CN115042087B - 大型工件自适应旋转研磨适配操作设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于工件研磨适配的设备领域,具体是公开一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，包括上料工位、多维移动装置、适配抓夹装置和适配夹持装置，所述适配抓夹装置安装设置在多维移动装置实现多维移动的工作端部上用于抓夹工件，所述适配夹持装置用于夹持工件，所述适配抓夹装置通过多维移动装置带动在上料工位与适配夹持装置之间进行夹持工作，所述上料工位包括用于夹持运载工件的运载车和固定位置安装设置用于实现运载车在上料工位停靠定位的定心停靠装置。该设备能够实现多功能自动化的旋转研磨适配操作，能够自适应工件进行研磨加工，且能够实现适用多种规格工件使用。

Description

大型工件自适应旋转研磨适配操作设备

技术领域

本发明涉及用于工件研磨适配的设备领域，具体是涉及自动化进行工件研磨适配的操作设备。

背景技术

在工业生产中，部分大型法兰类工件进行装配使用前需先进行适配作业，如图1所示的一种法兰类工件的结构，包括上法兰10和下法兰20两个部件，两部件通常均为金属制成，这两个部件在分别生产成型后需相嵌套（图中所示上法兰的圆筒部嵌入下法兰的圆筒部内）进行适配的适应研磨（研磨时相对转动，从而对两者的接触面同时进行摩擦，通过研磨使得两者的嵌套更为适配，以达到后面装配使用时所需的状态效果）,因此这道工序需要上下法兰的搬运、定位、固定、转动研磨、清理研磨屑等操作。

对于上述的这种大型法兰工件，由于尺寸较大，重量较重，成人都不易搬动，因此在现在来说，适应适配操作是这种工件中较为不易的一道工序，这主要也是因为现有的适配作业是通过机械辅助人工进行操作的方式，辅助的机械通常是较为简单的功能作用，在研磨的回转和研磨面同轴的问题上难于达到理想效果，这将直接影响适应适配的最终状态效果，且不同轴的问题也对机械自身造成损伤，还有人工操作的方式工作劳动强度大，操作效率极低，且存在着适配一致性不足等的问题，因此，现有的主要采用人工操作和现有简单的辅助机械的方式方法既难于达到适应适配所要的状态效果，也无法实现该工序的自动化升级改造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现多功能自动化操作，且能够实现适用多种规格工件，能够自适应定心达到同轴研磨加工的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，包括上料工位、多维移动装置、适配抓夹装置和适配夹持装置，所述适配抓夹装置安装设置在多维移动装置实现多维移动的工作端部上用于抓夹工件，所述适配夹持装置用于夹持工件，所述适配抓夹装置通过多维移动装置带动在上料工位与适配夹持装置之间夹持工作，所述上料工位包括用于夹持运载工件的运载车和固定位置安装设置用于实现运载车在上料工位停靠定位的定心停靠装置。

所述运载车包括车架和设置在车架上用于搭载工件的运载平台，所述运载平台上设有工件定位机构，所述车架的相对两侧边分别设有停靠定心部件，所述定心停靠装置分别对应两停靠定心部件设置在运载车两侧，其包括有固定底座、顶升横梁、顶升结构、浮动结构、定心结构和限位挡板，所述顶升横梁水平设置在固定底座上方，所述顶升结构包括固定底座与顶升横梁之间连接设置的顶升驱动缸和顶升导向结构，所述浮动结构沿顶升横梁的长度方向布设在其上表面上，所述限位挡板设置在固定底座上用于限定运载车的停靠范围，所述运载车停靠在两定心停靠装置之间，并且停靠定心部件架在对应侧的浮动结构上，通过定心结构和顶升结构来调整限定住停靠定心部件，从而实现运载车上的工件在上料工位的定心。

所述浮动结构为嵌设在顶升横梁上表面且在同一水平高度布设的多个万向球，所述顶升横梁上设有供各万向球嵌入设置的球形凹槽座，所述万向球在球形凹槽座内可定心自由滚动，所述停靠定心部件为水平连接在车架侧边上的支撑板，所述支撑板的下表面具有与万向球接触的支撑滑动平面，所述支撑板的上表面设有定心部件，所述定心部件的上表面为带锥角圆柱凹槽，所述定心结构为在顶升横梁的上方对应固定设置并且活塞杆朝下活动的定心驱动缸及连接在定心驱动缸的活塞杆上并且下端为球面状的定心杆，所述定心杆与顶升横梁之间为支撑板的浮动空间，通过定心驱动缸带动定心杆的球面状下端嵌入对应侧的定心部件的带锥角圆柱凹槽内实现对运载车的调整定心。

所述顶升结构包括安装在固定底座上并且活塞杆端部朝上与顶升横梁连接的顶升驱动缸及上端连接在顶升横梁上并且下端穿过设置在固定底座上的导向套内的顶升导杆。

所述工件定位机构包括开设在运载平台上的调整滑动槽、对应调整滑动槽安装在运载平台下方的双向丝杆、分别螺纹匹配活动在双向丝杆的左右旋螺纹段上的两过渡块、设置在两过渡块与运载平台之间的导向滑动结构、连接双向丝杆一端的旋转带动部件和设置在运载平台上方并且分别通过连接部与对应的过渡块连接在一起的两定位夹块，两定位夹块的相对侧为可供工件侧面嵌入的V型结构面。

