CN109129178A - 柔性磨头装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性磨头装置，包括其上固定有打磨机构的转动机构以及柔性限位机构；其中，打磨机构包括电机和设置在电机输出轴上的磨头；转动机构设置在电机底部，使电机能够在水平方向上360°旋转；柔性限位机构包括与转动机构连接的摆杆、对称设置在摆杆两侧的两个弹簧座、两端固定在两个弹簧座之间的连杆和穿装在连杆上的两个弹簧，弹簧位于弹簧座内；摆杆上开设有径向通孔，使连杆穿装在径向通孔内，且两个弹簧分别呈压缩状态对称设置在摆杆的两侧；该柔性磨头装置能够自动适应表面变化并完成打磨作业，即磨头一直贴合表面加工，并可作为手动/自动控制执行机构末端打磨元件，提高打磨过程的自动化程度，降低了人员的劳动强度。

Description

柔性磨头装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种柔性磨头装置。

背景技术

随着智能制造技术的深入发展，越来越多行业实现了机器作业代替人工作业，提高了生产效率，在打磨行业中亦是如此，已经实现了简单容易打磨工件表面的自动化/半自动化加工。然而，在工件的圆度和平面度有较大误差的情况下，很难保证加工质量，即可能出现未磨削到或过磨削现象，尤其在一些端面或局部位置，仍然需要人工手持角磨机的方法进行打磨，成为了影响加工效率一大因素，且不利于人工长期作业。

针对上述打磨作业现状的不足，有必要设计一种柔性磨头装置，当工件出现表面加工误差甚至几何误差时，能够自动适应表面变化并完成打磨作业，即磨头一直贴合表面加工，能够对待打磨表面进行柔性打磨，并可作为手动/自动控制执行机构末端打磨元件，提高了打磨过程的自动化程度，降低了人员的劳动强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种够自动适应表面变化并完成打磨作业的柔性磨头装置。

为此，本发明技术方案如下：

一种柔性磨头装置，包括其上固定有打磨机构的转动机构以及柔性限位机构；其中，所述打磨机构包括电机和设置在所述电机输出轴上的磨头；所述转动机构设置在所述电机底部，使所述电机能够在水平方向上旋转；所述柔性限位机构包括与所述转动机构连接的摆杆、对称设置在所述摆杆两侧的两个弹簧座、两端设置在两个所述弹簧座之间的连杆和穿装在所述连杆上的两个弹簧；所述摆杆上开设有径向通孔，使所述连杆穿装在所述径向通孔内，且两个所述弹簧呈压缩状态，其一端设置在位于邻侧的弹簧座内、另一端分别抵在所述摆杆的两侧侧壁上；所述转动机构和两个所述弹簧座均设置在一块底板上。

进一步地，所述转动机构包括转动连接件、转轴和轴承；其中，所述转轴通过所述轴承活动固定在所述底板的开槽内，所述转动连接件固定在所述转轴顶端，随转轴在水平面上旋转。

进一步地，所述转动连接件为转盘或竖直设置的柱形件。具体来说，当磨头装置的设置空间较大时，可以选择转盘作为转动连接件，对应地，将摆杆连接固定在电机任意一侧的壁面上。而当磨头装置的设置空间较小时，则采用竖直设置的柱形件作为转动连接件，实现能够将摆杆安装在电机的底部，减小磨头装置的占用空间。

进一步地，在所述摆杆与所述弹簧相接触的一侧侧壁上设有压力传感装置，使摆杆具有力传感器的作用，实现实时监测摆杆受到弹簧压力的压力值。

进一步地，所述柔性限位机构设置在所述电机的一侧，使所述摆杆垂直于所述电机的轴线设置，且与所述电机相邻端端部固定在所述转动连接件上。

进一步地，两个所述弹簧座上对称开设有径向通孔，所述连杆的两端外壁上设有连接外螺纹，使所述连杆的两端分别穿装在两个所述弹簧座的径向通孔内并通过两个螺纹连接在所述连杆两端端部的锁紧螺母固定在两个所述弹簧座之间；此外，在位于两个所述弹簧座下方的底板上沿两个所述弹簧座连线方向开设有一长条形通孔，使分别竖直设置在每个所述弹簧座上的紧固螺栓能够固定在所述长条形通孔中任意位置，实现两个所述弹簧座之间的间隔距离可调，进一步实现两个所述弹簧的压紧量可调节。

