CN206527648U - 一种三维浮动打磨装置及工业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维浮动打磨装置及工业机器人，该打磨装置包括：安装框架，该安装框架中设置驱动机构，驱动机构用于带动打磨介质旋转；Z轴方向浮动机构，用于调整打磨介质沿驱动机构的输出轴方向浮动；X轴方向浮动机构，用于调整驱动机构在安装框架中沿X轴方向浮动；Y轴方向浮动机构，用于调整驱动机构在安装框架中沿Y轴方向浮动。该打磨装置的打磨介质能够在X轴、Y轴和Z轴的三维方向上进行浮动，能够有效避免打磨介质与工件之间的刚性接触，从而避免在打磨工件过程中打磨介质和工件的损坏。本实用新型提供的包括该打磨装置的工业机器人能够完成对铸管等工件的打磨作业，具有能够与人手的灵活度相比的作业能力。

Description

一种三维浮动打磨装置及工业机器人

技术领域

本实用新型涉及打磨装置技术领域，特别是涉及一种三维浮动打磨装置及工业机器人。

背景技术

目前，机加工的打磨行业中，由人工完成对铸管等工件表面的打磨，由于人工打磨工作强度大且工作环境恶劣，所以用工业机器人来代替人工打磨是该行业未来的发展趋势。

用工业机器人进行打磨存在以下两个问题，一是由于打磨路径复杂，砂轮和磨头等打磨介质难以保持与工件表面的接触，比如，铸管的表面为曲面，打磨时，需要打磨介质在XYZ三个方向上不断伸缩才能保持与铸管表面的接触；二是工业机器人的机械臂不能像人手那样感知和调整打磨介质与工件之间的接触力，打磨介质与工件表面的刚性接触容易造成打磨介质的折断及工件表面的划伤。

基于以上原因，有必要提供一种三维浮动打磨装置及工业机器人。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种三维浮动打磨装置及工业机器人，解决现有技术中工业机器人打磨工件时，砂轮等打磨介质与工件的刚性接触容易对打磨介质自身以及对工件造成损坏的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种三维浮动打磨装置，包括设置在安装框架中的用于带动打磨介质旋转的驱动机构，该安装框架中还设置有：Z轴方向浮动机构，用于调整该打磨介质沿该驱动机构的输出轴方向浮动；X轴方向浮动机构，用于调整该驱动机构在该安装框架中沿X轴方向浮动；Y轴方向浮动机构，用于调整该驱动机构在该安装框架中沿Y轴方向浮动。

在本实新型三维浮动打磨装置的另一个实施例中，该驱动机构为电机，该电机的输出轴通过转接轴与该打磨介质连接。

在本实新型三维浮动打磨装置的另一个实施例中，该Z轴方向浮动机构包括：连接轴，与该电机的输出轴相连接，该连接轴的前端开设空腔，且该空腔的内壁上设置内花键；花键轴，该花键轴通过该内花键与该连接轴相连接；设置在该空腔中的弹性伸缩件，用于使该花键轴沿该连接轴前端的空腔前后浮动。

在本实新型三维浮动打磨装置的另一个实施例中，该弹性伸缩件包括第一永磁铁、第二永磁铁，该第一永磁铁固定设置在该空腔的底部，该第二永磁铁固定设置在该Z向花键轴的后端，且该第一永磁铁与第二永磁铁相排斥设置。

在本实新型三维浮动打磨装置的另一个实施例中，该弹性伸缩件是设置在该空腔中的Z向弹簧，且该Z向弹簧的前端与该花键轴的后端抵止接触或连接，该Z向弹簧的后端与该空腔的底面抵止接触或连接。

在本实新型三维浮动打磨装置的另一个实施例中，该打磨装置还包括设置于该安装框架内的浮动框架，该电机设置于该浮动框架内。

在本实新型三维浮动打磨装置的另一个实施例中，该X轴方向浮动机构包括：两根均穿过该浮动框架的X向导向轴，该X向导向轴的两端处均套设有用于调整该电机在X轴方向浮动的X向圆柱螺旋弹簧。

