CN207448178U - 用于机器人打磨的打磨头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于机器人打磨的打磨头，属于机械技术领域。它解决了现有的打磨头采用层叠组装方式连接，存在结构不牢固、稳定性差且使用寿命短的问题。本用于机器人打磨的打磨头，包括用于与机器人连接的壳体和设于壳体上的至少一个打磨单元，打磨单元包括动力件和设于动力件上并由动力件驱动的打磨盘，壳体为一体式结构，壳体上具有若干与打磨单元数量相等的安装孔，打磨单元的动力件设于与之对应的安装孔内，安装孔内设有用于定位动力件的定位结构。本实用新型具有结构牢固、稳定性好、打磨精度高且使用寿命长等优点。

Description

用于机器人打磨的打磨头

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种打磨头，特别是一种用于机器人打磨的打磨头。

背景技术

金属材质的手机外壳和笔记本电脑外壳握持感要明显好于塑料材质的笔记本电脑外壳，也能有效提升手机的使用舒适度。金属材质的笔记本电脑外壳在实际加工工艺中包含一道打磨工艺，以达到抛光的目的，消除笔记本电脑外壳上的金属毛刺以及提升笔记本电脑外壳的平整度。对笔记本电脑外壳的打磨相当一部分由熟练的工人手工完成，手工打磨劳动强度大、效率低、精度低，而且打磨产生的粉尘还易损害人的身体健康。虽然机床打磨效率高，但机床打磨通用性不强，可拓展性差，并且专业的机床价格昂贵。

为此，中国专利文献公开了一种打磨机器人[授权公告号为 CN103372797B]，包括控制座、与控制座活动连接的机械臂及装设于机械臂末端的打磨装置，打磨装置包括壳体、装设于壳体内的电磁阀、第一打磨机构及第二打磨机构，壳体包括下盖及罩设于下盖上的上盖，上盖与下盖通过螺钉和定位销等紧固连连接。

虽然上述的打磨机器人通用性强且易于拓展，但其仍存在着以下问题：由于上盖与下盖之间存在装配误差，直接影响到打磨装置的打磨精度；上盖和下盖通过螺纹紧固件进行连接，长期处在打磨工况交变载荷下的螺纹紧固件极易发生断裂，降低了打磨装置的使用寿命；过多螺纹紧固件的设置还增加了打磨装置的重量，在一定程度上降低了打磨效率，打磨精度也受到相应影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构牢固且使用寿命长的用于机器人打磨的打磨头。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

本用于机器人打磨的打磨头，包括用于与机器人连接的壳体和设于壳体上的至少一个打磨单元，所述的打磨单元包括动力件和设于动力件上并由动力件驱动的打磨盘，其特征在于，所述的壳体为一体式结构，所述的壳体上具有若干与打磨单元数量相等的安装孔，打磨单元的动力件设于与之对应的安装孔内，所述的安装孔内设有用于定位动力件的定位结构。壳体由铝合金支撑，在保证壳体强度的前提下，尽量减少壳体的壁厚，以达到减轻整个打磨头重量的目的。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述的动力件呈筒状且其后端抵靠在安装孔的内端部，定位结构包括设于安装孔侧壁的环形卡槽一和卡入至环形卡槽一内的弹性卡圈一，所述动力件的前端抵靠在弹性卡圈一上。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述的安装孔为2-4 个。根据打磨的工艺特点，可在一体式结构的壳体上设置不同数量的安装孔来满足工业需求，每个安装孔内均设有一个气动马达。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述的安装孔为3个。为了便于机器人驱动不同的打磨单元进行工作，将3个安装孔的中轴线设于同一个平面内，其中有2个安装孔同轴相对设置，另外一个安装孔的中轴线垂直于这两个同轴的安装孔的中轴线。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述的壳体上连接有用于与机器人连接的连接柄。3个安装孔的中轴线相交形成一个平面，连接柄的垂直于该平面设置。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述的壳体上还设有与连接柄同轴设置的标定杆，所述标定杆的前端具有金属笔尖。标定杆采用插拔的方式连接在壳体上，可用于机器人标定工具坐标和工件坐标。标定杆的本质是一个寻点器，其工作原理类似于 CNC加工中心的对刀仪，目的是为了补偿打磨头在加工、装配特别是标定过程中由于人为因素累积的TCP误差。

