CN207104574U - 一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及磨削设备，具体地说是一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人。包括床身、三轴移动机构、C轴组件、A轴组件、锤头夹具及砂带回转及支撑组件，其中三轴移动机构设置于床身上；所述砂带回转及支撑组件设置于三轴移动机构上、且通过三轴移动机构的驱动实现X、Y、Z向运动；所述C轴组件设置于所述床身上，所述A轴组件设置于所述C轴组件上，所述锤头夹具设置于所述A轴组件上；本实用新型通过X、Y、Z轴联动，可实现砂带在三个方向进给运动，满足复杂锤形的磨削及抛光需要，操作***带有示教功能，可通过采集砂带运行轨迹进行加工，编程方便，操作简单，经实践检验磨削效果显著。

Description

一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人

技术领域

本实用新型涉及磨削设备，具体地说是一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人。

背景技术

锤类五金产品抛光机器人属于自动化程度较高的砂带抛光设备，是五金行业对于各种锤头自动抛光不可或缺的专业磨削、抛光设备；目前，五金行业中对于锤头产品的磨削、抛光均为工人用手直接进行加工，这种方法加工出的锤头尺寸及形状因人而异，很难保证一致，并且棱角处不分明；现有的磨削方法为：通过砂带机带动砂带旋转，工人通过辅助工具将锤头送至高速旋转的砂带下方进行磨削抛光，磨削效果靠人为保证，并且劳动强度较高。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，以解决现有锤头产品的磨削、抛光通过工人用手直接进行加工，所造成的锤头尺寸及形状很难保证一致，并且棱角处不分明的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，包括床身、三轴移动机构、C 轴组件、A轴组件、锤头夹具及砂带回转及支撑组件，其中，所述三轴移动机构设置于所述床身上；所述砂带回转及支撑组件设置于所述三轴移动机构上、且通过所述三轴移动机构的驱动实现X、Y、Z向运动，所述砂带回转及支撑组件用于对锤类五金产品进行磨削和抛光作业；所述C轴组件设置于所述床身上，所述A轴组件设置于所述C轴组件上，所述锤头夹具设置于所述 A轴组件上；所述锤头夹具用于装夹锤类五金产品，所述A轴组件用于驱动锤类五金产品沿竖直方向转动；所述C轴组件用于驱动锤类五金产品沿水平方向摆动。

所述三轴移动机构包括由下至上依次连接的X轴移动平台、Y轴移动平台及Z轴移动平台，所述砂带回转及支撑组件设置于所述Z轴移动平台上；所述X轴移动平台、Y轴移动平台及Z轴移动平台结构相同，均包括驱动电机、丝杠螺母机构、滑块导轨机构及滑板，其中驱动电机的输出端与所述丝杠螺母机构连接，所述滑板与所述丝杠螺母机构传动连接、且与所述滑块导轨机构连接。

所述Z轴移动平台进一步包括立柱，所述立柱的下端与所述Y轴移动平台中的滑板连接，所述Z轴移动平台中的滑块导轨机构设置于所述立柱上。

所述C轴组件包括C轴支架、C轴驱动电机及C轴，其中C轴支架与床身连接，所述C轴驱动电机安装在所述C轴支架上、且输出轴与所述C轴连接，所述C轴沿竖直方向设置、且可转动，所述A轴组件与所述C轴连接。

所述C轴转动的角度为±120°。

所述A轴组件包括A轴驱动电机、A轴及A轴安装座，其中A轴安装座与所述C轴连接，所述A轴沿水平方向安装在所述A轴安装座上、且可转动，所述A轴驱动电机固定安装在所述A轴安装座上、且输出端与所述A轴的一端连接，所述A轴的另一端与所述锤头夹具连接。

所述砂带回转及支撑组件包括砂带驱动轮、支撑板、砂带、砂带涨紧轮、砂带导向轮、砂带支撑***及砂带驱动电机，其中砂带驱动电机和所述砂带支撑***均设置于所述支撑板上，所述砂带支撑***与所述砂带驱动电机的输出端传动连接；所述砂带驱动轮设置于所述砂带驱动电机的输出端上，所述砂带的一端套设于所述砂带驱动轮上，另一端套设于所述砂带导向轮和所述砂带支撑***上、且作为磨削抛光输出端，所述砂带涨紧轮用于涨紧所述砂带。

