CN114147601A - 一种涡轮加工机械手组件及其加工单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡轮加工技术领域，尤其涉及一种涡轮加工机械手组件及其加工单元，涡轮加工机械手组件包括第一机械手和第二机械手，第一机械手的末端执行器包括第一手爪安装板和安装于第一手爪安装板上的第一夹爪、第二夹爪，第一夹爪和第二夹爪均能够夹取待加工涡轮；第二机械手的末端执行器包括第二手爪安装板和安装于第二手爪安装板上的第三夹爪、打磨件，第三夹爪能够夹取待加工涡轮，打磨件能够打磨待加工涡轮。第一夹爪用于取料、粗加工车床上料、精加工车床下料；第二夹爪用于粗加工车床下料、精加工车床上料，能够同时实现对多个处于不同加工阶段的涡轮夹取，提高工作效率，设置包括第三夹爪和打磨件的第二机械手，实现夹取和打磨功能。

Description

一种涡轮加工机械手组件及其加工单元

技术领域

本发明涉及涡轮加工技术领域，尤其涉及一种涡轮加工机械手组件及其加工单元。

背景技术

涡轮是液力变矩器产品的核心部件，涡轮由铸造毛坯件加工而成，该工件的生产需要经过粗加工、精加工、检测、钻孔、去毛刺、倒角、去铝屑共7道工序，加工过程费时费力。需要利用机械手完成各工序之间的上下料，现有的涡轮加工机械手组件在加工的过程中只能实现单一待加工件的夹取功能，工作效率低下，且功能单一，无法实现产品的自动化和高效化生产。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种涡轮加工机械手组件，能实现夹取和打磨待加工涡轮的功能，提供工作效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种涡轮加工机械手组件，包括：

第一机械手，所述第一机械手的末端执行器包括第一手爪安装板和安装于所述第一手爪安装板上的第一夹爪、第二夹爪，所述第一夹爪和所述第二夹爪均能够夹取待加工涡轮；

第二机械手，所述第二机械手的末端执行器包括第二手爪安装板和安装于所述第二手爪安装板上的第三夹爪、打磨件，所述第三夹爪能够夹取所述待加工涡轮，所述打磨件能够打磨所述待加工涡轮。

