CN207642924U - 一种砂纸自动更换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种砂纸自动更换系统，属于打磨抛光设备领域，其包括取砂纸机构、供砂纸机构和主控；所述主控分别与所配合的打磨机器人、所述取砂纸机构和所述供砂纸机构信号连接；所述取砂纸机构包括夹爪组件；所述取砂纸机构还包括第一进退装置；第一进退装置连动所述夹爪组件进退平动。本实用新型主要解决更换砂纸操作需要控制打磨机器人带动废砂纸精确地移动到砂纸更换设备的夹爪的两个夹持件之间从而加重研发人员负担的问题；对比现有技术中的砂纸更换设备，只需要控制两个进退装置的进行平动动作，而不需要控制具有多轴的打磨机器人带动废砂纸精确地运行到夹爪组件的两夹爪之间，降低了程序设计的工作量，减轻的研发人员的负担。

Description

一种砂纸自动更换系统

技术领域

本实用新型涉及打磨抛光设备领域，特别是涉及一种砂纸自动更换系统。

背景技术

随着自动化程度的提高，经常会使用打磨机器人对各类工件或者钢板进行打磨，使用打磨机器人进行打磨的过程中，设在打磨机器人的打磨工具上的砂纸会损耗，需要更换。

用人工进行更换砂纸操作时，需要打磨机器人带动废砂纸运行到预定的换砂纸工位，然后用人力把废砂纸取下，并安装上新的砂纸；用人工进行更换砂纸操作，工作效率较低，且存在一定安全隐患。

目前也出现了可以进行更换砂纸操作的砂纸更换设备，这类型的设备包括夹爪，进行更换砂纸操作时，需要控制打磨机器人带动废砂纸精确地移动到砂纸更换设备的夹爪的两个夹持件之间，然后夹爪合上并夹住废砂纸，打磨机器人运动，使废砂纸与打磨机器人分离；常用的打磨机器人有多轴，控制打磨机器人精确运动会加重研发人员的负担。

实用新型内容

为解决上述的问题，本实用新型提供了一种砂纸自动更换系统，可以代替人工进行砂纸更换操作，且进行砂纸更换操作时仅需让打磨机器人带动废砂纸到达大致的取砂纸工位，而不需要进行精确的移动。

本实用新型所采取的技术方案是：一种砂纸自动更换系统，包括取砂纸机构、供砂纸机构和主控；所述主控分别与所配合的打磨机器人、所述取砂纸机构和所述供砂纸机构信号连接；所述取砂纸机构包括夹爪组件；所述取砂纸机构还包括第一进退装置；第一进退装置连动所述夹爪组件进退平动，以使夹爪组件能夹取到所配合的打磨机器人的打磨工具上的砂纸。

上述技术方案中，所述取砂纸机构与所述供砂纸机构相邻设置。

上述技术方案中，所述夹爪组件包括夹爪和开合装置，所述开合装置连动所述夹爪开合。

上述技术方案中，所述供砂纸机构包括摆放平台和推移装置，所述推移装置连动所述摆放平台上下平动，使堆叠于摆放平台上的砂纸堆的最上端一张砂纸始终位于同一高度。

上述技术方案中，所述供砂纸机构还包括至少两根限位杆，所述限位杆围绕所述摆放平台设置。

上述技术方案中，所述供砂纸机构还包括用于分离砂纸的毛刷，所述毛刷设在摆放平台的侧面，以分离粘连的砂纸。

上述技术方案中，所述毛刷的设置高度等于所配合的打磨机器人与摆放平台上的砂纸接触的高度。

上述技术方案中，该种砂纸自动更换系统还包括用于检测摆放平台上的砂纸顶面高度的高度检测装置；所述高度检测装置与所述主控信号连接。

上述技术方案中，该种砂纸自动更换系统还包括用于检测所配合的打磨机器人上的打磨工具是否已取到砂纸的取纸检测装置；所述取纸检测装置与所述主控信号连接。

上述技术方案中，该种砂纸自动更换系统还包括用于检测所述摆放平台上的砂纸是否已用完的物料检测装置；所述物料检测装置与所述主控信号连接。

上述技术方案中，该种砂纸自动更换系统还包括校整机构；所述校整机构与所述取砂纸机构相互对置；所述校整机构包括校整卡盘和第二进退装置；所述第二进退装置连动所述校整卡盘进退平动，以校正所配合的打磨机器人上的打磨工具。