在本实新型三维浮动打磨装置的另一个实施例中，该Y轴方向浮动机构包括：两根均穿过该浮动框架的Y向导向轴，该Y向导向轴的两端处均套设有用于调整该电机在Y轴方向浮动的Y向圆柱螺旋弹簧；在该安装框架相对两内侧壁上的沿Y轴方向设置有两条第一导轨，两条该第一导轨上分别通过滑块滑动装配第一溜板，该X向导向轴的两端部分别固定设置在对应的该第一溜板上，该X向圆柱螺旋弹簧的两端分别与该浮动框架和该第一溜板抵止接触；在该安装框架相对两内侧壁上的沿X轴方向设置有两条第二导轨，两条该第二导轨上分别通过滑块滑动装配第二溜板，该Y向导向轴的两端部分别固定设置在对应的该第二溜板上，该Y向圆柱螺旋弹簧的两端分别与该浮动框架和该第二溜板抵止接触。

在本实新型三维浮动打磨装置的另一个实施例中，该安装框架上设置用于与工业机器人相连接的法兰盘。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种工业机器人，该工业机器人包括权利要求1至9任一项所述的打磨装置。

在本申请中，“Z轴方向”是指与驱动机构的输出轴的轴向相一致的方向，“X轴方向”是指与驱动机构的轴向相互垂直的方向，“Y轴方向”是指同时与驱动机构的输出轴的轴向和X轴方向相互垂直的方向。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的三维浮动打磨装置在安装框架中设置驱动机构，该驱动机构用于带动打磨介质旋转，采用Z轴方向浮动机构调整打磨介质沿驱动机构的输出轴方向浮动，采用X轴方向浮动机构调整该驱动机构在安装框架中沿X轴方向浮动，并采用Y轴方向浮动机构调整该驱动机构在安装框架中沿Y轴方向浮动。这样，驱动机构前端连接的打磨介质可以在X轴、Y轴和Z轴三个方向浮动，能够有效避免打磨介质与工件之间的刚性接触。同时，本实用新型提供的包括该打磨装置的工业机器人能够完成对铸管等工件的打磨作业，具有能够与人手的灵活度相比的作业能力。

附图说明

图1是本实用新型三维浮动打磨装置一优选实施例的局部剖视图；

图2是图1所示三维浮动打磨装置的左视图；

图3是图1中的A部放大图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1至图3，图1是本实用新型三维浮动打磨装置一优选实施例的局部剖视图，图2是图1所示三维浮动打磨装置的左视图，图3是图1中的A部放大图。

该三维浮动打磨装置包括：安装框架9，在安装框架9中设置驱动机构6，驱动机构6用于带动打磨介质旋转；Z轴方向浮动机构，用于调整打磨介质13沿驱动机构的输出轴方向浮动；X轴方向浮动机构，用于调整驱动机构6在安装框架9中沿X轴方向浮动；Y轴方向浮动机构，用于调整驱动机构6在安装框架9中沿Y轴方向浮动。

具体而言，驱动机构6为电机，电机的输出轴通过转接轴16与打磨介质13连接，电机的输出轴的转动带动打磨介质13的转动对铸管等工件的表面进行打磨，去除铸管表面上的毛刺。

Z轴浮动机构包括：连接轴11，与电机的输出轴19相连接，连接轴11的前端开设空腔17，且空腔17的内壁上设置内花键；花键轴12，花键轴12通过内花键与连接轴11相连接；设置在空腔17中的弹性伸缩件，用于使花键轴12沿连接轴前端的空腔17前后浮动。其中，如图3所示，在电机的输出轴19的端部设置有固定在电机上的轴承座10，轴承座10中设置轴承15，连接轴11连接在输出轴19的端部并穿过轴承15，轴承15对连接轴11起到支撑的作用。

弹性伸缩件包括第一永磁铁14和第二永磁铁18，第一永磁铁14固定设置在空腔17的底部，第二永磁铁18固定设置在花键轴12的后端，且第一永磁铁14与第二永磁铁18相排斥设置，比如，第一永磁铁14的北极朝上，第二永磁铁的北极朝下，这样同极设置，第一永磁铁14与第二永磁铁18即可相互排斥。第一永磁铁14与第二永磁铁18的相互排斥使得花键轴12能够沿着Z轴方向，也就是输出轴19的轴向进行浮动，转接轴16前端的打磨介质13与工件接触时，当受到的Z轴方向的力大于第一永磁铁14与第二永磁铁18之间相互排斥力时，第一永磁铁14与第二永磁铁18之间的距离减小，花键轴12向后移动，使打磨介质13与工件之间避免刚性接。采用永磁铁作为弹性伸缩件，具有寿命长及浮动效果柔性好的优点。

