CN106392834A - 一种水龙头打磨抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水龙头打磨抛光装置，包括：工作平台，安装在水平平移部件中，通过水平平移部件能够在水平方向上沿x轴和y轴平移；安装在工作平台上的装夹机器人，装夹机器人包括在空间内具有三个转动自由度的装夹端；打磨组件，能相对于工作平台做沿z轴方向的平移。本发明通过将传统技术中机器人本身具有的六个空间自由度分化成工作平台的x、y平移自由度、打磨组件的z平移自由度以及装夹端的三个转动自由度，从而减少了装夹机器人的机器臂减，缩短机械臂悬空长度，因此能够增加抛光装置整机的刚性和稳定性，大大提高了加工精度。本发明可应用于水龙头打磨抛光。

Description

一种水龙头打磨抛光装置
技术领域
本发明涉及打磨抛光机械人领域，特别是涉及一种水龙头打磨抛光装置。
背景技术
水龙头铸造生产时，由于模具的磨损、造型时砂型的损坏、合箱时砂芯错位等原因，都会造成水龙头铸件壁厚不均、表面缺陷及铸造披缝等问题，而这些铸造缺陷都是铸造过程中不可避免的。大多水龙头形状都是不规则的，现在都是采用打磨处理方法，以获得较好的表面光洁度。现在常用打磨方式分为手动打磨和自动打磨，手动打磨是人工紧握水龙头毛坯件，在砂带上来回移动，根据水龙头形状及反复变换方向，直到打磨光滑为止；自动打磨是机器手自动抓取工件，根据编好程序按照一定轨迹进行运动，在砂带上反复打磨来获取表面光滑一种方式。手动打磨对工人技术要求高、效率低、人工劳动强度大、环境恶劣、打磨产品质量不均匀，甚至容易造成废品；自动打磨效率高、产品打磨外观均匀、降低工人劳动强度、避免人为因素造成废品等缺陷，是现在市场的主流趋势。
现在市场上的自动打磨机器人都是由多关节构成，机械臂一般都很长，关节多会造成累计误差大、惯量大、负载重、轨迹插补困难，最后造成整体刚性不足。对于重量轻的水龙头还能勉强应付，稍重点的就会造成机械臂抖动厉害，严重影响打磨外观质量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构稳定的水龙头打磨抛光装置。
本发明所采用的技术方案是：
一种水龙头打磨抛光装置，包括：
工作平台，安装在水平平移部件中，通过水平平移部件能够在水平方向上沿x轴和y轴平移；
安装在工作平台上的装夹机器人，装夹机器人包括在空间内具有三个转动自由度的装夹端；
打磨组件，能相对于工作平台做沿z轴方向的平移。
作为本发明的进一步改进，还包括竖直升降部件，所述打磨组件安装在竖直升降部件上。
作为本发明的进一步改进，所述打磨组件具有至少一个转动自由度。
作为本发明的进一步改进，所述竖直升降部件上设有转动件，所述转动件的输出转轴平行于y轴并连接打磨组件。
作为本发明的进一步改进，所述打磨组件包括回转砂带。
作为本发明的进一步改进，所述装夹机器人包括固定连接工作平台的基座，所述基座上设有垂直水平面的第一转轴，所述第一转轴通过第一传动结构接有第二转轴，所述第二转轴通过第二传动结构接有第三转轴，所述第三转轴的输出端连接装夹端，所述第一转轴垂直于第二转轴，第二转轴垂直于第三转轴。
作为本发明的进一步改进，还包括装设水平平移部件和竖直升降部件的数控机床。
作为本发明的进一步改进，所述水平平移部件包括相互连接的y向平移件和x向平移件，所述y向平移件通过y向驱动单元连接数控机床，所述x向平移件通过设置在y向平移件上的x向驱动单元连接y向平移件，所述工作平台连接x向平移件。
作为本发明的进一步改进，所述竖直升降部件包括设置在数控机床上的立柱以及滑动连接立柱并可在立柱上升降的滑座，所述打磨组件连接在滑座上。
本发明的有益效果是：本发明通过将传统技术中机器人本身具有的六个空间自由度分化成工作平台的x、y平移自由度、打磨组件的z平移自由度以及装夹端的三个转动自由度，从而减少机器人关节数量，缩短机械臂悬空长度，因此能够增加抛光装置整机的刚性和稳定性，大大提高了加工精度。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是打磨抛光装置的结构示意图；
