CN119794944B - 一种基于工业机器人作业的打磨抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打磨抛光技术领域，公开了一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，包括工字支撑台、旋转夹持机构和打磨机构；旋转夹持机构，包括与工字支撑台旋转连接的主轴，主轴远离地面的一端设置有回字形的支撑框，支撑框的两侧分别设置有两个滑动套，支撑框同侧的两个滑动套相对于支撑框中心对称设置，滑动套的内部滑动连接有侧向顶杆，支撑框远离主轴的一端滑动连接有与主轴的轴心线共线设置的中部顶杆。本发明通过顶出组件使得侧向顶杆和中部顶杆同时伸出顶紧球形壳的外壁，使得球形壳可以实现内部固定的处理，球形壳外部完全没有遮挡，使得球形壳在只进行一次装夹之后，就可以通过打磨头完成整个外壁的打磨处理。

Description

一种基于工业机器人作业的打磨抛光机

技术领域

本发明涉及打磨抛光技术领域，具体是一种基于工业机器人作业的打磨抛光机。

背景技术

打磨抛光机是一种广泛应用于机械制造、电子电器、汽车制造、建筑等领域，用于去除材料表面粗糙度、进行磨光和抛光处理的设备。传统的打磨抛光机只能对于一些平面结构进行抛光处理，随着机器人作业高精准控制的使用，可以对于一些弧面进行打磨处理。

机械臂带动打磨头精准移动实现弧面打磨，但是对于一些球形结构进行打磨时，打磨机的夹持设备只能固定在壳体的外部，夹持的部位无法进行打磨，这导致需要重复调节夹持的位置，使得球形结构的整个外壁都得到有效的打磨处理，打磨效率较低，因此需要对其进行改进。

发明内容

本发明提供一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，包括工字支撑台、旋转夹持机构和打磨机构；旋转夹持机构，包括与工字支撑台旋转连接的主轴，主轴远离地面的一端设置有回字形的支撑框，支撑框的两侧分别设置有两个滑动套，支撑框同侧的两个滑动套相对于支撑框中心对称设置，滑动套的内部滑动连接有侧向顶杆，支撑框远离主轴的一端滑动连接有与主轴的轴心线共线设置的中部顶杆，支撑框的内部设置有驱动侧向顶杆和中部顶杆同步移动的顶出组件，侧向顶杆和中部顶杆远离支撑框中心的一端顶紧球形壳内壁；打磨机构，包括与工字支撑台侧边固定连接的侧向支座，侧向支座上转动连接有侧向旋转轴，侧向旋转轴靠近工字支撑台中心的一端设置有偏转板，偏转板的端部转动连接有朝向球形壳方向移动的偏转梁，偏转梁的端部设置有打磨头。

作为本发明的一种优选技术方案，所述工字支撑台靠近地面的一侧设置有主轴转动连接的电机支架，电机支架上设置有旋转驱动电机，旋转驱动电机通过齿轮传动连接主轴。

作为本发明的一种优选技术方案，所述顶出组件包括转动连接于主轴上的旋转环，旋转环固定连接支撑框靠近地面的一端，所述主轴的端部设置有立柱，立柱的端部设置有位于支撑框中心的旋转盘，旋转盘的两侧设置有与侧向顶杆配合的推杆，推杆相对于旋转盘中心均匀分布，推杆的一端铰接旋转盘表面，推杆的另一端铰接侧向顶杆靠近支撑框中心的一端，所述旋转盘的中部设置有螺旋推块，螺旋推块上设置有横杆，横杆的两端固定连接有与中部顶杆同步移动的滑动杆。所述滑动杆的中部滑动连接支撑框，滑动杆远离旋转盘的一端设置有与中部顶杆滑动连接的推板，中部顶杆上设置有限位环，限位环与推板之间设置有缓冲弹簧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主轴上转动连接有旋转环，旋转环的侧壁固定连接支撑框靠近地面的一端，旋转环上均布有多个支撑框，主轴靠近工字支撑台的一侧设置有驱动旋转环绕着主轴偏转的旋转驱动装置。所述旋转驱动装置包括与旋转环固定连接的悬挂架，悬挂架远离旋转环的一端设置有与主轴转动连接的辅助环，悬挂架的中部螺纹连接有顶紧丝杆，顶紧丝杆靠近主轴的一端转动连接有与主轴配合的夹持块，夹持块的两侧设置有与悬挂架滑动连接的导向杆，所述旋转环与辅助环之间设置有抓手。

