CN220051361U - 磨头装置与自动打磨设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种磨头装置与自动打磨设备，其中磨头装置通过将主轴设置为轴主体和偏心段，且偏心段相对轴主体偏心设置，进而主轴绕第一轴线转动时，偏心段绕第一轴线转动。通过将旋转头安装于偏心段，且在旋转头和偏心段之间设置中间轴承，使得旋转头与偏心段相互独立，旋转头能够相对偏心段绕第二轴线运动。同时，定向套的设置，在偏心段高速转动时，为旋转头提供阻力，使得旋转头以第一轴线为中心作偏心摆动，增大打磨面积。在此方式下，仅依靠磨头装置自身即能实现偏心摆动形式的打磨，且在基座和主轴的轴向位置不变的情况下，能够保持打磨压力的稳定，提高打磨精度。

Description

磨头装置与自动打磨设备

技术领域

本申请涉及打磨加工技术领域，特别是涉及一种磨头装置与自动打磨设备。

背景技术

在车辆生产过程中的喷漆工序后，需要对车身漆面存在的缺陷进行打磨抛光。利用自动化装备代替人工已成为可能，在车身焊装、车身喷涂领域已经得到了广泛的应用。

在车身漆面缺陷自动打磨中，一般由机械臂负责将打磨头移动至指定位置，打磨头对漆面缺陷位置进行打磨。传统方案中，通过机械臂的姿态控制，模仿人工打磨时操作打磨头作偏心摆动，以提高磨削能力和加工面积。然而，采用机械臂模拟偏心摆动的方案，对机械臂姿态计算要求较高，且易导致打磨压力的变化，降低打磨精度。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的方案中，采采用机械臂模拟偏心摆动的方案，对机械臂姿态计算要求较高，且易导致打磨压力的变化，降低打磨精度的问题，提供一种磨头装置与自动打磨设备。

本申请提供一种磨头装置，包括：

基座，所述基座的内部设置有座内空间；

主轴，所述主轴可转动设置于所述座内空间中；所述主轴包括轴主体和偏心段，所述轴主体一端连接有驱动器以接收旋转驱动力，另一端固定连接至所述偏心段；将轴主体的中心轴线定义为第一轴线，所述主轴在驱动器的作用下绕第一轴线转动；所述偏心段的直径小于所述轴主体的直径，将所述偏心段的中心轴线定义为第二轴线，所述第一轴线与第二轴线之间具有设定偏心值；

中间轴承，套装于所述偏心段，且所述中间轴承的内圈与偏心段止转连接；

旋转头，所述旋转头设置有中心孔，且套装于所述中间轴承，所述中间轴承的外圈与所述旋转头止转连接；所述旋转头用于安装打磨砂纸；

定向套，所述定向套一端固定至所述旋转头，另一端直接或间接固定至所述基座；所述定向套采用柔性材料。

本申请还提供一种自动打磨设备，包括：

如前述内容所述的磨头装置；

安装基板，所述基座固定连接至所述安装基板的一侧；

驱动器，固定至所述安装基板的另一侧，且所述驱动器的输出轴止转连接至所述主轴；

机械臂，所述安装基板固定安装于所述机械臂的末端。

本申请涉及一种磨头装置与自动打磨设备，其中磨头装置通过将主轴设置为轴主体和偏心段，且偏心段相对轴主体偏心设置，进而主轴绕第一轴线转动时，偏心段绕第一轴线公转。通过将旋转头安装于偏心段，且在旋转头和偏心段之间设置中间轴承，使得旋转头与偏心段相互独立，旋转头能够相对偏心段绕第二轴线运动。同时，定向套的设置，在偏心段高速转动时，为旋转头提供阻力，使得旋转头以第一轴线为中心作偏心摆动，增大打磨面积。在此方式下，仅依靠磨头装置自身即能实现偏心摆动形式的打磨，且在基座和主轴的轴向位置不变的情况下，能够保持打磨压力的稳定，提高打磨精度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请一实施例提供的磨头装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的磨头装置中主轴的结构示意图；

