CN110281120A - 适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置 - Google Patents

适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，包括砂带运动机构、往复运动模块、上下移动装置、支撑装置，所述砂带运动机构、往复运动模块、上下移动装置均安装在支撑装置上，所述砂带运动机构连接往复运动模块、上下移动装置；所述砂带运动机构实现砂带匀速运动，所述往复运动模块提供砂带磨抛动力，所述上下移动装置实现砂带更换。本发明能通过砂带驱动轮匀速驱动、砂带压磨板的往复运动，在保证砂带磨抛效率的前提下，保证磨抛砂带磨削效率保证恒定，从而能很好解决冲压磨具高精度要求的表面质量需求。本发明的上下移动装置能够对主动轮与张紧轮对砂带的张紧程度进行快速调节，同时实现砂带的方便更换。

Description

适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置
技术领域
本发明涉及磨抛设备领域，具体地涉及适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置。
背景技术
工件表面磨抛的一般处理是采用机器人磨抛，其主要有两种方式，一种为机器人抓取工件在外部砂带机上进行磨抛，第二种方式为机器人抓取砂带机对安装固定的工件进行磨抛，这两种工业自动化应用方式主要存在的缺点是：在机器人抓取工件时，对于异形工件或需磨抛的区域尺寸限制的问题，会导致磨抛不均匀，或者磨抛不到等问题；在机器人抓取砂带机时，砂带通过驱动轮带动以一定的线速度对工件进行磨抛，砂带的磨抛效率整体上波动大，因砂带磨损，导致磨抛表面质量不均匀，且磨损后的砂带不方便更换。此外，对于传统的这两种方式，砂带需人工辅助更换，更换周期长，且人工更换时机器人磨抛工位或流水线需停机，影响机器人磨抛工位或流水线的自动化与智能化水平。
冲压磨具现已运用在很多领域，制造冲压磨具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等，冲压磨具具有各种各样的复杂形状，可以看出，冲压磨具对磨抛表面粗糙度与形位精度要求高，以上所述两种方式均不适用于冲压磨具的磨抛。
公开号为CN 107932278A的专利文献公开了一种叶片全特征机器人磨抛装置，该叶片磨抛装置包括自适应砂带磨抛机构、接触轮式砂带磨抛机构和自适应砂轮磨抛机构，三者分别磨抛叶片的叶背和叶缘、叶盆、阻尼台和叶根转角位置，由此实现叶片所有特征的磨抛；其中，每个机构均包括连接法兰、音圈电机、力传感器、电机和打磨模块，音圈电机设置在连接法兰上，且与力传感器之间通过滑块连接，力传感器与打磨模块连接用于测量打磨模块实际的磨削力，电机与打磨模块连接用于驱动打磨模块，连接法兰用于将磨抛装置与外界机器人连接。此方案能够实现对复杂曲面的磨抛，但是无法实现砂带的自动更换，也不能保证磨抛砂带磨削效率的恒定。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置。
根据本发明提供的一种适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，包括砂带运动机构、往复运动模块、上下移动装置、支撑装置，所述砂带运动机构、往复运动模块、上下移动装置均安装在支撑装置上，所述砂带运动机构连接往复运动模块、上下移动装置；
所述砂带运动机构实现砂带匀速运动，所述往复运动模块提供砂带磨抛动力，所述上下移动装置实现砂带更换。
优选地，所述支撑装置包括张紧轮安装板、伸缩气缸安装板、主动轮安装板、电机安装板，所述主动轮安装板、张紧轮安装板分别连接伸缩气缸安装板，所述伸缩气缸安装板连接电机安装板。
优选地，所述砂带运动机构包括由主动轮、主动接触法兰、砂带驱动电机、砂带，所述主动轮安装在主动轮安装板的前板前侧，所述主动接触法兰安装在电机安装板上，所述砂带驱动电机安装在主动轮安装板的前板后侧，砂带驱动电机的传动轴穿过主动轮安装板的前板连接主动轮，所述砂带连接主动轮，所述砂带在砂带驱动电机的驱动下运动，所述主动接触法兰连接机器人。
优选地，所述砂带驱动电机还设置有电机传动罩，所述砂带驱动电机安装在电机传动罩的一端，电机传动罩的另一端安装在主动轮安装板的前板后侧。
