CN218697068U - 一种用于大型铸件的机器人打磨设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大型铸件打磨技术领域，具体涉及一种用于大型铸件的机器人打磨设备，机器人打磨设备包括基座、高位打磨机械人、低位打磨机械人和转台。基座上设置有基台；高位打磨机械人设置于基台上；低位打磨机械人设置于基座上；转台设置于基座上且转台用于承载铸件并驱动铸件旋转；高位打磨机械人能够对铸件的中上部进行打磨，低位打磨机械人能够对铸件的中下部进行打磨。高位打磨机械人、低位打磨机械人和转台的配合打磨，增大了机器人打磨设备的可达性，将打磨范围完全覆盖大型铸件。本实用新型的基台能够与传统的直线轴机构达到同样的目的，且不需要借助于外部驱动机构；基台的稳定性强，更利于对大型铸件的高精度打磨。

Description

一种用于大型铸件的机器人打磨设备

技术领域

本实用新型涉及大型铸件打磨技术领域，具体涉及一种用于大型铸件的机器人打磨设备。

背景技术

铸件铸造出来后，铸件上往往会产出飞边、毛刺、披风及残根等缺陷，需要进行打磨处理。过去这种清理工作都是由人工处理，人工劳动强度较大，打磨效率较低；且打磨过程中声音嘈杂，造成噪音污染；同时打磨工作不可避免地会产生大量的粉尘，工作环境较为恶劣，影响工人的身心健康。基于此，对铸件进行自动化打磨是一个发展趋势，且随着风电、工程机械、军工等领域的不断发展，现在大型铸件越来越多。大型铸件有体积大、重量大、铸造缺陷多、附加值高等特点，因此大型铸件的机器人打磨设备前景良好。但受限于机器人可达性(可达性即机器人能够对铸件进行打磨的范围)的原因，机器人自动化打磨设备主要针对体积较小的铸件；对于大型铸件的打磨，机器人的可达性较低，难以实现铸件打磨范围的全面覆盖。

单台常用的六轴工业机器人在可达性上和工作的姿态上，难以独立完成对一个大型铸件的打磨范围的覆盖。为了增大机器人的可达性，通常是为铸件增加一个旋转台，这样铸件在长度、宽度方向可以增加一倍的打磨范围，但在高度方向上却没有任何提高，即高度方向上的打磨范围仍旧受限。在此基础上能够继续在高度方向增加直线轴机构，使机器人上下移动或使工件上下移动，以补足高度方向上的打磨行程。但由于机器人或大型铸件重量极大，直线轴机构体积也极为庞大，且打磨工作精度要求高，直线轴机构的费用会相当昂贵(直线轴机构可参考现有专利CN108436765A-一种配合全自动打磨机器人定位工件的装置)；其次，打磨时产生的大量粉尘易掉落至直线轴机构的伸缩杆上，这会缩短直线轴机构的使用寿命，增大维护保养的难度。

因此，虽然大型铸件越来越多，对机器人打磨设备的需求越来越急迫，但成功打磨的方案还是很少。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点和不足，本实用新型提供一种用于大型铸件的机器人打磨设备，其解决了现有机器人打磨设备难以对大型铸件进行打磨的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型的用于大型铸件的机器人打磨设备包括：

基座，所述基座上设置有基台；

高位打磨机械人，所述高位打磨机械人设置于所述基台上；

低位打磨机械人，所述低位打磨机械人设置于所述基座上；

转台，所述转台设置于所述基座上且所述转台用于承载铸件并驱动铸件旋转；

其中，所述高位打磨机械人能够对所述转台上的铸件的中部和上部进行打磨，所述低位打磨机械人能够对所述转台上的铸件的中部和下部进行打磨。

可选地，所述转台设置于所述高位打磨机械人和所述低位打磨机械人之间，所述高位打磨机械人的打磨路径和所述低位打磨机械人的打磨路径能够部分重叠，以对铸件进行全面打磨。

可选地，所述转台包括旋转驱动单元和承载台；所述旋转驱动单元设置于所述基座上，所述承载台与所述旋转驱动单元的输出轴连接，所述旋转驱动单元能够驱动所述承载台在水平面内转动。

可选地，所述承载台上设置有多根立柱和多个夹爪，所述立柱能够对铸件进行支撑，所述夹爪能够将铸件夹紧或解除夹紧。

可选地，所述高位打磨机械人包括高位打磨机械手和第一动力总成；所述高位打磨机械手设置于所述基座上，所述第一动力总成安装于所述高位打磨机械手的执行末端上；

所述低位打磨机械人包括低位打磨机械手和第二动力总成；所述低位打磨机械手设置于所述基座上，所述第二动力总成安装于所述低位打磨机械手的执行末端上。

可选地，所述第一动力总成和所述第二动力总成均包括电主轴、刀具和检测单元；所述电主轴的一端安装于所述高位打磨机械手或所述低位打磨机械手上，所述电主轴的另一端安装有所述刀具，所述电主轴能够带动所述刀具转动；所述检测单元设置于所述第一动力总成或所述第二动力总成上。

