CN114248179A - 漆面往复磨抛砂纸系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种漆面往复磨抛砂纸系统，属于磨抛领域，具体包括机器手；打磨部，连接在机器手本体的头端，用于在机器手本体带动下对工件漆面进行打磨，从而控制漆面的去除深度，打磨部包括打磨组件和驱动打磨组件的驱动机构；砂纸自动更换部，用于更换打磨组件中对工件漆面进行打磨的砂纸，其中，打磨组件包括安装在驱动机构底面的砂纸以及贯穿驱动机构的打磨力控单元，打磨力控单元的力控电机安装在与机器手本体连接的法兰中，打磨力控单元可根据工件的表面复杂情况，对漆面实现柔性打磨。通过本申请的处理方案，可以精准地控制磨抛的工艺参数，实现漆面精准磨抛。

Description

漆面往复磨抛砂纸系统

技术领域

本发明涉及磨抛领域，具体涉及一种漆面往复磨抛砂纸系统。

背景技术

随着汽车及航空轻量化发展，碳纤维材质因质地轻强度高在汽车与航空领域应用越来越广泛。因碳纤维零部件大多为外观件，对零部件表面要求越来越高，当前的生产制造工艺主要依靠人工对碳纤维零部件漆面进行磨抛，磨抛难度大、环境恶劣且产品一致性差。而现有的往复磨抛砂纸装备，其主要实现方式通过采用浮动气缸下安装气动手动往复抛光机，因气动工具转速难以控制且普遍功率较小，极易出现失速，对于漆面这种对磨抛质量要求严格的场景，当前装备难以胜任。

发明内容

因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种精准地控制磨抛的工艺参数，实现漆面精准磨抛的漆面往复磨抛砂纸系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种漆面往复磨抛砂纸系统，包括：机器手，具有数控基座和设置在所述数控基座上的机器手本体，且所述机器手本体的尾端与所述数控基座连接；打磨部，连接在所述机器手本体的头端，用于在所述机器手本体带动下对工件漆面进行打磨，从而控制漆面的去除深度，所述打磨部包括打磨组件和驱动所述打磨组件的驱动机构；砂纸自动更换部，用于更换所述打磨组件中对所述工件漆面进行打磨的砂纸，其中，所述打磨组件包括安装在所述驱动机构底面的砂纸以及贯穿所述驱动机构的打磨力控单元，所述打磨力控单元的力控电机安装在与所述机器手本体连接的法兰中，所述打磨力控单元可根据工件的表面复杂情况，对漆面实现柔性打磨。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括：往复偏摆组件，用于驱动所述打磨组件对工件漆面进行往复打磨；随动升降组件，用于对所述打磨组件进行浮动升降；动力传动组件，用于驱动所述往复偏摆组件和所述随动升降组件。

在其中一个实施例中，所述随动升降组件包括接收所述动力传动组件传递来的旋转动力的传动套、与所述传动套同轴转动的传动轴和驱动所述传动轴上下滑动的滚针导向轴承，所述滚针导向轴承具有容纳所述传动轴的空腔。

在其中一个实施例中，所述往复偏摆组件包括偏摆轮、偏摆杆、往复板和微型导轨，所述偏摆轮接收所述随动升降组件的传动轴传递的旋转动力；所述偏摆杆的一端连接所述偏摆轮，另一端固定在所述往复板上；所述往复板沿所述微型导轨进行往复运动；所述打磨组件包括安装在所述往复板底面的砂纸以及设置在所述往复板另一侧面的打磨力控单元。

在其中一个实施例中，所述砂纸自动更换部包括：工作台；砂纸剥离机构，设置在所述工作台的上表面，且位于所述工作台的一侧，具有可与所述打磨组件的砂纸接触的皮带以及将所述皮带上的所述砂纸从所述打磨组件一侧剥离的剥离组件；砂纸安装机构，位于所述工作台的另一侧，包括位于所述工作台的上表面用于对所述打磨组件定位的定位组件以及位于所述工作台的内部的安装所述砂纸的砂纸安装组件；以及气动控制机构，设置在所述工作台的内部，用于驱动所述砂纸剥离机构和所述砂纸安装机构。