优选地，所述往复运动模块包括第二张紧轮、压磨固定柱、压磨板、第三张紧轮、压磨板驱动电机、曲柄滑块传动机构，所述第二张紧轮、第三张紧轮安装在张紧轮安装板上并连接砂带运动机构的砂带，所述压磨板驱动电机安装在电机安装板上，压磨板驱动电机的传动轴连接曲柄滑块传动机构，曲柄滑块传动机构连接压磨板固定柱，压磨板固定柱连接压磨板，压磨板连接砂带传动机构的砂带。
优选地，所述曲柄滑块传动机构设置有曲柄滑块罩壳，所述曲柄滑块罩壳安装在电机安装板上，所述曲柄滑块传动机构安装在曲柄滑块罩壳内部，曲柄滑块传动机构通过曲柄滑块罩壳连接压磨板固定柱。
优选地，所述第二张紧轮、第三张紧轮分别设置在压磨板固定柱的两侧，能够张紧压磨板固定柱的两侧的砂带运动机构的砂带；所述第二张紧轮、第三张紧轮安装在张紧轮安装板或曲柄滑块罩壳上。
优选地，所述压磨板驱动电机设置有电机罩壳，所述电机罩壳紧固连接或一体成型在伸缩气缸安装板上，位于伸缩气缸安装板的中部，所述电机罩壳连接电机安装板，所述压磨板驱动电机位于电机罩壳与电机安装板限定的容纳空间内。
优选地，所述上下移动装置包括主动轮、第一张紧轮、第一伸缩气缸、滑杆、第二伸缩气缸，所述第一张紧轮安装在张紧轮安装板上，所述第一伸缩气缸、第二伸缩气缸分别安装在伸缩气缸安装板的两端部，所述滑杆一端连接主动轮安装板的下板或张紧轮安装板，滑杆的另一端连接第一伸缩气缸或第二伸缩气缸，所述滑杆能够在第一伸缩气缸或第二伸缩气缸的滑道内滑移，改变主动轮和第二伸缩气缸之间、第一张紧轮和第一伸缩气缸之间的距离，使砂带运动机构的砂带处于张紧或放松的状态。
优选地，所述上下移动装置还包括一个或多个张紧轮，每个张紧轮对应设置一个伸缩气缸，张紧轮与伸缩气缸之间通过滑杆连接，所述一个或多个张紧轮设置在主动轮、第一张紧轮之间；
或者一个或多个张紧轮对应一个伸缩气缸，伸缩气缸通过滑杆连接板连接一根或多根滑杆，滑杆与张紧轮一一对应连接。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过第一驱动电机进行砂带磨损控制，通过第二张紧轮进行砂带磨抛线速度控制，通过主动接触法兰进行磨抛力控制，通过机器人行进速度进行磨抛节拍控制，从而保证在磨抛效率不变的情况下，保证砂带磨损一致，达到冲压磨具对表面质量的高精度要求。
2、本发明通过上下移动装置对主动轮与张紧轮对砂带的张紧程度进行快速调节，同时实现砂带的方便更换，提升整个机器人磨抛的自动化与智能化水平。
3、本发明结构紧凑合理，通过罩壳结构能够对电机、传动机构等提供有效的保护，提供使用安全性与使用寿命。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的柔性砂带磨抛装置的等轴测视图。
图2为本发明提供的柔性砂带磨抛装置的正视图。
图3为图2在A-A截面处的剖面视图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
根据本发明提供的一种适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，如图1-3所示，包括砂带运动机构、往复运动模块、上下移动装置、支撑装置，所述砂带运动机构、往复运动模块、上下移动装置均安装在支撑装置上，所述砂带运动机构连接往复运动模块、上下移动装置；所述砂带运动机构实现砂带匀速运动，所述往复运动模块提供砂带磨抛动力，所述上下移动装置实现砂带更换。
所述支撑装置包括张紧轮安装板3、伸缩气缸安装板5、主动轮安装板11、电机安装板18，所述主动轮安装板11、张紧轮安装板3分别连接伸缩气缸安装板5，所述伸缩气缸安装板5连接电机安装板18。
所述砂带运动机构包括由主动轮1、主动接触法兰12、砂带驱动电机16、砂带，所述主动轮1安装在主动轮安装板11的前板前侧，优选地，主动轮1安装后用轴端挡圈固定，所述主动接触法兰12安装在电机安装板18上，所述砂带驱动电机16安装在主动轮安装板11的前板后侧，砂带驱动电机16的传动轴穿过主动轮安装板11的前板连接主动轮1，所述砂带连接主动轮1，所述砂带在砂带驱动电机16的驱动下运动，所述主动接触法兰12连接机器人。所述砂带驱动电机16还设置有电机传动罩20，所述砂带驱动电机16安装在电机传动罩20的一端，电机传动罩20的另一端安装在主动轮安装板11的前板后侧。所述主动接触法兰12即ACF(ACTIVE CONTACT FLANGE)，又称柔性力控法兰或者自适应接触法兰，是一款能够保持机器人末端工具手法兰与工件加工接触面接触力恒定的设备，该设备为现有技术，基于气动、模拟量控制，其高精度与高灵敏度的控制，能够保证工具手法兰与加工面之间的接触力控制在±1N以内，特别适用于打磨、抛光等应用场合。根据不同选型，其压力范围可选为0-100N或0-500N，伸缩行程可选35.5mm、48mm、98mm等，可选带重力感应传感器以克服自身重力，从而适应任意加工角度的应用。砂带驱动电机16通过电机传动轴带动主动轮1匀速旋转，实现砂带匀速运动，保证砂带磨损均匀一致，减小磨抛产品的加工误差，当砂带在压磨板10运动后，此段砂带即报废。
