CN114248256A - 一种用于铸件切割打磨的一体机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于铸件切割打磨的一体机器人，包括混联机械臂、多刀头机构、加工工位；混联机械臂包括机械臂单元，机械臂单元包括第一主动臂、第二主动臂、第一从动臂和第二从动臂，第一主动臂的第一端连接第一伺服电机，第二端与第一从动臂的第一端铰接，第二主动臂的第一端连接第二伺服电机，第二端与第二从动臂的第一端铰接。本发明有益效果：极大的提高了设备的灵活性，可实现一序完成整个铸件的切割及打磨，提高整体切割和打磨效率，降低工件切割和打磨的时间成本，可实现无人操作，而且封闭式整体外防钣金设计，有效的降低噪音并减少粉尘的污染，粉尘可通过连接专用的除尘设备，除尘并达到回收铁粉的目的，实现循环利用。

Description

一种用于铸件切割打磨的一体机器人

技术领域

本发明属于铸件加工领域，尤其是涉及一种用于铸件切割打磨的一体机器人。

背景技术

铸件切割打磨过程中，常常需要对铸件进行切割打磨等操作，目前现有的生产加工过过程中上述操作需要两台机器才能实现，需要首先通过一台机器对铸件进行切割操作，然后再使用另一台设备进行打磨操作，上述步骤非常的繁琐，影响生产节奏，同时目前的铸件切割或者打磨机器人通常使用单机械臂的机器人，这种结构稳定性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于铸件切割打磨的一体机器人，提高铸件加工过程中机械臂的稳定性，同时可以通过一台设备对铸件进行切割和打磨操作。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于铸件切割打磨的一体机器人，包括混联机械臂、多刀头机构、加工工位；

混联机械臂包括机械臂单元，机械臂单元包括第一主动臂、第二主动臂、第一从动臂和第二从动臂，第一主动臂的第一端连接第一伺服电机，第二端与第一从动臂的第一端铰接，第二主动臂的第一端连接第二伺服电机，第二端与第二从动臂的第一端铰接；

第一从动臂的第二端与第二从动臂的第二端铰接，铰接部位设置有用于安装多刀头机构的安装端；

混联机械臂还包括竖直升降单元，用于带动机械臂单元竖直的升降；

多刀头机构上安装有不少于一个用于对铸件切割打磨的刀头；

待加工的铸件放置在加工工位上。

进一步的，多刀头机构包括刀头安装座，刀头安装座上设置有第三伺服电机，刀头安装座通过第三伺服电机与安装端转动连接；

刀头安装座的侧壁设置有多个刀头伺服电机，刀头伺服电机的输出端连接有用于对铸件加工的刀头，包括打磨刀头、切割刀头，通过刀头伺服电机调节刀头的加工角度。

进一步的，加工工位包括第一工位和第二工位，第一工位为正在加工工位，第二工位为等待加工工位；

还包括旋转台板，第一工位和第二工位分别设置在旋转台板的两端，旋转台板下方设置有转动电机，通过转动电机带动旋转台板转动，实现第一工位和第二工位的切换。

进一步的，第一工位和第二工位上还设置有摇篮机构，摇篮机构上设置有用于固定铸件的铸件固定板，铸件固定板下方固定连接有摇篮板，包括呈C型设置的第一水平板、第一竖直板和第二竖直板，摇篮板开口向下设置，铸件固定板设置在第一水平板的上方；

摇篮机构包括摇篮翻转机构，摇篮翻转机构包括第一减速电机和翻转外壳，第一减速电机设置在翻转外壳内；

第一减速电机的输出端伸出翻转外壳外与第一竖直板固定连接，第二竖直板与翻转外壳活动连接，通过第一减速电机带动待加工铸件左右翻转。

进一步的，摇篮机构包括摇篮旋转机构，摇篮旋转机构设置在摇篮翻转机构下方，包括第二减速电机，翻转外壳的底部与第二减速电机的输出端通过同步带轮连接；

第二减速电机部位设置有电机安装支架。

进一步的，铸件固定板上设置有夹具自锁结构，夹具自锁结构包括肘夹，用于将待加工铸件固定在铸件固定板上。

进一步的，还设置有密封舱结构，混联机械臂、多刀头机构、第一工位设置在密封舱结构结构内。

进一步的，第一工位和第二工位之前还设置有旋转门结构，旋转门结构上设置有观察视窗，观察视窗底部与旋转台板固定连接；

密封舱结构的外壳还设置有安全光幕，安全光幕设置在第二工位的侧方。

进一步的，密封舱结构内还设置有排屑机，排屑机设置在第一工位下方，用于将磨切产生的废屑排出。

进一步的，还设置有工控机，工控机用于控制第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一减速电机和第二减速电机。