作为优选，所述第一夹爪和所述第二夹爪均通过第一浮动组件连接于所述第一手爪安装板，所述第一浮动组件包括：

第一直线轴承，所述第一直线轴承的一端连接于第一手爪安装板，另一端连接有第一导向轴；

第一气缸，第一气缸安装板滑动连接于所述第一导向轴，所述第一气缸连接于所述第一夹爪或所述第二夹爪；

第一弹性件，所述第一弹性件套设于所述第一导向轴上，所述第一弹性件的一端抵接于所述第一手爪安装板，另一端抵接于所述第一气缸安装板。

作为优选，所述第三夹爪和所述打磨件通过第二浮动组件连接于所述第二手爪安装板，所述第二浮动组件包括：

第二直线轴承，所述第二直线轴承的一端连接于所述第二手爪安装板，另一端连接有第二导向轴；

第二气缸，第二气缸安装板滑动连接于所述第二导向轴，所述第二气缸连接于所述第三夹爪或所述打磨件；

第二弹性件，所述第二弹性件套设于所述第二导向轴上，所述第二弹性件的一端抵接于所述第二手爪安装板，另一端抵接于所述第二气缸安装板。

本发明的另一个目的在于提供一种涡轮加工单元，包括如上所述的涡轮加工机械手组件，还包括：

翻转平台，所述翻转平台能够与所述第一机械手配合，实现对所述待加工涡轮的翻转；

旋转打磨平台，所述旋转打磨平台能够与所述第二机械手的所述打磨件配合，实现对所述待加工涡轮的打磨。

作为优选，所述翻转平台包括工装架和定位台，所述定位台与所述工装架呈夹角连接，所述定位台上设置有限位件，用于对所述待加工涡轮进行定位。

作为优选，所述限位件为V形件，所述V形件能够与所述待加工涡轮相切。

作为优选，所述定位台上开设有避让孔，用于避让所述第一夹爪和/或所述第二夹爪。

作为优选，所述旋转打磨平台包括：

机架；

驱动电机，所述驱动电机固定于所述机架；

旋转平台，所述旋转平台转动连接于所述机架，所述驱动电机的输出端能够驱动所述旋转平台旋转；

第四夹爪，所述第四夹爪通过第三气缸连接于所述旋转平台，所述第四夹爪用于固定所述待加工涡轮。

作为优选，所述旋转打磨平台还包括保护罩，所述保护罩设置于所述机架上，围设于所述旋转平台四周。

作为优选，所述第三气缸为三爪气缸。

本发明的有益效果：本发明设置包括第一夹爪和第二夹爪的第一机械手，第一夹爪用于取料、粗加工数控车床上料、精加工数控车床下料；第二夹爪用于粗加工数控车床下料、精加工数控车床上料，两个夹爪的设置能够同时实现对多个处于不同加工阶段的涡轮的夹取，提高工作效率，设置包括第三夹爪和打磨件的第二机械手，实现夹取和打磨待加工涡轮功能。

本发明还提供了一种涡轮加工单元，还包括翻转平台和旋转打磨平台，其中翻转平台能够与第一机械手配合，实现对待加工涡轮的翻转；旋转打磨平台能够与第二机械手的打磨件配合，实现对待加工涡轮的打磨。

附图说明

图1是本发明所提供的第一机械手结构示意图；

图2是本发明所提供的第一浮动组件结构示意图；

图3是本发明所提供的第二机械手结构示意图；

图4是本发明所提供的翻转平台结构示意图；

图5是本发明所提供的旋转打磨平台结构示意图；

图6是本发明所提供的旋转打磨平台的剖视图。

图中：

1、第一机械手；11、第一手爪安装板；12、第一夹爪；13、第二夹爪；14、第一浮动组件；141、第一直线轴承；142、第一导向轴；143、第一气缸；144、第一弹性件；

2、第二机械手；21、第二手爪安装板；22、第三夹爪；23、打磨件；

3、翻转平台；31、工装架；32、定位台；321、限位件；322、避让孔；

4、旋转打磨平台；41、机架；42、驱动电机；43、旋转平台；44、第三气缸；45、第四夹爪；46、保护罩。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图3所示，本实施例提供了一种涡轮加工机械手组件，包括第一机械手1和第二机械手2，其中第一机械手1可以实现夹取待加工涡轮的功能，第二机械手2可以实现夹取和打磨待加工涡轮的功能。

具体地，第一机械手1的末端执行器包括第一手爪安装板11与安装于第一手爪安装板11上的第一夹爪12和第二夹爪13，第一夹爪12和第二夹爪13均能够夹取待加工涡轮。进一步地，第一夹爪12和第二夹爪13均通过第一浮动组件14连接于第一手爪安装板11，保证待加工涡轮抓取的可靠性、安全性以及定位的精准性。具体地，第一浮动组件14包括第一直线轴承141、第一导向轴142、第一气缸143和第一弹性件144，其中，第一直线轴承141的一端连接于第一手爪安装板11，另一端连接第一导向轴142；第一气缸安装板滑动连接于第一导向轴142；第一弹性件144套设于第一导向轴142上，第一弹性件144的一端抵接于第一手爪安装板11，另一端抵接于第一气缸安装板，本实施例所提供的第一弹性件144为弹簧。当第一夹爪12或第二夹爪13受力时，第一气缸安装板会压缩第一弹性件144，实现第一气缸143及第一夹爪12或第二夹爪13的浮动，以此可以保证第一机械手1夹取待加工涡轮的可靠性。

需要说明的是，第一夹爪12和第二夹爪13的结构相同，但在加工涡轮过程中承担的角色不同，其中第一夹爪12用于取料、粗加工数控车床上料、精加工数控车床下料；第二夹爪13用于粗加工数控车床下料、精加工数控车床上料，两个夹爪的设置能够同时实现对多个处于不同加工阶段的涡轮的夹取，提高工作效率。