在其中一个实施例中，所述砂纸剥离机构包括：皮带滑动组件，具有与所述砂纸的下表面抵接的皮带、位于所述皮带下方用于支撑所述打磨组件向下压力的托板、设置在所述托板两端配合张紧所述皮带的张紧滚筒和定向滚筒；剥离组件，设置在所述皮带的上方且靠近所述张紧滚轮的一侧，具有与所述砂纸的上表面接触的砂纸剥削板。

在其中一个实施例中，所述张紧滚筒包括固定在所述工作台上的张紧轮中轴、套设在所述张紧轮中轴上的张紧滚筒套以及支撑所述张紧滚筒套旋转的张紧轮轴承，所述张紧滚筒套的外表面设置有斜度。

在其中一个实施例中，所述剥离组件包括：砂纸剥削板，固定在所述工作台上且与所述砂纸的上表面接触，具有剥离所述砂纸的倒勾；清除喷头，用于清除被剥离的所述砂纸。

在其中一个实施例中，所述定位组件包括可在所述工作台的上表面滑动的定位立杆、靠近所述工作台边缘设置用于驱动所述定位立杆移动的伸缩气缸、以及配合对所述定位立杆进行限位的限位器和限位器挡块。

在其中一个实施例中，所述砂纸安装组件包括用于替换砂纸的顶升板、固定在所述工作台内部用于驱动所述顶升板的顶升气缸、用于引导所述顶升板升降的导向杆和导向套、以及将所述顶升板固定在所述工作台内部的支撑杆。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用电机驱动的方式进行往复频率的精准控制，并且电机设置在与机器手本体连接的法兰中，不占用柔性力控末端负载，解决了柔性力控末端工具重量的限制且使得柔性力控末端负载轻，可以精准控制10N以下力输出而不失真，对于漆面去除深度要求高的场景可以很好胜任，并且根据实际应用工况选择所需要的电机功率而不用考虑柔性力控对电机重量的限制，可以在配备柔性力控，可以精准的控制磨抛的工艺参数，实现漆面精准磨抛，保证产品的稳定性与一致性。而且，系统还设置了砂纸自动更换部，可以对砂纸进行自动更换。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的实施例中漆面往复磨抛砂纸系统的结构示意图；

图2是本发明的实施例中打磨部的结构示意图；

图3是本发明的实施例中打磨部的结构示意图；

图4是本发明的实施例中随动升降组件的结构示意图；

图5是本发明的实施例中往复偏摆组件的结构示意图；

图6是本发明的实施例中砂纸自动更换部的结构示意图；

图7是本发明的实施例中砂纸剥离机构的结构示意图；

图8是本发明的实施例中砂纸剥离机构剥离砂纸的示意图；

图9是本发明的实施例中皮带滑动组件的结构示意图；

图10是本发明的实施例中皮带滑动组件去除皮带后的结构示意图；

图11是本发明的实施例中剥离组件的结构示意图；

图12是本发明的实施例中砂纸安装机构的结构示意图；

图13是本发明的实施例中定位组件的结构示意图；

图14是本发明的实施例中砂纸安装组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的机构而非按照实际实施时的机构数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各机构的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其机构布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。

如图1所示，本申请实施例提供一种漆面往复磨抛砂纸系统，包括机器手1、打磨部2和砂纸自动更换部3。

机器手1位于打磨部2的上方，机器手1的作用为带动打磨部2自由运动。机器手1具有数控基座和设置在数控基座上的机器手本体，且机器手本体的尾端与数控基座连接。数控基座与打磨部2中的驱动机构通信连接，数控基座可以通过无线模块与驱动机构通信连接，也可以通过设置在机器手本体内的电线与驱动机构通信连接。无线模块可以是蓝牙模块、红外模块、wifi模块、zigbee模块等。数控基座带动打磨部2自由运动，并控制驱动机构移动打磨组件，进而保证打磨部2与待磨抛的工件漆面实时对应。

打磨部2的作用为打磨工件表面的漆面。打磨部2连接在机器手本体的头端，用于在机器手本体带动下对工件漆面进行打磨，从而控制漆面的去除深度，打磨部包括打磨组件和驱动打磨组件的驱动机构。打磨组件包括安装在驱动机构底面的砂纸19以及贯穿驱动机构的打磨力控单元21。打磨力控单元21的力控电机安装在与机器手本体连接的法兰中，打磨力控单元21可根据工件的表面复杂情况，对漆面实现柔性打磨。

