CN109848853B - 一种自动快换砂轮片系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动快换砂轮片系统，包括底座、控制面板、支架、升降机构、自动扳手、砂轮夹爪、旧砂轮收集筒和新砂轮提供筒，所述升降机构固定在所述底座上，所述升降杆上固定有扳手底座，所述扳手底座上面安装有自动扳手，所述扳手底座上方设置有砂轮夹爪，所述砂轮夹爪的连接臂安装在旋转电机上，所述旋转电机的输出轴连接所述支架，所述支架包括固定在输出轴上的支撑杆和由所述支撑杆顶端向侧面伸出的悬伸部，所述悬伸部的端部向下固定连接有所述新砂轮提供筒，所述新砂轮提供筒正下方设有固定在所述底座上的旧砂轮收集筒，所述新砂轮提供筒内设有砂轮夹持装置。本发明更换砂轮片迅速快捷、并且安装可靠。

Description

一种自动快换砂轮片系统

技术领域

本发明涉及机械加工设备领域，具体涉及一种自动快换砂轮片系统。

背景技术

目前国内多使用电机或者气动马达驱动相关装置，由快装的三爪夹头来夹持带柄的工具，通过手工拆卸更换相应工具来实现，但这样不仅费时而且极其的不安全，对于一些不太熟悉更换砂轮片步骤的人，更换时不仅要反复检查砂轮片有没有装在正确位置，还要检查有没有装牢，整个过程可能需要十几分钟，而且在更换砂轮片时如果忘记拔掉打磨设备的电源，设备有可能运行起来，从而对操作者造成严重的伤害。

如专利号CN201710412303.8发明专利申请提供了一种自动快换砂轮片装置，虽然能起到自动装卸砂轮片的作用，但是砂轮片只有一半被卡盘卡住，有掉落的风险，而且该结构未提供将新旧砂轮片装到卡盘上的结构，只能手动实现装配前装入新砂轮片、装配后卸下旧砂轮片。因此自动化不高，可靠性不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动快换砂轮片系统，以解决现有技术中手动安装和更换砂轮片需要一定技巧，对操作者要求高，且更换效率低，安装不够可靠，如安装不牢具有一定程度危险性的问题。

所述的自动快换砂轮片系统，包括底座、控制面板、支架、升降机构、自动扳手、砂轮夹爪、旧砂轮收集筒和新砂轮提供筒，所述升降机构固定在所述底座上且升降杆直立伸出，所述升降杆上固定有朝侧面伸出的扳手底座，所述扳手底座上面安装有自动扳手，所述扳手底座上方设置有砂轮夹爪，所述砂轮夹爪的连接臂安装在旋转电机的壳体上，所述旋转电机的输出轴从两端伸出，输出轴下端同轴固定在所述升降杆顶端，另一端连接所述支架，所述支架包括固定在输出轴上的支撑杆和由所述支撑杆顶端向侧面伸出的悬伸部，所述悬伸部的端部向下固定连接有所述新砂轮提供筒，所述新砂轮提供筒正下方设有固定在所述底座上的旧砂轮收集筒，所述新砂轮提供筒开口向下，所述旧砂轮收集筒开口向上，所述新砂轮提供筒和所述旧砂轮收集筒之间留有供所述砂轮夹爪进入的空隙，所述新砂轮提供筒内设有砂轮夹持装置。

优选的，所述自动扳手包括固定在所述扳手底座上的机体、设在所述机体内的扳手电机、与固定砂轮的螺母相配合的螺栓套筒和弹性连接结构，所述扳手电机的输出轴竖直向上伸出，所述弹性连接结构包括固定在所述输出轴上的管套，固定在所述螺栓套筒底部的连接柱和弹簧，所述连接柱滑动插接在管套中，所述连接柱与所述管套底部通过弹簧连接。