进一步地，在所述底板下设置有基座，在所述底板和所述基座之间设置有一弹性隔板。

进一步地，所述弹性隔板为硬质橡胶板或由硬质橡胶板和刚性板形成的复合板。

使用时，该柔性磨头装置可安装在执行机构上，如机械手臂末端，提高自动化程度从而减轻人员的劳动强度。

与现有技术相比，该柔性磨头装置适用于工件表面的柔性打磨，尤其适用于非平整表面工件的打磨，即通过转动机构和柔性限位机构的相互配合，实现当待打磨表面出现加工误差，甚至几何误差时，该装置能够自动适应表面的误差变化完成全面打磨，明显减少二次补救打磨过程，提高打磨效率。使用时，该装置可作为手动/自动控制执行机构末端打磨元件安装在执行机构上，如机械手臂末端，提高自动化程度从而减轻人员的劳动强度

附图说明

图1为本发明的实施例1的柔性磨头装置的结构示意图；

图2为本发明的实施例1的柔性磨头装置的剖视图；

图3为本发明的实施例1的柔性磨头装置的柔性限位机构的结构示意图；

图4为本发明的实施例2的柔性磨头装置的柔性限位机构的结构示意图。

图中：1.磨头；2.电机；3.基座；4.弹性隔板；5.转动连接件；6.底板；7.摆杆；8.弹簧座；9.转轴；10.轴承；11.连杆；12.弹簧。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

实施例1

如图1和图2所示，该柔性磨头装置包括设置在基座3上的打磨机构、转动机构和柔性限位机构；其中，

打磨机构包括磨头1和电机2；具体地，磨头1为圆盘状，其中心开设有用于装配在电机2的输出轴上的中心插孔；磨头1通过弹性夹头插装固定在在电机2输出轴，实现随电机2的输出轴正向或反向旋转；

转动机构包括设置在底板6上的转盘5、转轴9和滚动轴承10；具体地，滚动轴承10采用过盈配合的方式设置并固定于开设在底板6上的凹槽内，转轴9采用小间隙配合的方式设置并固定在滚动轴承10的中心孔内；转轴9的中心处设有柱形凸起，与转盘5的中心处设有的插孔采用过渡配合连接固定，使转盘5能够随转轴在水平面上360°旋转；转轴9、转盘5和电机2之间通过设置在转轴9、转盘5上的螺栓孔连接固定，即螺栓穿过转轴9和转盘5后与电机2连接，实现将电机2和转盘5固定在转轴9上，转盘5带动电机2在水平面上旋转；

在位于转动机构下方的底板6与基座3之间还设置有弹性隔板4；具体地，弹性隔板4为硬质橡胶板，能够提供一定的减震和防尘的作用；

如图3所示，柔性限位机构设置在电机2的一侧，且位于底板6向外侧延伸出的板面上，具体地，柔性限位机构包括摆杆7、两个弹簧座8、一根连杆11和两个弹簧12；其中，

摆杆7垂直于电机2的轴线设置，且邻近电机2的一端端部通过螺栓固定在转盘5上；

两个弹簧座8对称设置在摆杆7两侧，且自摆杆7侧壁上沿径向开设有一用于穿装连杆11的径向通孔，使连杆11垂直于摆杆7设置且两端分别安装在两个弹簧座8上；两个弹簧12分别自连杆11两端穿装在连杆11上，其呈压缩状态一端对称压配在摆杆7的两侧侧壁上、另一端设置并固定在位于邻侧的弹簧座8内；由于摆杆7的两侧各设置有一个弹簧，使摆杆7在随转盘5摆动时具有一定的柔性，此外，当连杆11安装固定在两个弹簧座8之间时，应保证连杆11不与摆杆7上开设的径向通孔的孔壁发生接触，避免产生附加力影响柔性；

在两个弹簧座8上对称各开设有一个径向通孔，连杆11的两端外壁上设有连接外螺纹，使连杆11的两端分别穿装在两个弹簧座8的径向通孔内，并通过两个螺纹连接在连杆11两端端部的锁紧螺母将连杆11固定在两个弹簧座8之间，防止连杆11在装置运动过程中自弹簧座8上滑脱，同时通过调节锁紧螺母在连杆11上的位置，进一步调节两个弹簧12的压紧量；

