一種用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，包括依次連接的快換公盤(pán)、快換母盤(pán)、末端法蘭、柔性法蘭、自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)、電主軸夾持裝置、電主軸；快換公盤(pán)與快換母盤(pán)之間可拆卸連接；電主軸夾持裝置與自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)之間可拆卸連接。本發(fā)明通過(guò)引入柔性法蘭可以實(shí)現(xiàn)電主軸在打磨拋光過(guò)程中法向力實(shí)時(shí)可控可調(diào)整。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人替代人工的自動(dòng)化拋光，解決打磨拋光現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境對(duì)工人的健康損害。該裝置保持恒定的打磨拋光力，解決了機(jī)器人固定的加工軌跡與工件公差的匹配問(wèn)題，維持穩(wěn)定的拋光工藝參數(shù)，充分利用機(jī)器人的高承載力和穩(wěn)定性，極大的提高打磨拋光效率，降低耗材成本，延長(zhǎng)工具使用壽命，保證一致的高品質(zhì)的拋光質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及柔性打磨電主軸，具體地，涉及用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應(yīng)用于精密加工的小型電主軸大多應(yīng)用于機(jī)床設(shè)備，處理機(jī)加工后的導(dǎo)角，去毛刺和表面拋光等，機(jī)床自身剛性強(qiáng)，位置精度高，加工軌跡一致性好，但無(wú)法自適應(yīng)工件表面的微小公差變化，較難做到表面質(zhì)量的高精度。而且受機(jī)床結(jié)構(gòu)的限制，和機(jī)器人相比，其應(yīng)用的擴(kuò)展性差，變更工藝周期長(zhǎng)。
[0003]目前還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)用于機(jī)器人的小型電主軸加工裝置，將小型電主軸應(yīng)用于機(jī)器人，充分發(fā)揮工藝機(jī)器人柔性生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，變更工藝方便，可達(dá)性好，可擴(kuò)展性好。通過(guò)恒力加工，有效地提高了拋光效率，降低拋光耗材成本，延長(zhǎng)工具使用壽命，保證一致的高品質(zhì)的拋光質(zhì)量。通過(guò)控制系統(tǒng)記錄拋光過(guò)程中的參數(shù)變化，可以分析優(yōu)化工藝配方，推動(dòng)自動(dòng)化向柔性生產(chǎn)再向智能化生產(chǎn)升級(jí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的一種用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，包括依次連接的末端法蘭、柔性法蘭、自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)、電主軸夾持裝置、電主軸；
[0006]電主軸夾持裝置與自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)之間可拆卸連接。
[0007]優(yōu)選地，還包括快換公盤(pán)、快換母盤(pán);快換公盤(pán)與快換母盤(pán)之間可拆卸連接;快換公盤(pán)、快換母盤(pán)、末端法蘭依次連接；
[0008]快換公盤(pán)緊固設(shè)置有凸出的鋼珠，快換母盤(pán)設(shè)置有與鋼珠匹配的卡槽，快換公盤(pán)通過(guò)鋼珠卡入卡槽的方式與快換母盤(pán)可拆卸連接。
[0009]優(yōu)選地，所述自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)，包括鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K、導(dǎo)向連接塊、側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向塊；
[0010]側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)的一端位于鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的外部，側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)的另一端位于鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的內(nèi)部，且連接導(dǎo)向塊；
[0011 ]導(dǎo)向塊能夠在鎖定位置與解鎖位置之間滑動(dòng)；
[0012]當(dāng)導(dǎo)向塊位于鎖定位置時(shí)，導(dǎo)向塊與鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K能夠共同夾持住導(dǎo)向連接塊；
[0013]當(dāng)導(dǎo)向塊位于解鎖位置時(shí)，導(dǎo)向連接塊不受導(dǎo)向塊與鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的夾持。
[0014]優(yōu)選地，導(dǎo)向塊僅能夠沿一直線(xiàn)滑動(dòng)。
