一种管件打磨机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种管件打磨机器人，包括控制器、固定设置在地面上的水平X伺服滑台，水平X伺服滑台上通过滑动配装的第一安装板固定连接有竖直向上竖臂，竖臂的顶端固定设置有水平Y伺服滑台，水平Y伺服滑台的侧面通过第二安装板固定设置有竖向的竖直Z伺服滑台，竖直Z伺服滑台上通过第三安装板设置有回转关节，回转关节上设置有朝向外侧进行打磨作业的弹性打磨装置，被打磨工件通过伺服回转台设置在弹性打磨装置的下方。本发明专利技术既能够进行灵活方便的操作，又具有较大的空间可达性，适用于工件内孔、外圆的打磨工艺需要，不仅大大提高了打磨精度和打磨效率，而且还具有应用直观性强、方便操作以及较高的耐用性和适用性。

A pipe grinding robot

【技术实现步骤摘要】
一种管件打磨机器人
本专利技术涉及大中型特种工业机器人设备
，具体涉及一种管件打磨用机器人。
技术介绍
工业机器人能够替代人力完成各种复杂工况条件和高危有害环境下的长时间、高强度重复劳动，进行高度自动化工作，实现智能化、多功能化、柔性的自动化生产，已成为现代工业生产的主要应用方式。金属管件制品主要包括弯头、三通、异径管等，在能源、化工、船舶等工业生产领域有着广泛的应用。管件生产大多采用加热推制方法生产，表面氧化皮及微量金属烧损严重，尤其是合金钢管件，必须经过内外打磨后才能出厂，打磨工件量巨大。传统对金属管件进行打磨的方式仍采用人工打磨方式，工人在恶劣环境下长期从事繁重的劳动，打磨过程中产生的火花、粉尘、噪音及有害气体等都严重影响着作业人员的身心健康。另外，人工打磨工件不仅工效低，而且很难保证一致性，工人无法长时间集中精力从事重复的劳动。基于此，打磨机器人便有了较广泛的市场。中国专利CN109015202B公开了一种全自动管件打磨机器人，通过承料驱动部件驱动间隙移料部件在加工台内移动，实现对承料架的移动作业，将若干待加工的管件依次向前传送，再通过限位承载部件在加工台上的位置发生改变，再通过旋转摩擦部件实现对待加工的管件进行端部打磨作业，通过自动化的移料和打磨作业，节省了作业时间。但受其结构的限制，该技术仅能够实现对管件的端部进行打磨，而金属管件制品形状为封闭环形曲面，工件尺寸从几百毫米到一米以上，需要对工件的内部和外部都进行打磨处理，显然对比文件无法实现。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种管件打磨机器人，以满足弯头、三通、异径管等管件内孔、外圆的曲面打磨需要，提高打磨精度以及打磨效率。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种管件打磨机器人，包括固定设置在地面上的水平X伺服滑台，水平X伺服滑台上通过滑动配装的第一安装板固定连接有竖直向上竖臂，竖臂(2)的顶端固定设置有水平Y伺服滑台，水平Y伺服滑台的侧面通过第二安装板固定设置有竖向的竖直Z伺服滑台，竖直Z伺服滑台上通过第三安装板设置有回转关节，回转关节上设置有朝向外侧进行打磨作业的弹性打磨装置，被打磨工件通过伺服回转台设置在弹性打磨装置的下方；所述水平X伺服滑台、水平Y伺服滑台、竖直Z伺服滑台、回转关节弹性打磨装置以及伺服回转台的受控端分别与固定设置在竖臂上的控制器输出端连接，其中，控制器内预置有被打磨工件的结构特征，水平X伺服滑台、水平Y伺服滑台和竖直Z伺服滑台在控制器指令下带动弹性打磨装置在直角坐标系内运动定位，回转关节和伺服回转台在控制器指令下调整弹性打磨装置(6)和被打磨工件的运动姿态来达到合适的打磨状态。