上述技术方案中，所述校整卡盘的形状与所配合的打磨机器人上的打磨工具的形状匹配。

上述技术方案中，该种砂纸自动更换系统还包括废纸箱；所述废纸箱设在所述夹爪组件下方。

上述技术方案中，该种砂纸自动更换系统还包括用于检测砂纸是否脱落的脱落检测装置；所述脱落检测装置与所述主控信号连接。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的一种砂纸自动更换系统，包括取砂纸机构和校整机构，取砂纸机构包括夹爪组件以及连动夹爪组件进退平动的第一进退装置，取砂纸机构和校整机构配合，即可取下运行到大致的取砂纸工位的打磨机器人上的废砂纸；因此，对比现有技术中的砂纸更换设备，只需要控制两个进退装置的进行平动动作，而不需要控制具有多轴的打磨机器人带动废砂纸精确地运行到夹爪组件的两夹爪之间，降低了程序设计的工作量，减轻的研发人员的负担。

2、本实用新型提供的一种砂纸自动更换系统，仅使用安装在机架上的取砂纸机构、校整机构和供砂纸机构共三个机构即可完成取下废砂纸和换上新砂纸的操作，其结构简单紧凑，可以低成本地替代人工进行砂纸更换操作。

附图说明

图1是本实用新型的一种砂纸自动更换系统的整体立体视图；

图2是本实用新型的一种砂纸自动更换系统打开保护罩后的整体立体视图；

图3是本实用新型的一种砂纸自动更换系统的另一角度的去除保护罩后的整体立体视图；

图4是图2中的A局部放大图；

图5是本实用新型的一种砂纸自动更换系统的供砂纸机构的立体视图；

图6是图3中的B局部放大图；

图7是图3中的C局部放大图；

附图标记为：1、机架；11、掉落孔；12、支撑脚；13、固定座；14、保护罩；141、通孔；2、取砂纸机构；21、夹爪组件；211、夹爪；212、开合装置；22、第一进退装置；3、供砂纸机构；31、摆放平台；311、摆放平台通孔；32、推移装置；33、限位杆；34、毛刷；341、支座；35、安装台；36、安装杆；4、校整机构；41、校整卡盘；42、第二进退装置；5、废纸箱；61、脱落检测装置；62、高度检测装置；63、取纸检测装置；64、物料检测装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，一种砂纸自动更换系统，包括机架1、取砂纸机构2、供砂纸机构3、校整机构4、废纸箱5、主控(图中为示出)和检测机构。该种砂纸自动更换系统与打磨机器人配合使用。

机架1的下端设有四只可以调整高度的支撑脚12和四个用于固定机架1的固定座13，支撑脚12和固定座13分列于机架1的四角，通过分别调节每只支撑脚12高度，可以调整机架1的水平；机架1的中部开有一个掉落孔11；废纸箱5位于掉落孔11的下方；机架1上还设有保护取砂纸机构2和校整机构4的保护罩14，保护罩14罩住取砂纸机构2和校整机构4，保护罩14的顶板设有通孔141，供打磨机器人的臂身和打磨工具伸入。

检测机构包括脱落检测装置61、高度检测装置62、取纸检测装置63和物料检测装置64；脱落检测装置61、高度检测装置62、取纸检测装置63和物料检测装置64分别与主控信号连接。

如图4和图6所示，取砂纸机构2包括夹爪组件21和第一进退装置22；夹爪组件21包括夹爪211和开合装置212，开合装置212可以是水平开合的气动手指或者水平开合的电动手指，也可以是旋转开合的气动手指或者水平开合的电动手指；在本实施例中，开合装置212为水平开合的气动手指，开合装置212通过电磁阀与气源连接，开合装置212的电磁阀与主控信号连接；夹爪211有两个，分别设在开合装置212的两个夹指上，从而使开合装置212能连动夹爪211开合。夹爪211与打磨工具的形状匹配，具体来说，夹爪211与打磨工具的接触面是内凹的弧面，并能与打磨工具的侧面形状匹配。

第一进退装置22可以是气缸或者电动缸，也可以是滑台气缸或者电动滑台；在本实施例中，第一进退装置22是滑台气缸，第一进退装置22通过电磁阀与气源连接，第一进退装置22的电磁阀与主控信号连接；第一进退装置22水平设置，夹爪组件21的开合装置212设在第一进退装置22的滑台上，从而使第一进退装置22能连动夹爪组件21进退平动，且第一进退装置22的行程使夹爪211始终位于掉落孔11上方，因此夹爪组件21的夹爪211也位于废纸箱5的上方。