所述砂带支撑***包括支撑轮系及套设于所述支撑轮系上的支撑带，所述支撑带位于所述砂带的内侧、且支撑所述砂带的输出端，所述支撑轮系通过传动装置与所述砂带驱动电机的输出端连接，所述支撑轮系带动所述支撑带与所述砂带同步转动。

所述支撑轮系包括带轮Ⅰ、带轮Ⅱ、支撑带涨紧轮及支撑带驱动轮，其中带轮Ⅰ、带轮Ⅱ及支撑带涨紧轮设置于所述支撑板上、且依次与所述支撑带传动连接，所述支撑带驱动轮与所述支撑带涨紧轮同轴安装，所述传动装置包括传动带驱动轮、传动带涨紧轮及传动带，其中传动带驱动轮设置于所述砂带驱动电机的输出端上，所述传动带驱动轮通过传动带与所述支撑带驱动轮连接，所述传动带涨紧轮用于涨紧所述传动带。

所述床身的上方设有将所述三轴移动机构、C轴组件、A轴组件、锤头夹具及砂带回转及支撑组件罩于其内的整机防护罩。

本实用新型的优点及有益效果是：本实用新型通过X、Y、Z轴联动，可实现砂带在三个方向进给运动，满足复杂锤形的磨削及抛光需要，各直线导轨上装有防护罩，机床***设有整机防护罩，防护罩设有拉门，并有除尘装置。每个轴均由私服电机驱动，运动平稳准确，操作***为自主研发的带有示教功能，可通过采集砂带运行轨迹进行加工，编程方便，操作简单，经实践检验磨削效果显著。

附图说明

图1为本的实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型的轴测图；

图4为本实用新型中砂带回转及支撑组件的结构示意图。

图中：1为床身，2为C轴支架，3为C轴组件，4为A轴组件，5为锤头夹具，6为X轴滑板，7为Y轴滑板，8为立柱，9为砂带回转及支撑组件， 901为砂带驱动轮，902为传动带驱动轮，903为支撑板，904为砂带，905 为砂带涨紧轮，906为砂带导向轮，907为带轮Ⅰ，908为带轮Ⅱ，909为支撑带，910为支撑带涨紧轮，911为支撑带驱动轮，912为传动带涨紧轮，913 为传动带，10为整机防护罩，11为除尘装置，12为C轴驱动电机，13为X 轴伺服电机，14为A轴驱动电机，15为Z轴伺服电机，16为Y轴伺服电机， 17为X轴滚珠丝杠。

具体实施方式

对于锤头产品的磨削、抛光的现有技术是：通过砂带机带动砂带旋转，工人通过辅助工具将锤头送至高速旋转的砂带下方进行磨削抛光，磨削效果靠人为保证，并且劳动强度较高。

本实用新型的设计构思是：针对现有技术通过工人将锤头送至高速旋转的砂带下方进行磨削抛光，磨削效果靠人为保证，并且劳动强度较高的问题。本实用新型从提高锤头的加工质量，保证锤头加工一致性，降低工人劳动强度角度出发，根据锤头的形状特点及加工工序，设计了锤头磨削抛光自动化设备；改设备具有五轴联动功能，可编程控制，能够满足多种锤头的加工，如：羊角锤、钳工锤等，具有可实现锤头的一次装夹完成多个面的加工的特点，如圆头、倒圆角、磨斜面、直面、圆弧面等，均可通过编程一次完成多个面的加工，自动化控制，操作简单，可完全替代人工，提高锤头的磨削效果，标准化加工，外观一致，棱角分明，同时及大地降低了劳动强度，提高生产效率。另外，设备配有整体防护罩及除尘装置，改善环境，工人操作安全。

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1-3所示，本实用新型提供的一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，包括床身1、三轴移动机构、C轴组件3、A轴组件4、锤头夹具5及砂带回转及支撑组件9，其中床身1与地面连接，用地脚固定在地基上，所述三轴移动机构设置于床身1上，砂带回转及支撑组件9设置于三轴移动机构上、且通过三轴移动机构的驱动实现X、Y、Z向运动，砂带回转及支撑组件 9用于对锤类五金产品进行磨削和抛光作业；C轴组件3设置于床身1上，A 轴组件4设置于C轴组件3上，锤头夹具5设置于A轴组件4上；锤头夹具 5用于装夹锤类五金产品，A轴组件4用于驱动锤类五金产品沿竖直方向转动； C轴组件3用于驱动锤类五金产品沿水平方向摆动。