所述运载车为可推动移动的运载推车，其还包括有设置在车架底部的智能移动车，所述运载推车与智能移动车之间通过可分离的牵引连接机构连接。

所述牵引连接机构包括两端固定连接在车架上的横板、布设在横板上的导杆套、可升降活动穿设在导杆套内的升降导杆、在横板上方连接在升降导杆上端的对位上板、上下设置在对位上板上的多个升降定位调整孔、架设在横板上并且一端部可伸缩穿设在对应的升降定位调整孔内的高度定位杆、在横板下方连接在升降导杆下端的对位下板、布设在对位下板上的对位销孔以及设置在智能移动车上并且对应对位销孔设置的可升降的定位销。

所述对位销孔在对位下板上布设不同大小的多个，所述定位销为对应对位销孔位置布设并且一一对应直径的多根，和/或，所述高度定位杆通过架设座架设在横板上，其上套设有复位弹簧并且另一端设有拉环。

所述上料工位布设有多个，分别为用于上法兰运载上料的上法兰上料工位、用于下法兰运载上料的下法兰上料工位和用于法兰转运的转运工位。

所述适配抓夹装置包括主要进行抓夹工件工作的抓夹模块及连接在多维移动装置的工作端部与抓夹模块之间用于带动抓夹模块回转的锁紧模块，所述锁紧模块通过柔性适配连接结构与抓夹模块连接。

所述抓夹模块上方通过加高柱连接设有夹爪上板，两者之间形成分离空间，所述锁紧模块包括锁紧上板、锁紧驱动缸、锁紧下板、锁紧轴和伸缩导向结构，所述锁紧上板供与多维移动装置连接带动，所述锁紧下板通过加高柱连接在锁紧上板的下方，两者之间形成驱动安装空间，所述锁紧驱动缸对应在驱动安装空间内固定安装在锁紧下板上并且其活塞杆朝下穿过锁紧下板，所述锁紧轴固定连接在锁紧驱动缸的活塞杆上由其带动上下伸缩，所述伸缩导向结构设置在夹爪上板与锁紧下板之间用于锁紧轴上下伸缩的导向；所述柔性适配连接结构为所述锁紧轴的下端设有锥形锁紧块，所述锥形锁紧块其锥形小的一端朝上连接锁紧轴，所述分离空间内设有连接在夹爪上板上的锁紧套，所述锁紧套上开设有上下贯通并且与锥形锁紧块相应的锥形套孔，所述锥形套孔其锥形小的一端朝上，所述锁紧轴穿设在锥形套孔内，其锥形锁紧块对应嵌入锥形套孔内，所述锥形套孔的最小直径大于锁紧轴的直径并且之间形成轴心调整间隙，所述夹爪上板上设有扭转杆导套，所述扭转杆导套内穿设有可升降活动的扭转杆，所述扭转杆的上端通过可相对锁紧轴径向滑动的直线滑动结构与锁紧下板连接。

所述抓夹模块包括夹爪下板、安装设置在夹爪下板下表面上的三爪气缸和分别连接三爪气缸由其带动张合的夹爪，所述夹爪通过可相对三爪气缸中心轴径向滑动的直线滑动结构与夹爪下板连接。

所述多维移动装置的工作端部上设有用于感知适配抓夹装置受到的作用力的力控模块用于适配工作时感知作用力获取数据供控制应用，和/或，所述多维移动装置的工作端部上设有第一视觉定位模块用于通过多维移动装置带动获取工件位置的视觉数据用于定位调整。

所述适配夹持装置包括上表面为夹持平台的机座、可活动布设在夹持平台上的多个夹持部件、设置在机座内夹持平台下方的回转盘、连接设置在回转盘下表面与机座之间的回转支承和输出连接回转支承从而带动回转盘转动的驱动电机；所述回转盘上周向布设有多条腰形槽一一对应夹持部件，所述夹持平台上一一对应夹持部件开设有沿回转盘中心轴径向设置的调整滑动槽，所述夹持部件包括对应在夹持平台上表面的夹持块、连接在夹持块下表面并嵌入在调整滑动槽内滑动的调整滑动块、调整滑动块下端连接的调整导轮及连接在夹持平台与调整滑动块之间的滑动导向结构，所述调整导轮嵌入在对应的腰形槽内滚动，所述腰形槽和调整滑动槽的槽型、长度、位置结构设置为能够实现回转盘转动时带动所有夹持块扩张开或靠拢的同步动作，所述夹持块朝向回转盘轴心的一面为可供工件侧面嵌入的V型结构面。

还包括可对适配抓夹装置抓夹工件活动范围内的工件进行相应工作的第二视觉定位模块、适配视觉检测模块和/或吸尘装置，所述第二视觉定位模块用于工件定位，所述适配视觉检测模块用于工件适应适配工作后的检测，所述吸尘装置用于工件适应适配工作后的研磨屑的清理。

所述吸尘装置包括吸尘器、一端连接在吸尘器上的吸尘管、吸尘管的另一端上设置的毛刷吸头、供固定安装吸尘管以支撑毛刷吸头朝上的吸管活动座及固定设置的吸尘安装座，所述吸管活动座与吸尘安装座之间设有竖向直线滑动结构，所述吸管活动座的下端设有活动杆，所述吸尘安装座上设有供活动杆对应穿过的导向座，所述活动杆上套设有与导向座作用的上升复位弹簧。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：上述设备通过上料工位来负责工件的运载送料和工件的定位供料，供由多维移动装置带动的适配抓夹装置抓夹放置在适配夹持装置上或者抓夹工件进行自适应与固定在适配夹持装置上的另一工件进行旋转的研磨适配，完成后反向进行由运载车输送回，整个过程可实现机械自动化进行，代替人工进行可大大提高效率，降低人工工作强度，可无需人工参与。