具体地，第二机械手2的末端执行器包括第二手爪安装板21和安装于第二手爪安装板21上的第三夹爪22、打磨件23，第三夹爪22能够夹取待加工涡轮，打磨件23能够打磨待加工涡轮。进一步地，第三夹爪22和打磨件23均通过第二浮动组件连接于第二手爪安装板21，保证待加工涡轮抓取的可靠性、安全性以及定位的精准性。具体地，第二浮动组件包括第二直线轴承、第二导向轴、第二气缸和第二弹性件，其中，第二直线轴承的一端连接于第二手爪安装板21，另一端连接第二导向轴；第二气缸安装板滑动连接于第二导向轴；第二弹性件套设于第二导向轴上，第二弹性件的一端抵接于第二手爪安装板21，另一端抵接于第二气缸安装板，本实施例所提供的第二弹性件为弹簧。当第三夹爪22受力时，第二气缸安装板会压缩第二弹性件，实现第二气缸及第三夹爪22的浮动，以此可以保证第二机械手2夹取待加工涡轮的可靠性。

需要说明的是，第三夹爪22在待加工涡轮加工中所承担给视觉检测设备上下料、数控立加设备上下料、及加工成品码垛功能。打磨件23能够与旋转打磨平台协作配合，实现待加工涡轮加工面外圆毛刺及钻孔背面毛刺的打磨、倒角功能。

如图4-图6所示，本实施例还提供了一种涡轮加工单元，包括如上所述的涡轮加工机械手组件，还包括翻转平台3和旋转打磨平台4，其中翻转平台3能够与第一机械手1配合，实现对待加工涡轮的翻转；旋转打磨平台4能够与第二机械手2的打磨件23配合，实现对待加工涡轮的打磨。

具体地，翻转平台3包括工装架31和定位台32，定位台32与工装架31呈夹角连接，定位台32上设置有限位件321，用于对待加工涡轮进行定位。更具体地，定位台32与工装架31之间的夹角为45°，且定位台32上的限位件321为V形件，将待加工涡轮放到定位台32上，待加工涡轮在重力作用下自行下滑，待加工涡轮的外圆能够与V形件相切，从而实现对待加工涡轮的定位，如果仅需要定位，第一机械手1在定位台32上侧放置将待加工涡轮，同时在定位台32上侧抓取将待加工涡轮即可，如果需要翻转将待加工涡轮，第一机械手1在定位台32上侧放置将待加工涡轮，在定位台32下侧方抓取待加工涡轮，即可实现对待加工涡轮的翻转。

需要说明的是，为方便第一夹爪12和第二夹爪13对待加工涡轮进行夹取，在定位台32上开设有避让孔322，方便第一夹爪12或第二夹爪13穿过避让孔322实现对待加工涡轮的放置和夹取。

具体地，旋转打磨平台4包括机架41、驱动电机42、旋转平台43和第四夹爪45，其中驱动电机42固定于机架41，旋转平台43通过旋转件连接于机架41，驱动电机42的输出端能够驱动旋转平台43转动；第四夹爪45通过第三气缸44连接于旋转平台43，第四夹爪45用于固定待加工涡轮。进一步地，旋转打磨平台4还包括保护罩46，保护罩46设置于机架41上，围设于旋转平台43四周。第二机械手2的第三夹爪22将待加工涡轮放置到旋转打磨平台4的第四夹爪45上，第四夹爪45外撑，固定、定位好待加工涡轮，第二机械手2的打磨件23靠近待加工涡轮，对待加工涡轮钻孔背面方向进行倒角，然后打磨件23在加工面外圆的一个安全点等待，旋转打磨平台4转转，打磨件23头部旋转，第二机械手2切向靠近需要打磨的圆弧线，待加工涡轮旋转角度大于360°，实现需要打磨圆弧的闭环打磨。

需要说明的是，本实施例所提供的第一气缸143、第二气缸和第三气缸44均为三爪气缸。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡轮加工机械手组件，其特征在于，包括：