可选地，所述用于大型铸件的机器人打磨设备还包括设置于所述基座上的高位刀库和低位刀库；所述高位打磨机械人能够更换所述高位刀库内的刀具，所述低位打磨机械人能够更换所述低位刀库内的刀具。

可选地，所述用于大型铸件的机器人打磨设备还包括隔挡；所述隔挡环绕设置于所述基座的边缘位置，以能够对打磨产生碎屑进行阻挡。

可选地，所述隔挡上设置有安全门。

可选地，所述用于大型铸件的机器人打磨设备还包括电控柜、冷水机和干燥机；所述电控柜分别与所述高位打磨机械人、所述低位打磨机械人以及所述转台电连接，所述冷水机的出水口对准所述电主轴设置；所述干燥机与所述隔挡连通。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：高位打磨机械人设置于基台上，使得高位打磨机械人的打磨区域能够基于基台的高度而同步升高，从而能够对铸件的中部和上部进行打磨；低位打磨机械人设置于基座上，能够对铸件的中部和下部进行打磨。通过高位打磨机械人和低位打磨机械人的配合打磨，能够增大打磨机械人在竖直方向上的可达性，从而能够将打磨范围完全覆盖铸件的对应高度。

转台设置于基座上且能够带动铸件旋转，从而能够使铸件在水平方向上的打磨范围增加一倍，能够增大打磨机械人在水平方向上的可达性，从而能够将打磨范围完全覆盖铸件的对应水平长度或水平宽度。

本实用新型通过高位打磨机械人、低位打磨机械人和转台的配合打磨，能够增大机器人打磨设备的可达性，将打磨范围完全覆盖大型铸件。同时，相较于传统的直线轴机构驱动转台伸缩的方式，本实用新型的基台能够达到同样的目的，且不需要借助于外部驱动机构，节省了成本和电力；且基台的稳定性强，更利于对大型铸件的高精度打磨。

附图说明

图1为本实用新型的用于大型铸件的机器人打磨设备的结构示意图；

图2为本实用新型的用于大型铸件的机器人打磨设备的俯视图。

【附图标记说明】

1：基座；11：基台；

2：高位打磨机械人；21：高位打磨机械手；22：第一动力总成；221：电主轴；222：刀具；

3：低位打磨机械人；31：低位打磨机械手；32：第二动力总成；

4：转台；41：承载台；

5：高位刀库；

6：低位刀库；

7：隔挡；

8：电控柜；

9：冷水机；

10：干燥机。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连接”可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1和图2，本实用新型提供一种用于大型铸件的机器人打磨设备，机器人打磨设备包括基座1、高位打磨机械人2、低位打磨机械人3和转台4。基座1上设置有基台11；高位打磨机械人2设置于基台11上；低位打磨机械人3设置于基座1上；转台4设置于基座1上且转台4用于承载铸件并驱动铸件旋转；其中，高位打磨机械人2能够对转台4上的铸件的中部和上部进行打磨，低位打磨机械人3能够对转台4上的铸件的中部和下部进行打磨。

高位打磨机械人2和低位打磨机械人3可以是完全一致的打磨机械人，零件集中化程度高，便于维护与更换。将高位打磨机械人2设置于基台11上，使得高位打磨机械人2的打磨区域能够基于基台11的高度而同步升高，基台11的高度能够根据实际需求进行设置，从而能够对铸件的中部和上部进行打磨；低位打磨机械人3设置于基座1上，能够对铸件的中部和下部进行打磨。通过高位打磨机械人2和低位打磨机械人3的配合打磨，能够增大打磨机械人在竖直方向上的可达性，从而能够将打磨范围完全覆盖铸件的对应高度。

转台4设置于基座1上且能够带动铸件旋转，从而能够使铸件在水平方向上的打磨范围增加一倍，能够增大打磨机械人在水平方向上的可达性，从而能够将打磨范围完全覆盖铸件的对应水平长度或水平宽度。

本实用新型通过高位打磨机械人2、低位打磨机械人3和转台4的配合打磨，能够增大机器人打磨设备的可达性，将打磨范围完全覆盖大型铸件。同时，相较于传统的直线轴机构驱动转台4伸缩的方式，本实用新型的基台11能够达到同样的目的，且不需要借助于外部驱动机构，节省了成本和电力；且基台11的稳定性强，更利于对大型铸件的高精度打磨。

