CN112496871A - 一种零件毛刺复合打磨装置及打磨方法 - Google Patents

一种零件毛刺复合打磨装置及打磨方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种零件毛刺复合打磨装置及打磨方法，装置的毛刺打磨部件可拆卸的安装在所述固定部件上；固定部件包括机器人连接杆、套筒工装和气动输入轴组，机器人连接杆的后端与机器人末端关节固定连接，前端与套筒工装轴线垂直的固定连接；套筒工装的轴向孔用于安装夹持气动输入轴组；毛刺打磨部件包括气动旋转轴组、刚性毛刷和柔性毛刷，气动旋转轴组、刚性毛刷和柔性毛刷同轴心的转动。装置与机器人相配合，第一可保证打磨去毛刺后零件的表面粗糙度，第二解决了机加工平面与毛坯面交线空间误差较大的问题，第三可避免破坏螺纹孔内部螺纹，故可覆盖前文所说的全部四种毛刺位置，使得打磨过程不再需要人工参与。

Description

一种零件毛刺复合打磨装置及打磨方法
技术领域
本发明涉及机加工技术，尤其涉及一种零件毛刺复合打磨装置及打磨方法。
背景技术
在船用大功率柴油机机身、底座等大型复杂零件在机加工后，需对零件锐边进行毛刺打磨，以保证机身清洁，同时避免后续装配人员出现划破、割伤等事故。对大型复杂零件而言，毛刺主要分布在四类位置：1)机加工平面与机加工平面间的交线。由于机床加工精度较高，该类交线的位置和形态能够保证固定且准确，打磨相对简单。2)机加工平面与机加工孔间的交线。同样，该类交线的位置和形态能够保证固定且准确，打磨相对简单。3)机加工平面与毛坯面(如铸造面)的交线。由于毛坯精度远不及机加工精度，故该类交线与其理论位置间可能出现较大误差。4)机加工平面与的螺纹孔交线。该类交线的位置和形态能够保证固定且准确，但打磨过程中需保证螺纹孔不受破坏。
现阶段，大型复杂零件的毛刺打磨主要采用两种方案：1)由钳工手持气动/电动磨头、磨盘等工具完成。该方案优势是灵活性大，可覆盖不同类型的毛刺，缺点是存在工作环境恶劣(噪音大、粉尘多)、打磨效率低等问题。2)采用机器人模拟钳工的动作进行自动化打磨。该方案优势是自动化程度高、去毛刺速度快，但缺点也较为明显，一方面是由于程序设定，打磨力无法像人工一样进行适应性调整，当力度较大时容易破坏零件表面粗糙度和螺纹孔内部结构；另一方面则是轨迹无法准确跟踪机加工平面与毛坯面的交线，故该部分去毛刺工作仍需依靠人工完成，工作轻度大，人工成本高，且不安全因素高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种零件毛刺复合打磨装置及打磨方法，其能解决上述问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种零件毛刺复合打磨装置，装置包括固定部件和毛刺打磨部件，所述毛刺打磨部件可拆卸的安装在所述固定部件上；其中，所述固定部件包括机器人连接杆、套筒工装和气动输入轴组，所述机器人连接杆的后端与机器人末端关节固定连接，前端与套筒工装轴线垂直的固定连接；所述套筒工装的轴向孔用于安装夹持气动输入轴组；其中，所述毛刺打磨部件包括气动旋转轴组、刚性毛刷和柔性毛刷；所述刚性毛刷可拆卸的安装于气动旋转轴组的轴孔中，柔性毛刷可拆卸的安装于气动旋转轴组的外圆面上，且在气动旋转轴组、刚性毛刷和柔性毛刷同轴心的转动。
优选的，所述气动旋转轴组可拆卸的安装于气动输入轴组的一端，在所述气动输入轴组的另一端设置气嘴。
优选的，所述刚性毛刷和柔性毛刷的前端平齐设置。
优选的，所述刚性毛刷包括镀铜钢丝头和刚性接柄，且所述刚性接柄通过外周螺纹与气动旋转轴组的前端中心螺纹孔螺接；所述柔性毛刷包括柔性刷头和刷头接柄环，所述刷头接柄环通过内环螺纹与气动旋转轴组的前端部外周外螺纹螺接连接。
一种采用前述复合打磨装置对大型零件多类型毛刺的打磨方法，方法包括下列步骤：
S1将机器人连接杆与机器人末端关节固定连接；