如图2所示，在其中一个实施例中，驱动机构包括动力传动组件300、随动升降组件400以及往复偏摆组件500。

往复偏摆组件500用于驱动打磨组件对工件漆面进行往复打磨。

随动升降组件400，用于对打磨组件进行浮动升降。

动力传动组件300，用于驱动往复偏摆组件和随动升降组件。如图3所示，在一个实施例中，动力传动组件300包括传动电机6、主动轮7、从动轮8以及传动带10。传动电机6的输出轴与主动轮7连接，主动轮7和从动轮8通过传动带10连接，传动电机6带动主动轮7以及传动带10旋转，并把动力传输给从动轮8。从动轮8与随动升降组件400连接。在一个实施例中，动力传动组件300还包括惰轮组件9。惰轮组件9的主要功能是压紧传动带10，使得传动带10始终处于绑紧状态，让动能传输的更加稳定。惰轮组件9可以是固定在端面上的凸块或是卡条等部件。在其中一个实施例中，随动升降组件400包括接收动力传动组件传递来的旋转动力的传动套12、与传动套同轴转动的传动轴14和驱动传动轴上下滑动的滚针导向轴承13，滚针导向轴承13具有容纳传动轴的空腔。

在另一个实施例中，如图4所示，随动升降组件400包括带座轴承11、传动套12、滚针导向轴承13、传动轴14以及滚针推力轴承座15。旋转动力从从动轮8传动到传动套12上，然后再传输到传动轴14。传动轴14的上下滑动是通过该在传动套12的下端安装一个滚针导向轴承13，滚针导向轴承13的内部为多边形内腔。在一个实例中，滚针导向轴承13的内壁与传动轴14之间设置有滚针，滚针可减少上下滑动的摩檫力。传动轴14也为与滚针导向轴承13的内腔对应的多边形结构，从而能有效传输动力。在一个实施例中，带座轴承11内部可以嵌有两个深沟球轴承，滚针推力轴承座15内部嵌有平面轴承以及滚针轴承，这样可以有效的控制住旋转方向的偏摆力，使得组件稳定运行。

如图5所示，在其中一个实施例中，往复偏摆组件500包括偏摆轮16、偏摆杆17、往复板18和微型导轨20。偏摆轮16接收随动升降组件400的传动轴14传递的旋转动力。偏摆杆17的一端连接偏摆轮16，另一端固定在往复板18上。往复板18沿微型导轨20进行往复运动。偏摆杆17一头固定在偏摆轮16上另一头固定在往复板18上，而往复板18左右两侧安装有微型导轨20，这样便形成一个三连杆组件，从而保证往复板18前后往复摆动。打磨组件包括安装在往复板底面的砂纸以及设置在往复板另一侧面的打磨力控单元。

砂纸自动更换部3的作用为自动更换打磨部2上的砂纸，减少人工参与，提高工作效率。砂纸自动更换部3用于更换打磨组件中对工件漆面进行打磨的砂纸。

上述漆面往复磨抛砂纸系统，采用电机驱动的方式进行往复频率的精准控制，并且电机设置在与机器手本体连接的法兰中，不占用柔性力控末端负载，解决了柔性力控末端工具重量的限制且使得柔性力控末端负载轻，可以精准控制10N以下力输出而不失真，对于漆面去除深度要求高的场景可以很好胜任，并且根据实际应用工况选择所需要的电机功率而不用考虑柔性力控对电机重量的限制，可以在配备柔性力控，可以精准的控制磨抛的工艺参数，实现漆面精准磨抛，保证产品的稳定性与一致性。而且，系统还设置了砂纸自动更换部，可以对砂纸进行自动更换。

如图6所示，在其中一个实施例中，砂纸自动更换部包括工作台22、砂纸剥离机构23、砂纸安装机构24以及气动控制机构25组成。

工作台22，用于固定砂纸剥离机构23、砂纸安装机构24以及气动控制机构25。

砂纸剥离机构23设置在工作台的上表面，且位于工作台的一侧，具有可与打磨组件的砂纸接触的皮带以及将皮带上的砂纸从打磨组件一侧剥离的剥离组件。

如图7和图8所示，在其中一个实施例中，砂纸剥离机构包括皮带滑动组件26以及剥离组件27。在更换打磨砂纸19时，由于打磨部2的打磨力控单元21对砂纸19施力，使得打磨砂纸19紧贴在皮带滑动组件26上，当打磨部2在图8向右方向移动时，剥离组件27可以钩住打磨砂纸19根部，将废旧的打磨砂纸19从打磨部2上剥离。