进一步地，转台4设置于高位打磨机械人2和低位打磨机械人3之间，能够有效地避免高位打磨机械人2和低位打磨机械人3发生干涉的情形，也使得高位打磨机械人2和低位打磨机械人3能够同时对铸件进行打磨，打磨效率高，节省了工时；高位打磨机械人2的打磨路径和低位打磨机械人3的打磨路径能够部分重叠，以对铸件进行全面打磨。

其次，转台4包括旋转驱动单元和承载台41；旋转驱动单元设置于基座1上，承载台41与旋转驱动单元的输出轴连接，旋转驱动单元能够驱动承载台41在水平面内转动。具体地，旋转驱动单元可以选用电机。铸件能够通过人工或外部运输机构放置到承载台41上，旋转驱动单元能够驱动承载台41转动，承载台41进而能够带动铸件转动。

另外，承载台41上设置有多根立柱和多个夹爪，立柱能够对铸件进行支撑，所述夹爪能够将铸件夹紧或解除夹紧。夹爪可以由气缸驱动，通过夹爪机构对铸件进行夹紧限位，进一步增强铸件的打磨精度。通过设置立柱和夹爪能够将铸件卡设于承载台41的上，既能够对铸件进行限位，也能够使得承载台41能够带动铸件转动。

进一步地，高位打磨机械人2包括高位打磨机械手21和第一动力总成22；高位打磨机械手21设置于基座1上，第一动力总成22安装于高位打磨机械手21的执行末端上；低位打磨机械人3包括低位打磨机械手31和第二动力总成32；低位打磨机械手31设置于基座1上，第二动力总成32安装于低位打磨机械手31的执行末端上。具体地，高位打磨机械手21和低位打磨机械手31可以选用现有的六轴机械手或其他类似打磨设备。第一动力总成22和第二动力总成32能够对铸件进行精整加工。

其次，第一动力总成22和第二动力总成32均包括电主轴221、刀具222和检测单元；电主轴221的一端安装于高位打磨机械手21或低位打磨机械手31上，电主轴221的另一端安装有刀具222，电主轴221能够带动刀具222转动；检测单元设置于第一动力总成22或第二动力总成32上。具体地，检测单元可以选用激光传感器，激光传感器设置于第一动力总成22或第二动力总成32上，能够跟随动力总成一起运动，从而能够在打磨前对铸件进行扫描识别，即第一动力总成22上的检测单元能够对铸件的上部和中部进行扫描识别，第二动力总成32上的检测单元能够对铸件的下部和中部进行扫描识别，通过第一动力总成22上的检测单元和第二动力总成32上的检测单元对铸件进行分区域扫描，能够将识别出的铸件的飞边、毛刺等缺陷的位置信息传输到电控柜8，电控柜8进而对高位打磨机械人2或低位打磨机械人3的打磨路径进行纠正，纠正后再进行打磨，从而实现铸件的高精度打磨。

需要说明的是，大型铸件本身存在铸造误差，铸造时难以保证铸件尺寸的一致性。但铸件打磨对精度要求较高，打磨少了，需要打磨的没有打磨，铸造不符合标准，难以进行下一步作业。打磨多了，易造成铸件报废，而大型铸件附加值高，如果报废，损失极大。因此本实用新型设置检测单元来对每个铸件分别进行识别扫描，并通过电控柜8重新调整打磨机器人的打磨路径，从而能够适应铸造本身造成的尺寸误差，实现铸件的高精度打磨。关于电控柜8、打磨机械人和检测单元之间的控制、计算关系，可参考现有专利(CN203853522U-精整铸铁件的工作站)。

另外，用于大型铸件的机器人打磨设备还包括设置于基座1上的高位刀库5和低位刀库6；高位打磨机械人2能够更换高位刀库5内的刀具222，低位打磨机械人3能够更换低位刀库6内的刀具222。由于铸件存在飞边、毛刺等多种缺陷，且铸件的型号、规格较多，因此在打磨过程中需要更换对应的刀具222对铸件各区域进行打磨。具体地，高位刀库5内对应放置有高位打磨机械人2使用的多个刀具222，高位刀库5的设置位置比低位刀库6要高，以适应高位打磨机械人2的可达性，使高位打磨机械人2能够在高位刀库5内进行刀具222的更换。同理，低位刀库6能够适应低位打磨机械人3的可达性，使低位打磨机械人3能够在低位刀库6内进行刀具222的更换。