上述一种管件打磨机器人，所述水平X伺服滑台与水平Y伺服滑台和竖直Z伺服滑台主体结构相同均为箱型柱结构，包括底座，底座上通过固定设置在底座两端的前轴承座组件和后轴承座组件设置一平行于底座的滚珠丝杠，滚珠丝杠伸出前轴承座组件的一端与固定设置在底座上的伺服电机输出轴连接；位于滚珠丝杠两侧的底座上方架设有两根位于同一平面平行于滚珠丝杠的直线导轨，直线导轨上配装有滑块；所述滚珠丝杠上配装与滑块固定连接的滑座，两块滑块的顶端面上固定连接第一安装板、第二安装板或第三安装板。上述一种管件打磨机器人，所述水平X伺服滑台的底座上设置有扣装在底座上方并能够沿底座滑动的机床护罩，所述机床护罩包括两组自端部向中间截面面积逐次增大且能够上下嵌套的多节扣盒；所述第一安装板配装在两组扣盒之间的直线导轨滑块上；当第一安装板向两端移动时，靠近第一安装板的扣盒逐步向两端移动，当第一安装板移动到端部时，该组扣盒叠摞在一起。所述底座设置有一层空腔，空腔内填充有制振填料。上述一种管件打磨机器人，所述回转关节驱动弹性打磨装置在竖直平面内旋转，回转关节包括固定安装在第三安装板上的固定支座，固定支座上固定设置有轴连接的关节伺服电机和RV减速装置，RV减速装置的输出轴上固定连接有垂直于输出轴的输出端板，输出端板的外端通过转动支承部件连接安装弹性打磨装置的摆座。上述一种管件打磨机器人，所述输出端板上设置有对摆座进行限位的限位板。上述一种管件打磨机器人，所述弹性打磨装置包括打磨轴承座、主轴、支承套以及打磨工具，所述打磨轴承座通过第一弹性支承部件与回转关节的摆座连接，打磨轴承座还通过第二弹性支承部件与回转关节的限位板连接；所述打磨轴承座的后端设置有打磨伺服电机，打磨轴承座的前端内腔中固设有安装支承套的打磨后轴承，所述主轴的一端依次穿过打磨后轴承和支承套后伸出固设在支承套前端的前轴承支承部件，主轴的另一端伸入打磨轴承座内与打磨伺服电机的输出轴连接；所述打磨工具安装在主轴伸出前轴承支承部件的一端。上述一种管件打磨机器人，所述伺服回转台包括固定在地面上的回转台底座，回转台底座上方设置有安装被打磨工件的转台，所述转台与回转台底座之间设置有回转支承部件、减速装置以及回转伺服电机，回转伺服电机经减速装置连接有输出端齿轮，输出端齿轮与回转支承部件相啮合。由于采用了以上技术方案，本专利技术所取得技术进步如下。本专利技术在运动控制上通过管件打磨的曲面路径规划、打磨运动中力矩前反馈控制以及弹性补偿，并结合关节运动为非紧密串联耦合传动以及末端工具的三维空间任意姿态可达特点，从而实现了产品结构的优化，具有很高的系统刚度和精度稳定性，能够实现强力重负载打磨工况需要。解决了长期困扰管件工业生产的封闭环形曲面，实现了工件尺寸从几百毫米到一米以上金属管件内部和外部的打磨应用。本专利技术在管件打磨过程中，既能够进行灵活方便的操作，又具有较大的空间可达性，适用于工件内孔、外圆的打磨工艺需要，可满足各种规格、品种和材质的管件打磨生产应用，不仅大大提高了打磨精度和打磨效率，而且还具有应用直观性强、方便操作以及较高的耐用性和适用性。附图说明图1为本专利技术的立体结构图；图2为本专利技术所述水平X伺服滑台的立体结构图；图3为本专利技术所述水平Y伺服滑台的立体结构图；图4为本专利技术所述竖直Z伺服滑台的立体结构图；图5为本专利技术所述回转关节的结构剖示图；图6为本专利技术所述弹性打磨装置的俯视图；图7为本专利技术所述弹性打磨装置的仰视图；图8为本专利技术所述伺服回转台的结构剖示图。其中：1.水平X伺服滑台，101.X底座，102.X后轴承座组件，103.X滚珠丝杠，104.X直线导轨，105.X滑块，106.X滑座，107.X母座，108.X螺母，109.X前轴承座组件，110.X伺服电机，111.X机床护罩，112.X制震填料；2.竖臂，201.控制器，3.水平Y伺服滑台，301.Y滑架体，302.Y后轴承座组件，303.Y滚珠丝杠，304.Y直线导轨，305.Y滑块，306.Y滑座，307.Y螺母座，308.Y螺母，309.Y前轴承座组件，310.Y伺服电机，312.Y制震填料；4.