所述往复运动模块包括第二张紧轮8、压磨固定柱9、压磨板10、第三张紧轮15、压磨板驱动电机17、曲柄滑块传动机构19，所述第二张紧轮8、第三张紧轮15安装在张紧轮安装板3上并连接砂带运动机构的砂带，所述压磨板驱动电机17安装在电机安装板18上，压磨板驱动电机17的传动轴连接曲柄滑块传动机构19，曲柄滑块传动机构19连接压磨板固定柱9，压磨板固定柱9连接压磨板10，压磨板10连接砂带传动机构的砂带，优选地，压磨板10的四角用用穿过压磨板固定柱9的螺钉紧固。所述曲柄滑块传动机构19设置有曲柄滑块罩壳7，起保护和防尘作用，所述曲柄滑块罩壳7安装在电机安装板18上，所述曲柄滑块传动机构19安装在曲柄滑块罩壳7内部，曲柄滑块传动机构19通过曲柄滑块罩壳7连接压磨板固定柱9。所述第二张紧轮8、第三张紧轮15分别设置在压磨板固定柱9的两侧，能够张紧压磨板固定柱9的两侧的砂带运动机构的砂带；所述第二张紧轮8、第三张紧轮15安装在张紧轮安装板3或曲柄滑块罩壳7上。所述压磨板驱动电机17设置有电机罩壳4，所述电机罩壳4紧固连接或一体成型在伸缩气缸安装板5上，位于伸缩气缸安装板5的中部，所述电机罩壳4连接电机安装板18，所述压磨板驱动电机17位于电机罩壳4与电机安装板18限定的容纳空间内，对压磨板驱动电机17起保护和防尘作用。压磨板驱动电机17通过传动轴驱动使压磨板10在垂直于砂带运动方向上往复运动，压磨板10在其运动方向上能够与砂带接触，提供砂带磨抛装置磨抛动力，保证砂带磨抛的效率。
所述上下移动装置包括主动轮1、第一张紧轮2、第一伸缩气缸6、滑杆13、第二伸缩气缸14，所述第一张紧轮2安装在张紧轮安装板3上，所述第一伸缩气缸6、第二伸缩气缸14分别安装在伸缩气缸安装板5的两端部，所述滑杆13一端连接主动轮安装板11的下板或张紧轮安装板3，滑杆13的另一端连接第一伸缩气缸6或第二伸缩气缸14，所述滑杆能够在第一伸缩气缸6或第二伸缩气缸14的滑道内滑移，改变主动轮1和第二伸缩气缸14之间、第一张紧轮2和第一伸缩气缸6之间的距离，使砂带运动机构的砂带处于张紧或放松的状态，砂带处于放松状态时方便更换，滑杆13能够在第二伸缩气缸14的滑道内滑移用以张紧主动轮1，保证砂带与主动轮1之间的摩擦力，滑杆13能够在第一伸缩气缸6的滑倒内滑移用以张紧砂带。当需要更换砂带时，滑杆13在伸缩气缸的滑道内下移，带动驱动轮1，第一张紧轮2随之向下移动，砂带松弛，从而实现砂带更换。所述上下移动装置还包括一个或多个张紧轮，每个张紧轮对应设置一个伸缩气缸，张紧轮与伸缩气缸之间通过滑杆13连接，所述一个或多个张紧轮设置在主动轮1、第一张紧轮2之间；或者一个或多个张紧轮对应一个伸缩气缸，伸缩气缸通过滑杆连接板连接一根或多根滑杆13，滑杆13与张紧轮一一对应连接。
所述适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置通过砂带驱动电机16进行砂带磨损控制，通过第二张紧轮8进行砂带磨抛线速度控制，通过主动接触法兰12进行磨抛力控制，通过机器人行进速度进行磨抛节拍控制，从而实现磨抛表面质量保证。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，包括砂带运动机构、往复运动模块、上下移动装置、支撑装置，所述砂带运动机构、往复运动模块、上下移动装置均安装在支撑装置上，所述砂带运动机构连接往复运动模块、上下移动装置；
所述砂带运动机构实现砂带匀速运动，所述往复运动模块提供砂带磨抛动力，所述上下移动装置实现砂带更换。
2.根据权利要求1所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述支撑装置包括张紧轮安装板(3)、伸缩气缸安装板(5)、主动轮安装板(11)、电机安装板(18)，所述主动轮安装板(11)、张紧轮安装板(3)分别连接伸缩气缸安装板(5)，所述伸缩气缸安装板(5)连接电机安装板(18)。