床身1的上方设有将三轴移动机构、C轴组件3、A轴组件4、锤头夹具 5及砂带回转及支撑组件9罩于其内的整机防护罩10。

所述三轴移动机构包括由下至上依次连接的X轴移动平台、Y轴移动平台及Z轴移动平台，砂带回转及支撑组件9设置于Z轴移动平台上；X轴移动平台、Y轴移动平台及Z轴移动平台结构相同，均包括驱动电机、丝杠螺母机构、滑块导轨机构及滑板，其中驱动电机的输出端与丝杠螺母机构连接，滑板与丝杠螺母机构传动连接、且与滑块导轨机构连接。

所述三轴移动机构具体结构为：床身1的上方安装有X轴直线导轨及X 轴滚珠丝杠组件，X轴直线导轨上安装有X轴滑板6，通过X轴伺服电机13 驱动X轴滚珠丝杠转动，使X轴滑板6可在床身1的X轴直线导轨上水平移动。X轴滑板6上安装有Y轴直线导轨及Y轴滚珠丝杠组件，Y轴直线导轨上方安装有Y轴滑板7，通过Y轴伺服电机16驱动Y轴滚珠丝杠转动，使Y轴滑板7可沿Y轴直线导轨上水平运动，X轴及Y轴运动方向垂直。所述Z轴移动平台进一步包括立柱8，立柱8的下端与Y轴滑板7连接。立柱8上安装有Z轴直线导轨及Z轴滚珠丝杠组件，Z轴直线导轨上安装有砂带回转及支撑组件9，通过Z轴伺服电机15驱动Z轴滚珠丝杠转动，使砂带回转及支撑组件9可沿立柱8垂直升降(Z轴)。X、Y、Z轴直线导轨上沿轴向均装有伸缩防护罩。

C轴组件3包括C轴支架2、C轴驱动电机12及C轴，其中C轴支架2 安装在床身1的侧面，C轴驱动电机12安装在C轴支架2上、且输出轴与C 轴连接，C轴沿竖直方向设置、且可转动，A轴组件4与C轴连接。所述C 轴通过C轴驱动电机12及减速器驱动可在±120°之间任意连续摆动。

A轴组件4包括A轴驱动电机14、A轴及A轴安装座，其中A轴安装座与C轴连接，A轴沿水平方向安装在A轴安装座上、且可转动，A轴驱动电机 14固定安装在A轴安装座上、且输出端与A轴的一端连接，A轴的另一端与锤头夹具5连接。A轴通过A轴驱动电机14及减速器驱动可连续回转，从而带动锤头夹具5进行回转。

如图4所示，砂带回转及支撑组件9包括砂带驱动轮901、支撑板903、砂带904、砂带涨紧轮905、砂带导向轮906、砂带支撑***及砂带驱动电机，其中砂带驱动电机和砂带支撑***均设置于支撑板903上，砂带支撑***与砂带驱动电机的输出端传动连接；砂带驱动轮901设置于砂带驱动电机的输出端上，砂带904的一端套设于砂带驱动轮901上，另一端套设于砂带导向轮906和砂带支撑***上、且作为磨削抛光输出端，砂带涨紧轮905用于涨紧砂带904。

所述砂带支撑***包括支撑轮系及套设于支撑轮系上的支撑带909，支撑带909位于砂带904的内侧、且支撑砂带904的输出端，支撑轮系通过传动装置与砂带驱动电机的输出端连接，支撑轮系带动支撑带909与砂带904 同步转动。

所述砂带驱动电机为三相交流电机，砂带驱动轮901为胶轮，砂带904 的回转由三相交流电机驱动，通过胶轮及同步带带动砂带904回转。

所述支撑轮系包括带轮Ⅰ907、带轮Ⅱ908、支撑带涨紧轮910及支撑带驱动轮911，其中带轮Ⅰ907、带轮Ⅱ908及支撑带涨紧轮910设置于支撑板 903上、且依次与支撑带909传动连接，支撑带驱动轮911与支撑带涨紧轮 910同轴安装，传动装置包括传动带驱动轮902、传动带涨紧轮912及传动带 913，其中传动带驱动轮902设置于砂带驱动电机的输出端上，传动带驱动轮 902通过传动带913与支撑带驱动轮911连接，传动带涨紧轮912用于涨紧传动带913。

