱动组件、及用以限制涨紧驱动组件和夹具头组件整体定位的定位驱动组件，其中，所述旋转驱动组件采用旋转气缸驱动齿条带动齿轮的传动结构，所述定位驱动组件采用定位气缸驱动插销插入插孔的定位结构。

2.根据权利要求1所述打磨抛光机器人夹具系统，其特征在于：所述夹具头组件包括有夹具头套筒、装设于夹具头套筒中的顶推杆体和顶推钢珠及弹簧夹头；所述涨紧驱动组件包括有涨紧气缸及涨紧连接座，其中：该涨紧连接座一端部通过一过渡法兰与夹具头组件的弹簧夹头紧固连接，另一端部具有两个对称布置的用于与旋转驱动组件传动连接的带有U型开口的连接板，两连接板与涨紧连接座为一体结构；该涨紧气缸紧固在涨紧连接座中，其活塞杆211穿过涨紧连接座后与夹具头组件的顶推杆体接触配合。

3.根据权利要求2所述打磨抛光机器人夹具系统，其特征在于：所述旋转驱动组件包括有旋转气缸、旋转连接座、及组装于旋转连接座中的齿条齿轮传动组合，其中：

上述旋转气缸一端部与旋转连接座紧固连接，另一端部具有连接法兰，旋转气缸活塞杆伸入旋转连接座内，旋转气缸具有回旋气道；

上述旋转连接座内部具有垂直相交的纵向内孔和横向内孔，旋转气缸活塞杆置于纵向内孔中，齿条齿轮传动组合置于横向内孔中；

上述齿条齿轮传动组合包括有齿条、齿轮及旋转传动轴，其中：该齿条一端部通过一连接块与旋转气缸活塞杆尾部紧固连接，齿条由旋转气缸驱动沿活塞杆方向往复移动；该齿轮穿套固定于旋转传动轴中部位置，其与齿条啮合传动连接；该旋转传动轴的两端部分别露出旋转连接座横向内孔两侧端且分别与涨紧连接座上两连接板的U型开口传动连接配合，用以将齿轮35的旋转运动传递给涨紧驱动组件。

4.根据权利要求3所述打磨抛光机器人夹具系统，其特征在于：所述定位驱动组件包括有定位气缸、定位连接座、定位插销、左限位结构和右限位结构，其中：

上述定位气缸一端部与定位连接座紧固连接，其内部于活塞处嵌装有磁环，且定位气缸的活塞杆动作方向垂直于旋转气缸活塞杆动作方向，活塞杆尾端穿过定位连接座后通过一锁紧块与定位插销一端紧固连接配合；

上述定位连接座分别通过左限位结构和右限位结构与旋转连接座保持固定连接；

上述左限位结构和右限位结构分别设置在旋转连接座左右两侧端，该左限位结构包括有左紧固板、左连接块、左一限位块和左二限位块，左紧固板固定在旋转连接座左侧端，左一限位块和左二限位块分别组装在左紧固板上且两限位块呈垂直状态布置，左连接块通过左销钉与涨紧连接座锁紧配合且于两种转换工作状态时分别与左一限位块和右一限位块限位接触配合；上述右限位结构包括有右紧固板、右定位块、右一限位块和右二限位块及右连接块，右紧固板固定在旋转连接座右侧端，右一限位块和右二限位块分别组装在右紧固板上且两限位块呈垂直状态布置，右连接块通过右销钉与涨紧连接座锁紧配合且右连接块于两种转换工作状态时分别与右一限位块和右二限位块限位接触配合，及右定位块于方向垂直的两端侧分别设置有与定位插销插接锁定配合的第一插孔和第二插孔。

5.根据权利要求4所述打磨抛光机器人夹具系统，其特征在于：还包括有防止旋转驱动组件旋转时外部气管缠绕的防转组件，所述防转组件包括有防转套及防转连接板，其中：该防转套活动套设于旋转气缸外部，防转套和旋转气缸之间设置有铝隔套，铝隔套内外两侧分别设置有O型密封圈和压力密封圈；该防转连接板通过一防转固定块与防转套外壁紧固连接配合。