图3为图2所提供的磨头装置中主轴的仰视图。

图4为本申请另一实施例提供的磨头装置的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的磨头装置中平衡块的结构示意图；

图6为图5所提供的磨头装置中平衡块的仰视图；

图7为本申请一实施例提供的自动打磨设备的结构框图。

附图标记：

100-磨头装置；110-主轴；111-轴主体；111a-凸台；112-偏心段；

112a-螺纹孔；120-中间轴承；130-旋转头；130a-中心孔；

130b-定位凸部；130c-定位槽；131-轴套部；132-连接部；

133-紧固件；141-限位螺钉；142-限位垫片；143-弹性挡圈；

151-安装盘；152-打磨砂纸；160-平衡件；161-偏心部；

170-定向套；171-内缘；180-基座；181-座内空间；190-支撑轴承；

10-自动打磨设备；210-安装基板；220-驱动器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种磨头装置100。

如图1至图4所示，在本申请的一实施例中，所述磨头装置100包括基座180，主轴110，中间轴承120、旋转头130和定向套170。

具体而言，所述基座180的内部设置有座内空间181；主轴110通过支撑轴承190可转动设置于所述座内空间181中。

所述主轴110包括轴主体111和偏心段112，轴主体111和偏心段112为一体结构。所述轴主体111一端连接有驱动器以接收旋转驱动力，另一端固定连接至所述偏心段112。将轴主体111的中心轴线定义为第一轴线S1，所述主轴110在驱动器的作用下绕第一轴线S1转动。所述偏心段112的直径小于所述轴主体111的直径，将所述偏心段112的中心轴线定义为第二轴线S2，所述第一轴线S1与第二轴线S2之间具有设定偏心值。

中间轴承120套装于所述偏心段112，且所述中间轴承120的内圈与偏心段112止转连接。所述旋转头130设置有中心孔130a，且套装于所述中间轴承120，所述中间轴承120的外圈与所述旋转头130止转连接。所述旋转头130用于安装打磨砂纸152。通过中间轴承120的设置，使得旋转头130与偏心段112相互独立，旋转头130以偏心段112的第二轴线S2为中心旋转。

所述定向套170一端固定至所述旋转头130，另一端直接或间接固定至所述基座180。且所述定向套170采用柔性材料。

在本实施例中，通过将主轴110设置为轴主体111和偏心段112，且偏心段112相对轴主体111偏心设置，进而主轴110绕第一轴线S1转动时，偏心段绕第一轴线S1公转。通过将旋转头130安装于偏心段112，且在旋转头130和偏心段112之间设置中间轴承120，使得旋转头与偏心段相互独立，旋转头能够相对偏心段绕第二轴线S2运动。同时，定向套170的设置，在偏心段112高速转动时，为旋转头130提供阻力，使得旋转头130以第一轴线S1为中心作偏心摆动，增大打磨面积。在此方式下，仅依靠磨头装置自身即能实现偏心摆动形式的打磨，且在基座和主轴的轴向位置不变的情况下，能够保持打磨压力的稳定，提高打磨精度。

另外，由于旋转头直接安装于主轴，而主轴在驱动器的直接驱动下转速较高，容易对漆面甚至金属结构造成损伤，通过中间轴承以及定向套的设置，控制旋转头的运动形式为偏心摆动，减少对加工表面的损伤。

基于以上的方案，若设定偏心值R过小，对增大打磨面积的提升效果不高。若设定偏心值R过大，则高速打磨下，旋转头130对主轴110的偏心力矩过大，降低主轴110的稳定性。

如图3和图4所示，在本申请的一实施例中，所述设定偏心值R的取值在大于或等于1mm至小于或等于2mm的范围内。

在本实施例中，通过限定设定偏心值R的取值在合适的范围内，避免主轴110稳定性降低的同时保证足够的打磨面积，而且控制打磨表面的精细程度。

优选的，设定偏心值R的取值为1.5mm。

如图5所示，在本申请的一实施例中，所述中间轴承120设置有多个，相邻的中间轴承120位于所述偏心段112相异的轴向位置。所述旋转头130同时套装于多个中间轴承120。