图2是水平平移部件和竖直升降部件的示意图；
图3是装夹机器人的结构示意图；
图4是打磨组件的结构示意图。
具体实施方式
本领域技术人员很容易可以理解到x轴、y轴和z轴为空间坐标系中的坐标方向，而三个转动自由度即是在空间坐标系中的三个转动自由度。以下实施例中的x轴、y轴和z轴的方向均以附图中坐标系作为参考。
如图1所示的水龙头打磨抛光装置，包括工作平台1、装夹机器人2和打磨组件3。
所述的工作平台1，安装在水平平移部件中，通过水平平移部件的驱动能够在水平方向上沿x轴和y轴做线性的平移。
所述的装夹机器人2固定连接在工作平台1上表面，装夹机器人2包括在空间内具有三个转动自由度的装夹端21。为此，配合工作平台1的线性平移，该装夹端21在空间坐标系中具有5个自由度。
所述的打磨组件3，与工作平台1是分离的，能相对于工作平台1做沿z轴方向的线性平移。一般来说打磨组件3与工作平台1的相对升降平移既可以通过打磨组件3的升降来实现，也可以通过工作平台1的升降来实现，当采用打磨组件3进行升降时，装夹端21仅具有5个自由度，而空间上z轴的线性自由度由打磨组件3的升降来提供。
通过以上的结构，需要打磨水龙头时，采用装夹端21夹紧水龙头，利用工作平台1的水平位移、装夹端21的转动以及打磨组件3与工作平台1的相对升降来实现对水龙头表面多角度、无死角的打磨抛光。相对于传统的6自由度机器人来说，本摔死狐狸的装夹机器人简化成三个转动自由度，机器臂减少一半，而由于工作平台1提供x、y轴方向的大范围行程，因此机器人的机械臂之间的臂长可大大缩短，各旋转轴负载降低、惯量减小，机器人的刚性增大，这样不但可以增加打磨工件的重量，也可实现大行程打磨。
作为优选的实施例，参考图1和图2，打磨组件3与工作平台1的相对升降是依靠打磨组件3在z轴方向升降来实现的，而工作平台1在z轴方向相对固定。具体来说，打磨抛光装置还包括竖直升降部件4，所述打磨组件3安装在竖直升降部件4上，该竖直升降部件4位于水平平移部件的侧方向上。由此，工作平台1与打磨组件3分别分担三个空间坐标系的平移自由度，便于使用数控机床等控制装置控制打磨过程，也便于控制软件插补、扩大行程范围、提高装夹机器人的承载负荷。
进一步优选的，打磨组件3具有至少一个转动自由度，由此，该额外的转动自由度能够提高打磨组件3反复打磨次数，以降低装夹端21的频繁转动，增强打磨的可靠性使，并且使得打磨的效率得到更大提升。
进一步，参考图1、图2和图4，打磨组件3的转动自由度通过以下方式实现：竖直升降部件4上设有转动件，转动件的输出转轴32平行于y轴并连接打磨组件3，以带动打磨组件3以输出转轴32为转轴的旋转。所述的打磨组件3还包括用于对水龙头表面打磨抛光的回转砂带31。打磨组件3的具体结构会在后面描述。
装夹机器人2具有的三个转动自由度可通过以下方式实现：
参考图1和图3，装夹机器人2包括固定连接工作平台1的基座22，基座22上设有垂直水平面（沿z轴方向）的第一转轴23，第一转轴23通过第一传动结构接有第二转轴24，第二转轴24平行水平面（xy方向），第二转轴24通过第二传动结构接有第三转轴25，第三转轴25的输出端连接装夹端21。其中，第一转轴23垂直于第二转轴24，第二转轴24始终垂直于第三转轴25，通过上述转轴的分别或同时转动，实现装夹端21的三个转动自由度。
作为优选的实施例，参考图1和图2，打磨抛光装置还包括装设水平平移部件和竖直升降部件4的数控机床5，由数控机床5通过程序来对水平平移部件、竖直升降部件4的运动轨迹、运动过程进行控制。
