CN210938781U - 一种自动更换砂轮装置及其工业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动更换砂轮装置及其设置有自动更换砂轮装置的工业机器人，通过换装装置将设置于机器人前端的砂轮自动更换为新的砂轮，换装装置包括有垂直、水平移动滑轨及相应驱动机构，其中水平移动滑台上有步进电机，步进电机输出端上装配有螺母拆装装置。已磨损砂轮拆下后由传送带送至已更换砂轮收集箱上方，最终落入砂轮收集箱中，该砂轮自动更换装置结构合理，既能够实现砂轮的自动更换，又能够实现新砂轮的自动上料和已磨损砂轮的自动收集，同时还可以提高设置有自动更换砂轮装置的工业机器人的工作效率，大大提高了整体装置的自动化程度，且整个装置结构合理，适用场合广泛。

Description

一种自动更换砂轮装置及其工业机器人

技术领域

本实用新型涉及工业机器人的自动换装装置技术领域，特别是一种自动更换砂轮装置及其设置有自动更换砂轮装置的工业机器人。

背景技术

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的智能制造重要的自动化装备。打磨机器人代替人工进行打磨抛光作业，主要用于工件的表面打磨、去毛刺、焊缝打磨等作业，可以用于卫浴五金行业、IT行业、汽车零部件、工业零件等行业。由于砂轮在使用一段时间后会出现不同程度的磨损，从而影响打磨质量。故砂轮的按需更换在打磨和抛光作业中是一项很重要的工作。

现有的砂轮更换一种方法是采用人工更换，这种方法多需要停机进行，耗时长，节拍慢，大大影响工作效率，且存在一定的安全隐患。另一些现有的自动换装装置，仅能实现一次的砂轮更换，新的砂轮和换下的砂轮仍需要人工进行搬运处理，自动化程度较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自动更换砂轮装置及其设置有自动更换砂轮装置的工业机器人，该自动更换砂轮装置能自动更换工业机器人的砂轮，是一种自动化程度高、操作容易、方便高效、适用范围广且功能可靠的一种工业机器人。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供的自动更换砂轮装置，所述自动更换砂轮装置包括柜体、备用砂轮箱、砂轮升降机构、备用砂轮传送装置、换装装置；

所述备用砂轮箱设置于柜体一侧，所述砂轮箱中放置有备用砂轮组；

所述砂轮升降机构用于将备用砂轮组中的待换备用砂轮移送至备用砂轮传送装置上；

所述备用砂轮传送装置用于将移送的待换备用砂轮推至传送带上；

所述换装装置设置于传送带下方的柜体内，用于拆卸旧砂轮并将待换备用砂轮安装到工业机器人的换装预设位置上。

进一步，所述砂轮升降机构包括备用砂轮升降丝杠、备用砂轮升降平台、备用砂轮升降平台控制电机；

所述备用砂轮升降平台控制电机设置于备用砂轮箱中，所述备用砂轮升降平台控制电机的转动轴通过备用砂轮升降丝杠与备用砂轮升降平台连接，所述备用砂轮升降平台控制电机转动时通过备用砂轮升降丝杠带动备用砂轮升降平台上下升降，从而使得放置于备用砂轮升降平台上的备用砂轮上升到备用砂轮传送装置中的传送带上。

进一步，所述备用砂轮传送装置包括备用砂轮水平推送装置、传送带驱动电机和传送带；

所述备用砂轮水平推送装置设置于柜体上，用于将新砂轮推动到传送带；所述传送带驱动电机和传送带传动连接，所述传送带驱动电机转动时带动传送带沿水平方向运动，从而使得在传送带上的待换新砂轮运动到预设的位置上。