在本实施例中，通过设置多个中间轴承120，旋转头130与中间轴承120之间、偏心段112与中间轴承120之间具有更多的接触面积，提高旋转头130相对偏心段112转动时的稳定性。

如图5所示，在本申请的一实施例中，所述轴主体111设置有凸台111a，所述凸台111a与多个中间轴承120所构成整体的内圈的一端抵接。

所述偏心段112的端部设置有螺纹孔112a。所述磨头装置100还包括限位螺钉141和限位垫片142，所述限位螺钉141螺接至所述螺纹孔112a，所述限位垫片142套装于所述限位螺钉141，且限位垫片142与多个中间轴承120所构成整体的内圈的另一端抵接。

在本实施例中，通过设置限位垫片142和凸台111a，两者配合分别在两侧限定中间轴承120在主轴110的安装位置，结构简单，便于装配。

如图5所示，在本申请的一实施例中，所述中心孔130a的部分内壁沿径向突出有定位凸部130b，所述中心孔130a的部分内壁沿径向内凹有定位槽130c，所述定位槽130c与定位凸部130b位于相异的轴向位置。所述磨头装置100还包括弹性挡圈143，所述弹性挡圈143部分嵌入至所述定位槽130c中。所述多个中间轴承120所构成整体的外圈的一端与定位凸部130b抵接，所述多个中间轴承120所构成整体的外圈的另一端与弹性挡圈143抵接。

在本实施例中，通过设置弹性挡圈143和定位凸部130b，两者配合分别在两侧限定中间轴承120在旋转头130上的安装位置，结构简单，便于装配。

如图5所示，在本申请的一实施例中，所述旋转头130包括轴套部131和连接部132。所述轴套部131套装于所述中间轴承120，所述连接部132位于所述轴套部131的一端，且连接部132的外径大于所述轴套部131的外径。所述连接部132通过多个紧固件133连接有安装盘151，所述安装盘151用于固定打磨砂纸152。

在本实施例中，通过将旋转头130设置为由轴套部131和连接部132构成，将旋转头130的功能进行分散分布。且连接部132具有更大的外径，提供足够供安装盘151和砂纸的安装位置。

如图5至图7所示，在本申请的一实施例中，所述磨头装置100还包括平衡件160，所述平衡件160套装于所述轴主体111且与轴主体111止转连接。具体的，平衡件160与轴主体111通过销钉固定连接。所述平衡件160的部分周向位置设置有偏心部161，且所述偏心部161与偏心段112相对第一轴线位于相对的周向位置(这里的“相对的周向位置”指偏心部161与偏心段112相对第一轴线呈180°设置)。

在本实施例中，通过设置平衡件160，对偏心段112偏心设置所带来的偏心力矩进行平衡，提高主轴110运动的稳定性。

如图5所示，在本申请的一实施例中，所述偏心部161的内壁轮廓的内径大于所述轴套部131的外径，且至少部分的偏心部161与至少部分的轴套部131在轴向上的位置重合。

在本实施例中，通过将偏心部161与轴套部131在轴向上的位置设置为部分重合，提高偏心部161的力矩平衡效果，且减小平衡件160和旋转头130沿轴向的整体长度，结构紧凑。

如图5所示，在本申请的一实施例中，所述定向套170至少套装于所述旋转头130、平衡件160及至少部分的轴主体111。所述定向套170的部分内壁沿径向突出形成有内缘171，所述内缘171被夹持在安装盘151和连接部132之间，对定向套170进行固定。

在本实施例中，通过定向套170的设置，将旋转头130、平衡件160及中间轴承120与外界环境隔离，避免受外界环境(如灰尘、湿度等)影响，提高使用寿命。

本申请还提供一种自动打磨设备10。

如图8所示，在本申请的一实施例中，所述自动打磨设备10包括如前述内容所述的磨头装置100，安装基板210，驱动器220和机械臂。

具体而言，安装基板210固定至一机械臂的末端，由机械臂控制移动至待打磨表面。机械臂的型号以及安装基板与机械臂的连接形式不作具体限定。基座180固定连接至所述安装基板210一侧。驱动器220固定至所述安装基板210另一侧，且所述驱动器220的输出轴止转连接至所述主轴110。具体的，驱动器220采用气动马达或电机中的一种，主轴110和驱动器220的输出轴止转连接的方式为键连接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，各方法步骤也并不做执行顺序的限制，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磨头装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座的内部设置有座内空间；