上述进一步的机械结构设置，进一步提高了机械的性能，特别适合于大型法兰类工件使用，解决大型法兰类工件自动上料问题，实现上料车自适应多种直径工件定位、运载车能够自动到位位置调整、并自动定心夹紧、运载车遇故障可自由切换手动模式等的功能，为后续法兰自动适配做准备。

还有，解决了大型法兰类工件研磨适配过程中的自适应问题，实现多尺寸工件自适应夹持、视觉定位引导、柔性力控装配、自适应适配研磨、自动清洁等的功能。

综上，从而实现本发明上述能够实现多功能自动化操作，且能够实现适用多种规格工件，能够自适应定心达到同轴研磨加工的目的。

附图说明

图1是本发明涉及的大型法兰类工件的结构示意图。

图2是本发明涉及的大型工件自适应旋转研磨适配操作设备的结构示意图。

图3是本发明涉及的上料工位的结构示意图。

图4是本发明涉及的定心停靠装置的结构示意图。

图5和图6是本发明涉及的牵引连接机构的结构示意图。

图7是本发明涉及的智能移动车的结构示意图。

图8是本发明涉及的工件定位机构的结构示意图。

图9是本发明涉及的多维移动装置的结构示意图。

图10是本发明涉及的适配抓夹装置的结构示意图。

图11是本发明涉及的柔性适配连接结构的部分结构示意图。

图12是本发明涉及的适配夹持装置结构示意图。

图13是本发明涉及的适配夹持装置的内部结构示意图。

图14是本发明涉及的第二视觉定位模块和适配视觉检测模块的结构示意图。

图15是本发明涉及的吸尘装置结构示意图；

图中：

上法兰10；下法兰20；上料工位1；

上法兰上料工位101；下法兰上料工位102；转运工位103；

运载车11；车架111；运载平台112；工件定位机构1121；调整滑动槽11211；

双向丝杆11212；过渡块11213；导向滑动结构11214；旋转带动部件11215；

连接部11216；定位夹块11217；V型结构面11218；

停靠定心部件113；支撑滑动平面1131；定心部件1132；

牵引连接机构114；横板1141；导杆套1142；升降导杆1143；对位上板1144；

升降定位调整孔1145；高度定位杆1146；架设座11461；复位弹簧11462；拉环11463；对位下板1147；对位销孔1148；

定位销1149；智能移动车115；定心停靠装置12；固定底座121；

顶升横梁122；顶升结构123；顶升驱动缸1231；顶升导向结构1232；

浮动结构124；万向球1241；球形凹槽座1242；

定心结构125；定心驱动缸1251；定心杆1252；限位挡板126；

多维移动装置2；工作端部21；快换盘22；

适配抓夹装置3；抓夹模块31；夹爪上板311；分离空间312；夹爪下板313；三爪气缸314；夹爪315；锁紧模块32；锁紧上板321；锁紧驱动缸322；

锁紧下板323；锁紧轴324；伸缩导向结构325；驱动安装空间326；

柔性适配连接结构33；锥形锁紧块331；锁紧套332；锥形套孔333；

轴心调整间隙334；扭转杆导套341；扭转杆342；直线滑动结构343；

适配夹持装置4；夹持平台41；调整滑动槽411；机座42；夹持部件43；

夹持块431；V型结构面4311；调整滑动块432；调整导轮433；

滑动导向结构434；回转盘44；腰形槽441；

力控模块5；第一视觉定位模块6；第二视觉定位模块7；适配视觉检测模块8；

吸尘装置9；吸尘器91；吸尘管92；毛刷吸头93；吸管活动座94；

活动杆941；上升复位弹簧942；吸尘安装座95；

导向座951；竖向直线滑动结构96。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

本实施例公开的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，如图2所示的为适用于背景技术中涉及的大型法兰类工件的自适应旋转研磨适配操作，图中设备包括上料工位1、多维移动装置2、适配抓夹装置3、适配夹持装置4、力控模块5、第一视觉定位模块6、第二视觉定位模块7、适配视觉检测模块8和吸尘装置9，根据实际生产加工需要部分装置可适应减少设置，如不需要吸尘操作，可对应去掉吸尘装置9的部分，又如根据操作过程方法对第一视觉定位模块6、第二视觉定位模块7或适配视觉检测模块8的整合、增设或去除，本实施例仅在于提供一种清楚完整的实施例以便于清楚理解本发明的技术方案，这里不对各种实施例进行详细说明。所述上料工位1用于法兰工件的运载，即加工前的送料和加工后的运回，还有法兰工件的上料定位以供精准的抓夹，所述适配抓夹装置3安装设置在多维移动装置2实现多维移动的工作端部上用于抓夹工件，通过所述多维移动装置2带动适配抓夹装置3多维移动，移动至上料工位1进行抓夹或松夹放置工件和移动至适配夹持装置4进行上下法兰的旋转研磨适配操作以及移动至第二视觉定位模块7、适配视觉检测模块8或吸尘装置9进行对应视觉检测、吸尘等的操作，所述适配抓夹装置3用于实现活动抓夹工件和抓夹时的自适应调整，具体实现结构下面详细描述，所述适配夹持装置4用于下法兰工件的夹持，所述力控模块5用于感知适配、旋转研磨中的力以便进行适配抓夹装置3的适应调整控制，从而实现柔性力控效果，所述第一视觉定位模块6、第二视觉定位模块7和适配视觉检测模块8用于获取图像进行定位调整或获取图像进行检测，所述吸尘装置9用于旋转研磨后工件上的粉屑的清除。下面结合附图来详细各装置部件的结构位置连接关系。