进一步，所述换装装置包括更换定位机构、螺母旋转机构；所述更换定位机构包括更换移动机构和驱动机构；

所述更换移动机构包括垂直移动滑轨、水平移动滑轨、水平移动丝杠和垂直移动丝杠；

所述驱动机构包括水平移动驱动电机，垂直移动驱动电机；

所述螺母旋转机构包括螺母拆卸驱动电机和螺母拆装装置；

所述垂直移动滑轨沿竖直方向设置于柜体一侧，所述垂直移动滑轨上设置垂直移动驱动电机，所述垂直移动驱动电机的转动轴上设置有垂直移动丝杠，所述水平移动滑轨与垂直移动丝杠连接，以适于所述水平移动滑轨能在垂直移动丝杠的作用下沿上下方向进行升降移动；所述水平移动驱动电机设置于水平移动滑轨上，所述水平移动驱动电机的转动轴与水平移动丝杠连接，所述水平移动丝杠与螺母旋转机构连接，以适于所述螺母旋转机构能在水平移动丝杠的作用下沿水平方向进行移动到预设位置；

所述水平移动丝杠与螺母拆卸驱动电机连接，使得所述螺母拆卸驱动电机在水平方向移动，所述螺母拆卸驱动电机的转动轴与螺母拆装装置连接，使得所述螺母拆装装置能对需要操作的螺母进行拆卸和锁紧。

进一步，所述螺母拆卸驱动电机通过联轴器与螺母拆装装置连接；或所述换装装置设置于传送带下方的支架上。

进一步，还包括已更换砂轮收集箱(7)，所述已更换砂轮收集箱(7)设置于柜体(51)上的备用砂轮箱的一侧用于收集已更换砂轮；或

所述已更换砂轮收集箱或/和备用砂轮箱采用可拆卸式与柜体连接，或

所述柜体采用半封闭整体结构，或所述备用砂轮水平推送装置采用气动推动装置将新砂轮推动到传送带。

本实用新型提供的设置有自动更换砂轮装置的工业机器人，包括工业机器人和自动更换砂轮装置；所述机器人上设置有固定装置，所述固定装置用于安装机器人的打磨砂轮，所述固定装置上设置打磨电机，所述打磨电机输出轴通过皮带带动砂轮转动，所述自动更换砂轮装置设置于砂轮下方，用于拆卸设置于机器人的旧砂轮并将待换备用砂轮安装到机器人的预设位置上；所述机器人一侧设置有用于收集已更换砂轮收集箱。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的用于工业机器人的自动更换砂轮装置，通过换装装置将设置于机器人前端的砂轮自动更换为新的砂轮，换装装置包括有垂直、水平移动滑轨及相应驱动机构，其中水平移动滑台上有步进电机，步进电机输出端上装配有螺母拆装装置。已磨损砂轮拆下后由传送带送至已更换砂轮收集箱上方，最终落入砂轮收集箱中，该砂轮自动更换装置结构合理，既能够实现砂轮的自动更换，又能够实现新砂轮的自动上料和已磨损砂轮的自动收集，大大提高了整体装置的自动化程度和工作效率。整个装置结构合理，适用场合广泛。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为自动更换砂轮装置的结构示意图。

图2为本实用新型用于工业机器人的自动打磨工作站的布局示意图。

附图标记说明：

1—工业机器人，2—打磨工具固定装置，3—打磨电机，4—砂轮，

5—自动更换砂轮装置，

51—柜体，52—备用砂轮箱，53—备用砂轮组，54—备用砂轮升降丝杠，55—备用砂轮升降平台，56—备用砂轮升降平台控制电机，57—传送带驱动电机，58—待换新砂轮，59—传送带，

6—换装装置，

61—备用砂轮水平推送装置，62—螺母拆卸驱动电机，63—螺母拆装装置，64—水平移动丝杠，65—水平移动驱动电机，66—垂直移动丝杠，67—垂直移动驱动电机，

7—旧砂轮收集箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的用于工业机器人的自动更换砂轮装置5，包括柜体51，以及设置于柜体一侧的备用砂轮箱52，所述备用砂轮箱52与柜体51配合设置，使用时以适于将存储其中的砂轮转移至柜体51上；所述砂轮箱52中放置有备用砂轮组53；本实施例的备用砂轮箱与柜体采用分离式设置，分别具有独立结构，备用砂轮箱的下方有轮子，可推走，使用时推至柜体一侧位置。