[0015]優(yōu)選地，還包括導(dǎo)軌固定塊；
[0016]導(dǎo)軌固定塊設(shè)置有機(jī)械凹槽，導(dǎo)向塊沿所述機(jī)械凹槽滑動(dòng)。
[0017]優(yōu)選地，還包括下端鎖死機(jī)構(gòu)；
[0018]當(dāng)導(dǎo)向塊位于鎖定位置時(shí)，下端鎖死機(jī)構(gòu)的插銷(xiāo)能夠穿過(guò)鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K插入到導(dǎo)向塊的銷(xiāo)孔中，將導(dǎo)向塊固定在鎖定位置；
[0019]鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K貫穿設(shè)置有定位孔，側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)由鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的外部穿過(guò)定位孔延伸入鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的內(nèi)部。
[0020]優(yōu)選地，鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的一端沿法向延伸出凸部，導(dǎo)向塊朝向所述凸部的一端設(shè)置有第一斜面，導(dǎo)向連接塊相對(duì)凸部的一端設(shè)置有與第一斜面匹配的第二斜面；當(dāng)導(dǎo)向塊位于鎖定位置時(shí)，第一斜面與第二斜面緊密貼合；當(dāng)導(dǎo)向塊位于解鎖位置時(shí)，第一斜面與第二斜面相分離。
[0021]優(yōu)選地，所述電主軸夾持裝置，包括依次連接的電主軸下端半圓環(huán)連接塊、三角連接塊、電主軸上端半圓環(huán)連接塊、連接過(guò)渡板，還包括電主軸上端半圓卡環(huán)、電主軸下端半圓卡環(huán)；
[0022]電主軸被卡在相互連接的電主軸上端半圓卡環(huán)與電主軸上端半圓環(huán)連接塊之間，且被卡在相互連接的電主軸下端半圓卡環(huán)與電主軸下端半圓環(huán)連接塊之間。
[0023]優(yōu)選地，連接過(guò)渡板緊固連接導(dǎo)向連接塊。
[0024]優(yōu)選地，電主軸的軸線(xiàn)與柔性法蘭的軸線(xiàn)在同一水平線(xiàn)上。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0026]本發(fā)明通過(guò)引入柔性法蘭可以實(shí)現(xiàn)電主軸在打磨拋光過(guò)程中法向力實(shí)時(shí)可控可調(diào)整。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人替代人工的高效高質(zhì)自動(dòng)化拋光，解決打磨拋光現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境對(duì)工人的健康損害。該裝置對(duì)打磨拋光法向力實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)實(shí)際受力與設(shè)定的打磨拋光力不一致時(shí)，柔性法蘭能夠?qū)崟r(shí)地自適應(yīng)伸縮，保持恒定的打磨拋光力。很好的解決了機(jī)器人固定的加工軌跡與工件公差的匹配問(wèn)題，維持穩(wěn)定的拋光工藝參數(shù)，同時(shí)可以實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)機(jī)器人的行進(jìn)速度和拋光力，實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同工件，材質(zhì)，磨料來(lái)設(shè)定最佳的工藝配方。充分利用機(jī)器人的高承載力和穩(wěn)定性，極大的提高打磨拋光效率，降低耗材成本，延長(zhǎng)工具使用壽命，保證一致的高品質(zhì)的拋光質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0027]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0028]圖1為用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2為用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置的裝配圖。
[0030]圖3為用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置中自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)的爆炸圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置包括與機(jī)器人末端(例如第六軸)連接的快換公盤(pán)1、與柔性法蘭3連接的末端法蘭2、柔性法蘭3、鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4、導(dǎo)向連接塊5、電主軸上端半圓卡環(huán)6、電主軸7、電主軸下端半圓卡環(huán)8、電主軸下端半圓環(huán)連接塊9、三角連接塊10、電主軸上端半圓環(huán)連接塊11、連接過(guò)渡板12、下端鎖死機(jī)構(gòu)13、側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)14、導(dǎo)向塊15、導(dǎo)軌固定塊16、與柔性法蘭3通過(guò)末端法蘭2連接的快換母盤(pán)17，快換公盤(pán)I設(shè)置有鋼珠，快換母盤(pán)17設(shè)置有卡槽;在氣動(dòng)控制下，通過(guò)鋼珠對(duì)卡槽的卡進(jìn)與卡出，實(shí)現(xiàn)快換公盤(pán)I與快換母盤(pán)17之間的連接與開(kāi)合。
