CN109605198B - 一种用于机器人抛光的柔性抛光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机器人抛光的柔性抛光装置，机器手末端选择合适的法兰与抛光装置的底座法兰进行连接，将装置固定在机器手末端；根据所需抛光的表面，选择合适的刀具夹头将抛光头固定在主轴电机的旋转轴上；根据所需抛光的表面，为薄型气缸提供合理的气压，以满足所需的抛光力的控制；规划机器人运行程序，完成对工件表面的抛光任务。采用本发明的机器人柔性抛光装置进行工件表面的抛光能够实现抛光力的柔性控制，避免抛光头与工件的刚性接触，减小了机器人控制的复杂度。

Description

一种用于机器人抛光的柔性抛光装置

技术领域

本发明涉及柔性抛光装置，主要是用于模具地抛光，此装置主要是用于机器人的抛光的柔性抛光。

背景技术

机器人抛光，是指利用机器人代替人工，完成抛光的相应的工作，以获得达到要求的工件表面粗糙度。在目前汽车磨具抛光中，大多数企业还是在使用人工抛光，这样既耗时，又为模具制造增加了成本。随着机器人技术的发展，都在尝试利用机器人代替人工对磨具进行抛光，因此抛光工具的研究，就刻不容缓。目前用于机器人抛光的设备主要有柔性机械抛光头、柔性砂带抛光头和柔性气囊抛光头。

现有的很多柔性机械抛光头，在抛光过程中有的要么只能达到单向浮动，有的要么法向浮动力是不可控的，在很多场合是不能达到所需的要求。柔性砂带抛光头主要用于大型工件表面，而且工件表面需要是比较平滑的表面，柔性砂带抛光头安装在机器人末端，机器人不能够实现360度移动，对机器人编程带来了麻烦，而且使用其不能对小型凹槽进行抛光。柔性气囊抛光头主要用于对光学零件的抛光，一般不用于对磨具的抛光。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种既能法向浮动又能径向浮动的，从而达到更好的磨具抛光效果的用于机器人抛光的柔性抛光装置。

本发明的一种用于机器人抛光的柔性抛光装置，包括外壳，在所述的外壳的顶部固定有上固定盖，在所述的上固定盖中间开有安装孔，一个直线轴承穿过安装孔并且下部设置在外壳中，所述的直线轴承的顶部通过法兰盘与上固定盖固定相连，一个主轴电机安装在直线轴承的内圈中；

在所述的主轴电机的底部外壁上固定有固定环，一个薄型气缸设置在主轴电机的下方，所述的薄型气缸的气缸杆与设置在主轴电机以及薄型气缸顶壁之间的法兰通过螺纹连接固定相连，所述的固定环与法兰通过沿竖直方向设置的连接杆固定相连，主轴电机能够在薄型气缸的带动下沿着直线轴承上下移动，所述的薄型气缸通过螺栓固定在下固定盖上，沿竖直方向设置的两个电机导轨的底部固定在下固定盖上，所述的两个电机导轨的上部穿过法兰上的通孔以及薄型气缸上的通孔，所述的两个电机导轨与薄型气缸固定相连，所述的两个电机导轨与法兰的上的通孔为间隙配合，所述的外壳的底部固定在下固定盖上，在所述的下固定盖的底壁上向下凸出设置有四个底部凸台；

一个底座法兰包括水平设置的底板，在所述的底板上向上凸出设置有四个顶部凸台，所述的底板固定在内壁为正六边形空腔的浮动底座的底壁上并且所述的四个顶部凸台插入浮动底座的正六边形空腔设置，所述的下固定盖设置在浮动底座的空腔上部且两者接触配合，所述的四个底部凸台与四个顶部凸台一一上下间隔对应设置形成四组弹簧连接柱，在每一组弹簧连接柱的底部凸台与顶部凸台之间均连接有一根浮动弹簧，所述的正六边形空腔与下固定盖的外边缘形状吻合，在底座法兰底板顶壁与下固定盖的底壁之间的中间位置连接有一个十字万向接头，在所述的连接杆的上下两端分别设置有螺纹，所述的连接杆的上下两端分别与固定环上的螺纹孔以及法兰上的螺纹孔螺纹连接，所述的十字万向接头的上下端分别通过螺栓与上固定盖和底座法兰固定相连。