自动更换砂轮装置5还包括设置有砂轮升降机构，所述砂轮升降机构用于将新的备用砂轮升起至备用砂轮传送装置中的传送带上，所述砂轮升降机构包括备用砂轮升降丝杠54、备用砂轮升降平台55、备用砂轮升降平台控制电机56，所述备用砂轮升降平台控制电机56设置于备用砂轮箱52底部，所述备用砂轮升降平台控制电机56的转动轴通过备用砂轮升降丝杠54与备用砂轮升降平台55连接，所述备用砂轮升降平台控制电机56转动时通过备用砂轮升降丝杠54带动备用砂轮升降平台55上下升降，从而使得放置于备用砂轮升降平台55上的备用砂轮上升到备用砂轮传送装置中的传送带上。

自动更换砂轮装置5还包括设置有备用砂轮传送装置，所述备用砂轮传送装置用于将新备用砂轮推至传送带上，所述备用砂轮传送装置包括备用砂轮水平推送装置61、传送带驱动电机57和传送带59，所述备用砂轮水平推送装置61设置于柜体51上，用于将新砂轮推动到传送带；所述传送带驱动电机57和传送带59传动连接，所述传送带驱动电机57转动时带动传送带59沿水平方向运动，从而使得在传送带59上的待换新砂轮58运动到预设的位置上。

自动更换砂轮装置5还包括设置有换装装置6，所述换装装置6设置于传送带下方的柜体内，用于拆卸旧砂轮并将待换备用砂轮安装到工业机器人的换装预设位置上，换装装置6 包括更换定位机构、螺母旋转机构；所述更换定位机构包括更换移动机构、驱动机构，所述更换移动机构包括垂直移动滑轨、水平移动滑轨、水平移动丝杠64，垂直移动丝杠66，所述驱动机构包括水平移动驱动电机65，垂直移动驱动电机67，所述螺母旋转机构包括螺母拆卸驱动电机62、螺母拆装装置63；本实施例提供的换装预设位置是指当机器人手臂停止工作时位于需要更换的砂轮的正下方。

所述垂直移动滑轨沿竖直方向设置于柜体一侧，所述垂直移动滑轨上设置垂直移动驱动电机67，所述垂直移动驱动电机67的转动轴上设置有垂直移动丝杠66，所述水平移动滑轨与垂直移动丝杠66连接，以适于所述水平移动滑轨能在垂直移动丝杠66的作用下沿上下方向进行升降移动，所述水平移动驱动电机65设置于水平移动滑轨上，所述水平移动驱动电机 65的转动轴与水平移动丝杠64连接，所述水平移动丝杠64与螺母旋转机构连接，以适于所述螺母旋转机构能在水平移动丝杠64的作用下沿水平方向进行移动到预设位置，

所述水平移动丝杠64与螺母拆卸驱动电机62连接，使得所述螺母拆卸驱动电机62在水平方向移动，所述螺母拆卸驱动电机62的转动轴与螺母拆装装置63连接，使得所述螺母拆装装置63能对需要操作的螺母进行拆卸和锁紧；

所述螺母拆卸驱动电机62通过联轴器与螺母拆装装置63连接；

所述换装装置6设置于传送带下方的支架上。

自动更换砂轮装置5还包括设置有已更换砂轮收集箱7，所述已更换砂轮收集箱7设置于柜体另一侧，用于收集已更换砂轮。

最终落入砂轮收集箱中。已磨损砂轮收集箱下放安装有滑轮，上方一侧设有推手，可在需要时推走处理其中的已磨损砂轮。

所述已更换砂轮收集箱7或/和备用砂轮箱52采用可拆卸式与柜体51连接。

所述柜体51采用半封闭整体结构。

所述备用砂轮水平推送装置61采用气动推动装置将新砂轮推动到传送带。

实施例2

如图2所示，本实施例提供的设置有自动更换砂轮装置的工业机器人，包括工业机器人 1和自动更换砂轮装置5；

所述工业机器人1上设置有固定装置2，所述固定装置用于安装机器人的打磨砂轮，所述固定装置上设置打磨电机3，所述打磨电机3输出轴通过皮带带动砂轮4转动，所述自动更换砂轮装置5设置于砂轮下方，用于拆卸设置于机器人的旧砂轮并将待换备用砂轮安装到机器人的预设位置上；所述机器人一侧设置有用于收集已更换砂轮的已更换砂轮收集箱7。