作为本发明的一种优选技术方案，所述偏转板的侧面转动连接有加压气缸，加压气缸的活塞杆转动连接偏转梁的端部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述侧向旋转轴远离工字支撑台中心的一端设置有悬挂板，悬挂板与偏转板相对于侧向旋转轴的轴心线圆周对称设置，悬挂板的端部设置有配重头，所述侧向支座上设置有偏转驱动电机，偏转驱动电机通过齿轮传动连接侧向旋转轴。

作为本发明的一种优选技术方案，所述偏转梁的端部设置有伸出架，伸出架转动连接有旋转块，旋转块转动连接有打磨轴，打磨轴靠近工字支撑台的一侧滑动连接有与打磨头固定连接的打磨套，所述旋转块上设置有打磨电机，打磨电机的输出轴固定连接打磨轴的端部。

本发明具有以下有益之处：

通过顶出组件使得侧向顶杆和中部顶杆同时伸出顶紧球形壳的外壁，使得球形壳可以实现内部固定的处理，球形壳外部完全没有遮挡，通过球形壳的自转和打磨头的上下移动，使得球形壳在只进行一次装夹之后，就可以通过打磨头完成整个外壁的打磨处理，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为一种基于工业机器人作业的打磨抛光机的结构示意图。

图2为一种基于工业机器人作业的打磨抛光机拆除球形壳后的结构示意图。

图3为图2的右视图。

图4为一种基于工业机器人作业的打磨抛光机中旋转夹持机构的结构示意图。

图5为图4的右视图。

图6为一种基于工业机器人作业的打磨抛光机中旋转驱动装置的结构示意图。

图7为一种基于工业机器人作业的打磨抛光机中顶出组件的结构示意图。

图8为一种基于工业机器人作业的打磨抛光机中打磨机构的结构示意图。

图9为一种基于工业机器人作业的打磨抛光机中打磨头的结构示意图。

图中：1、工字支撑台；2、旋转夹持机构；3、球形壳；4、打磨机构；5、主轴；6、从动齿轮；7、电机支架；8、旋转驱动电机；9、主动齿轮；10、支撑框；11、侧向顶杆；12、夹持球头；13、顶出组件；14、中部顶杆；15、旋转环；16、悬挂架；17、导向杆；18、顶紧丝杆；19、夹持块；20、辅助环；21、抓手；22、旋转驱动装置；23、滑动套；24、立柱；25、旋转盘；26、推杆；27、螺旋推块；28、横杆；29、滑动杆；30、推板；31、缓冲弹簧；32、限位环；33、导向轮；34、侧向支座；35、侧向旋转轴；36、偏转板；37、加压气缸；38、偏转梁；39、打磨头；40、配重头；41、悬挂板；42、第二齿轮；43、第一齿轮；44、偏转驱动电机；45、伸出架；46、旋转块；47、打磨电机；48、打磨轴；49、打磨套。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

在一个实施例中，请参阅图1-图9，一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，包括工字支撑台1，工字支撑台1的下表面四个拐角处设置了支撑脚，从而使得整个抛光机直接放置在地面上也可以进行稳定的抛光处理工作，工字支撑台1在俯视图上看是工字形的，也就是工字支撑台1的左右两侧均设置了让位槽，通过设置的这个让位槽可以让偏转梁38有足够的空间进行旋转，实现后续多角度打磨处理的效果，并由于工字支撑台1的两侧设置了让位槽，使得工字支撑台1在保持结构强度的前提下可以降低重量，节省耗材，并且也利于后续的转移搬运的处理，还包括旋转夹持机构2和打磨机构4；

旋转夹持机构2，包括与工字支撑台1旋转连接的主轴5，主轴5竖直设置在工字支撑台1的中部，在主轴5的上端连接竖直设置的支撑框10的下部，支撑框10是回字形结构，在支撑框10的两个侧边的上下两侧都设置有滑动套23，上方的滑动套23朝上倾斜设置，下方的滑动套23朝下倾斜设置，上下两侧的滑动套23相对于支撑框10的中心对称设置，在滑动套23的内部滑动连接有侧向顶杆11，侧向顶杆11和滑动套23的轴心线是共线设置的，并且在支撑框10的上端中部滑动连接有竖直设置的中部顶杆14，中部顶杆14的轴心线和主轴5的轴心线是共线设置的，在支撑框10的内部设置了顶出组件13，顶出组件13可以同时带动所有的侧向顶杆11和中部顶杆14同时向外侧伸出或者同时向内收缩，将球形壳3套在整个旋转夹持机构2的外部后，侧向顶杆11和中部顶杆14位于球形壳3的内部，并且侧向顶杆11和中部顶杆14的端部设置了夹持球头12，夹持球头12采用橡胶材质，因此当侧向顶杆11和中部顶杆14顶紧以后，夹持球头12可以形变的贴紧球形壳3的内壁，使得整个球形壳3的夹持更加的稳固，在支撑框10的侧面设置了与旋转盘25配合的导向轮33，使得支撑框10和旋转盘25转动时更加的稳定；