优选的，所述砂轮夹持装置包括对称安装在所述新砂轮提供筒开口处内侧的一对电动夹持件，所述电动夹持包括固定在所述新砂轮提供筒内侧的夹持座，所述夹持座朝内的伸出端通过电动转轴转动安装有夹持板，所述夹持板包括以所述电动转轴的轴心为圆心的圆弧段、位于所述圆弧段上端的夹持段、位于圆弧段下端的连接段和位于所述连接段下段的弯折段，所述圆弧段上固定有连接所述电动转轴的安装部，在非夹持状态下，两侧的所述连接段彼此相对并与所述新砂轮片之间留有间隙，所述弯折段从底部挡住最下面的新砂轮片，所述加持段超内一侧固定有橡胶层，并在夹持状态下彼此相对夹紧自下方起第二个新砂轮片。

优选的，所述砂轮夹爪包括所述连接臂、固定在连接臂端部的爪根件、对称铰接在所述爪根件上的一对爪头、安装在所述爪根件中的夹爪电机和传动机构，在夹紧时所述爪头的中心形成与所述砂轮片形状相配合的夹爪孔，所述夹爪孔下端设有挡住上面的砂轮片的挡环，所述挡环由两个弧形挡板拼成，所述弧形挡板分别固定在同侧的爪头上。

优选的，所述传动机构包括安装在所述夹爪电机输出端的主动齿轮、固定安装在每个爪头端部的转轴上的从动齿轮，所述主动齿轮啮合到所述从动齿轮之一，两个从动齿轮之间相互啮合，所述从动齿轮的大小形状相同。

优选的，所述控制面板上设有分别对应连接到所述升降机构、所述旋转电机、所述扳手电机、所述夹爪电机和所述电动转轴的开关。

优选的，还包括集成式机器视觉系统，集成式机器视觉系统包括安装有工业相机的相机轨道机构和数据处理器；所述底座为内部安装数据处理器的主箱体，所述工业相机安装在所述相机轨道机构的外缘对着砂轮片的边缘位置，并与所述数据处理器信号连接，所述数据处理器分别连接到所述控制面板的各个开关，此外所述升降机构、所述旋转电机、所述扳手电机、所述夹爪电机和所述电动转轴均电连接到所述数据处理器。

优选的，所述相机轨道机构设在所述自动扳手的正下方，包括固定在所述底座上的圆形底盘、固定在所述底座中的驱动电机、相机安装杆、环形轨道、滑动安装在所述环形轨道中的滑动块；所述驱动电机的输出端从所述圆形底盘中心伸出，所述相机安装杆固定连接所述驱动电机的输出端和所述滑动块。

优选的，所述相机安装杆为可伸缩杆，包括外套管和滑动插接在所述外套管上的活动杆，所述外套管一端固定在所述驱动电机的输出端，另一端与所述滑动块固定连接，所述活动杆少外伸出且伸出端固定有朝上拍摄的工业相机。

优选的，在底座正面的控制面板上还设有液晶显示屏，所述液晶显示屏电连接到所述数据处理器。

本发明有下列优点。

1、通过本系统通过控制面板控制各个装置能够实现对砂轮片的自动拆卸、自动更换和自动安装，在固定位置用扳手电机带动螺母相匹配的螺栓套筒进行准确的拆卸或安装，砂轮片更换迅速快捷、并且安装可靠。

2、自动扳手通过弹性连接结构在拆卸时能螺栓套筒随螺母下移、安装时能让螺栓套筒随螺母上移，并能保持对螺母的压力，这样保证螺栓安装的可靠性。

3、夹爪通过挡环挡住砂轮片这样在打开时令砂轮片掉落，合起时砂轮片通过夹爪孔落在挡环上，令夹爪无需夹住就能运输砂轮片。

3、砂轮夹持装置在非夹持状态下通过弯折段挡住最下面的新砂轮片，当需要放下砂轮片时电动转轴转动，让夹持板转动，此时弯折段朝外侧打开则最下面的新砂轮片掉落，同时加持段通过内侧的橡胶层夹紧自下方起第二个新砂轮片。当电动转轴逆向转动时，加持段向外打开不再夹住新砂轮片，新砂轮片落下被弯折段挡住成为最下面的新砂轮片。该结构能简单实现新砂轮片的逐个下料，又能防止新砂轮片的非正常掉落。