所述上料工位1本实施例中根据法兰类工件的应用，布设有多个，分别为用于上法兰运载上料的上法兰上料工位101、用于下法兰运载上料的下法兰上料工位102及用于上、下法兰转运（或为上、下法兰的放置过渡）的转运工位103，多个上料工位1的设置有利于提高运载输送效率，各上料工位1可采用同样机械结构的装置，如图2所示。本实施例公开的所述上料工位1包括用于夹持运载工件（上法兰或下法兰）的运载车11和固定位置安装设置在工位地面上用于实现运载车11能够在上料工位1停靠定位的定心停靠装置12，具体结构如图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，所述运载车11包括车架111和设置在车架111上用于搭载工件的运载平台112，所述运载平台112上设有工件定位机构1121，所述车架111的相对两侧边分别设有停靠定心部件113，所述定心停靠装置12分别对应两停靠定心部件113设置在运载车11两侧。所述定心停靠装置12的结构如图中所示，包括有固定底座121、顶升横梁122、顶升结构123、浮动结构124、定心结构125和限位挡板126；所述顶升横梁122水平设置在固定底座121上方，所述顶升结构123包括固定底座121与顶升横梁122之间连接设置的顶升驱动缸1231和顶升导向结构1232；所述浮动结构124沿顶升横梁122的长度方向布设在其上表面上，具体为嵌设在顶升横梁122上表面且在同一水平高度布设的多个万向球1241，所述顶升横梁122上设有供各万向球1241嵌入设置的球形凹槽座1242，所述万向球1241在球形凹槽座1242内可定心自由滚动。所述停靠定心部件113为水平连接在车架111侧边上的支撑板，所述支撑板的下表面具有与万向球1241接触的支撑滑动平面1131，所述支撑板的上表面设有定心部件1132，所述定心部件1132的上表面为带锥角圆柱凹槽。所述限位挡板126设置在固定底座121上用于限定运载车11的停靠范围，所述运载车11停靠在两定心停靠装置12之间，并且停靠定心部件113架在对应侧的浮动结构124上，图中限位挡板126为设置在两定心停靠装置12的固定底座121的相对外侧和运载车11停靠的前方，呈L型结构，在运载车11的两侧和前方进行初步的限位，所述定心结构125为在顶升横梁122的上方对应固定设置（通过支架固定架设），包括活塞杆朝下活动的定心驱动缸1251及连接在定心驱动缸1251的活塞杆上并且下端为球面状的定心杆1252，所述定心杆1252与顶升横梁122之间为支撑板的浮动空间，通过顶升结构123将车架111的整体顶升以及定心驱动缸1251带动定心杆1252的球面状下端嵌入对应侧的定心部件1132的带锥角圆柱凹槽内实现定心，由于定心杆1252的球面状下端和定心部件1132上表面带锥角圆柱凹槽配合，因此在嵌入过程中是逐渐往球形面的中心点靠近的，因此能够通过定心结构125和顶升结构123来调整限定住停靠定心部件113，实现对运载车11的调整定心，也是对运载车11停靠的定位，如此运载车11为定心停靠，其上的工件在上料工位1则能够较为精准的供适配抓夹装置3定位上料抓夹。上述结构设置浮动结构124不仅提供了较为平稳的水平支撑、还能够实现自由且阻力较小的滑动调整，整体结构设置稳固，作用效果稳定可靠。

本实施例中所述运载车11的运载平台112上的工件定位机构1121，如图8所示，包括开设在运载平台112上的调整滑动槽11211、对应调整滑动槽11211安装在运载平台112下方的双向丝杆11212、分别螺纹匹配活动在双向丝杆11212的左右旋螺纹段上的两过渡块11213、设置在两过渡块11213与运载平台112之间的导向滑动结构11214、连接双向丝杆11212一端的旋转带动部件11215和设置在运载平台112上方并且分别通过连接部11216与对应的过渡块11213连接在一起的两定位夹块11217，两定位夹块11217的相对侧为可供工件侧面嵌入的V型结构面11218。该结构设置采用了双向丝杆11212，两定位夹块11217可由同一旋转带动部件11215（旋转带动部件11215可为驱动电机或手动调整的手轮）带动同步相对靠近或相对远离移动，且两定位夹块11217的V型结构面11218设置，能够实现在夹持工件时保持自动向设定的中心位置夹持固定，有利于适配抓夹装置3精准定位上料工件。