本实施例提供的机器人采用六轴工业机器人，已更换砂轮收集箱7下方有滑轮，已更换砂轮收集箱7上侧设置有推手，可在需要时推走处理已拆卸的磨损砂轮。

本实施例提供的自动更换砂轮装置设置有备用砂轮箱、备用砂轮传送装置、换装装置、已更换砂轮收集箱；

所述备用砂轮箱中，布置有旋转平台，丝杠，所有砂轮中心依次套装在备用箱中的升降丝杠上。

备用砂轮传送装置，用于将备用砂轮送至传送带上相应的换装工位。

本实施例提供的换装装置采用更换装置升降及旋转机构，用于将安装在水平滑轨上步进电机最末端的螺母拆装装置移动至砂轮上螺母的拆卸或安装位置，用于拆卸和安装螺母，从而实现砂轮的拆卸和安装。

已更换砂轮收集箱，用于存放更换下来的磨损砂轮。

备用砂轮箱中垂直叠放有若干新的备用砂轮，在备用砂轮下方布置有旋转升降机构，包括升降平台和丝杠。在每一次需要更换砂轮时，由旋转机构带动丝杠将新的备用砂轮升起至传送带高度。

在装置的砂轮换装平台一侧安装有备用砂轮的气缸推动装置，该装置通过气缸活塞带动推动杆和挡板向传送带一侧运动，可将新备用砂轮推至传送带上，然后跟随传送带运动至换装工位。

位于传送带下方的支架中，布置有更换装置升降及旋转机构。升降机构包括有垂直移动导轨和水平移动导轨和相应的驱动电机，其中水平移动导轨上安装有步进电机，步进电机输出端上装配有螺母拆装装置。

所述更换装置的升降及旋转机构中，垂直和水平移动导轨在各自相应的步进电机控制下，使安装在水平丝杠上的步进电机能够在垂直和水平方向上运动，带动固定在其输出端的螺母拆卸装置运动到砂轮的拆卸位置。

装配在旋转机构末端的螺母拆卸装置，通过联轴器固定在步进电机输出轴上，其用于锁紧砂轮下方的固定螺母。当步进电机旋转时，带动其一同转动，完成螺母的退牙和旋紧。

装置中所述已磨损砂轮收集箱，位于传送带的另一侧，与备用砂轮箱分列于砂轮传送带两侧。已磨损砂轮拆下后由传送带送至已更换砂轮收集箱上方，最终落入砂轮收集箱中。已磨损砂轮收集箱下放安装有滑轮，上方一侧设有推手，可在需要时推走以便处理其中的已磨损砂轮。

整个装置，已磨损砂轮收集箱、备用砂轮箱均为可移动结构，其余部分为一半封闭整体结构，将更换装置升降及旋转机构布置在传动带下方的柜体中，易于维护，具自动化程度高、操作容易、方便高效、经济实用且适用范围广的特点，能有效提高打磨作业机器人的工作效率。除具有砂轮的自动换装功能之外，还具有备用砂轮的储存，升降，推送功能，可实现多次打磨砂轮的自动更换，有效的解决了现有换装装置中新砂轮需要另外的人工或机械装置搬运的问题，大大的提高了装置的自动化程度。同时，对换下的已磨损砂轮进行了统一的收集，将其集中存放在已磨损砂轮箱中，砂轮箱采用可移动结构，便于后期进行处理，保持了换装环境的整洁和有序。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种自动更换砂轮装置，其特征在于：所述自动更换砂轮装置(5)包括柜体(51)、备用砂轮箱(52)、砂轮升降机构、备用砂轮传送装置和换装装置(6)；