相对于现有技术，本发明所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人具有以下有益效果：

本发明所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人极大的提高了设备的灵活性，可实现一序完成整个铸件的切割及打磨，提高整体切割和打磨效率，降低工件切割和打磨的时间成本，可实现无人操作，而且封闭式整体外防钣金设计，有效的降低噪音并减少粉尘的污染，粉尘可通过连接专用的除尘设备，除尘并达到回收铁粉的目的，实现循环利用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述的第一工位、第二工位立体图示意图；

图3为本发明实施例所述的刀头安装座放大示意图；

图4为本发明实施例所述的第一工位、第二工位侧视图示意图；

图5为本发明实施例所述的肘夹示意图；

图6为本发明实施例所述的摇篮机构整体结构示意图；

图7为本发明实施例所述的摇篮机构侧视图示意图；

图8为本发明实施例所述的摇篮机构翻转90°状态示意图。

附图标记说明：

1-混联机械臂；11-第一主动臂；12-第二主动臂；13-第一从动臂；14-第二从动臂；15-第一伺服电机；16-第二伺服电机；17-竖直升降单元；2-多刀头机构；21-刀头安装座；22-第三伺服电机；23-刀头伺服电机；24-打磨刀头；25-切割刀头；3-第一工位；31-旋转台板；32-转动电机；33-旋转门结构；331-观察视窗；4-第二工位；5-摇篮机构；51-铸件固定板；52-摇篮板；521-第一水平板；522-第一竖直板；523-第二竖直板；53-第一减速电机；54-翻转外壳；55-第二减速电机；56-电机安装支架；57-同步带轮；6-夹具自锁结构；61-肘夹；7-密封舱结构；71-安全光幕；8-排屑机；9-工控机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

包括三大机构：混联机械臂机构、多刀头机构、双工位旋转和摇篮翻转机构；

混联机械臂机构可以实现多轴向功能，通过运动学控制算法，解决的串联机器人和机床形式设备刚性弱、灵活性不足的问题，而且对于大冒口形式的铸件，可先进行切割工序，然后进行全序打磨；

多刀头机构并配置高刚度磨切主轴系统，设备可配置三种刀头形式，两个大主打磨砂轮及一个小磨轮辅助打磨，多种刀头形式可随意切换，根据切割打磨铸件需求，可以实现切磨钻一体，一序替多序，而且可以随意更换切割片和打磨片，具备切磨一体功能，设备能有适应各种材质铸件的打磨，满足各种打磨要求。

双工位旋转和摇篮翻转机构，可同时实现铸件的旋转和翻转打磨机构，总共有两个工位：转台工位一和转台工位二，通过电机和减速机直连驱动，可实现双工位旋转；双工位转台上安装摇篮机构，可实现铸件旋转和翻转；

整体机构封闭式外防护钣金的设计，有效的降低噪音并减少粉尘的污染，粉尘可通过连接专用的除尘设备，除尘并达到回收铁粉的目的，实现循环利用。

摇篮机构：摇篮机构包括摇篮旋转机构和摇篮翻转机构，摇篮旋转机构可以实现铸件360°旋转，摇篮翻转机构可实现铸件0～90°翻转；摇篮旋转机构通过电机和减速机，通过同步带传动，实现铸件360°旋转，铸件通过锁紧机构，安装于工装夹具安装板上，通过减速机带动摇篮翻转机构，实现铸件0～90°翻转；铸件的旋转和翻转的有效解决，成功的解决了铸件冒口形式复杂，需要多序切割和打磨的问题，治具配置自动锁紧机构，简单方便，实用性强，操作简单，通过配置摇篮的旋转和翻转机构，可以实现一些复杂铸件需要分序切割打磨及人工修整的铸件，极大提高了铸件的切割和打磨效率，进一步提高完成度。此种机构可以一序完成中大型铸件分型线毛刺及浇冒口的切割及打磨，提高铸件打磨完成高，降低辅助切割和打磨及换刀时间。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：包括混联机械臂(1)、多刀头机构(2)、加工工位；

