工业机器人自动砂光抛光装置制造方法及图纸

工业机器人自动砂光抛光装置，涉及一种以工业机器人为核心，由工业机器人、自动变位夹具、浮动抛磨机床、软件自动力控编程组成，该装置可以对复杂外型的零件进行砂光和抛光，特别适合对水龙头、五金、叶片等的加工；方法是装在工业机器人末端的自动变位夹具对零件进行自动夹持，根据零件砂光或抛光的不同区域，对工业机器人的位置与姿态进行调整，使砂光或抛光的区域与浮动抛磨机床的砂带接触，并保持一定的接触力，接触力大小由力控轮控制，当零件的整个表面编程完成后，利用工业机器人再现编程时的动作，对批量相同外型的零件进行砂光或抛光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动化加工装备，主要用于制造业中的零件砂光和抛光，该装备 利用工业机器人的灵活性，配合浮动轮系、自动变位夹具、力控编程单元等，对复杂外型零 件进行自动化、程序化控制加工，它特别适用于对水龙头、水暖装饰件、五金、发动机叶片等 零件加工。
技术介绍
在制造业中，铸造零件的砂光和加工零件的抛光是零件成型中的重要工序，对于 复杂外型零件，无法利用专用机床进行加工，一般采用人工加工方法，人工加工存在产品一 致性差、效率低等问题，更为严重的是砂光和抛光过程中产生粉尘，严重影响工人的身心健康。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工业机器人自动砂光抛光装置，以工业机器人为核 心建立自动化加工系统，一方面保证加工产品的质量，提高生产效率，另一方面避免粉尘对 工人的伤害，保护工人的身心健康。本专利技术的技术解决方案是该自动砂光抛光装置由工业机器人、自动变位夹具、浮 动抛磨机床、软件自动力控编程、去毛刺砂轮、零件定位机构组成，自动变位夹具安装在工 业机器人的末端，用于自动对加工零件进行夹持，通过夹具的自动变位，在浮动抛磨机床上 对零件的任意区域进行砂光和抛光；浮动抛磨机床与安装有自动变位夹具的工业机器人相 配合，利用抛磨机床上的砂带对夹具上夹持的零件进行砂光和抛光，抛磨机床上设计有砂 带调偏机构、浮动机构、砂带自动张紧机构、砂带磨损自动补偿机构以及辅助轮自动转换机 构；软件自动力控编程系统，涉及零件砂光和抛光时的力精确控制，该编程系统的其核心是 力控轮，力控轮由轮外廓、电阻应变片梁、电阻应变片、放大电路组成，电阻应变片粘合在梁 上，该力控轮检测零件对砂带的压力、零件与抛磨轮的相互姿态关系，力控轮将参数力信号 转换成电信号，通过工业机器人模拟口输入到工业机器人控制器中，控制器根据算法对零 件所受的压力和零件姿态进行调整，达到设定的压力和姿态；去毛刺砂轮去除零件表面的 毛刺，它采用浮动结构，利用位置量控制砂轮去除零件表面凸出的毛刺；零件定位机构是表 面安装有定位圆柱的托盘，零件上的孔插入托盘上的定位圆柱，从而对零件进行精确定位， 自动变位夹具的两个手指插入零件上的安装孔，对零件进行精确的抓取。其中，自动变位夹具与抛磨机床配合，在工业机器人关节空间内对零件的所有外 表面进行加工，它采用外部定位块与工业机器人相配合，确定夹具的变位角度，变位完成 后，利用汽缸和定位销对夹具进行锁紧；自动变位夹具的另一个特征是夹具手指的设计，它 采用特殊结构设计，对零件进行精确定位和抓取。其中，浮动抛磨机床由砂带调偏机构、轮系浮动机构、砂带自动张紧机构、砂带磨 损自动补偿机构和辅助轮自动转换机构组成，浮动抛磨机床有砂带调偏机构，用于砂带的调偏，防止砂带从带轮上滑脱；浮动抛磨机床有轮系浮动机构，使轮系在两个方向进行浮 动，该浮动机构一方面使砂光和抛光具有柔性，另一方面补偿零件铸造、零件夹持产生的误 差，浮动机构采用导轨、弹簧结构和转台、弹簧结构；浮动抛磨机床有砂带自动张紧机构，利 用汽缸控制砂带张紧，具有恒定的张紧力，为便于砂带 的自动更换，采用弹簧预张紧结构； 浮动抛磨机床有砂带磨损自动补偿机构，在砂带磨损后，利用电机、丝杆结构对砂带与零件 间的接触力进行控制，通过增加零件对砂带的正压力补偿砂带的磨损；浮动抛磨机床有辅 助轮自动转换机构，对于规则的零件表面采用大的橡胶轮砂光和抛光，对于复杂的不规则 表面利用一组可转换的特殊结构的辅助轮系进行砂光和抛光，采用气动马达、槽轮结构对 辅助轮系进行自动转换控制。其中，自动力控编程方法的核心是力控轮，力控轮由轮外廓、电阻应变片梁和电阻 应变片构成，电阻应变片粘合在电阻应变片梁上，共有四组，当零件与力控轮接触时，通过 不同应变片上的电压变化，获得零件与力控轮的接触力大小、零件与力控轮外圆轮廓的接 触情况，电阻应变片的电压变化信号放大后，通过工业机器人的模拟输入口输入到工业机 器人控制器中，利用工业机器人程序，对零件与力控轮的压力、零件与力控轮的接触情况进 行自动调整，达到设计定的压力值和正确的接触状态。