CN204686598U - 智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，包括本体(1)和工作装置(3)；本体至少设有两个内通道(11)和数量相同、并分别与内通道连通的外通道(12)，内通道、外通道分别与正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀的输出端连接，本体上还设有模式识别传感器、位置传感器和距离传感器，传感器分别与工业控制计算机电连接；工作装置内设有与内通道连通的喷孔(31)，还包括磨头驱动机构(32)和磨头(34)，磨头驱动机构与工业控制计算机电连接。本机械手安装在智能自动打磨抛光单元上能够实现降低工作场所内二次污染的程度，且能够实现智能化打磨抛光，适用于数字总线工厂打磨抛光工序。

Description

智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手

技术领域

本实用新型涉及一种打磨抛光机械手，具体是一种适用于数字总线工厂打磨抛光工序的基于数字总线的智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，属于机械加工设备技术装备领域。

背景技术

工件零件或制品在进行铸造、焊接或机加工成型后，为了保证外观质量及后续的安装或喷涂要求，通常根据加工工艺表面光洁度要求对工件零件或制品进行打磨或抛光，以去除铸造飞边、焊接飞溅或机加工飞边毛刺，使工件零件或制品表面粗糙度降低、圆滑精致，获得光亮、平整的表面或达到要求的镜面效果。

打磨通常在工件零件或制品的各个加工工序后，也是涂装过程中的重要步骤，贯穿于整个涂装过程中，不但白坯、打底或刮腻子都需打磨，涂面漆后也要打磨，其功能是清除底材表面的毛刺、浮锈、油污、灰尘，清除涂层表面的粗颗粒及杂质、获得平整表面，对平滑的涂层表面要打磨至一定的粗糙度，增强涂层的附着力，通常分为干打磨法和湿打磨法，后者是用水或其他湿润剂润滑，以获得更平滑的表面和洗掉磨粉。

抛光是利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件零件或制品表面进行的修饰加工，是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽(消光)。

传统的打磨或抛光工序通常采用人工操作，不仅费时、效率低，而且人工操作打磨或抛光时施加的压力和路径很难保持均匀一致，使得产品的一致性很难得到保证，同时打磨或抛光工作现场的空气染污和噪声污染还会损害操作者的身心健康，因此大型制造业多采用自动打磨抛光机进行工件零件或制品的打磨和抛光，但常规复杂形状工件(如航空叶片、管件、水龙头、精密铸件等)的打磨和抛光依然需要由人工完成。

现有的自动打磨抛光机还存在以下缺陷：

1.打磨或抛光工序过程中的灰尘颗粒弥漫在工作现场内，灰尘颗粒会黏附在墙壁、设备上甚至工件零件或制品上造成二次污染，通常在工作现场内设置排气单元，单纯通过排气单元进行排放灰尘排放效率不高，且这些黏附在墙壁、设备上的灰尘不便清理；

2.由于单纯通过设置在工作现场内的排气单元进行排放灰尘，因此工作现场内空气污染严重，若设备出现故障或其他情况需人员进入时，需经排气单元排放一定时间后或人员佩戴防护器具后人员方可进入，造成时间的浪费、效率的降低；

3.自动打磨抛光机多采用工业控制计算机进行程序控制，打磨抛光路径和速度等数据均需依赖于程序的设定，无法实现智能化打磨抛光，因此每种工件或制品在打磨抛光前必须编制打磨抛光程序方能进行打磨抛光，操作较繁复，自动化程度不高。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，安装在智能自动打磨抛光单元上能够实现降低工作现场的空气污染程度，降低二次污染的几率，且能够实现智能化打磨抛光，自动化程度较高，适用于数字总线工厂打磨抛光工序。