附图说明

图1为使用本发明的砂轮机的结构示意图。

图2为图1所示结构在另一角度的结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明中砂轮夹持装置的结构示意图。

图5为图4所示结构中夹持板的结构示意图。

图6为本发明中砂轮夹爪的结构示意图。

图7为本发明中相机轨道机构的结构示意图。

上述附图中的附图标记为：1、砂轮机主体，2、砂轮片，3、底座，4、控制面板，41、液晶显示屏，5、支架， 51、支撑杆，52、悬伸部，6、自动扳手，61、扳手底座，62、机体，63、螺栓套筒，7、砂轮夹爪，71、爪根件，72、爪头，73、弧形挡板，8、新砂轮提供筒，81、夹持座，82、电动转轴，83、夹持板，831、夹持段，832、圆弧段、833、安装部，834、弯折段，84、橡胶层，9、旧砂轮收集筒，10、相机轨道机构，101、圆形底盘，102、环形轨道，103、驱动电机的输出端，104、相机安装杆，105、滑动块，106、工业相机。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1。

如图1-5所示，本实施例中本发明提供了一种所述的自动快换砂轮片2系统，包括底座3、控制面板4、支架5、升降机构、自动扳手6、砂轮夹爪7、旧砂轮收集筒9和新砂轮提供筒8。砂轮机主体1侧面固定有水平设置的支撑台，所述底座3安装在所述支撑台上。

所述升降机构固定在所述底座3上且升降杆直立伸出，所述升降杆上固定有朝侧面伸出的扳手底座61，所述扳手底座61上面安装有自动扳手6，所述扳手底座61上方设置有砂轮夹爪7，所述砂轮夹爪7的连接臂安装在旋转电机的壳体上，所述旋转电机的输出轴从两端伸出，输出轴下端同轴固定在所述升降杆顶端，另一端连接所述支架5，所述支架5包括固定在输出轴上的支撑杆51和由所述支撑杆51顶端向侧面伸出的悬伸部52，所述悬伸部52的端部向下固定连接有所述新砂轮提供筒8，所述新砂轮提供筒8正下方设有固定在所述底座3上的旧砂轮收集筒9，所述新砂轮提供筒8开口向下，所述旧砂轮收集筒9开口向上，所述新砂轮提供筒8和所述旧砂轮收集筒9之间留有供所述砂轮夹爪7进入的空隙，所述新砂轮提供筒8内设有砂轮夹持装置。

所述升降机构为电缸，安装在底座3上，升降杆固定在电缸中的丝杆滑块上，上下运动。旋转电机的输出轴连接升降杆和支撑杆51，转动时输出轴不动而旋转电机的壳体转动，带动砂轮片2的连接臂旋转。砂轮夹爪7的高度在上升后与砂轮的位置相对应。

所述自动扳手6包括固定在所述扳手底座61上的机体62、设在机体62内的扳手电机、与固定砂轮的螺母相配合的螺栓套筒63和弹性连接结构，所述扳手电机的输出轴竖直向上伸出，所述弹性连接结构包括固定在所述输出轴上的管套，固定在所述螺栓套筒63底部的连接柱和弹簧，所述连接柱滑动插接在管套中，所述连接柱与所述管套底部通过弹簧连接。

