CN111168530A - 基于工业机器人的棒材缺陷修磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于工业机器人的棒材缺陷修磨装置，包括机器人本体、安装法兰、力位执行器、浮动磨头、第一伺服电机、对转辊道，所述力位执行器上端通过所述安装法兰连接所述机器人本体的活动端、下端连接所述第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴连接所述浮动磨头，所述对转辊道包括第二伺服电机、传动机构、主动辊、从动辊，所述机器人本体活动端的作业范围覆盖所述对转辊道。本发明的优点是：实现了棒材的自动修磨，且可适应不同长度棒材的修磨。同时，可利用吸尘机构净化修磨现场的粉尘颗粒物，减小粉尘颗粒物对自动化作业的影响。此外，采用力位执行器和粗、精磨集成设计，提高磨削精度和效率。

Description

基于工业机器人的棒材缺陷修磨装置

技术领域

本发明涉及一种修磨装置，尤其涉及一种基于工业机器人的棒材缺陷修磨装置，属于冶金制造的技术领域。

背景技术

在现有的生产实践中，常见的修磨方式主要有以下两种：1、人工使用手持磨光机完成。该种修磨方式修磨深度不可控、表面质量不高，修磨后的圆棒无法达到探伤和表面质量检验要求，只能作为二等品销售，而且效率较低，劳动强度大、对人体具有粉尘伤害；2、采用移动台架配合固定磨头进行整体剥皮。该种方式缺乏局部缺陷的识别手段，不能进行局部修磨，没有修磨深度的精确控制手段，修磨量较大、修磨精度低，修磨后的圆棒只能降规格等级销售。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于工业机器人的棒材缺陷修磨装置，实现棒材的自动化精确修磨。

技术方案：一种基于工业机器人的棒材缺陷修磨装置，包括机器人本体、安装法兰、力位执行器、浮动磨头、第一伺服电机、对转辊道，所述力位执行器上端通过所述安装法兰连接所述机器人本体的活动端、下端连接所述第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴连接所述浮动磨头，所述对转辊道包括第二伺服电机、传动机构、主动辊、从动辊，所述主动辊、从动辊纵向间隔设置，且横向排列设置有多组，所述第二伺服电机的输出端通过所述传动机构连接每一个所述主动辊，所述机器人本体活动端的作业范围覆盖所述对转辊道。

本发明的原理是：进行棒材缺陷修磨时，首先将其上料至对转辊道上，第二伺服电机启动，主动辊在传动机构的带动下开始旋转，带动棒材和从动辊旋转，为实现对于棒材各个位置的修磨提供基础。在识别到棒材缺陷位置后，机器人本体驱动浮动磨头接近该缺陷位置，第一伺服电机启动，浮动磨头进行修磨作业。由于安装了力位执行器，修磨时，其内置的压力传感器可使浮动磨头保持恒力进行修磨，避免将棒材表面打磨成兰紫色，内置的位移传感器可使浮动磨头沿设定的轮廓进行打磨并记录打磨轨迹，磨削精度高。

进一步，还包括滑移机构，所述滑移机构包括底座、第三伺服电机、减速器、滑轨、齿槽、支撑板，所述底座位于所述对转辊道侧方，所述滑轨、齿槽沿所述底座的长度方向固定在所述底座上，且平行于所述对转辊道，所述支撑板上端固定所述机器人本体、下端通过滑块安装在所述滑轨上，所述第三伺服电机、减速器安装在所述支撑板上，且所述第三伺服电机的输出端通过所述减速器与所述齿槽啮合连接。本结构中，第三伺服电机启动，通过控制减速器与齿槽的啮合，带动支撑板在滑轨上运动，从而带动机器人本体沿对转辊道运动，便于修磨作业。

进一步，所述滑移机构还包括定位传感器，所述定位传感器安装于所述底座的长度方向两端，且与所述支撑板的两端位置对应，以进行电子限位。

进一步，所述滑移机构还包括滑轨护罩，所述滑轨护罩包裹固定在所述滑轨的外侧、前后两端、上下两端。本结构中，修磨现场粉尘、颗粒物较多，为避免其卡死滑轨，影响自动化作业，设置了滑轨护罩，同时，滑轨护罩的前后两端还可形成机械限位保护，防止支撑板从滑轨上脱落。

进一步，还包括除尘机构，所述除尘机构包括工业除尘器、除尘管道、支架，所述工业除尘器固定在所述支撑板上，所述除尘管道一端连接所述工业除尘器、另一端延伸至所述浮动磨头处，所述除尘管道的中部通过所述支架与所述机器人本体固定。本结构中，浮动磨头进行棒材的修磨作业时，产生的粉尘可通过除尘管道吸入工业除尘器，净化现场环境，减小粉尘颗粒物对自动化作业的影响。