为了实现上述目的，本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手包括本体和工作装置；

所述的本体后端与机械臂的末节连接，前端与工作装置后端连接，本体内部至少设有两个内通道，本体外部设有数量与内通道相同、并分别与内通道连通的外通道，内通道、外通道分别通过管路与控制阀组的正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀的输出端连接，本体上还设有面向工作装置方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器，模式识别传感器、位置传感器和距离传感器分别与电控装置的工业控制计算机电连接；

所述的工作装置内对应内通道的位置设有与内通道连通的喷孔，工作装置包括磨头驱动机构和磨头，磨头驱动机构的驱动轴与磨头连接，磨头驱动机构与电控装置的工业控制计算机电连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，还包括旋转控制机构总成，所述的本体后端通过旋转控制机构总成与机械臂的末节连接，旋转控制机构总成至少包括一个A坐标旋转控制或B坐标旋转控制或C坐标旋转控制。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的磨头驱动机构前端设置有与磨头驱动机构的驱动轴固定连接的自动磨头夹持机构，磨头后端夹持在自动磨头夹持机构上，自动磨头夹持机构与工业控制计算机电连接。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的本体内设有滑轨，所述的磨头驱动机构和自动磨头夹持机构安装在本体内部，磨头驱动机构后端设置有推拉机构，自动磨头夹持机构前端设置有与其活动连接的、带有复位弹簧的多个锥形卡爪，工作装置前端对应锥形卡爪的位置设有通过轴承安装在工作装置前端的、且与锥形卡爪的锥形配合的锁口板。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的内通道在本体的横截面上呈同心圆结构的环形分布。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的外通道倾斜向工作装置方向设置。

与现有技术相比，本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手由于本体内部至少设有两个内通道，本体外部设有数量与内通道相同、并分别与内通道连通的外通道，控制阀组的正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道、外通道连接，因此可以根据打磨抛光程序相应控制内通道、外通道供出正压环境、负压环境或抛光剂，打磨过程中正压环境将磨头打磨掉的粉尘吹开、同时负压环境吸收粉尘，抛光过程中喷孔可根据需要供出液体抛光剂或雾状抛光剂，打磨抛光过程无人工参与，打磨抛光效率高，且能够实现降低工作现场的空气污染程度，降低二次污染的几率；由于本体上设有面向工作装置方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器，因此在打磨抛光作业前可对工件或制品进行识别及定位，便于工业控制计算机对工件或制品的形状、尺寸、位置等信息进行判断，是否进行调用数据库中已存在的数据进行自动打磨抛光，还是在数据库中寻找类似结构的既有工件或制品信息、进行排列组合自动生成最优打磨抛光路径及喷孔控制数据信息进行自动打磨抛光，智能化程度较高，适用于智能自动打磨抛光单元。

附图说明

图1是本实用新型的三维结构示意图；

图2是本实用新型的剖视结构示意图；

图3是本实用新型安装在智能自动打磨抛光单元上时的三维结构示意图。

图中：1、本体，11、内通道，12、外通道，2、旋转控制机构总成，3、工作装置，31、喷孔，32、磨头驱动机构，33、自动磨头夹持机构，34、磨头，4、机械臂，5、控制阀组，6、电控装置，7、输送机构或工作台，8、工件或制品。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明(以下描述以左右水平方向为X坐标，以前后水平方向为Y坐标，以竖直方向为Z坐标，以沿X坐标轴线为旋转轴旋转的方向为A坐标，以沿Y坐标轴线为旋转轴旋转的方向为B坐标，以沿Z坐标轴线为旋转轴旋转的方向为C坐标)。

如图3所示，本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手是智能自动打磨抛光单元的一部分，智能自动打磨抛光单元还包括机械臂4、控制阀组5和电控装置6，机械臂4固定安装在地面上，包括至少一个X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构；控制阀组5正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀，正压气体控制电磁阀的输入端与清洁正压气源连接，负压控制电磁阀的输入端与负压源连结，负压源与灭尘机构连接，抛光剂控制电磁阀的输入端与抛光剂供给机构连接；电控装置6包括工业控制计算机、电源回路、工作装置位置控制回路、模式识别回路、分析规划打磨抛光参数回路、打磨抛光控制回路、气路控制回路和抛光剂控制回路等，工业控制计算机分别与控制阀组5的正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀电连接，工业控制计算机分别与机械臂4的X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构电连接。