打磨机构4，包括设置于工字支撑台1后侧边中部的侧向支座34，侧向支座34向后上方倾斜设置，并且在侧向支座34的上端转动连接有前后朝向设置的侧向旋转轴35，侧向旋转轴35的前端固定连接偏转板36的一端，偏转板36的另一端转动连接有偏转梁38，偏转梁38朝向工字支撑台1的中心方向伸出，并且在偏转梁38端部靠近球形壳3的一侧设置了打磨头39，打磨头39落在球形壳3的外部后可以对于球形壳3进行打磨的处理。

在本实施例的一种情况中，在所述工字支撑台1的下表面中部设置了电机支架7，电机支架7是开口向上的U形结构，并且电机支架7的下端中部转动连接主轴5的下端，从而使得主轴5的旋转更加的稳定，在电机支架7的后侧设置了旋转驱动电机8，旋转驱动电机8的输出轴固定连接有主动齿轮9，主动齿轮9啮合连接从动齿轮6，从动齿轮6固定连接主轴5的下部，因此旋转驱动电机8可以通过齿轮传动的方式使得主轴5进行旋转，也就是使得上方的旋转夹持机构2进行转动。

在本实施例的一种情况中，所述顶出组件13包括转动连接于主轴5下方的旋转环15，旋转环15的侧面固定连接支撑框10的下部，并且在本申请中可以设置多个支撑框10相对于旋转环15的中心圆周对称分布，例如可以设置三个支撑框10，在主轴5的上表面中部竖直设置了立柱24，立柱24的上端固定连接有水平设置的旋转盘25，旋转盘25位于支撑框10中心的位置，也就是支撑框10侧面设置了侧向顶杆11分别位于旋转盘25的上下两侧，在旋转盘25的上下两侧均布了多个推杆26，推杆26和侧向顶杆11一一对应设置，推杆26的一端铰接在旋转盘25的表面，推杆26的另一端铰接侧向顶杆11靠近支撑框10中心的一端，因此旋转盘25在旋转的过程中，旋转盘25可以通过推杆26推动侧向顶杆11伸出或者收缩，实现了侧向顶杆11的同步移动的效果，在旋转盘25的上表面设置了螺旋推块27，螺旋推块27的侧面设置了螺旋的滑槽，在支撑框10的两侧滑动连接有竖直设置的滑动杆29，滑动杆29的下端固定连接水平设置了横杆28，横杆28可以落在螺旋推块27上表面的滑槽中，横杆28沿着螺旋推块27的螺旋滑槽进行移动时会上下移动，因此旋转盘25在进行旋转时，一方面推杆26会向外侧推动侧向顶杆11，另一方面横杆28沿着螺旋推块27的滑槽移动会向上移动，在滑动杆29的上端固定连接水平设置的推板30，推板30的中部滑动连接中部顶杆14，在中部顶杆14的上方设置了限位环32，限位环32与推板30之间设置了缓冲弹簧31，缓冲弹簧31会使得推板30和中部顶杆14同步移动，也就是说横杆28沿着螺旋推块27的滑槽上下移动的同时中部顶杆14也会上下移动，但是由于设置了缓冲弹簧31，使得当侧向顶杆11顶紧球形壳3的内壁后，中部顶杆14还可以适应性的进行移动，从而使得侧向顶杆11和中部顶杆14都可以有效的顶紧球形壳3的内壁。