在一个实施例中，如图9和图10所示，皮带滑动组件26具有与砂纸的下表面抵接的皮带31、位于皮带31下方用于支撑打磨组件向下压力的托板30、设置在托板30两端配合张紧皮带的张紧滚筒28和定向滚筒29。滑动皮带31前后两端的张紧滚筒28和定向滚筒29可使滑动皮带31始终保持张紧状态，并且朝相对方向直线滑动。托板30位于张紧滚筒28与定向滚筒29之间，它可以起到支撑打磨部2向下压力的作用。在一个实施例中，滑动皮带31与托板30之间设置有润滑脂，从而更好地起到减少摩擦力的作用。

在一个实施例中，张紧滚筒28包括张紧轮中轴33、张紧滚筒套34、张紧轮轴承35。张紧滚筒套34外表面带有一定的斜度，这样在滑动皮带31做平移动作时，可以自动调中。在一个实施例，张紧滚筒28左右两边安装有微调螺丝，便于调试人员进行安装调试。张紧滚筒套34的形状可以是定宽图形或是其他不规整圆形，例如勒洛三角形等。定向滚筒29包括定向轮中轴32、定向轮轴承36。这样滑动皮带31做平移动作时定向滚筒29可做随动旋转运动。

剥离组件27设置在皮带的上方且靠近张紧滚轮的一侧，具有与砂纸的上表面接触的砂纸剥削板37。在其中一个实施例中，剥离组件27包括砂纸剥削板37和清除喷头39。砂纸剥削板37固定在工作台上且与砂纸的上表面接触，具有剥离砂纸的倒勾。清除喷头39用于清除被剥离的砂纸。在一个实施例中，如图11所示，砂纸自动更换部3还可以设置光电传感器38和颜色传感器40。砂纸剥削板37可将平移过来的打磨砂纸19剥离出去，光电传感器38可以探测是否有废旧打磨砂纸19掉下，如果没有掉下说明没有剥离成功，打磨部2重复做平移动作直到剥离成功为止，或设备报警提醒工作人员。清除喷头39的功能是将剥离下来的打磨砂纸19吹到设备下部，不让废旧打磨砂纸19卡住进料口区域(即砂纸的安装区域)。颜色传感器40是当新砂纸安装完毕后，检测打磨砂纸19是否成功贴附在打磨部2上，如果检测没有贴附成功，打磨部2重复贴附砂纸动作，直到成功为止。

在一个实施例中，如图12所示，砂纸安装机构24位于工作台的另一侧，包括位于工作台的上表面用于对打磨组件定位的定位组件41以及位于工作台的内部的安装砂纸的砂纸安装组件42。

气动控制机构25设置在工作台的内部，用于驱动砂纸剥离机构和砂纸安装机构。

如图13所示，在其中一个实施例中，定位组件41包括可在工作台的上表面滑动的定位立杆46、靠近工作台边缘设置用于驱动定位立杆移动的伸缩气缸43、以及配合对定位立杆进行限位的限位器44和限位器挡块45。伸缩气缸43的伸缩轴顶出，由于限位器44顶住限位器挡块45，伸缩气缸43停止动作，从而保证定位立杆46移动到相对的位置了。限位器44的位置并不是固定的，可以根据需要锁定，在调试设备时可以微调限位器44前后位置，对打磨部2进行定位。

如图14所示，在其中一个实施例中，砂纸安装组件42包括用于替换砂纸的顶升板50、固定在工作台内部用于驱动顶升板的顶升气缸47、用于引导顶升板升降的导向杆48和导向套49、以及将顶升板固定在工作台内部的支撑杆51。顶升气缸47连接到顶升板50上，它给顶升板50上下伸缩的推拉力。导向套49和导向杆48起到直线升降的导向作用。支撑杆51一方面连接整个砂纸安装组件42，另一方面又可以起到打磨砂纸19前后左右四个方向的外围限位，不让打磨砂纸19掉出砂纸安装组件42里。