如图1、图2所示，本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手包括本体1和工作装置3。

所述的本体1后端与机械臂4的末节连接，前端与工作装置3后端连接，本体1内部至少设有两个内通道11，本体1外部设有数量与内通道11相同、并分别与内通道11连通的外通道12，内通道11、外通道12分别通过管路与控制阀组5的正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀的输出端连接，本体1上还设有面向工作装置3方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器，模式识别传感器、位置传感器和距离传感器分别与电控装置6的工业控制计算机电连接。

所述的工作装置3内对应内通道11的位置设有与内通道11连通的喷孔31，工作装置3包括磨头驱动机构32和磨头34，磨头驱动机构32的驱动轴与磨头34连接，磨头驱动机构32与电控装置6的工业控制计算机电连接。

本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手的工作原理：通过本体1上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器反馈，工业控制计算机控制机械臂4动作使工作装置3移动至程序设定的坐标基准点，然后工业控制计算机控制磨头驱动机构32带动磨头34旋转，同时工业控制计算机控制控制阀组5的正压控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀根据打磨抛光程序相应打开，内通道11、外通道12内即根据打磨抛光程序相应供出正压环境、负压环境或抛光剂，然后工业控制计算机控制机械臂4动作使工作装置3按照程序设定的打磨抛光路径移动对工件或制品8进行打磨或抛光，完成工件或制品8的打磨抛光工作后，已完成打磨抛光工作的工件或制品8向下道工序流转。

如图3所示，智能自动打磨抛光单元的机械臂4设置在输送机构或工作台7附近，***未启动时(即零位置时)，机械臂4定位，工作装置3位于面向输送机构或工作台7的零位置停滞状态；当输送机构或工作台7载着待打磨抛光的工件或制品8停靠在机械臂4附近的设定停放工位后，本智能自动打磨抛光单元的电源回路启动开始工作，工业控制计算机发出指令使工作装置位置控制回路和模式识别回路开始工作，工业控制计算机控制X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构动作，机械臂4按照预定程序及计算坐标移动动作，本体1上的模式识别传感器即反馈工件或制品8的形状、尺寸、位置等信息给工业控制计算机，分析规划打磨抛光参数回路工作，工业控制计算机首先通过模式识别传感器反馈的信息进行三维建模，然后规划最优打磨抛光路径的起点、终点相对于零位置的相对坐标值、设定磨头34至工件或制品8表面的距离及打磨抛光角度和对应内通道11和外通道12需要打开的控制阀组5的各个具体阀杆及阀杆打开的最佳大小等信息，存储相关信息并通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优打磨抛光路径及内通道11、外通道12控制数据等信息进行修正；然后工业控制计算机根据本体1上的位置传感器和距离传感器反馈，控制X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构动作使工作装置3位于程序设定的起点坐标位置，然后工业控制计算机控制磨头驱动机构32带动磨头34旋转；打磨抛光控制回路和气路控制回路开始工作：

需要对工件或制品8进行打磨操作时，喷孔31内相应供出正压环境和负压环境，工业控制计算机控制机械臂4动作使磨头34按照程序设定的打磨抛光路径高速旋转并移动对工件或制品8进行打磨，打磨过程中，正压环境将磨头34打磨掉的粉尘吹开，同时负压环境吸收粉尘，至程序设定的终点坐标位置时、或根据打磨抛光程序往复几次后即完成工件或制品8的打磨工作，工业控制计算机控制控制阀组5的正压控制电磁阀和负压控制电磁阀关闭、磨头驱动机构32停止旋转，工业控制计算机控制机械臂4使工作装置3回到零位置；