S2调整机器人姿态，使得复合打磨装置的刚性毛刷与柔性毛刷轴线垂直于零件机加工平面，此时两刷头的端面与机加工平面平行；
S3启动气动旋转轴组，下压毛刷端面，待毛刷端面与机加工平面贴合接触后，进一步下压一定距离，此时气动旋转轴组带动刚性毛刷与柔性毛刷旋转，使毛刷端面与毛刺接触，实现去毛刺功能；
S4调整机器人姿态，带动刚性毛刷与柔性毛刷沿机加工平面运动，并确保毛刷端面能够覆盖带毛刺的边缘；其中，刚性毛刷的旋转可实现边缘交线的毛刺去除，柔性毛刷的旋转可保证机加工平面的表面粗糙度质量。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1.打磨装置及其打磨方法可适用于复杂零件上各类位置毛刺的去除，且打磨去毛刺过程无需更换工具，从而提高了机器人打磨去毛刺的范围和工作效率。
2.柔性毛刷(6)位于刚性毛刷(5)外圈的布置方式，使得在有效去毛刺的同时，保证了零件的表面粗糙度。
3.由于刷头深入至螺纹孔内的距离较小，且刷头的硬度远低于工件，故不会对螺纹孔造成破坏。
附图说明
图1为本发明一种零件毛刺复合打磨装置的结构示意图；
图2为毛刺打磨部件的剖面图；
图3为机加工平面与机加工平面间交线、机加工平面与毛坯面间交线处毛刺打磨的示意图；
图4为本发明对机加工平面与机加工孔间交线、机加工平面与螺纹孔间交线处毛刺打磨的示意图。
图中：1、连接杆；2、套筒工装；3、气动输入轴组；4、气动旋转轴组；5、刚性毛刷；51、镀铜钢丝头；52、刚性接柄；6、柔性毛刷；61、柔性刷头；62、刷头接柄环。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种零件毛刺复合打磨装置，参见图1和图2，装置包括固定部件和毛刺打磨部件，所述毛刺打磨部件可拆卸的安装在所述固定部件上。
其中，所述固定部件包括机器人连接杆1、套筒工装2和气动输入轴组3，所述机器人连接杆1的后端与机器人末端关节固定连接，前端与套筒工装2轴线垂直的固定连接。所述套筒工装2的轴向孔用于安装夹持气动输入轴组3，在打磨去毛刺过程中，二者不发生相对运动。
在打磨去毛刺过程中，机器人连接杆1和套筒工装2随机器人末端关节做空间运动。
其中，所述毛刺打磨部件包括气动旋转轴组4、刚性毛刷5和柔性毛刷6。所述刚性毛刷5可拆卸的安装于气动旋转轴组4的轴孔中，柔性毛刷6可拆卸的安装于气动旋转轴组4的外圆面上，且在气动旋转轴组4、刚性毛刷5和柔性毛刷6同轴心的转动。
进一步的，所述气动旋转轴组4可拆卸的安装于气动输入轴组3的一端，在所述气动输入轴组3的另一端设置气嘴7。
其中，气动输入轴组3用于为气动旋转轴组4提供旋转动力，二者轴线相同。在打磨去毛刺过程中，气动旋转轴组4相对于气动输入轴组3作快速回转运动。
进一步的，所述刚性毛刷5和柔性毛刷6的前端平齐设置。在打磨去毛刺过程中，气动旋转轴组4、刚性毛刷5、柔性毛刷6三者作同轴回转运动。
其中，所述刚性毛刷5包括镀铜钢丝头51和刚性接柄52，且所述刚性接柄52通过外周螺纹与气动旋转轴组4的前端中心螺纹孔螺接。所述柔性毛刷6包括柔性刷头61和刷头接柄环62，所述刷头接柄环62通过内环螺纹与气动旋转轴组4的前端部外周外螺纹螺接连接。
可替换的，镀铜钢丝头51也可换为其它材质的钢丝头，材质较硬，用于去除各类型毛刺，但会对零件表面粗糙度造成一定损伤；柔性毛刷6的刷头材料为杜邦丝，该材质较软，用于修复零件的表面粗糙度。
对四类毛刺位置机加工平面与机加工平面间的交线、机加工平面与机加工孔间的交线、机加工平面与毛坯面的交线、机加工平面与螺纹孔的交线，本装置采用相同的打磨去毛刺方式。具体为：将毛刷轴线调整至垂直于机加工平面；启动气动旋转轴组4；下压毛刷，待刷头端面与机加工平面贴合后，进一步下压一定距离一般为3mm-4mm进行打磨；在打磨过程中，毛刷沿机加工平面运动，且确保刷头能接触到毛刺所在交线位置。对机加工平面与机加工平面间的交线、机加工平面与毛坯面的交线两类位置处的毛刺，其打磨示意图如附图3所示。对机加工平面与机加工孔间的交线、机加工平面与螺纹孔的交线两类位置处的毛刺，其打磨示意图如附图4所示。