在其他实施例中，弹性伸缩件也能够在空腔17中设置Z向弹簧代替第一永磁铁14和第二永磁铁18，Z向弹簧的前端与花键轴12的后端抵止接触或连接，Z向弹簧的后端与空腔17的底面抵止接触或连接，Z向弹簧可以压缩设置在空腔17中，也可以自然状态下(即Z向弹簧不压缩也不拉伸)设置在空腔17中。设置弹簧作为弹性伸缩件，具有成本低的优点，且当弹簧丧失弹性后容易更换。

打磨装置还包括设置于安装框架9内的浮动框架4，电机设置于浮动框架4内，X轴方向浮动机构和Y轴方向浮动机构分别带动浮动框架4沿X轴方向和Y轴方向浮动即可带动电机浮动，从而带动转接轴16前端的打磨介质13沿X轴方向和Y轴方向浮动。

X轴方向浮动机构包括：两根通过穿过安装在浮动框架4上的直线轴承3穿过浮动框架4的X向导向轴2，X向导向轴2的两端处均套设有X向圆柱螺旋弹簧1，X向圆柱螺旋弹簧1用于调整电机在X轴方向的浮动。直线轴承3穿过并固定在浮动框架4的侧板上，X向导向轴2能够沿着直线轴承3滑动，这样X向圆柱螺旋弹簧1在浮动框架4的侧板和安装框架9的侧板之间被压缩或拉伸，从而使浮动框架4沿着X轴方向浮动。

Y轴方向浮动机构包括：两根Y向导向轴5、两条设置在安装框架9相对两内侧壁上的沿Y轴方向设置的第一导轨8，以及两条设置在安装框架9相对两内侧壁上的沿X轴方向设置的第二导轨21。

其中，两根Y向导向轴5均通过穿过安装在浮动框架4上的直线轴承穿过浮动框架4，Y向导向轴5的两端处均套设有Y向圆柱螺旋弹簧20，Y向圆柱螺旋弹簧20用于调整电机在Y轴方向的浮动。

两条第一导轨8上分别通过滑块滑动装配第一溜板7，X向导向轴2的两端部分别固定设置在对应的第一溜板7上，X向圆柱螺旋弹簧1的两端分别与浮动框架4和第一溜板7抵止接触。当浮动框架4沿Y轴方向浮动时，X向导向轴2也必须同步移动，否则会阻挡浮动框架4沿Y轴方向浮动，设置第一导轨8的目的正是为了使X向导向轴2能够沿Y轴方向移动，避免第一导轨8阻挡浮动框架4沿Y轴方向浮动。X向圆柱螺旋弹簧1在浮动框架4和第一溜板7之间压缩或拉伸，使浮动框架4沿Y轴方向浮动。

两条第二导轨21上分别通过滑块滑动装配第二溜板22，Y向导向轴5的两端部分别固定设置在对应的第二溜板22上，Y向圆柱螺旋弹簧20的两端分别与浮动框架4和第二溜板22抵止接触。当浮动框架4沿X轴方向浮动时，Y向导向轴5也必须同步沿X轴方向移动，否则会阻挡浮动框架4沿X轴方向浮动，设置第二导轨21的目的正是为了使Y向导向轴5能够沿X轴方向移动，避免第二导轨21阻挡浮动框架4沿X轴方向浮动。Y向圆柱螺旋弹簧20在浮动框架4和第二溜板22之间压缩或拉伸，使浮动框架4沿X轴方向浮动。

电机设置在浮动框架中，只要浮动框架能够沿X轴和Y轴浮动，即可带动电机浮动。设置第一导轨和第二导轨，解决了浮动框架沿X轴和Y轴交叉移动时产生阻挡的问题。

安装框架9上设置用于与工业机器人相连接的法兰盘(图中未示)，该三维浮动打磨装置通过法兰盘连接在工业机器人上作为工业机器人末端的执行器。打磨介质13为砂轮或磨头，砂轮对铸钢等工件进行打磨时，便可以在X轴、Y轴和Z轴的三维方向上浮动。