为了使两个弹簧座8固定在底板6上且能够配合两个弹簧12的压紧量的调节，在位于两个弹簧座8下方的底板6上沿两个弹簧座8连线方向还开设有两条长条形通孔，两条长条形通孔的开设位置与分别竖直设置在每个弹簧座8上的两个紧固螺栓的位置相适应，使每个弹簧座8上的两个紧固螺栓均能够任意调节其在相应的长条形通孔中的位置，实现两个弹簧座8可拆卸固定在底板6上，且两个弹簧座8之间的间隔距离可调节；此外，在摆杆7与弹簧相接触的一侧侧壁上设有压力传感装置，实现实时监测摆杆受到弹簧压力的压力值。

该柔性磨头装置通过转动机构和柔性限位机构的相互配合，实现当待打磨表面出现加工误差，甚至几何误差时，可自动适应表面的误差变化完成全面打磨。

实施例2

如图4所示，该柔性磨头装置包括设置在基座上的打磨机构、转动机构和柔性限位机构；其各部件的具体结构基本与实施例1相同；不同之处在于，由于磨头装置的设置空间较小，因此将实施例1中的转盘替换为外径较小的柱形件。当柱形件顶端固定在电机底面中心处时，电机底面留有足够的剩余空间，实现将柔性限位机构设置在电机的下方，具体地，摆杆设置在电机下方，电机设置并固定在摆杆的上方，实现减小了装置整体的占用空间。

以上所述，仅是本发明专利较佳的实例而已，并非对本发明专利的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明专利的技术，实质对以上实例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明专利的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种柔性磨头装置，其特征在于，包括其上固定有打磨机构的转动机构以及柔性限位机构；其中，所述打磨机构包括电机(2)和设置在所述电机(2)输出轴上的磨头(1)；所述转动机构设置在所述电机(2)底部，使所述电机(2)能够在水平方向上旋转；所述柔性限位机构包括与所述转动机构连接的摆杆(7)、对称设置在所述摆杆(7)两侧的两个弹簧座(8)、两端设置在两个所述弹簧座(8)之间的连杆(11)和穿装在所述连杆(11)上的两个弹簧(12)；所述摆杆(7)上开设有径向通孔，使所述连杆(11)穿装在所述径向通孔内，两个所述弹簧(12)呈压缩状态，其一端设置在位于邻侧的弹簧座(8)内、另一端分别抵在所述摆杆(7)的两侧侧壁上；所述转动机构和两个所述弹簧座(8)均设置在一块底板(6)上。

2.根据权利要求1所述的柔性磨头装置，其特征在于，所述转动机构包括转动连接件(5)、转轴(9)和轴承(10)；其中，所述转轴(9)通过所述轴承(10)活动固定在所述底板(6)的开槽内，所述转动连接件(5)固定在所述转轴(9)顶端，随转轴在水平面上旋转。

3.根据权利要求2所述的柔性磨头装置，其特征在于，所述转动连接件(5)为转盘或竖直设置的柱形件。

4.根据权利要求1所述的柔性磨头装置，其特征在于，在所述摆杆(7)与所述弹簧(12)相接触的一侧侧壁上设有压力传感装置。

5.根据权利要求2所述的柔性磨头装置，其特征在于，所述柔性限位机构设置在所述电机(2)的一侧，使所述摆杆(7)垂直于所述电机(2)的轴线设置，且与所述电机(2)相邻端端部固定在所述转动连接件(5)上。

6.根据权利要求1所述的柔性磨头装置，其特征在于，两个所述弹簧座(8)上对称开设有径向通孔，所述连杆(11)的两端外壁上设有连接外螺纹，使所述连杆(11)的两端分别穿装在两个所述弹簧座(8)的径向通孔内并通过两个螺纹连接在所述连杆(11)两端端部的锁紧螺母固定在两个所述弹簧座(8)之间；

在位于两个所述弹簧座(8)下方的底板(6)上沿两个所述弹簧座(8)连线方向开设有一长条形通孔，使分别竖直设置在每个所述弹簧座(8)上的紧固螺栓能够固定在所述长条形通孔中任意位置，实现两个所述弹簧座(8)之间的间隔距离可调。

7.根据权利要求1所述的柔性磨头装置，其特征在于，在所述底板(6)下设置有基座(3)，在所述底板(6)和所述基座(3)之间设置有一弹性隔板(4)。

8.根据权利要求7所述的柔性磨头装置，其特征在于，所述弹性隔板(4)为硬质橡胶板或由硬质橡胶板和刚性板形成的复合板。