CN216327596U - 一种自动吸尘打磨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动吸尘打磨装置，包括打磨组件、固定在打磨组件上的支架、固定在支架上的第一吸尘组件和第二吸尘组件；打磨组件包括柔性恒力控制器、固定在柔性恒力控制器前端的连接板、与连接板固定的电主轴、与电主轴自由端连接的盘刷，设置在盘刷外周的罩壳；盘刷上设有用于粉尘穿过的吸尘孔；罩壳上设有连接口；第一吸尘组件包括第一吸尘管和第一控制阀；第一吸尘管紧固在连接口内；第二吸尘组件包括第二吸尘管、吸尘嘴和第二控制阀，第二吸尘管连接吸尘嘴。本装置通过第一吸尘组件、第二吸尘组件除尘，减少了打磨粉尘；利用柔性恒力控制器保障打磨质量。

Description

一种自动吸尘打磨装置

技术领域

本实用新型涉及自动打磨领域，具体涉及一种自动吸尘打磨装置。

背景技术

目前，现代化打磨工艺为：机器人携带打磨设备对工件表面进行自动化打磨，传统打磨设备在打磨过程中，存在以下问题：

1、机械臂打磨头无法保证对焊接飞溅形貌误差进行位移补偿，并且工件存在制造公差和定位公差，机器人轨迹调试难度大，打磨控制力、砂轮转速、砂轮消耗等工艺参数难以量化，无法实现高质量打磨；

2、采用砂纸打磨，砂纸消耗极快，砂纸更换频率频繁，而车间生产节拍较快，难以保证正常生产；

3、打磨过程粉尘严重，影响车间工人安全健康。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动吸尘打磨装置，本装置通过第一吸尘组件、第二吸尘组件除尘，减少了打磨粉尘，避免对下一工艺环节造成严重影响；利用柔性恒力控制器实现打磨法向力方向上的位移补偿，保障打磨质量。

技术方案如下：

一种自动吸尘打磨装置，打磨装置安装在机器人末端，包括打磨组件、固定在打磨组件上的支架、固定在支架上的第一吸尘组件和第二吸尘组件；

打磨组件包括柔性恒力控制器、固定在柔性恒力控制器前端沿柔性恒力控制器的力输出方向设置的连接板、与连接板固定的电主轴、与电主轴自由端连接的盘刷，设置在盘刷外周的罩壳；电主轴与柔性恒力控制器的力输出方向平行，用于带动盘刷旋转；柔性恒力控制器用于保持盘刷与工作面的接触力恒定；

盘刷上设有用于粉尘穿过的吸尘孔；罩壳上设有连接口；

第一吸尘组件包括第一吸尘管和第一控制阀；第一吸尘管的一端延伸到罩壳并紧固在连接口内、另一端与第一控制阀连接，在盘刷旋转打磨过程中同步吸尘；

第二吸尘组件包括第二吸尘管、吸尘嘴和第二控制阀，第二吸尘管的一端连接吸尘嘴、另一端连接第二控制阀；当盘刷停止打磨时，机器人调整位置，使吸尘嘴正对待吸附的位置，利用第二吸尘管进行吸尘；

第一控制阀与第二控制阀均连接到控制装置，其用于分别控制第一吸尘管、第二吸尘管的开启、关闭。

进一步，支架设有与机器人连接的衔接部和固定吸尘嘴的支撑杆，支撑杆与电主轴之间的相对位置固定，二者之间有夹角。

优选，夹角大于90°。

优选，支架为L型支架，其内部凹陷的端面固定打磨组件；

L型支架的两个自由端分别固定衔接部和支撑杆，支撑杆的安装方向与柔性恒力控制器的安装方向相反。

进一步，吸尘嘴为扁头嘴、锥形嘴或弧形嘴。

优选，支架上设有三通管，控制器、第一控制阀和第二控制阀分别连接到三通管的三个接口。

进一步，盘刷上设有多个均匀分布的盘刷柱，盘刷柱为碳化硅立柱。

优选，吸尘孔设有多个、沿盘刷的周向均匀分布。

本方案具有如下优势：

通过柔性恒力控制器可以实现打磨法向力方向上的位移补偿，在打磨过程中浮动伸缩保持恒力作业；提高打磨性能的一致性与稳定性，提升打磨质量；

采用电主轴作为打磨动力源，可以根据不同工件调整打磨工艺转速；

在打磨时，利用第一吸尘组件同步吸尘，将打磨过程中的绝大多数粉尘吸入；打磨结束后，再利用第二吸尘组件对缝隙处进一步除尘，减少了打磨结束后粉尘依附在工件表面的数量，避免对下一工艺环节造成严重影响；