所述砂轮夹持装置包括对称安装在所述新砂轮提供筒8开口处内侧的一对电动夹持件，所述电动夹持包括固定在所述新砂轮提供筒8内侧的夹持座81，所述夹持座81朝内的伸出端通过电动转轴82转动安装有夹持板83，所述夹持板83包括以所述电动转轴82的轴心为圆心的圆弧段832、位于所述圆弧段832上端的夹持段831、位于圆弧段832下端的连接段和位于所述连接段下段的弯折段834，所述圆弧段832上固定有连接所述电动转轴82的安装部833，在非夹持状态下，两侧的所述连接段彼此相对并与所述新砂轮片之间留有间隙，所述弯折段834从底部挡住最下面的新砂轮片，所述加持段超内一侧固定有橡胶层84，并在夹持状态下彼此相对夹紧自下方起第二个新砂轮片。

所述砂轮夹爪7包括所述连接臂、固定在连接臂端部的爪根件71、对称铰接在所述爪根件71上的一对爪头72、安装在所述爪根件71中的夹爪电机和传动机构，在夹紧时所述爪头72的中心形成与所述砂轮片2形状相配合的夹爪孔，所述夹爪孔下端设有挡住上面的砂轮片2的挡环，所述挡环由两个弧形挡板73拼成，所述弧形挡板73分别固定在同侧的爪头72上。

所述传动机构包括安装在所述夹爪电机输出端的主动齿轮、固定安装在每个爪头72端部的转轴上的从动齿轮，所述主动齿轮啮合到所述从动齿轮之一，两个从动齿轮之间相互啮合，所述从动齿轮的大小形状相同。

所述控制面板4上设有分别对应连接到所述升降机构、所述旋转电机、所述扳手电机、所述夹爪电机和所述电动转轴82的开关。

使用本装置时先将未拆卸的砂轮片2移动到自动扳手6的正上方，令安装砂轮片2的螺母朝下正对自动扳手6的螺栓套筒63。通过旋转电机将砂轮夹爪7转动到砂轮片2的正下方，这时可转动砂轮片2令螺母与螺栓套筒63的的螺栓孔相配合，并将砂轮夹爪7合起，然后启动电缸令升降杆上升，螺栓套筒63随自动扳手6上升套在螺母上，同是砂轮片2位于砂轮夹爪7中。启动自动扳手6，自动扳手6转动拆卸螺母，螺母落在螺栓套筒63中，旧的砂轮片2落在砂轮夹爪7中被挡环挡住。接着将升降杆降下让旧的砂轮片2脱离螺栓，然后启动旋转电机令砂轮夹爪7转动至旧砂轮收集筒9和新砂轮提供筒8之间的位置，正对旧砂轮收集筒9和新砂轮提供筒8二者的开口。

这时打开砂轮夹爪7让旧的砂轮片2掉入旧砂轮收集筒9，然后将砂轮夹爪7合起。启动砂轮夹持装置，让电动转轴82转动令挡住最下层新砂轮片的弯折段834向外打开，最下层新砂轮片掉落到砂轮夹爪7的挡环上。同时原本自下方起第二个砂轮片2被加持段上的橡胶层84夹住无法下落，砂轮夹持装置处于夹持状态。接着反向运行砂轮夹持装置，令其回复至非夹持状态，解除橡胶层84夹紧之前，弯折段834已经位于砂轮片2下面，当橡胶层84松开时，最下面的砂轮片2下落后被弯折段834挡住。此时砂轮夹爪7可以同时转动回到砂轮片2安装处，螺栓对着新的砂轮片2的中心孔。对准后再启动升降机构，将新的砂轮片2套上螺杆，也将螺母伸到螺杆端部，之后启动自动扳手6将螺母上紧，实现了砂轮片2的更换。最后降低升降杆，将砂轮夹爪7和螺栓套筒63分别从砂轮片2和螺母上分离。之后即可将装好的砂轮恢复到加工位置。

本系统通过控制面板4控制各个装置能够实现对砂轮片2的自动拆卸、自动更换和自动安装，在固定位置用扳手电机带动螺母相匹配的螺栓套筒63进行准确的拆卸或安装。更换迅速快捷、并且安装可靠。