在本实施例的一种情况中，在主轴5的下部设置了旋转驱动装置22，旋转驱动装置22会使得支撑框10相对于主轴5进行转动，也就是旋转盘25相对于支撑框10进行转动，从而实现了侧向顶杆11和中部顶杆14的伸出或者收缩。所述旋转驱动装置22包括设置于旋转环15下方的悬挂架16，悬挂架16的下端固定连接有与主轴5转动连接的辅助环20，辅助环20的左右两侧均设置了悬挂架16，并且悬挂架16的中部螺纹连接有顶紧丝杆18，顶紧丝杆18的端部转动连接夹持块19，夹持块19的内部是弧面的，当顶紧丝杆18推动夹持块19顶紧主轴5侧壁后，旋转环15与主轴5的角度被锁定，此时支撑框10与主轴5的角度也会被锁定。在夹持块19的上下两侧均设置了与悬挂架16滑动连接的导向杆17，从而使得夹持块19可以更稳定的移动，并且在旋转环15和辅助环20之间设置了抓手21，抓手21的上端固定连接旋转环15，抓手21的下端固定连接辅助环20，操作人员可以通过抓手21带动旋转环15进行转动。

在本实施例的一种情况中，按照附图3进行描述，在偏转板36的后侧下表面转动连接加压气缸37的下端，加压气缸37的活塞杆向上伸出，并且加压气缸37的活塞杆转动连接偏转梁38的后端，通过加压气缸37活塞杆的伸出使得偏转梁38朝向球形壳3的方向进行移动，使得打磨头39可以压在球形壳3上，并且在侧向旋转轴35的后端固定连接悬挂板41的上端，悬挂板41的下端固定连接配重头40，通过配重头40抵消前方偏转板36上各个部件的重量，从而使得侧向旋转轴35可以更稳定的进行转动，在侧向支座34的上端设置有偏转驱动电机44，偏转驱动电机44的输出轴固定连接第一齿轮43，第一齿轮43啮合连接第二齿轮42，第二齿轮42固定连接侧向旋转轴35，从而使得偏转驱动电机44可以带动侧向旋转轴35进行旋转。

在本实施例的一种情况中，在偏转梁38的前端设置了伸出架45，伸出架45的前端转动连接有旋转块46，旋转块46的中部转动连接有与旋转块46垂直设置的打磨轴48，打磨轴48的下部滑动连接有打磨套49，打磨套49的下端固定连接打磨头39，并且在旋转块46的上方设置了打磨电机47，打磨电机47的输出轴固定连接打磨轴48的上端，打磨电机47带动打磨头39进行旋转，并在打磨头39的内部设置了弹簧，从而使得打磨头39保持朝向远离旋转块46的方向移动，使得打磨头39在进行打磨过程中可以紧贴在球形壳3的外部。

本实施例在实施过程中，首先启动偏转电机，使得偏转梁38转动到工字支撑台1的一侧，并且启动加压气缸37，使得偏转梁38朝下远离工字支撑台1中心的方向偏转，此时打磨机构4避开旋转夹持机构2，旋松顶紧丝杆18，使得夹持块19与主轴5脱开，此时将球形壳3自上而下的套在旋转夹持机构2的外部，球形壳3的内壁顶部落在中部顶杆14的上端，中部顶杆14被向下压，从而使得侧向顶杆11也会收拢，当球形壳3完全套在外部后，操作人员握住抓手21，通过抓手21带动旋转环15进行转动，此时支撑框10和旋转盘25相对旋转，此时侧向顶杆11和中部顶杆14向外侧伸出，当侧向顶杆11和中部顶杆14均顶紧球形壳3的内壁后，球形壳3实现自动居中的效果，此时旋紧两侧的顶紧丝杆18，夹持块19抱紧在主轴5的外部，此时球形壳3完成夹持的处理。

启动旋转驱动电机8，旋转驱动电机8带动主轴5进行旋转，从而使得球形壳3进行高速旋转，此时首先通过偏转驱动电机44使得偏转板36朝上设置，反向启动加压气缸37，加压气缸37的活塞杆伸出，偏转梁38朝向球形壳3的外壁偏转，此时打磨头39落在球形壳3的顶端，打磨电机47带动打磨头39进行旋转，通过调节加压气缸37的输出压力调节打磨头39对于球形壳3外壁的压力，此时启动偏转驱动电机44，偏转驱动电机44使得侧向旋转轴35进行转动，打磨头39自上而下的对于球形壳3的外壁进行打磨的处理，可以上下移动打磨头39，使得球形壳3的外壁得到多次重复的打磨处理，并且打磨的间隙可以拆装打磨头39，通过改变不同目数的打磨头39提高打磨抛光的效果。