盘刷耐磨性强、可以打磨3000辆车，保证了生产节拍。

附图说明

图1为具体实施方式中打磨装置整体结构示意图；

图2为图1中打磨装置旋转一定角度后的结构示意图；

图3为盘刷结构示意图；

图4为罩壳结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。

一种自动吸尘打磨装置，打磨装置安装在机器人末端，如图1所示，包括打磨组件、固定在打磨组件上的支架8、固定在支架上的第一吸尘组件和第二吸尘组件；

打磨组件包括柔性恒力控制器10、固定在柔性恒力控制器前端沿柔性恒力控制器10的力输出方向（轴向）设置的连接板11、与连接板11固定的电主轴9、与电主轴自由端连接的盘刷13，设置在盘刷外周的罩壳12；电主轴与柔性恒力控制器10的力输出方向平行，用于带动盘刷13旋转；柔性恒力控制器用于保持盘刷与工作面的接触力恒定；

盘刷13上设有用于粉尘穿过的吸尘孔202；如图4所示，罩壳12上设有连接口401；

如图2所示，第一吸尘组件包括第一吸尘管1和第一控制阀2；第一吸尘管1的一端延伸到罩壳12并紧固在连接口401内、另一端与第一控制阀连接，在盘刷旋转打磨过程中同步吸尘；

第二吸尘组件包括第二吸尘管3、吸尘嘴4和第二控制阀5，第二吸尘管3的一端连接吸尘嘴4、另一端连接第二控制阀5；当盘刷停止打磨时，机器人调整位置，使吸尘嘴4正对待吸附的位置，利用第二吸尘管3进行吸尘；

第一控制阀与第二控制阀均连接到控制装置，其用于分别控制第一吸尘管1、第二吸尘管3的开启、关闭。

其中，柔性恒力控制器是一款能够保持机器人末端法兰与工件加工接触面接触力恒定的设备，基于气动、模拟量控制，实现高精度与高灵敏度的控制，能够保证法兰与加工面之间的接触力控制在±1N 以内，适用于打磨、抛光等应用场合。

为了便于调整机器人轨迹、灵活切换盘刷与第二吸尘组件的工作状态，作为一种优选的实施方式，支架8设有与机器人连接的衔接部14和固定吸尘嘴4的支撑杆6，支撑杆6与电主轴9之间的相对位置固定，二者之间有夹角，其中夹角大于90°。本实施例中，如图1所示，夹角设计为180°。

更具体的，支架8为L型支架，其内部凹陷的端面固定打磨组件；

L型支架的两个自由端分别固定衔接部14和支撑杆6，支撑杆6的安装方向与柔性恒力控制器10的安装方向相反。支架8上设有三通管16，控制器、第一控制阀2和第二控制阀5分别连接到三通管16的三个接口。

由于第二吸尘组件主要用于窄缝吸尘，因此，实施时，吸尘嘴可以设计为扁头嘴、锥形嘴或弧形嘴。

通常，打磨较为坚硬的缺陷、瑕疵时，容易产生较多的粉尘，如金属毛刺、焊接缺陷（飞溅、残留物），为此，盘刷需要耐磨性好，如图3所示，本实施例中，盘刷13上设有多个均匀分布的盘刷柱201，盘刷柱201为碳化硅立柱。为了便于第一吸尘组件同步吸尘，吸尘孔202设有多个、沿盘刷13的周向均匀分布。