本发明具有的优点和积极效果是：在法向浮动上，本发明选用了薄型气缸，通过控制气缸的气压，来达到法向浮动的目的；在径向浮动上，本发明使用了在底座法兰与下固定盖之间加上了弹簧，从而实现了径向浮动的目的。

本发明首次将弹簧放在设备的底部，为了防止弹簧会影响气缸对法向浮动力的控制，所以在底座法兰与下固定盖之间加用了一个万向节的结构装置，这个结构既消除了弹簧对法向浮动力的影响，又不会影响弹簧对径向浮动力产生的效果。

为了是主轴电机能够更好的实现法向浮动，减少径向的摆动，本发明将主轴电机外围固定在一个直线轴承上，这样既限制了主轴电机径向的摆动，又不会影响其法向的浮动，还能够将其更好的固定在外壳内部。

在主轴电机告诉旋转进行抛光的过程中，可能会导致整个电机都在转，为了防止出现这种情况，本发明使用了两个导轨，限制了连接气缸的法兰的转动，进而限制了主轴电机的自身转动，为了防止底部装置的自传，本发明使底部做成六面图柱体结构，有效防止了其自传的影响。

附图说明

图1为本发明的用于机器人抛光的柔性抛光装置去掉外壳的主视图；

图2为柔性抛光装置的外观图；

图3为气缸部分的局部剖切图；

图4为万向节连接的局部放大图；

图5为图1所示的装置中的底部径向浮动装置剖面图；

图6为图1所示的装置的整体剖面图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅图1与图6，本发明是一种用于机器人抛光的柔性抛光装置，包括外壳14，在所述的外壳的顶部固定有上固定盖3，在所述的上固定盖3中间开有安装孔，一个直线轴承2穿过安装孔并且下部设置在外壳中，所述的直线轴承2的顶部通过法兰盘与上固定盖3固定相连。一个主轴电机1安装在直线轴承2的内圈中。

参阅图3和图6，在所述的主轴电机1的底部外壁上固定有固定环4，一个薄型气缸8设置在主轴电机1的下方。所述的薄型气缸8的气缸杆与设置在主轴电机1以及薄型气缸8顶壁之间的法兰通过螺纹连接固定相连。

所述的固定环4与法兰6通过沿竖直方向设置的连接杆5固定相连。主轴电机能够在薄型气缸的带动下沿着直线轴承上下移动，进而可以实现轴向地浮动运动。作为本发明的一种实施方式，在所述的连接杆5的上下两端分别设置有螺纹，所述的连接杆5的上下两端分别与固定环4上的螺纹孔以及法兰6上的螺纹孔螺纹连接。

所述的薄型气缸通过螺栓15固定在下固定盖11上。为了防止主轴电机自身地轴向旋转，沿竖直方向设置的两个电机导轨7的底部固定(固定的方式可以采用螺纹连接)在下固定盖上，所述的两个电机导轨7的上部穿过法兰6上的通孔以及薄型气缸8上的通孔，所述的两个电机导轨7与薄型气缸8固定(固定的方式可以采用螺纹连接)相连，可以起到进一步固定气缸8的作用。所述的两个电机导轨7与法兰6的上的通孔为间隙配合，当法兰6在气缸的带动下实现轴向移动时，这样既可以实现法兰的轴向移动，也会有效地方式其轴向的旋转运动。所述的外壳的底部固定在下固定盖上。在所述的下固定盖的底壁上向下凸出设置有四个底部凸台。

