一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头技术方案

一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头，包括从上到下同轴心设置的夹持刀柄、弹簧‑橡胶弹性元件、连接底座、半柔性气囊头，且夹持刀柄、弹簧‑橡胶弹性元件、连接底座的中心轴线上均开设有相互连通的通气孔；所述夹持刀柄的刀柄轴与气囊抛光工业机器人末端电机轴密封连接，夹持刀柄的底部为圆盘结构，该圆盘结构与连接底座固定连接并形成有供弹簧‑橡胶弹性元件压紧置入其中的容置腔，所述连接底座与半柔性气囊头通过锁紧螺母连接。本发明专利技术将高阻尼弹性元件串入工业机器人研抛加工系统的工具系统中，以抑制工业机器人研抛加工系统加工过程产生的振动，从而保证工业机器人研抛加工系统的加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头
本专利技术涉及消能减振的气囊工具头领域，尤其涉及一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头。
技术介绍
气囊抛光技术(BonnetPolishing,BP)是一种材料去除效率高、稳定性好、精度高的新兴抛光技术，且因其橡胶气囊的柔性，抛光工具可适应各种面形抛光，可应用在不同场合的抛光，同时由于气囊工具头的高转速控制，常被用于光学元件的快速抛光环节。工业机器人因其开发成本低、自动化程度高、可编程性好、适应性强等优势，在制造业的应用普及率不断升高。结合气囊抛光技术与工业工业机器人的光学元件精密抛光技术，既能满足光学元件快速抛光环节的高效率和高精度的要求，又可以降低开发成本，是十分有效的抛光技术。但由于工业机器人加工系统的整体刚度过低，末端连接高速旋转的气囊工具头，在实际加工过程中较易产生振动现象，进而严重影响光学元件的抛光精度。因此，如何抑制工业机器人研抛加工过程产生的振动是当前工业机器人加工系统应用研究需要解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头，具有消能减振、加速振动衰减的优点。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头，包括从上到下同轴心设置的夹持刀柄、弹簧-橡胶弹性元件、连接底座、半柔性气囊头，且夹持刀柄、弹簧-橡胶弹性元件、连接底座的中心轴线上均开设有相互连通的通气孔。所述夹持刀柄的刀柄轴与气囊抛光工业机器人末端电机轴密封连接，夹持刀柄的底部为圆盘结构，该圆盘结构与连接底座固定连接并形成有供弹簧-橡胶弹性元件压紧置入其中的容置腔，所述连接底座与半柔性气囊头通过锁紧螺母连接。所述弹簧-橡胶弹性元件包括波形弹簧组和橡胶环，所述波形弹簧组位于橡胶环的外周，所述橡胶环的内孔为弹簧-橡胶弹性元件的通气孔。所述波形弹簧组由数片波形弹簧组成，其组合形式采用叠合形式、对合形式或复合形式。所述橡胶环的材质为高阻尼粘弹性橡胶，橡胶环的上下两端面采用粘结密封胶与夹持刀柄和连接底座固结并保证气体通入路径的密封性能。所述连接底座设有用于定位弹簧-橡胶弹性元件的定位导向结构，所述定位导向结构包括1个圆形凸台和若干个扇环凸台；所述圆形凸台位于连接底座的中央，用于橡胶环定位；所述扇环凸台位于圆形凸台的外周并与圆形凸台同心分布，扇环凸台用于波形弹簧组导向。所述扇环凸台均布设有3个，所述扇环凸台和夹持刀柄的圆盘结构上设有相对应的螺栓连接孔，所述夹持刀柄和连接底座上的扇环凸台螺接固定。所述夹持刀柄的圆盘结构与连接底座通过铰制螺栓连接。所述铰制螺栓设有三个，且呈圆周等间距阵列设置。所述连接底座的底部开设有密封圈槽，所述密封圈槽中安装有密封圈。所述连接底座的底部向下延伸凸出设有气囊头定位结构，所述半柔性气囊头通过气囊头定位结构定位与连接底座连接。相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：本专利技术利用高阻尼弹性元件将抛光组件与工业机器人系统隔离开，高阻尼弹性元件增大气囊工具头的阻尼比，提高工业机器人串联系统的消能减振能力，在一定程度上抑制工业机器人研抛加工系统加工过程产生的振动，从而保证工业机器人研抛加工系统的加工精度。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的半剖视示意图；图3为本专利技术的立体分解示意图；图4为无抑振结构气囊工具头自由振动衰减曲线；图5为抑振气囊工具头自由振动衰减曲线。附图标记：1-夹持刀柄；2-铰制螺栓；3-弹簧-橡胶弹性元件；31-橡胶环；32-金属环形薄片；33-波形弹簧组；4-连接底座；5-锁紧螺母；6-密封圈；7-半柔性气囊头；8-定位导向结构；81-扇环凸台；82-圆形凸台；9-底座通气孔；10-橡胶环的内孔；11-刀柄轴；12-刀柄通气孔；13-密封圈槽；14-气囊头定位结构。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术做进一步详细说明。