以下以焊接后的汽车车身门框表面打磨为例，进行示例性陈述：

一种自动吸尘打磨装置，打磨装置安装在机器人末端，由机器人带动，移动到各个待打磨位置；

在待打磨位置处，打磨组件中的电主轴带动盘刷13旋转，在柔性恒力控制器的作用下，对工作区域进行恒力打磨；盘刷柱受垂直于作业面的压力和旋转产生的切向力会轻微弯曲和散开，使打磨作业能够满足车身门框的曲面特征。

打磨过程中，控制装置调整第一控制阀、另第一吸尘管1开启，通过盘刷上的吸尘孔202，粉尘被第一吸尘组件吸走，实现对作业面的同步吸尘；

打磨结束后，机器人调整位姿，另吸尘嘴4对准位于作业面周围的车身缝隙和角落处，控制装置调整第二控制阀、另第二吸尘管3开启，对缝隙、角落处进行吸尘。

本装置通过柔性恒力控制器可以实现打磨法向力方向上的位移补偿，提升打磨质量；利用两个吸尘组件实现了自动化除尘。

前面对本实用新型具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本实用新型限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本实用新型的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本实用新型的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (8)

1.一种自动吸尘打磨装置，其特征在于，所述打磨装置安装在机器人末端，包括打磨组件、固定在打磨组件上的支架（8）、固定在支架上的第一吸尘组件和第二吸尘组件；

所述打磨组件包括柔性恒力控制器（10）、固定在所述柔性恒力控制器前端沿柔性恒力控制器（10）的力输出方向设置的连接板（11）、与所述连接板（11）固定的电主轴（9）、与电主轴自由端连接的盘刷（13），设置在盘刷外周的罩壳（12）；所述电主轴与所述柔性恒力控制器（10）的力输出方向平行，用于带动所述盘刷（13）旋转；所述柔性恒力控制器用于保持盘刷与工作面的接触力恒定；

盘刷（13）上设有用于粉尘穿过的吸尘孔（202）；所述罩壳（12）上设有连接口（401）；

所述第一吸尘组件包括第一吸尘管（1）和第一控制阀（2）；所述第一吸尘管（1）的一端延伸到罩壳（12）并紧固在所述连接口（401）内、另一端与所述第一控制阀连接，在盘刷旋转打磨过程中同步吸尘；

所述第二吸尘组件包括第二吸尘管（3）、吸尘嘴（4）和第二控制阀（5），所述第二吸尘管（3）的一端连接吸尘嘴（4）、另一端连接所述第二控制阀（5）；当盘刷停止打磨时，机器人调整位置，使吸尘嘴（4）正对待吸附的位置，利用第二吸尘管（3）进行吸尘；

所述第一控制阀与第二控制阀均连接到控制装置，其用于分别控制第一吸尘管（1）、第二吸尘管（3）的开启、关闭。

2.如权利要求1所述自动吸尘打磨装置，其特征在于：所述支架（8）设有与机器人连接的衔接部（14）和固定吸尘嘴（4）的支撑杆（6），所述支撑杆（6）与电主轴（9）之间的相对位置固定，二者之间有夹角。

3.如权利要求2所述自动吸尘打磨装置，其特征在于：所述夹角大于90°。

4.如权利要求2所述自动吸尘打磨装置，其特征在于：所述支架（8）为L型支架，其内部凹陷的端面固定所述打磨组件；

L型支架的两个自由端分别固定衔接部（14）和支撑杆（6），所述支撑杆（6）的安装方向与柔性恒力控制器（10）的安装方向相反。

5.如权利要求1所述自动吸尘打磨装置，其特征在于：所述吸尘嘴为扁头嘴、锥形嘴或弧形嘴。

6.如权利要求1所述自动吸尘打磨装置，其特征在于：所述支架（8）上设有三通管（16），控制器、第一控制阀（2）和第二控制阀（5）分别连接到三通管（16）的三个接口。

7.如权利要求1所述自动吸尘打磨装置，其特征在于：盘刷（13）上设有多个均匀分布的盘刷柱（201），所述盘刷柱（201）为碳化硅立柱。

8.如权利要求1所述自动吸尘打磨装置，其特征在于：所述吸尘孔（202）设有多个、沿盘刷（13）的周向均匀分布。

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