另外，本实施例中所述运载车11为了预防特殊情况能够方便进行，需由人工参与进行操作，实现自动与手动的模式切换，本实施例中所述运载车11为可推动移动的运载推车，其还包括有设置在车架111底部的智能移动车115，这里智能移动车115可采用现有的具有自动驾驶、导航、避障等功能的智能车，如AGV小车，所述运载推车与智能移动车115之间通过可分离的牵引连接机构114连接，通过该机构来实现运载车11运载输送自动模式和手动模式之间的切换。本实施例中牵引连接机构114的具体结构设置是这样的，如图5和图6所示，所述牵引连接机构114包括两端固定连接在车架111上的横板1141、布设在横板1141上的导杆套1142、可升降活动穿设在导杆套1142内的升降导杆1143、在横板1141上方连接在升降导杆1143上端的对位上板1144、上下设置在对位上板1144上的多个升降定位调整孔1145、架设在横板1141上并且一端部可伸缩穿设在对应的升降定位调整孔1145内的高度定位杆1146、在横板1141下方连接在升降导杆1143下端的对位下板1147、布设在对位下板1147上的对位销孔1148以及设置在智能移动车115上并且对应对位销孔1148设置的可升降的定位销1149。通过上述结构，在采用自动运载输送的模式下，智能移动车115移动至车架111下方使其定位销1149对应对位销孔1148，然后上升定位销1149插入对位销孔1148内，这里对位销孔1148外端可设有穿插导入套便于自动对位插入，即可实现两者之间的连接，能够实现智能移动车115牵引运载推车移动，这里为达到较好的定向定位连接以及牵引移动时达到定向稳定的牵引，在对位下板1147上布设多个不同大小的所述对位销孔1148，还有，对应对位销孔1148并且一一对应直径布设的多根所述定位销1149，即能够达到所需的作用效果，且结构简单更有利于配合动作的实现进行；而在需要转换为人工手动模式时（如智能移动车出现故障、电力不足、定位销1149无法升降等情况），通过将高度定位杆1146脱离升降定位调整孔1145，然后手动将对位上板1144或对位下板1147往上抬动使得对位销孔1148脱离定位销1149，即能够将智能移动车115与运载推车分离开，运载推车可直接人工推动移动，人工推动运载推车至上料工位1进行停靠时，在限位挡板126的作用下同样能过快速推动至有利于快速定心定位的位置。这里为方便手动调整高度定位杆1146时能够方便快速对应所需的升降定位调整孔1145 ，所述高度定位杆1146通过架设座11461架设在横板1141上，高度定位杆1146上套设有复位弹簧11462并且另一端设有拉环11463，通过该结构设置能够方便拉动拉环11463带动高度定位杆1146，在复位弹簧11462的作用力下高度定位杆1146能够快速穿插入下一个升降定位调整孔1145内，从而方便调整定位住牵引连接机构114的状态。

所述适配抓夹装置3，如图2、图9、图10和图11所示，包括主要进行抓夹工件工作的抓夹模块31及连接在多维移动装置2的工作端部与抓夹模块31之间用于带动抓夹模块31回转的锁紧模块32，本实施例中如图9所示多维移动装置2采用的是现有技术产品多轴机械臂，其活动可及范围大，动作更灵活快速，其工作端部21与锁紧模块32之间通过快换盘22来可快速拆装连接，这里比较重要的是，本发明中所述锁紧模块32通过柔性适配连接结构33与抓夹模块31连接，从而来实现上述有益效果中提及的大型法兰类工件研磨适配过程中柔性力控装配自适应的作用效果。具体结构设置如图中所示，所述抓夹模块31上方通过加高柱连接设有夹爪上板311，两者之间形成分离空间312供配合锁紧模块32实现所需功能作用，所述锁紧模块32包括锁紧上板321、锁紧驱动缸322、锁紧下板323、锁紧轴324和伸缩导向结构325，所述锁紧上板321供与多维移动装置2通过快换盘22连接带动，所述锁紧下板323通过加高柱连接在锁紧上板321的下方，两者之间形成驱动安装空间326，所述锁紧驱动缸322对应在驱动安装空间326内固定安装在锁紧下板323上并且其活塞杆朝下穿过锁紧下板323，所述锁紧轴324固定连接在锁紧驱动缸322的活塞杆上由其带动上下伸缩，所述伸缩导向结构325设置在夹爪上板311与锁紧下板323之间用于锁紧轴324上下伸缩的导向，所述锁紧轴324的下端供与夹爪上板311连接，如此锁紧模块32具有可独立锁紧或分离功能，且结构能够达到较为稳固不易变形的结构设置，有利于提高装配使用的稳定；所述柔性适配连接结构33为所述锁紧轴324的下端设有锥形锁紧块331，所述锥形锁紧块331其锥形小的一端朝上连接锁紧轴324，所述分离空间312内设有连接在夹爪上板311上的锁紧套332，所述锁紧套332上开设有上下贯通并且与锥形锁紧块331相应的锥形套孔333，所述锥形套孔333其锥形小的一端朝上，所述锁紧轴324穿设在锥形套孔333内，其锥形锁紧块331对应嵌入锥形套孔333内，所述锥形套孔333的最小直径大于锁紧轴324的直径并且之间形成轴心调整间隙334。所述夹爪上板311上设有扭转杆导套341，所述扭转杆导套341内穿设有可升降活动的扭转杆342，所述扭转杆342的上端通过可相对锁紧轴324径向滑动的直线滑动结构343与锁紧下板323连接。另外，本实施例中所述抓夹模块31包括夹爪下板313、安装设置在夹爪下板313下表面上的三爪气缸314和分别连接三爪气缸314由其带动张合的夹爪315，所述夹爪315通过可相对三爪气缸314中心轴径向滑动的直线滑动结构与夹爪下板313连接，夹爪张合动作灵活，三爪抓夹稳定。