实施例2。

在实施例1的技术方案基础上，本实施例还设置了集成式机器视觉系统，集成式机器视觉系统包括安装有工业相机106的相机轨道机构10和数据处理器。所述底座3为内部安装数据处理器的主箱体。在底座3正面的控制面板4上还设有液晶显示屏41。工业相机106安装在相机轨道机构10的外缘对着砂轮片2的边缘位置，并与所述数据处理器信号连接，所述数据处理器分别连接到所述控制面板4的各个开关和液晶显示屏41，此外所述升降机构、所述旋转电机、所述扳手电机、所述夹爪电机和所述电动转轴82均电连接到所述数据处理器。

所述相机轨道机构10设在所述自动扳手6的正下方，包括固定在所述底座3上的圆形底盘101、固定在所述底座3中的驱动电机、相机安装杆104、环形轨道102、滑动安装在所述环形轨道102中的滑动块105。所述驱动电机的输出端103从所述圆形底盘101中心伸出，所述相机安装杆104为可伸缩杆，所述可伸缩杆包括外套管和滑动插接在所述外套管上的活动杆，所述外套管一端固定在所述驱动电机的输出端103，另一端与所述滑动块105固定连接，所述活动杆少外伸出且伸出端固定有朝上拍摄的工业相机106。相机安装杆104可选择气动伸缩杆或电动伸缩杆，实现对工业相机106伸出长度的控制。

这样在使用时当砂轮片2位于自动扳手6正上方时，通过可伸缩杆能将工业相机106的位置调节到正对砂轮边缘处，此时可启动驱动电机，带动工业相机106作360°转动拍摄。数据处理器接收工业相机106输出的图像信息后与预先设定的相关数据进行对比，判断磨损部分的区域是否达到阈值，若达到阈值则开始启动砂轮片2更换。 液晶显示屏41用于展现砂轮片2的照片和本系统的各个数据。使用数据处理器可以通过事先设定的计时器实现按时间自动运行，进一步提高砂轮片2更换的自动化效果，节约人力，提高效率。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动快换砂轮片系统，其特征在于：包括底座（3）、控制面板（4）、支架（5）、升降机构、自动扳手（6）、砂轮夹爪（7）、旧砂轮收集筒（9）和新砂轮提供筒（8），所述升降机构固定在所述底座（3）上且升降杆直立伸出，所述升降杆上固定有朝侧面伸出的扳手底座（61），所述扳手底座（61）上面安装有自动扳手（6），所述扳手底座（61）上方设置有砂轮夹爪（7），所述砂轮夹爪（7）的连接臂安装在旋转电机的壳体上，所述旋转电机的输出轴从两端伸出，输出轴下端同轴固定在所述升降杆顶端，另一端连接所述支架（5），所述支架（5）包括固定在输出轴上的支撑杆（51）和由所述支撑杆（51）顶端向侧面伸出的悬伸部（52），所述悬伸部（52）的端部向下固定连接有所述新砂轮提供筒（8），所述新砂轮提供筒（8）正下方设有固定在所述底座（3）上的旧砂轮收集筒（9），所述新砂轮提供筒（8）开口向下，所述旧砂轮收集筒（9）开口向上，所述新砂轮提供筒（8）和所述旧砂轮收集筒（9）之间留有供所述砂轮夹爪（7）进入的空隙，所述新砂轮提供筒（8）内设有砂轮夹持装置，所述升降机构为电缸；

所述自动扳手（6）包括固定在所述扳手底座（61）上的机体（62）、设在所述机体（62）内的扳手电机、与固定砂轮的螺母相配合的螺栓套筒（63）和弹性连接结构，所述扳手电机的输出轴竖直向上伸出，所述弹性连接结构包括固定在所述输出轴上的管套，固定在所述螺栓套筒（63）底部的连接柱和弹簧，所述连接柱滑动插接在管套中，所述连接柱与所述管套底部通过弹簧连接；