打磨完成之后，停止打磨电机47，并且加压气缸37推动打磨头39远离球形壳3，此时偏转驱动电机44带动偏转梁38转动并且落在工字支撑台1上，操作人员握住抓手21，旋松顶紧丝杆18，此时球形壳3下降，中部顶杆14和侧向顶杆11都收缩，可以轻松的将完成打磨抛光的球形壳3取下。

本发明适用于一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，通过顶出组件13使得侧向顶杆11和中部顶杆14同时伸出顶紧球形壳3的外壁，使得球形壳3可以实现内部固定的处理，球形壳3外部完全没有遮挡，通过球形壳3的自转和打磨头39的上下移动，使得球形壳3在只进行一次装夹之后，就可以通过打磨头39完成整个外壁的打磨处理，提高了工作效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (5)

1.一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，其特征在于，包括工字支撑台、旋转夹持机构和打磨机构；

旋转夹持机构，包括与工字支撑台旋转连接的主轴，主轴远离地面的一端设置有回字形的支撑框，支撑框的两个侧边的上下两侧都设置有滑动套，支撑框同侧的两个滑动套相对于支撑框中心对称设置，滑动套的内部滑动连接有侧向顶杆，支撑框远离主轴的一端滑动连接有与主轴的轴心线共线设置的中部顶杆，支撑框的内部设置有驱动侧向顶杆和中部顶杆同步移动的顶出组件，侧向顶杆和中部顶杆远离支撑框中心的一端顶紧球形壳内壁；

打磨机构，包括与工字支撑台侧边固定连接的侧向支座，侧向支座上转动连接有侧向旋转轴，侧向旋转轴靠近工字支撑台中心的一端设置有偏转板，偏转板的端部转动连接有朝向球形壳方向移动的偏转梁，偏转梁的端部设置有打磨头；

所述顶出组件包括转动连接于主轴上的旋转环，旋转环固定连接支撑框靠近地面的一端，所述主轴的端部设置有立柱，立柱的端部设置有位于支撑框中心的旋转盘，旋转盘的两侧设置有与侧向顶杆配合的推杆，推杆相对于旋转盘中心均匀分布，推杆的一端铰接旋转盘表面，推杆的另一端铰接侧向顶杆靠近支撑框中心的一端，所述旋转盘的中部设置有螺旋推块，螺旋推块上设置有横杆，横杆的两端固定连接有与中部顶杆同步移动的滑动杆，所述滑动杆的中部滑动连接支撑框，滑动杆远离旋转盘的一端设置有与中部顶杆滑动连接的推板，中部顶杆上设置有限位环，限位环与推板之间设置有缓冲弹簧，所述主轴上转动连接有旋转环，旋转环的侧壁固定连接支撑框靠近地面的一端，旋转环上均布有多个支撑框，主轴靠近工字支撑台的一侧设置有驱动旋转环绕着主轴偏转的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括与旋转环固定连接的悬挂架，悬挂架远离旋转环的一端设置有与主轴转动连接的辅助环，悬挂架的中部螺纹连接有顶紧丝杆，顶紧丝杆靠近主轴的一端转动连接有与主轴配合的夹持块，夹持块的两侧设置有与悬挂架滑动连接的导向杆，所述旋转环与辅助环之间设置有抓手。

2.根据权利要求1所述的一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，其特征在于，所述工字支撑台靠近地面的一侧设置有与主轴转动连接的电机支架，电机支架上设置有旋转驱动电机，旋转驱动电机通过齿轮传动连接主轴。

3.根据权利要求1所述的一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，其特征在于，所述偏转板的侧面转动连接有加压气缸，加压气缸的活塞杆转动连接偏转梁的端部。

4.根据权利要求1所述的一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，其特征在于，所述侧向旋转轴远离工字支撑台中心的一端设置有悬挂板，悬挂板与偏转板相对于侧向旋转轴的轴心线圆周对称设置，悬挂板的端部设置有配重头，所述侧向支座上设置有偏转驱动电机，偏转驱动电机通过齿轮传动连接侧向旋转轴。

5.根据权利要求1所述的一种基于工业机器人作业的打磨抛光机，其特征在于，所述偏转梁的端部设置有伸出架，伸出架转动连接有旋转块，旋转块转动连接有打磨轴，打磨轴靠近工字支撑台的一侧滑动连接有与打磨头固定连接的打磨套，所述旋转块上设置有打磨电机，打磨电机的输出轴固定连接打磨轴的端部。