基于以上实施例，本实用新型三维浮动打磨装置包括：安装框架，该安装框架中设置驱动机构，驱动机构用于带动打磨介质旋转；Z轴方向浮动机构，用于调整打磨介质沿驱动机构的输出轴方向浮动；X轴方向浮动机构，用于调整驱动机构在安装框架中沿X轴方向浮动；Y轴方向浮动机构，用于调整驱动机构在安装框架中沿Y轴方向浮动。该打磨装置的打磨介质能够在三维方向上进行浮动，能够有效避免打磨介质与工件之间的刚性接触，从而避免在打磨工件过程中打磨介质和工件的损坏。同时，本实用新型提供的包括该打磨装置的工业机器人能够完成对铸管等工件的打磨作业，具有能够与人手的灵活度相比的作业能力。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三维浮动打磨装置，包括设置在安装框架中的用于带动打磨介质旋转的驱动机构，其特征在于，所述安装框架中还设置有：

Z轴方向浮动机构，用于调整所述打磨介质沿所述驱动机构的输出轴方向浮动；

X轴方向浮动机构，用于调整所述驱动机构在所述安装框架中沿X轴方向浮动；

Y轴方向浮动机构，用于调整所述驱动机构在所述安装框架中沿Y轴方向浮动。

2.根据权利要求1所述的打磨装置，其特征在于，所述驱动机构为电机，所述电机的输出轴通过转接轴与所述打磨介质连接。

3.根据权利要求2所述的打磨装置，其特征在于，所述Z轴方向浮动机构包括：

连接轴，与所述电机的输出轴相连接，所述连接轴的前端开设空腔，且所述空腔的内壁上设置内花键；

花键轴，通过所述内花键与所述连接轴相连接；

设置在所述空腔中的弹性伸缩件，用于使所述花键轴沿所述连接轴前端的空腔前后浮动。

4.根据权利要求3所述的打磨装置，其特征在于，所述弹性伸缩件包括第一永磁铁、第二永磁铁，所述第一永磁铁固定设置在所述空腔的底部，所述第二永磁铁固定设置在所述Z向花键轴的后端，且所述第一永磁铁与第二永磁铁相排斥设置。

5.根据权利要求3所述的打磨装置，其特征在于，所述弹性伸缩件是设置在所述空腔中的Z向弹簧，且所述Z向弹簧的前端与所述花键轴的后端抵止接触或连接，所述Z向弹簧的后端与所述空腔的底面抵止接触或连接。

6.根据权利要求2至5任一项所述的打磨装置，其特征在于，所述打磨装置还包括设置于所述安装框架内的浮动框架，所述电机设置于所述浮动框架内。

7.根据权利要求6所述的打磨装置，其特征在于，所述X轴方向浮动机构包括：两根均穿过所述浮动框架的X向导向轴，所述X向导向轴的两端处均套设有用于调整所述电机在X轴方向浮动的X向圆柱螺旋弹簧。

8.根据权利要求7所述的打磨装置，其特征在于，所述Y轴方向浮动机构包括：两根均穿过所述浮动框架的Y向导向轴，所述Y向导向轴的两端处均套设有用于调整所述电机在Y轴方向浮动的Y向圆柱螺旋弹簧；

在所述安装框架相对两内侧壁上的沿Y轴方向设置有两条第一导轨，两条所述第一导轨上分别通过滑块滑动装配第一溜板，所述X向导向轴的两端分别固定设置在对应的所述第一溜板上，所述X向圆柱螺旋弹簧的两端分别与所述浮动框架和所述第一溜板抵止接触；

在所述安装框架相对两内侧壁上的沿X轴方向设置有第二导轨，两条所述第二导轨上分别通过滑块滑动装配第二溜板，所述Y向导向轴的两端分别固定设置在对应的所述第二溜板上，所述Y向圆柱螺旋弹簧的两端分别与所述浮动框架和所述第二溜板抵止接触。

9.根据权利要求8所述的打磨装置，其特征在于，所述安装框架上设置用于与工业机器人相连接的法兰盘。

10.一种工业机器人，其特征在于，所述工业机器人包括权利要求1至9任一项所述的打磨装置。