标定杆的工作原理和标定过程如下：使用时通过插拔机构把标定杆安装至打磨头壳体上，同时电信号连通并进入可工作状态。当用4点法和3点法(一种机器人应用中的测量标定基座标和工作坐标的方法)来记录工具坐标或基座标时，操作机器人使标定杆前端的金属笔尖以不同的姿态缓慢靠近位于基座标上的对刀点上，当标定杆上的金属笔尖刚好与对刀块上的对刀点接触时，电信号导通，配套软件自动记录当前机器人的位置并计算得出打磨头的TCP值，有效地减小了标定误差。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述的金属笔尖与标定杆之间设有弹簧浮动结构。设置了弹簧浮动结构后，金属笔尖可相对于标定杆做轴向和径向运动，可有效避免金属笔尖触碰到对刀点时造成对设备的损坏。还可以在对刀块上设置弹簧浮动结构，其达到的目的相同。

标定完后可将标定杆从打磨头壳体中拔出，放到合适的地方以保护精密的标定杆不受灰尘、碰撞的损坏。经过实践验证，通过电信号导通的方式来判断记录金属笔尖是否已靠近对刀点的方式比传统的通过人肉眼观察金属笔尖是否已靠近对刀点更加有效准确。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述的动力件为气动马达，所述的壳体上设有与该气动马达连接的进气口和出气口。在进气口设置加油结构，进气口进气驱动气动马达旋转，同时自动为气动马达加润滑油，出气口则具有消音和防尘的作用。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述的气动马达包括抵靠在安装孔内端部的后端盖、后端抵靠在后端盖上的筒状定子和抵靠在定子前端的外端盖，所述外端盖的前端抵靠在弹性卡圈一上，所述的前端盖与后端盖之间穿设有转轴，所述的转轴上套设有位于定子内侧的转子，上述的打磨盘连接在转轴的前端。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述转轴的前端具有与转轴一体成型的连接座，所述的连接座上具有偏心轴孔，所述的偏心轴孔内定位有轴承一，所述打磨盘的后端具有与轴承一配合设置的连接轴。偏心轴孔的延伸方向与转轴的延伸方向平行且偏心轴孔与转轴非同轴设置。打磨盘与连接轴为可拆卸连接，根据不同的工艺需求可快换不同形式和不同型号的打磨盘。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述偏心轴孔的内端具有让位孔一，所述连接轴的内端穿过轴承一后伸入至让位孔一内，所述的连接轴位于让位孔一内的部分上设有环形卡槽二，所述的环形卡槽二内卡接有弹性卡圈二，所述偏心轴孔的外端口处设有环形卡槽三，所述的环形卡槽三内卡接有弹性卡圈三，所述轴承一的前端抵靠在弹性卡圈三上。

轴承一的后端抵靠在偏心轴孔的内端部，安装时将打磨盘的连接轴穿设到轴承一内，随后将环形卡圈二卡入到环形卡槽二内实现打磨盘相对于轴承一轴向定位；将连接好打磨盘的轴承一装入到偏心轴孔内，随后将环形卡圈三卡入到环形卡槽二内实现轴承一相对于偏心轴孔轴向定位。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述安装孔的内端部设有让位孔二，所述的后端盖上具有轴向延伸至让位孔二内的环形挡沿一，所述的环形挡沿一与转轴之间设有轴承二；所述的前端盖上具有轴向向外延伸的环形挡沿二，所述的环形挡沿二与转轴之间设有轴承三。