具体来说，水平平移部件包括相互连接的y向平移件和x向平移件，y向平移件通过y向驱动单元连接数控机床5，x向平移件通过设置在y向平移件上的x向驱动单元连接y向平移件，工作平台1连接x向平移件。上述的z向平移件和y向平移件一般来说是滑台，而x向驱动单元和y向驱动单元一般来说是与滑台配合的滑轨以及驱动滑台沿滑轨平移的传动件。譬如说，在实施例中，作为y向平移件的y向滑台滑动61连接在并未图示的、在数控机床5内的y向滑轨上，作为x向平移件的x向滑台62滑动连接在并未图示的、在y向滑台62内的x向滑轨上。而上述的传动件优选为丝杠螺母结构，其传动平稳、精确。
进一步优选的，所述竖直升降部件4包括设置在数控机床5上的立柱41，该立柱41沿z轴方向布置，一滑座42滑动连接立柱41并可在立柱41上升降，所述打磨组件3连接在滑座42上。滑座42的升降可以通过安装在立柱41内的丝杠螺母结构来进行驱动。
如图2所示，所述的打磨组件3中的转动件为一翻转电机33，固定在滑座42上，其转轴平行于y轴，可以直接伸出滑座42并固接一转动板34，另外如图4所示，图2中的该转动板34固定接有一连接板35，所述的回转砂带31由带传动部件驱动，所述的带传动部件安装在一肋板36上，肋板36与连接板35垂直连接。通过翻转电机的驱动，回转砂带31即能以输出转轴32为转轴进行一定角度的旋转。
实施例中，装夹机器人2夹持水龙头实现三个自由度旋转，数控机床5驱动水平平移部件与竖直升降部件4沿x、y、z轴三个方向作线性移动，共同实现立体空间无死角运动；该过程中，回转砂带31旋转打磨水龙头，同时其又能自身旋转对水龙头进行打磨修整，节省其余六个自由度短距离频繁运动，从而在实施例中以七个自由度实现对水龙头全方位无死角打磨。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种水龙头打磨抛光装置，其特征在于，包括：
工作平台(1)，安装在水平平移部件中，通过水平平移部件能够在水平方向上沿x轴和y轴平移；
安装在工作平台(1)上的装夹机器人(2)，装夹机器人(2)包括在空间内具有三个转动自由度的装夹端(21)；
打磨组件(3)，能相对于工作平台(1)做沿z轴方向的平移。
2.根据权利要求1所述的水龙头打磨抛光装置，其特征在于：还包括竖直升降部件(4)，所述打磨组件(3)安装在竖直升降部件(4)上。
3.根据权利要求2所述的水龙头打磨抛光装置，其特征在于：所述打磨组件(3)具有至少一个转动自由度。
4.根据权利要求3所述的水龙头打磨抛光装置，其特征在于：所述竖直升降部件(4)上设有转动件，所述转动件的输出转轴平行于y轴并连接打磨组件(3)。
5.根据权利要求2或3或4所述的水龙头打磨抛光装置，其特征在于：所述打磨组件(3)包括回转砂带(31)。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的水龙头打磨抛光装置，其特征在于：所述装夹机器人(2)包括固定连接工作平台(1)的基座(22)，所述基座(22)上设有垂直水平面的第一转轴(23)，所述第一转轴(23)通过第一传动结构接有第二转轴(24)，所述第二转轴(24)通过第二传动结构接有第三转轴(25)，所述第三转轴(25)的输出端连接装夹端(21)，所述第一转轴(23)垂直于第二转轴(24)，第二转轴(24)垂直于第三转轴(25)。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的水龙头打磨抛光装置，其特征在于：还包括装设水平平移部件和竖直升降部件(4)的数控机床(5)。
8.根据权利要求7所述的水龙头打磨抛光装置，其特征在于：所述水平平移部件包括相互连接的y向平移件和x向平移件，所述y向平移件通过y向驱动单元连接数控机床(5)，所述x向平移件通过设置在y向平移件上的x向驱动单元连接y向平移件，所述工作平台(1)连接x向平移件。
9.根据权利要求7所述的水龙头打磨抛光装置，其特征在于：所述竖直升降部件(4)包括设置在数控机床(5)上的立柱(41)以及滑动连接立柱(41)并可在立柱(41)上升降的滑座(42)，所述打磨组件(3)连接在滑座(42)上。
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