主轴，所述主轴可转动设置于所述座内空间中；所述主轴包括轴主体和偏心段，所述轴主体一端连接有驱动器以接收旋转驱动力，另一端固定连接至所述偏心段；将轴主体的中心轴线定义为第一轴线，所述主轴在驱动器的作用下绕第一轴线转动；所述偏心段的直径小于所述轴主体的直径，将所述偏心段的中心轴线定义为第二轴线，所述第一轴线与第二轴线之间具有设定偏心值；

中间轴承，套装于所述偏心段，且所述中间轴承的内圈与偏心段止转连接；

旋转头，所述旋转头设置有中心孔，且套装于所述中间轴承，所述中间轴承的外圈与所述旋转头止转连接；所述旋转头用于安装打磨砂纸；

定向套，所述定向套一端固定至所述旋转头，另一端直接或间接固定至所述基座；所述定向套采用柔性材料。

2.根据权利要求1所述的磨头装置，其特征在于，所述设定偏心值的取值在大于或等于1mm至小于或等于2mm的范围内。

3.根据权利要求1所述的磨头装置，其特征在于，所述中间轴承设置有多个，相邻的中间轴承位于所述偏心段相异的轴向位置；所述旋转头同时套装于多个中间轴承。

4.根据权利要求3所述的磨头装置，其特征在于，所述轴主体设置有凸台，所述凸台与多个中间轴承所构成整体的内圈的一端抵接；

所述偏心段的端部设置有螺纹孔；所述磨头装置还包括限位螺钉和限位垫片，所述限位螺钉螺接至所述螺纹孔，所述限位垫片套装于所述限位螺钉，且限位垫片与多个中间轴承所构成整体的内圈的另一端抵接。

5.根据权利要求3所述的磨头装置，其特征在于，所述中心孔的部分内壁沿径向突出有定位凸部，所述中心孔的部分内壁沿径向内凹有定位槽，所述定位槽与定位凸部位于相异的轴向位置；所述磨头装置还包括弹性挡圈，所述弹性挡圈部分嵌入至所述定位槽中；所述多个中间轴承所构成整体的外圈的一端与定位凸部抵接，所述多个中间轴承所构成整体的外圈的另一端与弹性挡圈抵接。

6.根据权利要求1所述的磨头装置，其特征在于，所述旋转头包括轴套部和连接部；所述轴套部套装于所述中间轴承，所述连接部位于所述轴套部的一端，且连接部的外径大于所述轴套部的外径；所述连接部通过多个紧固件连接有安装盘，所述安装盘用于固定打磨砂纸。

7.根据权利要求6所述的磨头装置，其特征在于，所述磨头装置还包括平衡件，所述平衡件套装于所述轴主体且与轴主体止转连接；所述平衡件的部分周向位置设置有偏心部，且所述偏心部与偏心段相对第一轴线位于相对的周向位置。

8.根据权利要求7所述的磨头装置，其特征在于，所述偏心部的内壁轮廓的内径大于所述轴套部的外径，且至少部分的偏心部与至少部分的轴套部在轴向上的位置重合。

9.根据权利要求6所述的磨头装置，其特征在于，所述定向套至少套装于所述旋转头、平衡件及至少部分的轴主体；所述定向套的部分内壁沿径向突出形成有内缘，所述内缘被夹持在安装盘和连接部之间。

10.一种自动打磨设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任意一项所述的磨头装置；

安装基板，所述基座固定连接至所述安装基板的一侧；

驱动器，固定至所述安装基板的另一侧，且所述驱动器的输出轴止转连接至所述主轴；

机械臂，所述安装基板固定安装于所述机械臂的末端。