需要对工件或制品8进行抛光操作时，喷孔31内相应供出抛光剂，工业控制计算机控制机械臂4动作使磨头34按照程序设定的打磨抛光路径高速旋转并移动对工件或制品8进行抛光，至程序设定的终点坐标位置时、或根据打磨抛光程序往复几次后即完成工件或制品8的抛光工作，工业控制计算机控制控制阀组5的正压控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀关闭、磨头驱动机构32停止旋转，工业控制计算机控制机械臂4使工作装置3回到零位置；

全部程序完成后，已完成打磨抛光工作的工件或制品8向下道工序流转。

工业控制计算机还可以通过程序控制控制阀组5使内通道11或外通道12内喷出正压气体、同时外通道12或内通道11内喷出抛光剂，进而使喷孔31内相应供出雾状抛光剂进行抛光工作。

为了进一步增加自动打磨抛光的适用范围，作为本实用新型的改进方案，本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手还包括旋转控制机构总成2，所述的本体1后端通过旋转控制机构总成2与机械臂4的末节连接，旋转控制机构总成2至少包括一个A坐标旋转控制或B坐标旋转控制或C坐标旋转控制，旋转控制机构总成2可以控制本体1在A坐标系和/或B坐标系和/或C坐标系内360°自由旋转和定位，可以实现本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手在四坐标系或五坐标系或六坐标系内的自动打磨抛光。

根据工件或制品8的大小不同，磨头34只是一个尺寸不能满足工作需要，为了增加本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手的通用性及灵活性，作为本实用新型的进一步改进方案，如图2所示，所述的磨头驱动机构32前端设置有与磨头驱动机构32的驱动轴固定连接的自动磨头夹持机构33，磨头34后端夹持在自动磨头夹持机构33上，自动磨头夹持机构33与工业控制计算机电连接，当工业控制计算机调用数据库中的工件或制品8信息需使用其他尺寸的磨头34时，则磨头更换回路、本体1上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器同时开始工作，工业控制计算机控制机械臂4和旋转控制机构总成2动作使工作装置3移动到磨头定位架的设定位置并架设在磨头定位架上后，工业控制计算机控制自动磨头夹持机构33张开，连接在工作装置3前端的磨头34即稳固架设在磨头定位架上，然后工业控制计算机控制机械臂4和旋转控制机构总成2动作使工作装置3前端定位于需更换的磨头后端，需更换的滚刷套入工作装置3前端后，工业控制计算机控制自动磨头夹持机构33夹紧，需更换的磨头即稳固与工作装置3前端连接，***回到零位置，实现磨头自动更换。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的本体1内设有滑轨，所述的磨头驱动机构32和自动磨头夹持机构33安装在本体1内部，磨头驱动机构32后端设置有推拉机构，磨头驱动机构32和自动磨头夹持机构33可以在推拉机构的推拉作用下在滑轨上前后滑动移动，自动磨头夹持机构33前端设置有与其活动连接的、带有复位弹簧的多个锥形卡爪，工作装置3前端对应锥形卡爪的位置设有通过轴承安装在工作装置3前端的、且与锥形卡爪的锥形配合的锁口板，推拉机构推拉磨头驱动机构32和自动磨头夹持机构33时，锁口板可以控制锥形卡爪的张合。

不同的工件或制品8的大小及打磨抛光面要求不同会造成打磨抛光路径等均不相同，为了增加本基于数字总线的智能自动打磨抛光单元的通用性，能够根据工件或制品8的不同保证最优的打磨抛光效果，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的内通道11在本体1的横截面上呈同心圆结构的环形分布，根据工件或制品8的不同的打磨抛光要求及打磨抛光路径要求，可以使不同位置的内通道11喷射出介质，更便于打磨抛光工件或制品8。