校整机构4包括校整卡盘41和第二进退装置42，第二进退装置42为气缸或者电动缸；在本实施例中，第二进退装置42为气缸，第二进退装置42通过电磁阀与气源连接，第二进退装置42的电磁阀与主控信号连接；第二进退装置42水平设置，校整卡盘41设在第二进退装置42的运动部件的前端，从而使第二进退装置42能连动校整卡盘41进退平动；校整卡盘41的形状与打磨机器人上的打磨头的形状匹配，具体来说，校整卡盘41与打磨工具的接触面是内凹的弧面，并能与打磨工具的侧面形状匹配。校整机构4用于校正打磨机器人上的打磨工具的位置。

如图6所示，脱落检测装置61为对射型光电传感器，脱落检测装置的光束穿过所述取砂纸机构2取下的砂纸的掉落路径；具体来说，脱落检测装置61包括发射端和接收端；脱落检测装置61的发射端和接收端分设在掉落孔11的两侧，使脱落检测装置61通过检测是否有物体通过光路，从而检测是否有物体穿过掉落孔11，进而检测打磨机器人的打磨工具上的废砂纸是否已经被取砂纸机构2所夹取并脱落。

如图5和图7所示，供砂纸机构3包括摆放平台31、推移装置32、限位杆33、毛刷34、安装台35和安装杆36。

推移装置32为气缸或者电动缸；在本实施例中，推移装置32为气缸，推移装置32通过电磁阀与气源连通，推移装置32的电磁阀与主控信号连接。安装台35呈方形，中部设有通孔；推移装置32的缸体竖直设置在安装台35下端，推移装置32的活塞杆穿过安装台35的通孔；摆放平台31为平整的圆盘；摆放平台31设在推移装置32的活塞杆的前端，使推移装置32能连动摆放平台31上下平动。限位杆33共有七根，均设在安装台35上，且所有限位杆33间隔均匀地围绕摆放平台31设置，限位杆33的长度与大于推移装置32连动摆放平台31上下平动的行程。安装台35通过螺丝固定在机架1上，使供砂纸机构3得以固定。

供砂纸机构3的毛刷34有两个，两个毛刷34均呈方形且大小一致，两个毛刷34大致相互对置地设在摆放平台31的侧面，具体来说，两个毛刷均通过支座341安装在机架1上，且毛刷34的刷毛正对摆放平台31；两个毛刷34的设置高度等于打磨机器人与摆放平台31上的砂纸接触的高度，使两个毛刷34的刷毛均能与堆叠于摆放平台31上的砂纸堆的上部接触。

打磨机器人取走砂纸时，上下两张或多种砂纸有可能粘连；打磨机器人连动最上面一张砂纸上升时，被粘连的砂纸会被毛刷34刷下，使被粘连的砂纸与被打磨机器人取走的砂纸分离，从而使打磨机器人的打磨工具一次只能取走一张砂纸，提高了加工质量，减少砂纸浪费。

如图7所示，供砂纸机构3的摆放平台31两侧相互对置地设置两根传感器安装杆36；高度检测装置62为对射型光电传感器，其发射端和接收端分设在两根传感器安装杆36的上部，安装杆36的顶端留出位置供取纸检测装置63安装，即摆放平台31上没有摆放砂纸时，则高度检测装置62发射端发射的光束从摆放平台31上方经过并被高度检测装置62的接收端接收。

高度检测装置62使堆叠于摆放平台31上的砂纸堆的最上端一张砂纸始终位于同一高度，具体来说，当打磨机器人取走砂纸后，堆叠于摆放平台31上的砂纸堆的高度会降低，此时若高度检测装置62没有检测到有物体在发射端和接收端之间，则将信息反馈给主控，主控控制推移装置32的电磁阀，使推移装置32连动摆放平台31向上平动，直至高度检测装置62检测到有物体在发射端和接收端之间，即摆放平台31上的砂纸堆的顶面达到预设高度，使砂纸堆遮挡住高度检测装置62的光路，使堆叠于摆放平台31上的砂纸堆的最上端一张砂纸始终维持在同一高度，便于打磨机器人以预设的固定高度从摆放平台31上取走砂纸。