此外，用于大型铸件的机器人打磨设备还包括隔挡7；隔挡7环绕设置于基座1的边缘位置，以能够对打磨产生碎屑进行阻挡。隔挡7能够阻挡打磨过程中产生的大量粉尘，能够有效地防止粉尘扩散至环境中。优选地，隔挡7可以连通有除尘设备，通过除尘设备对隔挡7内的空间进行抽气，既有效地处理了打磨过程中产生的大量粉尘，也使得隔挡7内有一个相对干净的打磨环境，有利于延长设备的使用寿命，以及提高铸件打磨精度。

进一步地，隔挡7上设置有安全门。安全门能够打开，以使铸件能够进行上下料；安全门也能够在打磨过程中关闭，使得基座1、隔挡7和安全门形成一密闭空间，能够进一步防止粉尘外溢。

其次，用于大型铸件的机器人打磨设备还包括电控柜8、冷水机9和干燥机10；电控柜8分别与高位打磨机械人2、低位打磨机械人3以及转台4电连接，冷水机9的出水口对准电主轴221设置，以对打磨过程中的电主轴221进行冷却；干燥机10与隔挡7连通，干燥机10能够对机器人打磨设备的压缩空气进行过滤，过滤掉大部分压缩空气中的水分，以降低通入气动原件的压缩空气中所携带的水分，延长设备的使用寿命。

需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述机器人打磨设备包括：

基座(1)，所述基座(1)上设置有基台(11)；

高位打磨机械人(2)，所述高位打磨机械人(2)设置于所述基台(11)上；

低位打磨机械人(3)，所述低位打磨机械人(3)设置于所述基座(1)上；

转台(4)，所述转台(4)设置于所述基座(1)上且所述转台(4)用于承载铸件并驱动铸件旋转；

其中，所述高位打磨机械人(2)能够对所述转台(4)上的铸件的中部和上部进行打磨，所述低位打磨机械人(3)能够对所述转台(4)上的铸件的中部和下部进行打磨。

2.根据权利要求1所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述转台(4)设置于所述高位打磨机械人(2)和所述低位打磨机械人(3)之间，所述高位打磨机械人(2)的打磨路径和所述低位打磨机械人(3)的打磨路径能够部分重叠，以对铸件进行全面打磨。

3.根据权利要求2所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述转台(4)包括旋转驱动单元和承载台(41)；所述旋转驱动单元设置于所述基座(1)上，所述承载台(41)与所述旋转驱动单元的输出轴连接，所述旋转驱动单元能够驱动所述承载台(41)在水平面内转动。

4.根据权利要求3所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述承载台(41)上设置有多根立柱和多个夹爪，所述立柱能够对铸件进行支撑，所述夹爪能够将铸件夹紧或解除夹紧。

5.根据权利要求4所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述高位打磨机械人(2)包括高位打磨机械手(21)和第一动力总成(22)；所述高位打磨机械手(21)设置于所述基座(1)上，所述第一动力总成(22)安装于所述高位打磨机械手(21)的执行末端上；

所述低位打磨机械人(3)包括低位打磨机械手(31)和第二动力总成(32)；所述低位打磨机械手(31)设置于所述基座(1)上，所述第二动力总成(32)安装于所述低位打磨机械手(31)的执行末端上。

6.根据权利要求5所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述第一动力总成(22)和所述第二动力总成(32)均包括电主轴(221)、刀具(222)和检测单元；所述电主轴(221)的一端安装于所述高位打磨机械手(21)或所述低位打磨机械手(31)上，所述电主轴(221)的另一端安装有所述刀具(222)，所述电主轴(221)能够带动所述刀具(222)转动；所述检测单元设置于所述第一动力总成(22)或所述第二动力总成(32)上。

7.根据权利要求6所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述用于大型铸件的机器人打磨设备还包括设置于所述基座(1)上的高位刀库(5)和低位刀库(6)；所述高位打磨机械人(2)能够更换所述高位刀库(5)内的刀具(222)，所述低位打磨机械人(3)能够更换所述低位刀库(6)内的刀具(222)。

8.根据权利要求6所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述用于大型铸件的机器人打磨设备还包括隔挡(7)；所述隔挡(7)环绕设置于所述基座(1)的边缘位置，以能够对打磨产生碎屑进行阻挡。

9.根据权利要求8所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述隔挡(7)上设置有安全门。

10.根据权利要求8所述的用于大型铸件的机器人打磨设备，其特征在于，所述用于大型铸件的机器人打磨设备还包括电控柜(8)、冷水机(9)和干燥机(10)；所述电控柜(8)分别与所述高位打磨机械人(2)、所述低位打磨机械人(3)以及所述转台(4)连接，所述冷水机(9)的出水口对准所述电主轴(221)设置；所述干燥机(10)与所述隔挡(7)连通。

Images