混联机械臂(1)包括机械臂单元，机械臂单元包括第一主动臂(11)、第二主动臂(12)、第一从动臂(13)和第二从动臂(14)，第一主动臂(11)的第一端连接第一伺服电机(15)，第二端与第一从动臂(13)的第一端铰接，第二主动臂(12)的第一端连接第二伺服电机(16)，第二端与第二从动臂(14)的第一端铰接；

第一从动臂(13)的第二端与第二从动臂(14)的第二端铰接，铰接部位设置有用于安装多刀头机构(2)的安装端；

混联机械臂(1)还包括竖直升降单元(17)，用于带动机械臂单元竖直的升降；

多刀头机构(2)上安装有不少于一个用于对铸件切割打磨的刀头；

待加工的铸件放置在加工工位上。

2.根据权利要求1所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：多刀头机构(2)包括刀头安装座(21)，刀头安装座(21)上设置有第三伺服电机(22)，刀头安装座(21)通过第三伺服电机(22)与安装端转动连接；

刀头安装座(21)的侧壁设置有多个刀头伺服电机(23)，刀头伺服电机(23)的输出端连接有用于对铸件加工的刀头，包括打磨刀头(24)、切割刀头(25)，通过刀头伺服电机(23)调节刀头的加工角度。

3.根据权利要求1所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：加工工位包括第一工位(3)和第二工位(4)，第一工位(3)为正在加工工位，第二工位(4)为等待加工工位；

还包括旋转台板(31)，第一工位(3)和第二工位(4)分别设置在旋转台板(31)的两端，旋转台板(31)下方设置有转动电机(32)，通过转动电机(32)带动旋转台板(31)转动，实现第一工位(3)和第二工位(4)的切换。

4.根据权利要求3所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：第一工位(3)和第二工位(4)上还设置有摇篮机构(5)，摇篮机构(5)上设置有用于固定铸件的铸件固定板(51)，铸件固定板(51)下方固定连接有摇篮板(52)，包括呈C型设置的第一水平板(521)、第一竖直板(522)和第二竖直板(523)，摇篮板(52)开口向下设置，铸件固定板(51)设置在第一水平板(521)的上方；

摇篮机构(5)包括摇篮翻转机构，摇篮翻转机构包括第一减速电机(53)和翻转外壳(54)，第一减速电机(53)设置在翻转外壳(54)内；

第一减速电机(53)的输出端伸出翻转外壳(54)外与第一竖直板(522)固定连接，第二竖直板(523)与翻转外壳(54)活动连接，通过第一减速电机(53)带动待加工铸件左右翻转。

5.根据权利要求4所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：摇篮机构(5)包括摇篮旋转机构，摇篮旋转机构设置在摇篮翻转机构下方，包括第二减速电机(55)，翻转外壳(54)的底部与第二减速电机(55)的输出端通过同步带轮(57)连接；

第二减速电机(55)部位设置有电机安装支架(56)。

6.根据权利要求4所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：铸件固定板(51)上设置有夹具自锁结构(6)，夹具自锁结构(6)包括肘夹(61)，用于将待加工铸件固定在铸件固定板(51)上。

7.根据权利要求3所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：还设置有密封舱结构(7)，混联机械臂(1)、多刀头机构(2)、第一工位(3)设置在密封舱结构(7)结构内。

8.根据权利要求7所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：第一工位(3)和第二工位(4)之前还设置有旋转门结构(33)，旋转门结构(33)上设置有观察视窗(331)，观察视窗(331)底部与旋转台板(31)固定连接；

密封舱结构(7)的外壳还设置有安全光幕(71)，安全光幕(71)设置在第二工位(4)的侧方。

9.根据权利要求8所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：密封舱结构(7)内还设置有排屑机(8)，排屑机(8)设置在第一工位(3)下方，用于将磨切产生的废屑排出。

10.根据权利要求5所述的一种用于铸件切割打磨的一体机器人，其特征在于：还设置有工控机(9)，工控机(9)用于控制第一伺服电机(15)、第二伺服电机(16)、第三伺服电机(22)、第一减速电机(53)和第二减速电机(55)。

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