6.根据权利要求5所述打磨抛光机器人夹具系统，其特征在于：还包括有电控组件，所述电控组件包括有接线柱、碳刷座、碳刷、尼龙套、紫铜块、接近开关、波纹管接头、接线盒、接线盒安装支架、及磁性开关，其中：接线柱、碳刷座、碳刷安装在防转套上；尼龙套安装在旋转气缸上；紫铜块镶嵌在尼龙套上，紫铜块在机器人旋转到位时与碳刷紧密接触，电信号经接线柱引出；接近开关和波纹管接头安装在旋转连接座上；接线盒和接线盒安装支架安装在定位连接座上；磁性开关安装在定位气缸外壁；及防转套和旋转气缸之间的尼龙套、碳刷与防转套之间的碳刷座共同形成两层电气隔离绝缘层。

7.根据权利要求5所述打磨抛光机器人夹具系统，其特征在于：还包括有气动组件，所述气动组件包括有位于防转套外部的旋转气缸管接头、位于旋转连接座外部的旋转连接座管接头、位于定位气缸外部的定位气缸管接头、位于涨紧气缸外部的涨紧气缸管接头、及用于控制旋转气缸的旋转电磁阀、用于控制定位气缸的定位电磁阀、用于控制涨紧气缸的涨紧电磁阀。

8.如权利要求7所述打磨抛光机器人夹具系统的使用方法，其特征在于：所述夹具头组件具有0度和90度两种转换工作模式，具体为：

当夹具头组件从0度转动至90度工作模式时，机器人接收到夹具头组件转换工作状态的指令，机器人旋转到位，防转套内的碳刷与尼龙套上的紫铜块紧密接触，使得定位气缸的磁性开关以及接近开关与电源线接通；当定位电磁阀接收到拔销指令时，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸拔出定位插销；然后，当旋转电磁阀接收到定位插销被拨出的信号后，延迟几秒钟，该旋转电磁阀也做换向动作，促使旋转气缸的活塞杆推动齿条向前做直线运动，而齿轮在齿条的作用下做旋转运动，从而带动装有齿轮的旋转传动轴一起旋转，进而带动涨紧驱动组件和夹具头组件整体从0度旋转至90度；动作到位时，接近开关发出到位信号，定位电磁阀接收到插销指令，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸驱动定位插销插入到右连接块的第一插孔中；当定位插销动作到位时，定位气缸上的磁性开关即发出到位信号；如果加工工件已经被夹紧在夹具上，那么机器人接收到位信号后，即可进行下一步加工动作；如果加工工件还没有被夹紧在夹具上时，那么当涨紧电磁阀接收到定位插销到位信号后，涨紧电磁阀做换向动作，促使涨紧气缸的活塞杆向前推动夹具头组件的顶推杆体、顶推钢珠，弹簧夹头在钢珠的压力作用下涨开，从而夹紧加工工件以便机器人完成加工；

当夹具头组件从90度转动至0度工作模式时，机器人接收到夹具头组件转换工作状态的指令，机器人旋转到位，防转套内的碳刷与尼龙套上的紫铜块紧密接触，使得定位气缸的磁性开关以及接近开关与电源线接通；当定位电磁阀接收到拔销指令时，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸拔出定位插销；然后，当旋转电磁阀接收到定位插销被拨出的信号后，延迟几秒钟后，该旋转电磁阀也做换向动作，促使旋转气缸的活塞杆拉动齿条向后做直线运动，而齿轮在齿条的作用下做旋转运动，从而带动装有齿轮的旋转传动轴一起旋转，进而带动涨紧驱动组件和夹具头组件整体从90度旋转至0度；动作到位时，接近开关发出到位信号，定位电磁阀接收到插销指令，定位电磁阀做换向动作，促使定位气缸将定位插销插入到右连接块的第二插孔中；当定位插销动作到位时，定位气缸的磁性开关即发出到位信号，机器人接收到位信号后，即可进行下一步加工动作，至此，夹具组件完成两种工作模式的切换，机器人可在不同工位上完成相应的全部工艺加工。