其中，去毛刺砂轮由浮动导轨、砂轮和电机组成，在零件砂光抛光前，利用砂轮去 除零件表面上的毛刺，去毛刺量由浮动导轨的位移量确定。其中，零件定位机构由托盘和定位圆柱组成，定位圆柱等间隔固定在托盘的上表 面，定位圆柱用于精确定位零件上的孔，便于自动变位夹具上的手指精确抓取零件。本专利技术具有以下优点1、工业机器人根据编制的程序，利用自动变位夹具对零件 进行夹持，在浮动抛磨机床上对零件的外型进行砂光和抛光；2、自动变位夹具具有自动变 位的功能，便于在工业机器人关节空间内对零件的任意区域进行砂光和抛光；3、浮动抛磨 机床具有前后和左右浮动功能，一方面使加工过程具有柔性接触能力，另一方面可以补偿 零件夹持、铸造、编程时存在的误差，浮动抛磨机床上具有气动张紧汽缸、砂带磨损自动补 偿机构以及辅助轮自动转换机构，它们分别对砂带进行自动的恒力张紧、对磨损后的砂带 自动进行位置补偿、利用不同的小轮对零件的特殊外型区域进行砂光和抛光；4、软件自动 力控制编程，利用力控轮与工业机器人构成闭环反馈系统，它可以根据给定力大小，自动对 工业机器人夹持的零件位置与姿态进行调整，使零件与浮动抛磨机床砂带具有正确的位置 和姿态，同时，保证零件与砂带的接触区域满足一定力的要求，精确控制砂光和抛光力；5、 去毛刺砂轮是在零件砂光和抛光前，利用砂轮去除零件上的毛刺，提高后期的砂光和抛光 效率；6、零件定位机构保证零件抓取的定位精度，使零件加工时去除量一致。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为自动变位夹具平面结构示意图。图3为自动变位夹具立体结构示意图。图4为图2的手指另一种设计平面示意图。图5为图4的手指立体示意图。图6为图5的偏心轮示意图。 图7为浮动抛磨机床的平面展开示意图。图8为浮动抛磨机床的立体展开示意图。图9为两个浮动抛磨机床水平布置示意图。图10为多个水平布置浮动抛磨机床俯视图。图11为浮动抛磨机床垂直布置示意图。图12为图11的左视图。图13为软件自动力控制编程系统的展开示意图。图14为图13的立体示意图力控轮立体结构示意图。图15为去毛刺砂轮结构示意图。图16为零件定位机构结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，该自动砂光抛光装置由工业机器人3、自动变位夹具4、浮动抛磨机床 6、软件自动力控编程、去毛刺砂轮5、零件定位机构组成，自动变位夹具4安装在工业机器 人3的末端，用于自动对加工零件进行夹持，通过夹具的自动变位，在浮动抛磨机床6上对 零件的任意区域进行砂光和抛光；浮动抛磨机床6与安装有自动变位夹具4的工业机器人 3相配合，利用抛磨机床上的砂带对夹具上夹持的零件进行砂光和抛光，抛磨机床上设计有 砂带调偏机构、浮动机构、砂带自动张紧机构、砂带磨损自动补偿机构以及辅助轮自动转换 机构；软件自动力控编程系统，涉及零件砂光和抛光时的力精确控制，该编程系统的其核心 是力控轮，力控轮由轮外廓、电阻应变片梁、电阻应变片、放大电路组成，电阻应变片粘合在 梁上，该力控轮检测零件对砂带的压力、零件与抛磨轮的相互姿态关系，将力控轮受到的力 信号参数转换成电信号，通过工业机器人模拟口输入到工业机器人控本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　工业机器人自动砂光抛光装置，其特征在于：该自动砂光抛光装置由工业机器人、自动变位夹具、浮动抛磨机床、软件自动力控编程、去毛刺砂轮、零件定位机构组成，自动变位夹具安装在工业机器人的末端，用于自动对加工零件进行夹持，通过夹具的自动变位，在浮动抛磨机床上对零件的任意区域进行砂光和抛光；浮动抛磨机床与安装有自动变位夹具的工业机器人相配合，利用抛磨机床上的砂带对夹具上夹持的零件进行砂光和抛光，抛磨机床上设计有砂带调偏机构、浮动机构、砂带自动张紧机构、砂带磨损自动补偿机构以及辅助轮自动转换机构；软件自动力控编程，涉及零件砂光和抛光时的力精确控制，该编程的核心是力控轮，力控轮由轮外廓、电阻应变片梁、电阻应变片、放大电路组成，电阻应变片粘合在梁上，该力控轮检测零件对砂带的压力、零件与抛磨轮的相互姿态关系，力控轮将力信号参数转换成电信号，通过工业机器人模拟口输入到工业机器人控制器中，控制器根据算法对零件所受的压力和姿态进行调整，达到设定的压力和姿态；去毛刺砂轮去除零件表面的毛刺，它采用浮动结构，利用位置量控制砂轮去除零件表面凸出的毛刺；零件定位机构是表面安装有定位圆柱的托盘，零件上的孔插入托盘上的定位圆柱，从而对零件进行精确定位，自动变位夹具的两个手指插入零件上的安装孔，对零件进行精确的抓取。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：席文飞，
申请(专利权)人：席文飞，
类型：发明
国别省市：32