在上述的用于机器人打磨的打磨头中，所述转轴的后端设有环形卡槽四，所述的环形卡槽四内卡接有弹性卡圈四，所述轴承二的内圈抵靠在该弹性卡圈四上。

轴承二的内圈后端抵靠在弹性卡圈四上，前端抵靠在后端盖上，轴承三的内圈后端抵靠在前端盖上，前端抵靠在连接座上。

安装时，首先将轴承三、前端盖、转子、定子、后端盖和轴承二依次套入到转轴上，将弹性卡圈四卡入到环形卡槽四内，配合连接座实现定位；将组装好的气动马达放入到安装孔内并通过弹性卡圈定位；随后将打磨盘等装入到偏心轴孔内。

各弹性卡圈的形状相同，大小根据与之对应的环形卡槽确定。弹性卡圈为一个开口环，开口环上设有两个作用孔，使用时可将工具插入到作用孔内，增加开口环的内径，方便开口环从环形卡槽内退出。

与现有技术相比，本用于机器人打磨的打磨头具有以下优点：

壳体采用一体式结构设计，结构牢固不易损坏，有效提高打磨头50％以上的使用寿命；取消螺钉、定位销等螺纹紧固件，避免螺纹紧固件长期处在打磨工况中的交变载荷下发生断裂的情况，同时也减轻了打磨头重量，有利于提高机器人打磨的效率和精度；一体式结构设计提高了打磨头的装配误差，从而提高了打磨精度，有利于打磨程序的编程和移植；进气口可为气动马达加润滑油，提高了打磨头的工作效率和寿命。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种较佳实施例的纵向剖视图。

图3是本实用新型提供的一种较佳实施例的横向剖视图。

图4是本实用新型提供的打磨单元的剖视图。

图5是本实用新型提供的标定杆标定时的工作状态图。

图中，1、壳体；2、打磨盘；3、安装孔；4、环形卡槽一；5、连接柄；6、标定杆；7、进气口；8、出气口；9、后端盖；10、定子；11、外端盖；12、转轴；13、转子；14、连接座；15、偏心轴孔；16、轴承一；17、连接轴；18、让位孔一；19、弹性卡圈二；20、弹性卡圈三；21、让位孔二；22、环形挡沿一；23、轴承二；24、环形挡沿二；25、轴承三；26、弹性卡圈四；27、对刀块。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示的用于机器人打磨的打磨头，包括用于与机器人连接的壳体1和设于壳体1上的至少一个打磨单元，打磨单元包括动力件和设于动力件上并由动力件驱动的打磨盘2。本实施例中，壳体1为一体式结构，如图3所示，壳体1上具有若干与打磨单元数量相等的安装孔3，打磨单元的动力件设于与之对应的安装孔3内，所安装孔3内设有用于定位动力件的定位结构。壳体1由铝合金支撑，在保证壳体1强度的前提下，尽量减少壳体 1的壁厚，以达到减轻整个打磨头重量的目的。

如图2和图3所示，动力件呈筒状且其后端抵靠在安装孔3 的内端部，定位结构包括设于安装孔3侧壁的环形卡槽一4和卡入至环形卡槽一4内的弹性卡圈一，动力件的前端抵靠在弹性卡圈一上。

根据打磨的工艺特点，在一体式结构的壳体1上设置不同数量的安装孔3来满足工业需求，每个安装孔3内均设有一个气动马达。如图1和图3所示，安装孔3为3个。为了便于机器人驱动不同的打磨单元进行工作，如图3所示，将3个安装孔3的中轴线设于同一个平面内，其中有2个安装孔3同轴相对设置，另外一个安装孔3的中轴线垂直于这两个同轴的安装孔3的中轴线。