通过上述结构在抓夹上法兰工件与下法兰工件装配旋转研磨时，当带动锁紧轴324上升时锥形锁紧块331嵌入锥形套孔333内，在两者形状的配合作用下，上升的力能够转化为锁紧夹爪上板311的作用力从而使得锁紧模块32与抓夹模块31两者实现固定连接效果，当需要柔性力控装配的效果时控制锁紧轴324下降，锥形锁紧块331与锥形套孔333之间可产生间隙，从而实现解除锁紧，适配时，多维移动装置2的工作端部21带动锁紧模块32旋转，锁紧模块32再通过扭转杆342带动抓夹模块31旋转（此时，抓夹模块31与上法兰10抓夹在一起，其回转轴可能与锁紧模块32回转轴不同轴），由于扭转杆342可沿锁紧轴324径向滑动，且解除锁紧后，锥形锁紧块331与锥形套孔333存在间隙及轴心调整间隙334的存在，因此，适配抓夹装置3可自动适应研磨中存在的不同轴问题，从而实现本发明所需效果。上述锁紧模块32的结构设置及与抓夹模块31的连接结构设置，能够达到适配抓夹装置3整体体积较小，重量轻，结构稳固的效果。

所述力控模块5，如图9所示设置在多维移动装置2的工作端部21上，用于感知适配工作时适配抓夹装置3受到的作用力，获得数据以供系统的控制应用，可进一步的提升自适应适配的调整功能效果。如图9所示，所述第一视觉定位模块6本实施例中设置在多维移动装置2的工作端部21上，设置在该处可通过多维移动装置2带动移动至需要视觉拍摄的位置可用于视觉定位调整或视觉检测应用，可活动拍摄范围较大，第一视觉定位模块6的功能用途也可根据工作需要系统设定，不限定为单独用途的使用。另外，上述的第二视觉定位模块7、适配视觉检测模块8可为如图14所示的在多轴机械臂活动能及的范围内固定位置的设置，主要用于配合系统的工作方法的相应工作应用，可用于拍摄图像定位工件和视觉检测，本实施例的工作方法中可通过第二视觉定位模块7进行工件定位，通过适配视觉检测模块8用于工件适应适配工作后的检测，这里视觉检测可包括研磨装配效果的检测等。

所述适配夹持装置4，如图12和图13所示包括上表面为夹持平台41的机座42、可活动布设在夹持平台41上的多个夹持部件43、设置在机座42内夹持平台41下方的回转盘44、连接设置在回转盘44下表面与机座42之间的回转支承（在回转盘44下方，图中不可见）和输出连接回转支承从而带动回转盘44转动的驱动电机（在回转盘44下方，图中不可见）；所述回转盘44上周向布设有多条腰形槽441一一对应夹持部件43，所述夹持平台41上一一对应夹持部件43开设有沿回转盘44中心轴径向设置的调整滑动槽411，所述夹持部件43包括对应在夹持平台41上表面的夹持块431、连接在夹持块431下表面并嵌入在调整滑动槽411内滑动的调整滑动块432、调整滑动块432下端连接的调整导轮433及连接在夹持平台41与调整滑动块432之间的滑动导向结构434，所述调整导轮433嵌入在对应的腰形槽441内滚动，所述腰形槽441和调整滑动槽411的槽型、长度、位置结构设置为能够实现回转盘44转动时带动所有夹持块431扩张开或靠拢的同步动作，所述夹持块431朝向回转盘44轴心的一面为可供工件侧面嵌入的V型结构面4311，为达到夹持更稳固的效果，图中所述夹持部件43、腰形槽441、调整滑动槽411、调整滑动块432、调整导轮433和滑动导向结构434三组设置，张合滑动稳定，能够实现在夹持工件时保持自动向设定的中心位置夹持固定，有利于适配抓夹装置3精准定位上料抓夹和定心装配旋转研磨。夹持部件43的张合动作是驱动电机驱动回转盘44往复回转，回转盘44向一个方向转动时，在腰形槽441、调整滑动槽411的方向限定和导向引导作用下使得所有夹持块43能够同步的张开滑动或靠拢滑动，从而实现张开松夹或靠拢夹持。

由于旋转研磨适配过程中会产生的一些粉屑，工件适应适配工作后需要进行工件的清洁工作，本发明的设备根据需要进一步设置了所述吸尘装置9，如图2和图15所示，该吸尘装置9是针对本设备工作方法适应设置的结构，具体是上下法兰工件研磨后通常是上法兰的外侧壁需要清除粉屑和下法兰的内侧壁需要清除粉屑，因此具有周向清洁的使用需求，本实施例所述吸尘装置9的结构包括提供吸力的吸尘器91、一端连接在吸尘器91上的吸尘管92、吸尘管92的另一端上设置的毛刷吸头93、供固定安装吸尘管92以支撑毛刷吸头93朝上的吸管活动座94及固定设置的吸尘安装座95，所述吸管活动座94与吸尘安装座95之间设有竖向直线滑动结构96，所述吸管活动座94的下端设有活动杆941，所述吸尘安装座95上设有供活动杆941对应穿过的导向座951，所述活动杆941上套设有与导向座951作用的上升复位弹簧942。该结构设置的吸尘装置9使用时适配抓夹装置3可直接抓夹研磨后的上法兰工件使其外侧壁对应毛刷吸头93旋转一周进行外侧壁的粉屑清除，抓夹下法兰工件则使其内侧对应毛刷吸头93旋转一周进行内侧壁的粉屑清除，上述固定支撑毛刷吸头93的结构设置以及竖向直线滑动结构96、复位弹簧942、活动杆941、导向座95等组合结构设置，在吸尘动作过程中可使得毛刷吸头93能够上下浮动，可避免位置稍微不精准造成的碰撞问题，因此这里可降低位置精度的要求。