支撑带909作为砂带904输出端的支撑皮带，主要对砂带904有支撑作用，采用自动化设备对五金件磨削抛光时支撑带909对于砂带904的支撑必不可少，主要是因为，一方面皮带作为支撑可以保证砂带904的形状不变同时具有一定的硬度和弹性，可以抵抗砂带904磨削侧带来的压力，防止砂带 904断掉，还可可提高磨削效率。另一方面，支撑带909支撑砂带904可以保证在支撑部分砂带904在磨削不规则五金件时，能够保持“仿形”状态，简化因五金件形状复杂而反复编程的过程。带轮Ⅰ907和带轮Ⅱ908对支撑带 909起支撑传动作用，支撑带涨紧轮910及支撑带驱动轮911为一根轴上的两个轮，支撑带涨紧轮910可对支撑带909起涨紧作用，传动带驱动轮902 通过传动带913将动力传送至支撑带驱动轮911，从而驱动支撑带909及其支撑轮系回转，这样能够保证砂带904与支撑带909保持同步运转，防止砂带904与支撑带909之间出现打滑，传动带涨紧轮912调整传动带913的涨紧力。砂带904在支撑带909支撑段作为主要磨削抛光输出端，砂带磨削抛光输出端可进行五金件的磨削抛光，根据不同五金件形状及尺寸，输出端角度及尺寸有所差别，砂带904具有砂带涨紧轮905进行支撑，砂带涨紧轮905 可通过气缸或弹簧进行支撑，以便于更换砂带904。本实用新型能够大大降低企业员工的劳动强度，提高企业的生产效率，为生产企业节约成本，实现高速高效自动化生产。

机床***设有的整机防护罩10上设有拉门，在整机防护罩10外侧设有除尘装置11，可将抛光过程中的灰尘收集起来，保护环境。操作***为带有示教功能，可通过采集砂带运行轨迹进行加工，编程方便，操作简单。

实施例

以羊角锤为例说明其加工工艺：

如图1所示，羊角锤安装在锤头夹具5上，羊角锤前端的圆形中心线与 A轴组件4的回转中心重合。首先，调整C轴角度使A轴轴线与X轴平行，砂带回转及支撑组件9通过交流电机驱动高速旋转，通过调整X轴、Y轴、Z 轴坐标位置，使砂带904前端(磨削抛光输出端)相应位置对羊角锤一侧立面进行磨削抛光。由于羊角锤表面氧化层较厚，需要程序控制砂带904反复进行几遍磨削，达到磨削效果；旋转A轴至羊角锤的另一侧立面，使其与砂带904底面平行，然后改变Y轴、Z轴的坐标，利用砂带904的底边进行磨削，同样需要反复几次磨削能够达到磨削效果。改变X轴、Y轴、Z轴的坐标，使砂带904前端与羊角锤圆形外表面接触，同时，连续回转A轴进行锤头圆面磨削抛光。达到磨削效果后改变X轴、Y轴、Z轴的坐标，A轴回转至初始位置，使砂带904前端与羊角锤八棱位置接触，砂带904进行磨削抛光羊角锤“八棱”位置，一个棱磨好，砂带904后退，A轴回转45°，磨下一处，依次进行磨削后，改变X轴、Y轴、Z轴的坐标，如图2所示位置，C轴回转 90°，使羊角锤的圆柱底面与砂带904前端平行，砂带904进行磨削，需要反复几遍才能达到理想效果。C轴回转至45°位置，调整X轴、Y轴、Z轴坐标位置，按照要求倒圆柱面底部的倒角，倒角时需要A轴进行连续回转。以上工艺方法为举例说明，该五轴五金锤类抛光机器人可满足各种锤形的加工要求，根据不同锤形可更换不同夹具，并重新编程即可。

本实用新型从提高锤头的加工质量，保证锤头加工一致性，降低工人劳动强度角度出发，根据锤头的形状特点及加工工序，设计了锤头磨削抛光自动化设备；改设备具有五轴联动功能，可编程控制，能够满足多种锤头的加工，如：羊角锤、钳工锤等，具有可实现锤头的一次装夹完成多个面的加工的特点，如圆头、倒圆角、磨斜面、直面、圆弧面等，均可通过编程一次完成多个面的加工，自动化控制，操作简单，可完全替代人工，提高锤头的磨削效果，标准化加工，外观一致，棱角分明，同时及大地降低了劳动强度，提高生产效率。另外，设备配有整体防护罩及除尘装置，改善环境，工人操作安全。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，包括床身(1)、三轴移动机构、C轴组件(3)、A轴组件(4)、锤头夹具(5)及砂带回转及支撑组件(9)，其中，