如图1和图2所示，壳体1上连接有用于与机器人连接的连接柄5。3个安装孔3的中轴线相交形成一个平面，连接柄5的垂直于该平面设置。

如图2所示，壳体1上还设有与连接柄5同轴设置的标定杆 6，标定杆6的前端具有金属笔尖。标定杆6采用插拔的方式连接在壳体1上，可用于机器人标定工具坐标和工件坐标。标定杆6 的本质是一个寻点器，其工作原理类似于CNC加工中心的对刀仪，目的是为了补偿打磨头在加工、装配特别是标定过程中由于人为因素累积的TCP误差。

标定杆的工作原理和标定过程如下：使用时通过插拔机构把标定杆6安装至打磨头壳体1上，同时电信号连通并进入可工作状态。当用4点法和3点法(一种机器人应用中的测量标定基座标和工作坐标的方法)来记录工具坐标或基座标时，操作机器人使标定杆6前端的金属笔尖以不同的姿态缓慢靠近位于基座标上的对刀点上，如图5所示，当标定杆上的金属笔尖刚好与对刀块 27上的对刀点接触时，电信号导通，配套软件自动记录当前机器人的位置并计算得出打磨头的TCP值，有效地减小了标定误差。

金属笔尖与标定杆6之间设有弹簧浮动结构。设置了弹簧浮动结构后，金属笔尖可相对于标定杆6轴向运动，可有效避免金属笔尖触碰到对刀点时造成对设备的损坏。还可以在对刀块27 上设置弹簧浮动结构，其达到的目的相同。

标定完后可将标定杆6从打磨头壳体1中拔出，放到合适的地方以保护精密的标定杆6不受灰尘、碰撞的损坏。经过实践验证，通过电信号导通的方式来判断记录金属笔尖是否已靠近对刀点的方式比传统的通过人肉眼观察金属笔尖是否已靠近对刀点更加有效准确。

本实施例中的动力件为气动马达，如图1所示，在壳体1上设有与该气动马达连接的进气口7和出气口8。在进气口7设置加油结构，进气口7进气驱动气动马达旋转，同时自动为气动马达加润滑油，出气口8则具有消音和防尘的作用。

如图4所示，气动马达包括抵靠在安装孔3内端部的后端盖 9、后端抵靠在后端盖9上的筒状定子10和抵靠在定子10前端的外端盖11，外端盖11的前端抵靠在弹性卡圈一上，前端盖与后端盖9之间穿设有转轴12，转轴12上套设有位于定子10内侧的转子13，打磨盘2连接在转轴12的前端。

如图4所示，转轴12的前端具有与转轴12一体成型的连接座14，连接座14上具有偏心轴孔15，偏心轴孔15内定位有轴承一16，打磨盘2的后端具有与轴承一16配合设置的连接轴17。偏心轴孔15的延伸方向与转轴12的延伸方向平行且偏心轴孔15 与转轴12非同轴设置。打磨盘2与连接轴17为可拆卸连接，根据不同的工艺需求可快换不同形式和不同型号的打磨盘2。

如图4所示，偏心轴孔15的内端具有让位孔一18，连接轴 17的内端穿过轴承一16后伸入至让位孔一18内，连接轴17位于让位孔一18内的部分上设有环形卡槽二，环形卡槽二内卡接有弹性卡圈二19，偏心轴孔15的外端口处设有环形卡槽三，环形卡槽三内卡接有弹性卡圈三20，轴承一16的前端抵靠在弹性卡圈三20上。

轴承一16的后端抵靠在偏心轴孔15的内端部，安装时将打磨盘2的连接轴17穿设到轴承一16内，将环形卡圈二卡入到环形卡槽二内实现打磨盘2相对于轴承一16轴向定位；将连接好打磨盘2的轴承一16装入到偏心轴孔15内，随后将环形卡圈三卡入到环形卡槽二内实现轴承一16相对于偏心轴孔15轴向定位。

如图2和图3所示，安装孔3的内端部设有让位孔二21，如图4所示，后端盖9上具有轴向延伸至让位孔二21内的环形挡沿一22，环形挡沿一22与转轴12之间设有轴承二23。前端盖上具有轴向向外延伸的环形挡沿二24，环形挡沿二24与转轴12之间设有轴承三25。