3.根据权利要求2所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述砂带运动机构包括由主动轮(1)、主动接触法兰(12)、砂带驱动电机(16)、砂带，所述主动轮(1)安装在主动轮安装板(11)的前板前侧，所述主动接触法兰(12)安装在电机安装板(18)上，所述砂带驱动电机(16)安装在主动轮安装板(11)的前板后侧，砂带驱动电机(16)的传动轴穿过主动轮安装板(11)的前板连接主动轮(1)，所述砂带连接主动轮(1)，所述砂带在砂带驱动电机(16)的驱动下运动，所述主动接触法兰(12)连接机器人。
4.根据权利要求3所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述砂带驱动电机(16)还设置有电机传动罩(20)，所述砂带驱动电机(16)安装在电机传动罩(20)的一端，电机传动罩(20)的另一端安装在主动轮安装板(11)的前板后侧。
5.根据权利要求2所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述往复运动模块包括第二张紧轮(8)、压磨固定柱(9)、压磨板(10)、第三张紧轮(15)、压磨板驱动电机(17)、曲柄滑块传动机构(19)，所述第二张紧轮(8)、第三张紧轮(15)安装在张紧轮安装板(3)上并连接砂带运动机构的砂带，所述压磨板驱动电机(17)安装在电机安装板(18)上，压磨板驱动电机(17)的传动轴连接曲柄滑块传动机构(19)，曲柄滑块传动机构(19)连接压磨板固定柱(9)，压磨板固定柱(9)连接压磨板(10)，压磨板(10)连接砂带传动机构的砂带。
6.根据权利要求5所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述曲柄滑块传动机构(19)设置有曲柄滑块罩壳(7)，所述曲柄滑块罩壳(7)安装在电机安装板(18)上，所述曲柄滑块传动机构(19)安装在曲柄滑块罩壳(7)内部，曲柄滑块传动机构(19)通过曲柄滑块罩壳(7)连接压磨板固定柱(9)。
7.根据权利要求6所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述第二张紧轮(8)、第三张紧轮(15)分别设置在压磨板固定柱(9)的两侧，能够张紧压磨板固定柱(9)的两侧的砂带运动机构的砂带；所述第二张紧轮(8)、第三张紧轮(15)安装在张紧轮安装板(3)或曲柄滑块罩壳(7)上。
8.根据权利要求5所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述压磨板驱动电机(17)设置有电机罩壳(4)，所述电机罩壳(4)紧固连接或一体成型在伸缩气缸安装板(5)上，位于伸缩气缸安装板(5)的中部，所述电机罩壳(4)连接电机安装板(18)，所述压磨板驱动电机(17)位于电机罩壳(4)与电机安装板(18)限定的容纳空间内。
9.根据权利要求2所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述上下移动装置包括主动轮(1)、第一张紧轮(2)、第一伸缩气缸(6)、滑杆(13)、第二伸缩气缸(14)，所述第一张紧轮(2)安装在张紧轮安装板(3)上，所述第一伸缩气缸(6)、第二伸缩气缸(14)分别安装在伸缩气缸安装板(5)的两端部，所述滑杆(13)一端连接主动轮安装板(11)的下板或张紧轮安装板(3)，滑杆(13)的另一端连接第一伸缩气缸(6)或第二伸缩气缸(14)，所述滑杆能够在第一伸缩气缸(6)或第二伸缩气缸(14)的滑道内滑移，改变主动轮(1)和第二伸缩气缸(14)之间、第一张紧轮(2)和第一伸缩气缸(6)之间的距离，使砂带运动机构的砂带处于张紧或放松的状态。
10.根据权利要求9所述的适用于机器人末端柔性砂带磨抛装置，其特征在于，所述上下移动装置还包括一个或多个张紧轮，每个张紧轮对应设置一个伸缩气缸，张紧轮与伸缩气缸之间通过滑杆(13)连接，所述一个或多个张紧轮设置在主动轮(1)、第一张紧轮(2)之间；
或者一个或多个张紧轮对应一个伸缩气缸，伸缩气缸通过滑杆连接板连接一根或多根滑杆(13)，滑杆(13)与张紧轮一一对应连接。
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