所述三轴移动机构设置于所述床身(1)上；

所述砂带回转及支撑组件(9)设置于所述三轴移动机构上、且通过所述三轴移动机构的驱动实现X、Y、Z向运动，所述砂带回转及支撑组件(9)用于对锤类五金产品进行磨削和抛光作业；

所述C轴组件(3)设置于所述床身(1)上，所述A轴组件(4)设置于所述C轴组件(3)上，所述锤头夹具(5)设置于所述A轴组件(4)上；

所述锤头夹具(5)用于装夹锤类五金产品，所述A轴组件(4)用于驱动锤类五金产品沿竖直方向转动；所述C轴组件(3)用于驱动锤类五金产品沿水平方向摆动。

2.根据权利要求1所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述三轴移动机构包括由下至上依次连接的X轴移动平台、Y轴移动平台及Z轴移动平台，所述砂带回转及支撑组件(9)设置于所述Z轴移动平台上；所述X轴移动平台、Y轴移动平台及Z轴移动平台结构相同，均包括驱动电机、丝杠螺母机构、滑块导轨机构及滑板，其中驱动电机的输出端与所述丝杠螺母机构连接，所述滑板与所述丝杠螺母机构传动连接、且与所述滑块导轨机构连接。

3.根据权利要求2所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述Z轴移动平台进一步包括立柱(8)，所述立柱(8)的下端与所述Y轴移动平台中的滑板连接，所述Z轴移动平台中的滑块导轨机构设置于所述立柱(8)上。

4.根据权利要求1所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述C轴组件(3)包括C轴支架(2)、C轴驱动电机(12)及C轴，其中C轴支架(2)与床身(1)连接，所述C轴驱动电机(12)安装在所述C轴支架(2)上、且输出轴与所述C轴连接，所述C轴沿竖直方向设置、且可转动，所述A轴组件(4)与所述C轴连接。

5.根据权利要求4所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述C轴转动的角度为±120°。

6.根据权利要求4所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述A轴组件(4)包括A轴驱动电机(14)、A轴及A轴安装座，其中A轴安装座与所述C轴连接，所述A轴沿水平方向安装在所述A轴安装座上、且可转动，所述A轴驱动电机(14)固定安装在所述A轴安装座上、且输出端与所述A轴的一端连接，所述A轴的另一端与所述锤头夹具(5)连接。

7.根据权利要求1所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述砂带回转及支撑组件(9)包括砂带驱动轮(901)、支撑板(903)、砂带(904)、砂带涨紧轮(905)、砂带导向轮(906)、砂带支撑***及砂带驱动电机，其中砂带驱动电机和所述砂带支撑***均设置于所述支撑板(903)上，所述砂带支撑***与所述砂带驱动电机的输出端传动连接；所述砂带驱动轮(901)设置于所述砂带驱动电机的输出端上，所述砂带(904)的一端套设于所述砂带驱动轮(901)上，另一端套设于所述砂带导向轮(906)和所述砂带支撑***上、且作为磨削抛光输出端，所述砂带涨紧轮(905)用于涨紧所述砂带(904)。

8.根据权利要求7所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述砂带支撑***包括支撑轮系及套设于所述支撑轮系上的支撑带(909)，所述支撑带(909)位于所述砂带(904)的内侧、且支撑所述砂带(904)的输出端，所述支撑轮系通过传动装置与所述砂带驱动电机的输出端连接，所述支撑轮系带动所述支撑带(909)与所述砂带(904)同步转动。

9.根据权利要求8所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述支撑轮系包括带轮Ⅰ(907)、带轮Ⅱ(908)、支撑带涨紧轮(910)及支撑带驱动轮(911)，其中带轮Ⅰ(907)、带轮Ⅱ(908)及支撑带涨紧轮(910)设置于所述支撑板(903)上、且依次与所述支撑带(909)传动连接，所述支撑带驱动轮(911)与所述支撑带涨紧轮(910)同轴安装，所述传动装置包括传动带驱动轮(902)、传动带涨紧轮(912)及传动带(913)，其中传动带驱动轮(902)设置于所述砂带驱动电机的输出端上，所述传动带驱动轮(902)通过传动带(913)与所述支撑带驱动轮(911)连接，所述传动带涨紧轮(912)用于涨紧所述传动带(913)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的锤类五金产品砂带抛光磨削机器人，其特征在于，所述床身(1)的上方设有将所述三轴移动机构、C轴组件(3)、A轴组件(4)、锤头夹具(5)及砂带回转及支撑组件(9)罩于其内的整机防护罩(10)。