转轴12的后端设有环形卡槽四，如图4所示，环形卡槽四内卡接有弹性卡圈四26，轴承二23的内圈抵靠在该弹性卡圈四26 上。轴承二23的内圈后端抵靠在弹性卡圈四26上，前端抵靠在后端盖9上，轴承三25的内圈后端抵靠在前端盖上，前端抵靠在连接座14上。

安装时，首先将轴承三25、前端盖、转子13、定子10、后端盖9和轴承二23依次套入到转轴12上，将弹性卡圈四26卡入到环形卡槽四内，配合连接座14实现定位；将组装好的气动马达放入到安装孔3内并通过弹性卡圈定位；随后将打磨盘2等装入到偏心轴孔15内。

各弹性卡圈的形状相同，大小根据与之对应的环形卡槽确定。弹性卡圈为一个开口环，开口环上设有两个作用孔，使用时可将工具插入到作用孔内，增加开口环的内径，方便开口环从环形卡槽内退出。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种用于机器人打磨的打磨头，包括用于与机器人连接的壳体(1)和设于壳体(1)上的至少一个打磨单元，所述的打磨单元包括动力件和设于动力件上并由动力件驱动的打磨盘(2)，其特征在于，所述的壳体(1)为一体式结构，所述的壳体(1)上具有若干与打磨单元数量相等的安装孔(3)，打磨单元的动力件设于与之对应的安装孔(3)内，所述的安装孔(3)内设有用于定位动力件的定位结构。

2.根据权利要求1所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，所述的动力件呈筒状且其后端抵靠在安装孔(3)的内端部，所述的定位结构包括设于安装孔(3)侧壁的环形卡槽一(4)和卡入至环形卡槽一(4)内的弹性卡圈一，所述动力件的前端抵靠在弹性卡圈一上。

3.根据权利要求1或2所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，所述的安装孔(3)为2-4个。

4.根据权利要求3所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，安装孔(3)为3个。

5.根据权利要求4所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，所述的壳体(1)上连接有用于与机器人连接的连接柄(5)。

6.根据权利要求5所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，所述的壳体(1)上还设有与连接柄(5)同轴设置的标定杆(6)，所述标定杆(6)的前端具有金属笔尖。

7.根据权利要求1或2所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，所述的动力件为气动马达，所述的壳体(1)上设有与该气动马达连接的进气口(7)和出气口(8)。

8.根据权利要求7所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，所述的气动马达包括抵靠在安装孔(3)内端部的后端盖(9)、后端抵靠在后端盖(9)上的筒状定子(10)和抵靠在定子(10)前端的外端盖(11)，所述外端盖(11)的前端抵靠在弹性卡圈一上，所述的前端盖与后端盖(9)之间穿设有转轴(12)，所述的转轴(12)上套设有位于定子(10)内侧的转子(13)，上述的打磨盘(2)连接在转轴(12)的前端。

9.根据权利要求8所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，所述转轴(12)的前端具有与转轴(12)一体成型的连接座(14)，所述的连接座(14)上具有偏心轴孔(15)，所述的偏心轴孔(15)内定位有轴承一(16)，所述打磨盘(2)的后端具有与轴承一(16)配合设置的连接轴(17)。

10.根据权利要求9所述的用于机器人打磨的打磨头，其特征在于，所述偏心轴孔(15)的内端具有让位孔一(18)，所述连接轴(17)的内端穿过轴承一(16)后伸入至让位孔一(18)内，所述的连接轴(17)位于让位孔一(18)内的部分上设有环形卡槽二，所述的环形卡槽二内卡接有弹性卡圈二(19)，所述偏心轴孔(15)的外端口处设有环形卡槽三，所述的环形卡槽三内卡接有弹性卡圈三(20)，所述轴承一(16)的前端抵靠在弹性卡圈三(20)上。