综上，本发明的设备具有如下优异之处：1、本发明采用自动上料，与现有人工作业相比，方便高效，便于实现自动化；2、本发明运载车采用工件定位机构可调结构，可同步调整，可适应不同直径工件的定位；3、本发明智能移动车对位模块采用可手动调整的两级结构，当发生故障时，可方便切换为人工上料，不影响生产；4、本发明采用浮动定心方式进行运载车的自动定位，定位精度较高，可便于机器人对工件的抓取和提高AGV牵引对位精度；5、具有可调夹持装置，可适应多种直径尺寸的工件的定位夹持；6、具有视觉定位系统和力控系统，可实现高精度柔性装配；7、具有适配夹爪部件，可自适应的进行适配研磨，降低适配研磨对执行机构的精度要求，可保护执行机构；8、具备视觉检测系统，可自动检测适配研磨后的效果；9、具备自动清洁部件，可对研磨后的工件进行自动清洁等。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，包括上料工位、多维移动装置、适配抓夹装置和适配夹持装置，所述适配抓夹装置安装设置在多维移动装置实现多维移动的工作端部上用于抓夹工件，所述适配夹持装置用于夹持工件，所述适配抓夹装置通过多维移动装置带动在上料工位与适配夹持装置之间进行夹持工作，所述上料工位包括用于夹持运载工件的运载车和固定位置安装设置用于实现运载车在上料工位停靠定位的定心停靠装置；所述上料工位布设有多个，所述运载车包括车架和设置在车架上用于搭载工件的运载平台，所述运载平台上设有工件定位机构，所述车架的相对两侧边分别设有停靠定心部件，所述定心停靠装置分别对应两停靠定心部件设置在运载车两侧，其包括有固定底座、顶升横梁、顶升结构、浮动结构、定心结构和限位挡板，所述顶升横梁水平设置在固定底座上方，所述顶升结构包括固定底座与顶升横梁之间连接设置的顶升驱动缸和顶升导向结构，所述浮动结构沿顶升横梁的长度方向布设在其上表面上，所述限位挡板设置在固定底座上用于限定运载车的停靠范围，所述运载车停靠在两定心停靠装置之间，并且停靠定心部件架在对应侧的浮动结构上，通过定心结构和顶升结构来调整限定住停靠定心部件；所述适配抓夹装置包括主要进行抓夹工件工作的抓夹模块及连接在多维移动装置的工作端部与抓夹模块之间用于带动抓夹模块回转的锁紧模块，所述锁紧模块通过柔性适配连接结构与抓夹模块连接；所述抓夹模块上方通过加高柱连接设有夹爪上板，两者之间形成分离空间，所述锁紧模块包括锁紧上板、锁紧驱动缸、锁紧下板、锁紧轴和伸缩导向结构，所述锁紧上板供与多维移动装置连接带动，所述锁紧下板通过加高柱连接在锁紧上板的下方，两者之间形成驱动安装空间，所述锁紧驱动缸对应在驱动安装空间内固定安装在锁紧下板上并且其活塞杆朝下穿过锁紧下板，所述锁紧轴固定连接在锁紧驱动缸的活塞杆上由其带动上下伸缩，所述伸缩导向结构设置在夹爪上板与锁紧下板之间用于锁紧轴上下伸缩的导向；所述柔性适配连接结构为所述锁紧轴的下端设有锥形锁紧块，所述锥形锁紧块其锥形小的一端朝上连接锁紧轴，所述分离空间内设有连接在夹爪上板上的锁紧套，所述锁紧套上开设有上下贯通并且与锥形锁紧块相应的锥形套孔，所述锥形套孔其锥形小的一端朝上，所述锁紧轴穿设在锥形套孔内，其锥形锁紧块对应嵌入锥形套孔内，所述锥形套孔的最小直径大于锁紧轴的直径并且之间形成轴心调整间隙。

2.如权利要求1所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，所述浮动结构为嵌设在顶升横梁上表面且在同一水平高度布设的多个万向球，所述顶升横梁上设有供各万向球嵌入设置的球形凹槽座，所述停靠定心部件为水平连接在车架侧边上的支撑板，所述支撑板的下表面具有与万向球接触的支撑滑动平面，所述支撑板的上表面设有定心部件，所述定心部件的上表面为带锥角圆柱凹槽，所述定心结构为在顶升横梁的上方对应固定设置并且活塞杆朝下活动的定心驱动缸及连接在定心驱动缸的活塞杆上并且下端为球面状的定心杆，所述定心杆与顶升横梁之间为支撑板的浮动空间，通过定心驱动缸带动定心杆的球面状下端嵌入对应侧的定心部件的带锥角圆柱凹槽内实现对运载车的调整定心；所述顶升结构包括安装在固定底座上并且活塞杆端部朝上与顶升横梁连接的顶升驱动缸及上端连接在顶升横梁上并且下端穿过设置在固定底座上的导向套内的顶升导杆；所述工件定位机构包括开设在运载平台上的调整滑动槽、对应调整滑动槽安装在运载平台下方的双向丝杆、分别螺纹匹配活动在双向丝杆的左右旋螺纹段上的两过渡块、设置在两过渡块与运载平台之间的导向滑动结构、连接双向丝杆一端的旋转带动部件和设置在运载平台上方并且分别通过连接部与对应的过渡块连接在一起的两定位夹块，两定位夹块的相对侧为可供工件侧面嵌入的V型结构面。

3.如权利要求1所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，所述运载车为可推动移动的运载推车，其还包括有设置在车架底部的智能移动车，所述运载推车与智能移动车之间通过可分离的牵引连接机构连接。