所述砂轮夹持装置包括对称安装在所述新砂轮提供筒（8）开口处内侧的一对电动夹持件，所述电动夹持件包括固定在所述新砂轮提供筒（8）内侧的夹持座（81），所述夹持座（81）朝内的伸出端通过电动转轴（82）转动安装有夹持板（83），所述夹持板（83）包括以所述电动转轴（82）的轴心为圆心的圆弧段（832）、位于所述圆弧段（832）上端的夹持段（831）、位于圆弧段（832）下端的连接段和位于所述连接段下段的弯折段（834），所述圆弧段（832）上固定有连接所述电动转轴（82）的安装部（833），在非夹持状态下，两侧的所述连接段彼此相对并与所述砂轮片（2）之间留有间隙，所述弯折段（834）从底部挡住最下面的砂轮片（2），所述夹持段（831）朝内一侧固定有橡胶层（84），并在夹持状态下彼此相对夹紧自下方起第二个砂轮片（2）。

2.根据权利要求1所述的一种自动快换砂轮片系统，其特征在于：所述砂轮夹爪（7）包括所述连接臂、固定在连接臂端部的爪根件（71）、对称铰接在所述爪根件（71）上的一对爪头（72）、安装在所述爪根件（71）中的夹爪电机和传动机构，在夹紧时所述爪头（72）的中心形成与所述砂轮片（2）形状相配合的夹爪孔，所述夹爪孔下端设有挡住上面的砂轮片（2）的挡环，所述挡环由两个弧形挡板（73）拼成，所述弧形挡板（73）分别固定在同侧的爪头（72）上。

3.根据权利要求2所述的一种自动快换砂轮片系统，其特征在于：所述传动机构包括安装在所述夹爪电机输出端的主动齿轮、固定安装在每个爪头（72）端部的转轴上的从动齿轮，所述主动齿轮啮合到所述从动齿轮之一，两个从动齿轮之间相互啮合，所述从动齿轮的大小形状相同。

4.根据权利要求3所述的一种自动快换砂轮片系统，其特征在于：所述控制面板（4）上设有分别对应连接到所述升降机构、所述旋转电机、所述扳手电机、所述夹爪电机和所述电动转轴（82）的开关。

5.根据权利要求3所述的一种自动快换砂轮片系统，其特征在于：还包括集成式机器视觉系统，集成式机器视觉系统包括安装有工业相机（106）的相机轨道机构（10）和数据处理器；所述底座（3）为内部安装数据处理器的主箱体，所述工业相机（106）安装在所述相机轨道机构（10）的外缘对着砂轮片（2）的边缘位置，并与所述数据处理器信号连接，所述数据处理器分别连接到所述控制面板（4）的各个开关，此外所述升降机构、所述旋转电机、所述扳手电机、所述夹爪电机和所述电动转轴（82）均电连接到所述数据处理器。

6.根据权利要求5所述的一种自动快换砂轮片系统，其特征在于：所述相机轨道机构（10）设在所述自动扳手（6）的正下方，包括固定在所述底座（3）上的圆形底盘（101）、固定在所述底座（3）中的驱动电机、相机安装杆（104）、环形轨道（102）、滑动安装在所述环形轨道（102）中的滑动块（105）；所述驱动电机的输出端（103）从所述圆形底盘（101）中心伸出，所述相机安装杆（104）固定连接所述驱动电机的输出端（103）和所述滑动块（105）。

7.根据权利要求6所述的一种自动快换砂轮片系统，其特征在于：所述相机安装杆（104）为可伸缩杆，包括外套管和滑动插接在所述外套管上的活动杆，所述外套管一端固定在所述驱动电机的输出端（103），另一端与所述滑动块（105）固定连接，所述活动杆向外伸出且伸出端固定有朝上拍摄的工业相机（106）。

8.根据权利要求5所述的一种自动快换砂轮片系统，其特征在于：在底座（3）正面的控制面板（4）上还设有液晶显示屏（41），所述液晶显示屏（41）电连接到所述数据处理器。