气动控制机构25位于工作台22内部，独立出气动控制机构25可方便调试人员对设备进行调试和维修。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，包括：

机器手，具有数控基座和设置在所述数控基座上的机器手本体，且所述机器手本体的尾端与所述数控基座连接；

打磨部，连接在所述机器手本体的头端，用于在所述机器手本体带动下对工件漆面进行打磨，从而控制漆面的去除深度，所述打磨部包括打磨组件和驱动所述打磨组件进行往复运动的驱动机构；

砂纸自动更换部，用于更换所述打磨组件中对所述工件漆面进行打磨的砂纸，

其中，所述打磨组件包括安装在所述驱动机构底面的砂纸以及贯穿所述驱动机构的打磨力控单元，所述打磨力控单元的力控电机安装在与所述机器手本体连接的法兰中，所述打磨力控单元可根据工件的表面复杂情况，对漆面实现柔性打磨。

2.根据权利要求1所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述驱动机构包括：

往复偏摆组件，用于驱动所述打磨组件对工件漆面进行往复打磨；

随动升降组件，用于对所述打磨组件进行浮动升降；

动力传动组件，用于驱动所述往复偏摆组件和所述随动升降组件。

3.根据权利要求2所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述随动升降组件包括接收所述动力传动组件传递来的旋转动力的传动套、与所述传动套同轴转动的传动轴和驱动所述传动轴上下滑动的滚针导向轴承，所述滚针导向轴承具有容纳所述传动轴的空腔。

4.根据权利要求2所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述往复偏摆组件包括偏摆轮、偏摆杆、往复板和微型导轨，

所述偏摆轮接收所述随动升降组件的传动轴传递的旋转动力；所述偏摆杆的一端连接所述偏摆轮，另一端固定在所述往复板上；所述往复板沿所述微型导轨进行往复运动；

所述打磨组件包括安装在所述往复板底面的砂纸以及设置在所述往复板另一侧面的打磨力控单元。

5.根据权利要求1所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述砂纸自动更换部包括：

工作台；

砂纸剥离机构，设置在所述工作台的上表面，且位于所述工作台的一侧，具有可与所述打磨组件的砂纸接触的皮带以及将所述皮带上的所述砂纸从所述打磨组件一侧剥离的剥离组件；

砂纸安装机构，位于所述工作台的另一侧，包括位于所述工作台的上表面用于对所述打磨组件定位的定位组件以及位于所述工作台的内部的安装所述砂纸的砂纸安装组件；以及

气动控制机构，设置在所述工作台的内部，用于驱动所述砂纸剥离机构和所述砂纸安装机构。

6.根据权利要求5所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述砂纸剥离机构包括：

皮带滑动组件，具有与所述砂纸的下表面抵接的皮带、位于所述皮带下方用于支撑所述打磨组件向下压力的托板、设置在所述托板两端配合张紧所述皮带的张紧滚筒和定向滚筒；

剥离组件，设置在所述皮带的上方且靠近所述张紧滚轮的一侧，具有与所述砂纸的上表面接触的砂纸剥削板。

7.根据权利要求6所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述张紧滚筒包括固定在所述工作台上的张紧轮中轴、套设在所述张紧轮中轴上的张紧滚筒套以及支撑所述张紧滚筒套旋转的张紧轮轴承，所述张紧滚筒套的外表面设置有斜度。

8.根据权利要求6所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述剥离组件包括：

砂纸剥削板，固定在所述工作台上且与所述砂纸的上表面接触，具有剥离所述砂纸的倒勾；

清除喷头，用于清除被剥离的所述砂纸。

9.根据权利要求6所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述定位组件包括可在所述工作台的上表面滑动的定位立杆、靠近所述工作台边缘设置用于驱动所述定位立杆移动的伸缩气缸、以及配合对所述定位立杆进行限位的限位器和限位器挡块。

10.根据权利要求6所述的漆面往复磨抛砂纸系统，其特征在于，所述砂纸安装组件包括用于替换砂纸的顶升板、固定在所述工作台内部用于驱动所述顶升板的顶升气缸、用于引导所述顶升板升降的导向杆和导向套、以及将所述顶升板固定在所述工作台内部的支撑杆。

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