由于刚性毛刷5的材质较硬，通过在零件表面下压刷头，可较好地去除各类型的毛刺；由于柔性毛刷6的材质较软，且位于刚性毛刷5的外圈，故在刚性毛刷5去除毛刺后，柔性毛刷6可进一步修复零件的表面粗糙度；在打磨机加工平面与毛坯面交线位置的毛刺时，由于毛刷覆盖面积较大，故可避免实际交线与其理论位置误差较大的问题；在打磨机加工平面与螺纹孔的交线时，由于刷头深入至螺纹孔内的距离较小，且刷头硬度远低于工件，故不会对螺纹孔造成破坏。
采用前述复合打磨装置对大型零件多类型毛刺的打磨方法，方法包括下列步骤。
S1将机器人连接杆1与机器人末端关节固定连接。
S2调整机器人姿态，使得复合打磨装置的刚性毛刷5与柔性毛刷6轴线垂直于零件机加工平面，此时两刷头的端面与机加工平面平行。
S3启动气动旋转轴组4，下压毛刷端面，待毛刷端面与机加工平面贴合接触后，进一步下压一定距离一般为3mm-4mm，此时气动旋转轴组4带动刚性毛刷5与柔性毛刷6旋转，使毛刷端面与毛刺接触，实现去毛刺功能。
S4调整机器人姿态，带动刚性毛刷5与柔性毛刷6沿机加工平面运动，并确保毛刷端面能够覆盖带毛刺的边缘。其中，刚性毛刷5的旋转可实现边缘交线的毛刺去除，柔性毛刷6的旋转可保证机加工平面的表面粗糙度质量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种零件毛刺复合打磨装置，其特征在于：装置包括固定部件和毛刺打磨部件，所述毛刺打磨部件可拆卸的安装在所述固定部件上；
其中，所述固定部件包括机器人连接杆(1)、套筒工装(2)和气动输入轴组(3)，所述机器人连接杆(1)的后端与机器人末端关节固定连接，前端与套筒工装(2)轴线垂直的固定连接；所述套筒工装(2)的轴向孔用于安装夹持气动输入轴组(3)；
其中，所述毛刺打磨部件包括气动旋转轴组(4)、刚性毛刷(5)和柔性毛刷(6)；所述刚性毛刷(5)可拆卸的安装于气动旋转轴组(4)的轴孔中，柔性毛刷(6)可拆卸的安装于气动旋转轴组(4)的外圆面上，且在气动旋转轴组(4)、刚性毛刷(5)和柔性毛刷(6)同轴心的转动。
2.根据权利要求1所述的复合打磨装置，其特征在于：所述气动旋转轴组(4)可拆卸的安装于气动输入轴组(3)的一端，在所述气动输入轴组(3)的另一端设置气嘴(7)。
3.根据权利要求1所述的复合打磨装置，其特征在于：所述刚性毛刷(5)和柔性毛刷(6)的前端平齐设置。
4.根据权利要求1所述的复合打磨装置，其特征在于：所述刚性毛刷(5)包括镀铜钢丝头(51)和刚性接柄(52)，且所述刚性接柄(52)通过外周螺纹与气动旋转轴组(4)的前端中心螺纹孔螺接；所述柔性毛刷(6)包括柔性刷头(61)和刷头接柄环(62)，所述刷头接柄环(62)通过内环螺纹与气动旋转轴组(4)的前端部外周外螺纹螺接连接。
5.一种采用权利要求1-4任一项所述复合打磨装置对大型零件多类型毛刺的打磨方法，其特征在于，方法包括下列步骤：
S1将机器人连接杆(1)与机器人末端关节固定连接；
S2调整机器人姿态，使得复合打磨装置的刚性毛刷(5)与柔性毛刷(6)轴线垂直于零件机加工平面，此时两刷头的端面与机加工平面平行；
S3启动气动旋转轴组(4)，下压毛刷端面，待毛刷端面与机加工平面贴合接触后，进一步下压一定距离(一般为3mm-4mm)，此时气动旋转轴组(4)带动刚性毛刷(5)与柔性毛刷(6)旋转，使毛刷端面与毛刺接触，实现去毛刺功能；
S4调整机器人姿态，带动刚性毛刷(5)与柔性毛刷(6)沿机加工平面运动，并确保毛刷端面能够覆盖带毛刺的边缘；其中，刚性毛刷(5)的旋转可实现边缘交线的毛刺去除，柔性毛刷(6)的旋转可保证机加工平面的表面粗糙度质量。
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