4.如权利要求3所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，所述牵引连接机构包括两端固定连接在车架上的横板、布设在横板上的导杆套、可升降活动穿设在导杆套内的升降导杆、在横板上方连接在升降导杆上端的对位上板、上下设置在对位上板上的多个升降定位调整孔、架设在横板上并且一端部可伸缩穿设在对应的升降定位调整孔内的高度定位杆、在横板下方连接在升降导杆下端的对位下板、布设在对位下板上的对位销孔以及设置在智能移动车上并且对应对位销孔设置的可升降的定位销；所述对位销孔在对位下板上布设不同大小的多个，所述定位销为对应对位销孔位置布设并且一一对应直径的多根，所述高度定位杆通过架设座架设在横板上，其上套设有复位弹簧并且另一端设有拉环。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，所述夹爪上板上设有扭转杆导套，所述扭转杆导套内穿设有可升降活动的扭转杆，所述扭转杆的上端通过可相对锁紧轴径向滑动的直线滑动结构与锁紧下板连接；所述抓夹模块包括夹爪下板、安装设置在夹爪下板下表面上的三爪气缸和分别连接三爪气缸由其带动张合的夹爪，所述夹爪通过可相对三爪气缸中心轴径向滑动的直线滑动结构与夹爪下板连接。

6.如权利要求1-4任意一项所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，所述多维移动装置的工作端部上设有用于感知适配抓夹装置受到的作用力的力控模块用于适配工作时感知作用力获取数据供控制应用，和/或，所述多维移动装置的工作端部上设有第一视觉定位模块。

7.如权利要求1-4任意一项所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，所述适配夹持装置包括上表面为夹持平台的机座、可活动布设在夹持平台上的多个夹持部件、设置在机座内夹持平台下方的回转盘、连接设置在回转盘下表面与机座之间的回转支承和输出连接回转支承从而带动回转盘转动的驱动电机；所述回转盘上周向布设有多条腰形槽一一对应夹持部件，所述夹持平台上一一对应夹持部件开设有沿回转盘中心轴径向设置的调整滑动槽，所述夹持部件包括对应在夹持平台上表面的夹持块、连接在夹持块下表面并嵌入在调整滑动槽内滑动的调整滑动块、调整滑动块下端连接的调整导轮及连接在夹持平台与调整滑动块之间的滑动导向结构，所述调整导轮嵌入在对应的腰形槽内滚动，所述腰形槽和调整滑动槽的槽型、长度、位置结构设置为能够实现回转盘转动时带动所有夹持块扩张开或靠拢的同步动作，所述夹持块朝向回转盘轴心的一面为可供工件侧面嵌入的V型结构面。

8.如权利要求1-4任意一项所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，还包括可对适配抓夹装置抓夹工件活动范围内的工件进行相应工作的第二视觉定位模块、适配视觉检测模块和/或吸尘装置，所述第二视觉定位模块用于工件定位，所述适配视觉检测模块用于工件适应适配工作后的检测，所述吸尘装置用于工件适应适配工作后的研磨屑的清理，所述吸尘装置包括吸尘器、一端连接在吸尘器上的吸尘管、吸尘管的另一端上设置的毛刷吸头、供固定安装吸尘管以支撑毛刷吸头朝上的吸管活动座及固定设置的吸尘安装座，所述吸管活动座与吸尘安装座之间设有竖向直线滑动结构，所述吸管活动座的下端设有活动杆，所述吸尘安装座上设有供活动杆对应穿过的导向座，所述活动杆上套设有与导向座作用的上升复位弹簧。

9.如权利要求5所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，所述适配夹持装置包括上表面为夹持平台的机座、可活动布设在夹持平台上的多个夹持部件、设置在机座内夹持平台下方的回转盘、连接设置在回转盘下表面与机座之间的回转支承和输出连接回转支承从而带动回转盘转动的驱动电机；所述回转盘上周向布设有多条腰形槽一一对应夹持部件，所述夹持平台上一一对应夹持部件开设有沿回转盘中心轴径向设置的调整滑动槽，所述夹持部件包括对应在夹持平台上表面的夹持块、连接在夹持块下表面并嵌入在调整滑动槽内滑动的调整滑动块、调整滑动块下端连接的调整导轮及连接在夹持平台与调整滑动块之间的滑动导向结构，所述调整导轮嵌入在对应的腰形槽内滚动，所述腰形槽和调整滑动槽的槽型、长度、位置结构设置为能够实现回转盘转动时带动所有夹持块扩张开或靠拢的同步动作，所述夹持块朝向回转盘轴心的一面为可供工件侧面嵌入的V型结构面。

10.如权利要求6所述的一种大型工件自适应旋转研磨适配操作设备，其特征在于，所述适配夹持装置包括上表面为夹持平台的机座、可活动布设在夹持平台上的多个夹持部件、设置在机座内夹持平台下方的回转盘、连接设置在回转盘下表面与机座之间的回转支承和输出连接回转支承从而带动回转盘转动的驱动电机；所述回转盘上周向布设有多条腰形槽一一对应夹持部件，所述夹持平台上一一对应夹持部件开设有沿回转盘中心轴径向设置的调整滑动槽，所述夹持部件包括对应在夹持平台上表面的夹持块、连接在夹持块下表面并嵌入在调整滑动槽内滑动的调整滑动块、调整滑动块下端连接的调整导轮及连接在夹持平台与调整滑动块之间的滑动导向结构，所述调整导轮嵌入在对应的腰形槽内滚动，所述腰形槽和调整滑动槽的槽型、长度、位置结构设置为能够实现回转盘转动时带动所有夹持块扩张开或靠拢的同步动作，所述夹持块朝向回转盘轴心的一面为可供工件侧面嵌入的V型结构面。

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