进一步，所述除尘机构还包括吸尘护罩，所述吸尘护罩固定在所述安装法兰上，且盖设在所述浮动磨头上部，所述除尘管道接入所述吸尘护罩。本结构中，通过盖设在浮动磨头上的吸尘护罩，加大除尘管道的吸尘范围，进一步减小粉尘颗粒物对自动化作业的影响。

进一步，所述吸尘护罩与所述除尘管道前端为一体焊接成型，避免粉尘颗粒物从接缝处泄露。

进一步，所述浮动磨头包括磨具、轴承压紧套、角接触轴承、过渡法兰，所述磨具、角接触轴承相邻的套设在所述第一伺服电机的输出轴上，所述角接触轴承临近所述第一伺服电机，所述轴承压紧套套设在所述角接触轴承上，所述过渡法兰套设在所述轴承压紧套上，且其端部与所述第一伺服电机固定，以使修磨结构更加稳定。

进一步，所述磨具包括相邻的套设在所述第一伺服电机输出轴上的精磨砂轮、粗磨砂轮，所述粗磨砂轮临近所述角接触轴承，所述精磨砂轮固定在所述第一伺服电机输出轴的端部上，且所述精磨砂轮的直径大于所述粗磨砂轮的直径，以利用同一个机器人前端结构进行粗磨和精磨，提高修磨效率，同时优化磨具结构。

进一步，所述传动机构包括传动轴、主传送带、副传送带，所述主传送带绕设在所述第二伺服电机的输出轴与传送轴之间形成回转，所述副传送带分别绕设在所述传动轴与每个主动辊上形成回转。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：实现了棒材的自动修磨，且可适应不同长度棒材的修磨。同时，可利用吸尘机构净化修磨现场的粉尘颗粒物，减小粉尘颗粒物对自动化作业的影响。此外，采用力位执行器和粗、精磨集成设计，提高磨削精度和效率。

附图说明

图1为本发明的滑移机构安装结构立体示图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为对转辊道结构示意图；

图5为机器人本体连接结构示意图；

图6为第三伺服电机位置的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种基于工业机器人的棒材缺陷修磨装置，如附图1～4所示，包括机器人本体1、安装法兰2、力位执行器3、浮动磨头4、第一伺服电机5、对转辊道6、滑移机构7、除尘机构8。

如附图5所示，力位执行器3上端通过安装法兰2连接机器人本体1的活动端、下端连接第一伺服电机5，第一伺服电机5的输出轴连接浮动磨头4。本实施例中，浮动磨头4包括磨具41、轴承压紧套42、角接触轴承、过渡法兰43，磨具41、角接触轴承相邻的套设在第一伺服电机5的输出轴上，角接触轴承临近第一伺服电机5，轴承压紧套42套设在角接触轴承上，过渡法兰43套设在轴承压紧套42上，且其端部与第一伺服电机5固定。磨具41具体包括相邻的套设在第一伺服电机5输出轴上的精磨砂轮41a、粗磨砂轮41b，粗磨砂轮41b临近角接触轴承，精磨砂轮41a固定在第一伺服电机5输出轴的端部上，且精磨砂轮41a的直径大于粗磨砂轮41b的直径。

为便于对棒材周向各个位置进行修磨，设置了棒材旋转结构：如附图4所示，对转辊道6包括第二伺服电机61、传动机构62、主动辊63、从动辊64，主动辊63、从动辊64固定在底座上，且纵向间隔设置，两者横向排列设置有多组，间隔处用于搭载棒材，第二伺服电机61的输出端通过传动机构62连接每一个主动辊63，机器人本体1活动端的作业范围覆盖对转辊道6。本实施例中，传动机构62具体包括传动轴62a、主传送带62b、副传送带62c，传动轴62a固定在底座上，主传送带62b绕设在第二伺服电机61的输出轴与传动轴62a之间形成回转，副传送带62c分别绕设在传动轴62a与每个主动辊63上形成回转。

为便于进行不同长度棒材的修磨，设置了可使机器人本体横向移动的结构：如附图1、2、6所示，滑移机构7包括底座71、第三伺服电机72、减速器73、滑轨74、齿槽75、支撑板76、定位传感器77、滑轨护罩78，底座71位于对转辊道6侧方，滑轨74、齿槽75沿底座71的长度方向固定在底座71上，且平行于对转辊道6，支撑板76上端固定机器人本体1、下端通过滑块安装在滑轨74上，第三伺服电机72、减速器73安装在支撑板76上，且第三伺服电机72的输出端通过减速器73与齿槽75啮合连接。定位传感器77安装于底座71的长度方向两端，且与支撑板76的两端位置对应。滑轨护罩78包裹固定在滑轨74的外侧、前后两端、上下两端。

为净化生产现场环境，便于棒材表面的缺陷识别，设置了除尘结构：如附图1、3所示，除尘机构8包括工业除尘器81、除尘管道82、支架83、吸尘护罩84，工业除尘器81固定在支撑板76上，除尘管道82一端连接工业除尘器81、另一端延伸至浮动磨头4处，除尘管道82的中部通过支架83与机器人本体1固定。吸尘护罩84固定在安装法兰2上，且盖设在浮动磨头4上部，除尘管道82接入吸尘护罩84。吸尘护罩84与除尘管道82前端为一体焊接成型。