如图1～3所示，本实施例包括从上到下且同轴心设置的夹持刀柄1、弹簧-橡胶弹性元件3、连接底座4、半柔性气囊头7；所述夹持刀柄1、弹簧-橡胶弹性元件3、连接底座4的中心轴线上均开设有相互连通的通气孔；气体通入路径为：夹持刀柄1、弹簧-橡胶弹性元件3、连接底座4、半柔性气囊头7；所述夹持刀柄1的刀柄轴11上设有刀柄密封圈槽与刀柄通气孔12，刀柄轴11与气囊抛光工业机器人末端电机轴连接并用密封圈密封，夹持刀柄1的底部为圆盘结构，该圆盘结构与连接底座4固定连接并形成有供弹簧-橡胶弹性元件3压紧置入其中的容置腔，所述连接底座4与半柔性气囊头7通过锁紧螺母5连接。具体地，所述连接底座4的侧边设有外螺纹，底部设有底座通气孔9、密封圈槽13与气囊头定位结构14，所述气囊头定位结构14由连接底座4的底面向下延伸凸出，半柔性气囊头7由气囊头定位结构14定位，密封圈6安装在密封圈槽13中，通过锁紧螺母5将连接底座4、密封圈6与半柔性气囊头7紧密连接。所述弹簧-橡胶弹性元件3包括波形弹簧组33与橡胶环31，所述波形弹簧组33位于橡胶环31的外周，橡胶环的内孔10即为弹簧-橡胶弹性元件3的通气孔。所述波形弹簧组33由数片波形弹簧组成，其组合形式可采用叠合形式、对合形式或复合形式。此处举一具体实例但实际使用不仅限于此：以20片波形弹簧为例，其中每10片波形弹簧叠合形成叠合波簧组，而2组叠合波形弹簧组经由一片金属环形薄片32相互对合形成复合波簧组。复合波簧组为减振结构提供主要的刚度性能及少量摩擦阻尼，缓冲减振并避免气囊工具头加工时形变过大。所述橡胶环31所用材料为高阻尼粘弹性橡胶，为气囊减振结构主要耗能元件，起吸能消振效果。高阻尼粘弹性橡胶环31上下两端面涂抹足量粘结密封胶与夹持刀柄1和连接底座4固结并保证气体通入路径的密封性能。所述连接底座4的上端面设有用于定位弹簧-橡胶弹性元件3的定位导向结构8，其由3个扇环凸台81与1个圆形凸台82组成；所述圆形凸台82位于连接底座4的中央，用于橡胶环31定位；所述扇环凸台81均布位于圆形凸台82的外周并与圆形凸台82同心分布，用于波形弹簧组33导向。所述扇环凸台81和夹持刀柄1的圆盘结构上设有相对应的螺栓连接孔，相对应地，所述铰制螺栓2设有三个，且呈圆周等间距阵列设置；所述夹持刀柄1和连接底座4上的扇环凸台81通过铰制螺栓2连接并进行一定预紧。所述弹簧-橡胶弹性元件3置于定位导向结构8中并由夹持刀柄1与连接底座4经由预紧的铰制螺栓2将其压紧。所述气囊工具头以弹簧-橡胶弹性元件作为工业机器人串联系统中的一环，将抛光组件与工业机器人系统隔离。弹簧-橡胶弹性元件提高气囊工具头的阻尼系数，增大气囊工具头消能减振能力，有效抑制抛光工业机器人振动。本实施例的具体操作方法如下：使用时先将本实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头，其特征在于：包括从上到下同轴心设置的夹持刀柄、弹簧-橡胶弹性元件、连接底座、半柔性气囊头，且夹持刀柄、弹簧-橡胶弹性元件、连接底座的中心轴线上均开设有相互连通的通气孔；/n所述夹持刀柄的刀柄轴与气囊抛光工业机器人末端电机轴密封连接，夹持刀柄的底部为圆盘结构，该圆盘结构与连接底座固定连接并形成有供弹簧-橡胶弹性元件压紧置入其中的容置腔，所述连接底座与半柔性气囊头通过锁紧螺母连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头，其特征在于：包括从上到下同轴心设置的夹持刀柄、弹簧-橡胶弹性元件、连接底座、半柔性气囊头，且夹持刀柄、弹簧-橡胶弹性元件、连接底座的中心轴线上均开设有相互连通的通气孔；
所述夹持刀柄的刀柄轴与气囊抛光工业机器人末端电机轴密封连接，夹持刀柄的底部为圆盘结构，该圆盘结构与连接底座固定连接并形成有供弹簧-橡胶弹性元件压紧置入其中的容置腔，所述连接底座与半柔性气囊头通过锁紧螺母连接。


2.如权利要求1所述的一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头，其特征在于：所述弹簧-橡胶弹性元件包括波形弹簧组和橡胶环，所述波形弹簧组位于橡胶环的外周，所述橡胶环的内孔为弹簧-橡胶弹性元件的通气孔。


3.如权利要求2所述的一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头，其特征在于：所述波形弹簧组由数片波形弹簧组成，其组合形式采用叠合形式、对合形式或复合形式。


4.如权利要求2所述的一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头，其特征在于：所述橡胶环的材质为高阻尼粘弹性橡胶，橡胶环的上下两端面采用粘结密封胶与夹持刀柄和连接底座固结并保证气体通入路径的密封性能。


5.如权利要求1所述的一种工业机器人研抛加工系统的抑振气囊工具头...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振忠，陆锋，林泽文，
申请(专利权)人：厦门大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44