第一机械手(1)，所述第一机械手(1)的末端执行器包括第一手爪安装板(11)和安装于所述第一手爪安装板(11)上的第一夹爪(12)、第二夹爪(13)，所述第一夹爪(12)和所述第二夹爪(13)均能够夹取待加工涡轮；

第二机械手(2)，所述第二机械手(2)的末端执行器包括第二手爪安装板(21)和安装于所述第二手爪安装板(21)上的第三夹爪(22)、打磨件(23)，所述第三夹爪(22)能够夹取所述待加工涡轮，所述打磨件(23)能够打磨所述待加工涡轮。

2.根据权利要求1所述的涡轮加工机械手组件，其特征在于，所述第一夹爪(12)和所述第二夹爪(13)均通过第一浮动组件(14)连接于所述第一手爪安装板(11)，所述第一浮动组件(14)包括：

第一直线轴承(141)，所述第一直线轴承(141)的一端连接于第一手爪安装板(11)，另一端连接有第一导向轴(142)；

第一气缸(143)，第一气缸安装板滑动连接于所述第一导向轴(142)，所述第一气缸(143)连接于所述第一夹爪(12)或所述第二夹爪(13)；

第一弹性件(144)，所述第一弹性件(144)套设于所述第一导向轴(142)上，所述第一弹性件(144)的一端抵接于所述第一手爪安装板(11)，另一端抵接于所述第一气缸安装板。

3.根据权利要求1所述的涡轮加工机械手组件，其特征在于，所述第三夹爪(22)和所述打磨件(23)通过第二浮动组件连接于所述第二手爪安装板(21)，所述第二浮动组件包括：

第二直线轴承，所述第二直线轴承的一端连接于所述第二手爪安装板(21)，另一端连接有第二导向轴；

第二气缸，第二气缸安装板滑动连接于所述第二导向轴，所述第二气缸连接于所述第三夹爪(22)或所述打磨件(23)；

第二弹性件，所述第二弹性件套设于所述第二导向轴上，所述第二弹性件的一端抵接于所述第二手爪安装板(21)，另一端抵接于所述第二气缸安装板。

4.一种涡轮加工单元，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的涡轮加工机械手组件，还包括：

翻转平台(3)，所述翻转平台(3)能够与所述第一机械手(1)配合，实现对所述待加工涡轮的翻转；

旋转打磨平台(4)，所述旋转打磨平台(4)能够与所述第二机械手(2)的所述打磨件(23)配合，实现对所述待加工涡轮的打磨。

5.根据权利要求4所述的涡轮加工单元，其特征在于，所述翻转平台(3)包括工装架(31)和定位台(32)，所述定位台(32)与所述工装架(31)呈夹角连接，所述定位台(32)上设置有限位件(321)，用于对所述待加工涡轮进行定位。

6.根据权利要求5所述的涡轮加工单元，其特征在于，所述限位件(321)为V形件，所述V形件能够与所述待加工涡轮相切。

7.根据权利要求5所述的涡轮加工单元，其特征在于，所述定位台(32)上开设有避让孔(322)，用于避让所述第一夹爪(12)和/或所述第二夹爪(13)。

8.根据权利要求4所述的涡轮加工单元，其特征在于，所述旋转打磨平台(4)包括：

机架(41)；

驱动电机(42)，所述驱动电机(42)固定于所述机架(41)；

旋转平台(43)，所述旋转平台(43)转动连接于所述机架(41)，所述驱动电机(42)的输出端能够驱动所述旋转平台(43)旋转；

第四夹爪(45)，所述第四夹爪(45)通过第三气缸(44)连接于所述旋转平台(43)，所述第四夹爪(45)用于固定所述待加工涡轮。

9.根据权利要求8所述的涡轮加工单元，其特征在于，所述旋转打磨平台(4)还包括保护罩(46)，所述保护罩(46)设置于所述机架(41)上，围设于所述旋转平台(43)四周。

10.根据权利要求8所述的涡轮加工单元，其特征在于，所述第三气缸(44)为三爪气缸。

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