本实施例的棒材缺陷修磨装置使用时，棒材首先上料至对转辊道6上，第二伺服电机61通过传动机构62带动主动辊63转动，从而带动主动辊63与从动辊64之间架设的棒材旋转。完成棒材表面缺陷位置的识别后，通过机器人本体1驱动浮动磨头4接近棒材，第一伺服电机5启动，依次通过粗磨砂轮41b、精磨砂轮41a完成缺陷修磨。当机器人本体1需要横向移动是，通过第三伺服电机72驱动减速器73与齿槽75啮合，带动支撑板76在滑轨74上移动，完成机器人本体的横向移动，过程中，可通过定位传感器77形成电子限位，避免支撑板76脱离滑轨，同时，滑轨护罩78既可以形成机械限位保护，也可以避免扬尘及颗粒物卡入滑轨74。此外，可通过工业除尘器81吸取修磨过程中产生扬尘及颗粒物。

Claims (10)

1.一种基于工业机器人的棒材缺陷修磨装置，其特征在于：包括机器人本体(1)、安装法兰(2)、力位执行器(3)、浮动磨头(4)、第一伺服电机(5)、对转辊道(6)，所述力位执行器(3)上端通过所述安装法兰(2)连接所述机器人本体(1)的活动端、下端连接所述第一伺服电机(5)，所述第一伺服电机(5)的输出轴连接所述浮动磨头(4)，所述对转辊道(6)包括第二伺服电机(61)、传动机构(62)、主动辊(63)、从动辊(64)，所述主动辊(63)、从动辊(64)纵向间隔设置，且横向排列设置有多组，所述第二伺服电机(61)的输出端通过所述传动机构(62)连接每一个所述主动辊(63)，所述机器人本体(1)活动端的作业范围覆盖所述对转辊道(6)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括滑移机构(7)，所述滑移机构(7)包括底座(71)、第三伺服电机(72)、减速器(73)、滑轨(74)、齿槽(75)、支撑板(76)，所述底座(71)位于所述对转辊道(6)侧方，所述滑轨(74)、齿槽(75)沿所述底座(71)的长度方向固定在所述底座(71)上，且平行于所述对转辊道(6)，所述支撑板(76)上端固定所述机器人本体(1)、下端通过滑块安装在所述滑轨(74)上，所述第三伺服电机(72)、减速器(73)安装在所述支撑板(76)上，且所述第三伺服电机(72)的输出端通过所述减速器(73)与所述齿槽(75)啮合连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述滑移机构(7)还包括定位传感器(77)，所述定位传感器(77)安装于所述底座(71)的长度方向两端，且与所述支撑板(76)的两端位置对应。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述滑移机构(7)还包括滑轨护罩(78)，所述滑轨护罩(78)包裹固定在所述滑轨(74)的外侧、前后两端、上下两端。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：还包括除尘机构(8)，所述除尘机构(8)包括工业除尘器(81)、除尘管道(82)、支架(83)，所述工业除尘器(81)固定在所述支撑板(76)上，所述除尘管道(82)一端连接所述工业除尘器(81)、另一端延伸至所述浮动磨头(4)处，所述除尘管道(82)的中部通过所述支架(83)与所述机器人本体(1)固定。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述除尘机构(8)还包括吸尘护罩(84)，所述吸尘护罩(84)固定在所述安装法兰(2)上，且盖设在所述浮动磨头(4)上部，所述除尘管道(82)接入所述吸尘护罩(84)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述吸尘护罩(84)与所述除尘管道(82)前端为一体焊接成型。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述浮动磨头(4)包括磨具(41)、轴承压紧套(42)、角接触轴承、过渡法兰(43)，所述磨具(41)、角接触轴承相邻的套设在所述第一伺服电机(5)的输出轴上，所述角接触轴承临近所述第一伺服电机(5)，所述轴承压紧套(42)套设在所述角接触轴承上，所述过渡法兰(43)套设在所述轴承压紧套(42)上，且其端部与所述第一伺服电机(5)固定。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述磨具(41)包括相邻的套设在所述第一伺服电机(5)输出轴上的精磨砂轮(41a)、粗磨砂轮(41b)，所述粗磨砂轮(41b)临近所述角接触轴承，所述精磨砂轮(41a)固定在所述第一伺服电机(5)输出轴的端部上，且所述精磨砂轮(41a)的直径大于所述粗磨砂轮(41b)的直径。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述传动机构(62)包括传动轴(62a)、主传送带(62b)、副传送带(62c)，所述主传送带(62b)绕设在所述第二伺服电机(61)的输出轴与传动轴(62a)之间形成回转，所述副传送带(62c)分别绕设在所述传动轴(62a)与每个主动辊(63)上形成回转。

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