为了进一步保证雾化效果，作为本实用新型的改进方案，所述的外通道12倾斜向工作装置3方向设置，不论正压气体是自内通道11内喷出冲击外通道12内的抛光剂，还是自外通道12内喷出冲击内通道11内的抛光剂，均可以保证雾化效果。

本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手也可以通过更换磨头34为珩磨头，对管状工件的内部进行珩磨。

本智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手由于本体1内部至少设有两个内通道11，本体1外部设有数量与内通道11相同、并分别与内通道11连通的外通道12，控制阀组5的正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道11、外通道12连接，因此可以根据打磨抛光程序相应控制内通道11、外通道12供出正压环境、负压环境或抛光剂，打磨过程中正压环境将磨头34打磨掉的粉尘吹开、同时负压环境吸收粉尘，抛光过程中喷孔31可根据需要供出液体抛光剂或雾状抛光剂，打磨抛光过程无人工参与，打磨抛光效率高，且能够实现降低工作现场的空气污染程度，降低二次污染的几率；由于本体1上设有面向工作装置3方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器，因此在打磨抛光作业前可对工件或制品8进行识别及定位，便于工业控制计算机对工件或制品8的形状、尺寸、位置等信息进行判断，是否进行调用数据库中已存在的数据进行自动打磨抛光，还是在数据库中寻找类似结构的既有工件或制品信息、进行排列组合自动生成最优打磨抛光路径及喷孔控制数据信息进行自动打磨抛光，智能化程度较高，适用于智能自动打磨抛光单元。

Claims (6)

1.一种智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，包括本体(1)和工作装置(3)，本体(1)后端与机械臂(4)的末节连接，前端与工作装置(3)后端连接；其特征在于，

所述的本体(1)内部至少设有两个内通道(11)，本体(1)外部设有数量与内通道(11)相同、并分别与内通道(11)连通的外通道(12)，内通道(11)、外通道(12)分别通过管路与控制阀组(5)的正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀的输出端连接，本体(1)上还设有面向工作装置(3)方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器，模式识别传感器、位置传感器和距离传感器分别与电控装置(6)的工业控制计算机电连接；

所述的工作装置(3)内对应内通道(11)的位置设有与内通道(11)连通的喷孔(31)，工作装置(3)包括磨头驱动机构(32)和磨头(34)，磨头驱动机构(32)的驱动轴与磨头(34)连接，磨头驱动机构(32)与电控装置(6)的工业控制计算机电连接。

2.根据权利要求1所述的智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，其特征在于，还包括旋转控制机构总成(2)，所述的本体(1)后端通过旋转控制机构总成(2)与机械臂(4)的末节连接，旋转控制机构总成(2)至少包括一个A坐标旋转控制或B坐标旋转控制或C坐标旋转控制。

3.根据权利要求1或2所述的智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，其特征在于所述的磨头驱动机构(32)前端设置有与磨头驱动机构(32)的驱动轴固定连接的自动磨头夹持机构(33)，磨头(34)后端夹持在自动磨头夹持机构(33)上，自动磨头夹持机构(33)与工业控制计算机电连接。

4.根据权利要求3所述的智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，其特征在于，所述的本体(1)内设有滑轨，所述的磨头驱动机构(32)和自动磨头夹持机构(33)安装在本体(1)内部，磨头驱动机构(32)后端设置有推拉机构，自动磨头夹持机构(33)前端设置有与其活动连接的、带有复位弹簧的多个锥形卡爪，工作装置(3)前端对应锥形卡爪的位置设有通过轴承安装在工作装置(3)前端的、且与锥形卡爪的锥形配合的锁口板。

5.根据权利要求1或2所述的智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，其特征在于，所述的内通道(11)在本体(1)的横截面上呈同心圆结构的环形分布。

6.根据权利要求1或2所述的智能自动打磨抛光单元打磨抛光机械手，其特征在于，所述的外通道(12)倾斜向工作装置(3)方向设置。