竖直Z伺服滑台，401.Z滑架体，402.Z后轴承座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管件打磨机器人，其特征在于：包括固定设置在地面上的水平X伺服滑台(1)，水平X伺服滑台(1)上通过滑动配装的第一安装板固定连接有竖直向上竖臂(2)，竖臂(2)的顶端固定设置有水平Y伺服滑台(3)，水平Y伺服滑台(3)的侧面通过第二安装板固定设置有竖向的竖直Z伺服滑台(4)，竖直Z伺服滑台(4)上通过第三安装板设置有回转关节(5)，回转关节上设置有朝向外侧进行打磨作业的弹性打磨装置(6)，被打磨工件(8)通过伺服回转台(7)设置在弹性打磨装置(6)的下方；/n所述水平X伺服滑台(1)、水平Y伺服滑台(3)、竖直Z伺服滑台(4)、回转关节(5)、弹性打磨装置(6)以及伺服回转台(7)的受控端分别与固定设置在竖臂上的控制器(201)输出端连接，其中，控制器内预置有被打磨工件的结构特征，水平X伺服滑台(1)、水平Y伺服滑台(3)和竖直Z伺服滑台(4)在控制器指令下带动弹性打磨装置(6)在直角坐标系内运动定位，回转关节(5)和伺服回转台(7)在控制器指令下调整弹性打磨装置(6)和被打磨工件(8)的运动姿态来达到合适的打磨状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种管件打磨机器人，其特征在于：包括固定设置在地面上的水平X伺服滑台(1)，水平X伺服滑台(1)上通过滑动配装的第一安装板固定连接有竖直向上竖臂(2)，竖臂(2)的顶端固定设置有水平Y伺服滑台(3)，水平Y伺服滑台(3)的侧面通过第二安装板固定设置有竖向的竖直Z伺服滑台(4)，竖直Z伺服滑台(4)上通过第三安装板设置有回转关节(5)，回转关节上设置有朝向外侧进行打磨作业的弹性打磨装置(6)，被打磨工件(8)通过伺服回转台(7)设置在弹性打磨装置(6)的下方；
所述水平X伺服滑台(1)、水平Y伺服滑台(3)、竖直Z伺服滑台(4)、回转关节(5)、弹性打磨装置(6)以及伺服回转台(7)的受控端分别与固定设置在竖臂上的控制器(201)输出端连接，其中，控制器内预置有被打磨工件的结构特征，水平X伺服滑台(1)、水平Y伺服滑台(3)和竖直Z伺服滑台(4)在控制器指令下带动弹性打磨装置(6)在直角坐标系内运动定位，回转关节(5)和伺服回转台(7)在控制器指令下调整弹性打磨装置(6)和被打磨工件(8)的运动姿态来达到合适的打磨状态。


2.根据权利要求1所述的一种管件打磨机器人，其特征在于：所述水平X伺服滑台与水平Y伺服滑台和竖直Z伺服滑台主体结构相同均为箱型柱结构，包括底座，底座上通过固定设置在底座两端的前轴承座组件和后轴承座组件设置一平行于底座的滚珠丝杠，滚珠丝杠伸出前轴承座组件的一端与固定设置在底座上的伺服电机输出轴连接；位于滚珠丝杠两侧的底座上方架设有两根位于同一平面平行于滚珠丝杠的直线导轨，直线导轨上配装有滑块；所述滚珠丝杠上配装与滑块固定连接的滑座，两块滑块的顶端面上固定连接第一安装板、第二安装板或第三安装板。


3.根据权利要求2所述的一种管件打磨机器人，其特征在于：所述水平X伺服滑台的底座上设置有扣装在底座上方并能够沿底座滑动的机床护罩，所述机床护罩包括两组自端部向中间截面面积逐次增大且能够上下嵌套的多节扣盒；所述第一安装板配装在两组扣盒之间的直线导轨滑块上；当第一安装板向两端移动时，靠近第一安装板的扣盒逐步向两端移动，当第一安装板移动到端部时，该组扣盒叠摞在一起。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华军，程东东，
申请(专利权)人：河北宏程管业有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13