取纸检测装置63为光电传感器，设在远离机架1的一根传感器安装杆36的顶端，取纸检测装置63的光束竖直向上发射；打磨机器人的程序设定，取走砂纸后，使砂纸的边缘从取纸检测装置63上方经过；若取纸检测装置63检测到有物体经过，则表明打磨机器人已经取走了砂纸；相反，若取纸检测装置63没有检测到物体经过，则表明打磨机器人的取砂纸动作失败，需要重新执行取砂纸动作。

摆放平台31上设有摆放平台通孔311；物料检测装置64为光电传感器，设在摆放平台31下方，物料检测装置64的光束穿过摆放平台31上的摆放平台通孔311；若物料检测装置64检测到有物品，则表明摆放平台31上有砂纸摆放；若物料检测装置64没有检测到物品，则表明摆放平台31上已经没有砂纸或者砂纸已被取完。

如图2和图3所示，本实施例中，取砂纸机构2有两个，两个取砂纸机构2相邻设在掉落孔11旁边，其中一个取砂纸机构2和校整机构4相互对置；两个取砂纸机构2和校整机构4围绕掉落孔11设置。取砂纸机构2的夹爪211朝向校整机构4的一侧即是与打磨工具的接触面；校整机构4的校整卡盘41朝向取砂纸机构2的一侧即是与打磨工具的接触面；取砂纸机构2和校整机构4之间形成一个可供打磨机器人的打磨工具在此处取砂纸的取砂纸空间。

供砂纸机构3有两个，分别固定在机架1的左右两个侧面；打开保护罩14后，其中一个供砂纸机构3与两个取砂纸机构2相邻，另一个供砂纸机构3与校整机构4相邻。

主控为可编程控制器，挂设在机架1上；脱落检测装置61、高度检测装置62、取纸检测装置63和物料检测装置64通过信号线分别与主控信号连接；由于主控还分别与夹爪组件21的开合装置212的电磁阀、取砂纸机构2的第一进退装置22的电磁阀、供砂纸机构3的推移装置32的电磁阀以及校整机构4的第二进退装置42的电磁阀信号连接，所以主控能通过控制上述各个电磁阀，进而控制夹爪组件21的开合和进退、供砂纸机构3的摆放平台31的上下平动以及校整卡盘41的进退。

本实施例提供的一种砂纸自动更换系统与打磨机器人配合使用，打磨机器人用砂纸对工件进行打磨，一定时间后砂纸会被磨损，此时打磨机器人停止打磨动作，并从砂纸自动更换系统的机架1上保护罩14上的通孔141伸入，到达取砂纸机构2和校整机构4之间的取砂纸空间；此时打磨机器人发出到位信号给主控，主控控制第二进退装置42连动校整卡盘41前进，使校整卡盘41抵靠在打磨机器人上的打磨工具上，以完成打磨工具的位置校正动作，然后主控控制第一进退装置22连动夹爪组件21前进，此时夹爪组件21处于打开状态，第一进退装置22连动夹爪组件21前进到位后，主控再控制开合装置212连动夹爪211合起，即夹爪组件21夹紧废砂纸，此时校整卡盘41以及两个夹爪211均抵靠在打磨工具上，然后打磨机器人带动打磨工具上升，使打磨工具上的废砂纸被夹爪组件21取下，打磨机器人离开后，开合装置212连动夹爪211打开，使废砂纸穿过掉落孔11并落入废纸箱5中；完成上述过程后，第一进退装置22连动夹爪组件21复位；第二进退装置42连动校整卡盘41复位。

脱落检测装置61通过检测是否有物体穿过掉落孔11，进而检测废砂纸是否已经脱落，并将信息反馈到主控；若脱落检测装置61没有检测到有物体穿过掉落孔11，即表明打磨工具上的废砂纸并未脱落，此时主控将信息反馈给打磨机器人，打磨机器人重新连动打磨工具到达取砂纸机构2和校整机构4之间的取砂纸空间；主控控制取砂纸机构2和校整机构4重新动作，具体来说，校整机构4重新执行打磨工具的位置校正动作；第一进退装置22再次连动夹爪组件21前进；开合装置212再次连动夹爪211合起并夹紧废砂纸；打磨机器人重新带动打磨工具上升，使打磨工具上的废砂纸被夹爪组件21取下；随后开合装置212再次连动夹爪211打开，使废砂纸穿过掉落孔11并落入废纸箱5中。若重复执行两次取砂纸动作均未成功，主控将发出报错信号，报错信号可通过HMI、信号灯或声音报警装置等形式传达到使用者。