参阅图5，一个底座法兰10包括水平设置的底板，在所述的底板上向上凸出设置有四个顶部凸台，所述的底板固定在内壁为正六边形空腔的浮动底座9的底壁上并且所述的四个顶部凸台插入浮动底座9的正六边形空腔设置，所述的下固定盖设置在浮动底座9的空腔上部且两者接触配合。所述的四个底部凸台与四个顶部凸台一一上下间隔对应设置形成四组弹簧连接柱，在每一组弹簧连接柱的底部凸台与顶部凸台之间均连接有一根浮动弹簧13。所述的正六边形空腔与下固定盖的外边缘形状吻合。

为了防止在抛光过程中，整个外壳的轴向转动，所述的下固定盖11外边缘与浮动底座壁板9的内壁均设置成正六边形且两者接触配合，这样浮动底座壁板9就可以有效的限制住下固定盖11的轴向地转动，进而限制了整个外壳的轴向转动。

为了防止底座缓冲弹簧会引起法向浮动，并且为了将底部法兰10与下固定盖11连接在一起，在底座法兰底板顶壁与下固定盖的底壁之间的中间位置连接有一个十字万向接头，参阅图4的局部放大图，作为本发明的一种实施方式，所述的十字万向接头的上下端分别通过螺栓与上固定盖和底座法兰固定相连。

此十字万向接头既不会使底部弹簧产生对整个抛光设备的轴向的浮动，也可以实现其弹簧的径向浮动。这样就可以保证轴向浮动力是由气缸提供，从而使轴向的浮动力会得到更好的控制。

本装置的安装使用方法是：

在抛光过程中，为了适应不用抛光表面，可以在主轴电机的旋转轴上安装不同的抛光头。主轴电机1通过带动其旋转从而达到抛光的目的。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，比如底部实现径向浮动的装置，除了使用万向节来实现弹簧的浮动力不会对气缸的浮动力造成影响的功能，也可以使用其他类似万向节功能的装置，因此，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于机器人抛光的柔性抛光装置，包括外壳，其特征在于：在所述的外壳的顶部固定有上固定盖，在所述的上固定盖中间开有安装孔，一个直线轴承穿过安装孔并且下部设置在外壳中，所述的直线轴承的顶部通过法兰盘与上固定盖固定相连，一个主轴电机安装在直线轴承的内圈中；

在所述的主轴电机的底部外壁上固定有固定环，一个薄型气缸设置在主轴电机的下方，所述的薄型气缸的气缸杆与设置在主轴电机以及薄型气缸顶壁之间的法兰通过螺纹连接固定相连，所述的固定环与法兰通过沿竖直方向设置的连接杆固定相连，主轴电机能够在薄型气缸的带动下沿着直线轴承上下移动，所述的薄型气缸通过螺栓固定在下固定盖上，沿竖直方向设置的两个电机导轨的底部固定在下固定盖上，所述的两个电机导轨的上部穿过法兰上的通孔以及薄型气缸上的通孔，所述的两个电机导轨与薄型气缸固定相连，所述的两个电机导轨与法兰的上的通孔为间隙配合，所述的外壳的底部固定在下固定盖上，在所述的下固定盖的底壁上向下凸出设置有四个底部凸台；

一个底座法兰包括水平设置的底板，在所述的底板上向上凸出设置有四个顶部凸台，所述的底板固定在内壁为正六边形空腔的浮动底座的底壁上并且所述的四个顶部凸台插入浮动底座的正六边形空腔设置，所述的下固定盖设置在浮动底座的空腔上部且两者接触配合，所述的四个底部凸台与四个顶部凸台一一上下间隔对应设置形成四组弹簧连接柱，在每一组弹簧连接柱的底部凸台与顶部凸台之间均连接有一根浮动弹簧，所述的正六边形空腔与下固定盖的外边缘形状吻合，在底座法兰底板顶壁与下固定盖的底壁之间的中间位置连接有一个十字万向接头，在所述的连接杆的上下两端分别设置有螺纹，所述的连接杆的上下两端分别与固定环上的螺纹孔以及法兰上的螺纹孔螺纹连接，所述的十字万向接头的上下端分别通过螺栓与上固定盖和底座法兰固定相连。

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