所述备用砂轮箱(52)设置于柜体(51)一侧，所述备用砂轮箱(52)中放置有备用砂轮组(53)；

所述砂轮升降机构用于将备用砂轮组(53)中的待换备用砂轮移送至备用砂轮传送装置上；

所述备用砂轮传送装置用于将移送的待换备用砂轮推至传送带上；

所述换装装置(6)设置于传送带下方的柜体内，用于拆卸旧砂轮并将待换备用砂轮安装到工业机器人的换装预设位置上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述砂轮升降机构包括备用砂轮升降丝杠(54)、备用砂轮升降平台(55)、备用砂轮升降平台控制电机(56)；

所述备用砂轮升降平台控制电机(56)设置于备用砂轮箱(52)中，所述备用砂轮升降平台控制电机(56)的转动轴通过备用砂轮升降丝杠(54)与备用砂轮升降平台(55)连接，所述备用砂轮升降平台控制电机(56)转动时通过备用砂轮升降丝杠(54)带动备用砂轮升降平台(55)上下升降，从而使得放置于备用砂轮升降平台(55)上的备用砂轮上升到备用砂轮传送装置中的传送带上。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述备用砂轮传送装置包括备用砂轮水平推送装置(61)、传送带驱动电机(57)和传送带(59)；

所述备用砂轮水平推送装置(61)设置于柜体(51)上，用于将新砂轮推动到传送带；所述传送带驱动电机(57)和传送带(59)传动连接，所述传送带驱动电机(57)转动时带动传送带(59)沿水平方向运动，从而使得在传送带(59)上的待换新砂轮(58)运动到预设的位置上。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述换装装置(6)包括更换定位机构、螺母旋转机构；所述更换定位机构包括更换移动机构和驱动机构；

所述更换移动机构包括垂直移动滑轨、水平移动滑轨、水平移动丝杠(64)和垂直移动丝杠(66)；

所述驱动机构包括水平移动驱动电机(65)，垂直移动驱动电机(67)；

所述螺母旋转机构包括螺母拆卸驱动电机(62)和螺母拆装装置(63)；

所述垂直移动滑轨沿竖直方向设置于柜体一侧，所述垂直移动滑轨上设置垂直移动驱动电机(67)，所述垂直移动驱动电机(67)的转动轴上设置有垂直移动丝杠(66)，所述水平移动滑轨与垂直移动丝杠(66)连接，以适于所述水平移动滑轨能在垂直移动丝杠(66)的作用下沿上下方向进行升降移动；所述水平移动驱动电机(65)设置于水平移动滑轨上，所述水平移动驱动电机(65)的转动轴与水平移动丝杠(64)连接，所述水平移动丝杠(64)与螺母旋转机构连接，以适于所述螺母旋转机构能在水平移动丝杠(64)的作用下沿水平方向进行移动到预设位置；

所述水平移动丝杠(64)与螺母拆卸驱动电机(62)连接，使得所述螺母拆卸驱动电机(62)在水平方向移动，所述螺母拆卸驱动电机(62)的转动轴与螺母拆装装置(63)连接，使得所述螺母拆装装置(63)能对需要操作的螺母进行拆卸和锁紧。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述螺母拆卸驱动电机(62)通过联轴器与螺母拆装装置(63)连接；或所述换装装置(6)设置于传送带下方的支架上。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于：还包括已更换砂轮收集箱(7)，所述已更换砂轮收集箱(7)设置于柜体(51)另一侧，用于收集已更换砂轮；或

所述已更换砂轮收集箱(7)或/和备用砂轮箱(52)采用可拆卸式与柜体(51)连接，或所述柜体(51)采用半封闭整体结构，或

所述备用砂轮水平推送装置(61)采用气动推动装置将新砂轮推动到传送带。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的自动更换砂轮装置来构成的工业机器人，其特征在于：包括工业机器人(1)和自动更换砂轮装置(5)；所述工业机器人(1)上设置有固定装置(2)，所述固定装置用于安装工业机器人的打磨砂轮，所述固定装置上设置打磨电机(3)，所述打磨电机(3)输出轴通过皮带带动砂轮(4)转动，所述自动更换砂轮装置(5)设置于砂轮下方，用于拆卸设置于机器人的旧砂轮并将待换备用砂轮安装到机器人的预设位置上；所述机器人一侧设置有用于收集已更换砂轮收集箱(7)。

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