砂纸被取下后，打磨机器人连动打磨工具到达供砂纸机构3上方，然后打磨机器人连动打磨工具下降并从摆放平台31上堆叠的砂纸中取走位于最上端一张的砂纸，完成取砂纸动作；此时若有砂纸被粘连，会被毛刷34刷下，使被粘连的砂纸与被打磨机器人取走的砂纸分离，随后推移装置32连动摆放平台31向上平动，使堆叠于摆放平台31上的砂纸堆的最上端一张砂纸始终位于同一高度，方便打磨机器人进行取纸动作。打磨机器人的程序设定，完成取砂纸动作后后，使砂纸的边缘从取纸检测装置63上方经过；若取纸检测装置63检测到有物体经过，则表明打磨机器人已经取走了砂纸；相反，若取纸检测装置63没有检测到物体经过，则表明打磨机器人的取砂纸动作失败，需要重新执行取砂纸动作。若摆放平台31上没有砂纸，或者摆放平台31上的砂纸已被取完，物料检测装置64将信息反馈给主控，主控处理后通过HMI、信号灯或声音报警装置等形式将摆放平台31上没有砂纸的信息传达到使用者。

该种砂纸自动更换系统与打磨机器人配合使用时，只需控制打磨机器人的打磨工具运行到大致的取砂纸工位，即取砂纸机构2和校整机构4之间的取砂纸空间，即可通过取砂纸机构2和校整机构4的配合取下废砂纸；只需要控制两个进退装置的进行平动动作，而不需要控制具有多轴的打磨机器人带动废砂纸精确地运行到夹爪组件的两夹爪之间，降低了程序设计的工作量，减轻的研发人员的负担。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本实用新型，故凡依本实用新型专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (14)

1.一种砂纸自动更换系统，包括取砂纸机构(2)、供砂纸机构(3)和主控；所述主控分别与所配合的打磨机器人、所述取砂纸机构(2)和所述供砂纸机构(3)信号连接；所述取砂纸机构(2)包括夹爪组件(21)；其特征在于，所述取砂纸机构(2)还包括第一进退装置(22)；第一进退装置(22)连动所述夹爪组件(21)进退平动。

2.根据权利要求1所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：所述取砂纸机构(2)与所述供砂纸机构(3)相邻设置。

3.根据权利要求1所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：所述夹爪组件(21)包括夹爪(211)和开合装置(212)，所述开合装置(212)连动所述夹爪(211)开合。

4.根据权利要求1所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：所述供砂纸机构(3)包括摆放平台(31)和推移装置(32)，所述推移装置(32)连动所述摆放平台(31)上下平动。

5.根据权利要求4所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：所述供砂纸机构(3)还包括至少两根限位杆(33)，所述限位杆(33)围绕所述摆放平台(31)设置。

6.根据权利要求4或5所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：所述供砂纸机构(3)还包括用于分离砂纸的毛刷(34)，所述毛刷(34)设在摆放平台(31)的侧面。

7.根据权利要求6所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：所述毛刷(34)的设置高度等于所配合的打磨机器人与摆放平台(31)上的砂纸接触的高度。

8.根据权利要求4或5所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：还包括用于检测摆放平台(31)上的砂纸顶面高度的高度检测装置(62)；所述高度检测装置(62)与所述主控信号连接。

9.根据权利要求4或5所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：还包括用于检测所配合的打磨机器人上的打磨工具是否已取到砂纸的取纸检测装置(63)；所述取纸检测装置(63)与所述主控信号连接。

10.根据权利要求4或5所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：还包括用于检测所述摆放平台(31)上的砂纸是否已用完的物料检测装置(64)；所述物料检测装置(64)与所述主控信号连接。

11.根据权利要求1所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：还包括校整机构(4)；所述校整机构(4)与所述取砂纸机构(2)相互对置；所述校整机构(4)包括校整卡盘(41)和第二进退装置(42)；所述第二进退装置(42)连动所述校整卡盘(41)进退平动。

12.根据权利要求11所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：所述校整卡盘(41)的形状与所配合的打磨机器人上的打磨工具的形状匹配。

13.根据权利要求1所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：还包括废纸箱(5)；所述废纸箱(5)设在所述夹爪组件(21)下方。

14.根据权利要求1、2、3或13任一所述的一种砂纸自动更换系统，其特征在于：还包括用于检测砂纸是否脱落的脱落检测装置(61)；所述脱落检测装置(61)与所述主控信号连接。