[0033]快換母盤(pán)17與末端法蘭2之間、末端法蘭2與柔性法蘭3之間均通過(guò)螺栓連接，柔性法蘭3和鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4之間通過(guò)螺栓連接，鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4和導(dǎo)向連接塊5之間通過(guò)螺栓連接，導(dǎo)向連接塊5和連接過(guò)渡板12通過(guò)螺栓連接，電主軸上端半圓卡環(huán)6和電主軸上端半圓環(huán)連接塊11之間通過(guò)螺栓連接，電主軸下端半圓卡環(huán)8和電主軸下端半圓環(huán)連接塊9之間通過(guò)螺栓連接，電主軸下端半圓環(huán)連接塊9、三角連接塊10、電主軸上端半圓環(huán)連接塊11和連接過(guò)渡板12之間依次通過(guò)螺栓連接，下端鎖死機(jī)構(gòu)13和鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4之間通過(guò)螺栓連接，側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)14和鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4之間通過(guò)螺栓連接，導(dǎo)向塊15通過(guò)導(dǎo)軌固定塊16之間的機(jī)械凹槽與鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4之間連接，導(dǎo)軌固定塊16與鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4之間通過(guò)螺栓連接。
[0034]與機(jī)器人第六軸連接的快換公盤(pán)I和快換母盤(pán)17組成一組快換裝置，通過(guò)該快換裝置可以快速實(shí)現(xiàn)電主軸打磨裝置與機(jī)器人六軸之間的開(kāi)合，且保證在連接過(guò)程中不發(fā)生滑移與偏轉(zhuǎn)。如圖3所示，鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4、導(dǎo)向連接塊5、下端鎖死機(jī)構(gòu)13、側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)14、導(dǎo)向塊15和導(dǎo)軌固定塊16組成一個(gè)自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)，導(dǎo)軌固定塊16與導(dǎo)向塊15之間通過(guò)機(jī)械凹槽保證導(dǎo)向塊15在側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)14伸縮方向上進(jìn)行滑動(dòng)且不發(fā)生偏移，導(dǎo)向連接塊5通過(guò)導(dǎo)向塊15單向運(yùn)動(dòng)將其卡死在固定位置，保證其不發(fā)生滑移，側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)14通過(guò)推動(dòng)推桿從而推動(dòng)導(dǎo)向塊15將導(dǎo)向連接塊5鎖死，下端鎖死機(jī)構(gòu)13通過(guò)推動(dòng)推桿，當(dāng)側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)14推桿到達(dá)鎖死位置時(shí)候?qū)⑵涔潭ㄔ诠潭ㄎ恢茫乐蛊浒l(fā)生偏移與滑動(dòng)，通過(guò)該鎖死機(jī)構(gòu)可以保證打磨過(guò)程中導(dǎo)向連接塊5保持在固定位置不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而間接保證電主軸7軸線(xiàn)和柔性法蘭3軸線(xiàn)在同一水平線(xiàn)上，通過(guò)該鎖死機(jī)構(gòu)可以方便實(shí)現(xiàn)電主軸的拆卸與安裝。通過(guò)電主軸上端半圓卡環(huán)6、電主軸下端半圓卡環(huán)8、電主軸下端半圓環(huán)連接塊9、三角連接塊10、電主軸上端半圓環(huán)連接塊11和連接過(guò)渡板12組成一個(gè)電主軸夾持裝置，通過(guò)該電主軸夾持裝置可以保證電主軸在打磨過(guò)程中不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)與滑移，同時(shí)保證電主軸7軸線(xiàn)與柔性法蘭3軸線(xiàn)在同一水平線(xiàn)上，從而方便實(shí)時(shí)調(diào)整打磨法向力與打磨法向力方向上的位移補(bǔ)償。
[0035]鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K4的一端沿法向延伸出凸部18，導(dǎo)向塊15朝向所述凸部18的一端設(shè)置有第一斜面19，導(dǎo)向連接塊5相對(duì)凸部18的一端設(shè)置有與第一斜面19匹配的第二斜面20;當(dāng)導(dǎo)向塊15位于鎖定位置時(shí)，第一斜面19與第二斜面20緊密貼合;當(dāng)導(dǎo)向塊15位于解鎖位置時(shí)，第一斜面19與第二斜面20相分離。
[0036]其中，柔性法蘭(ACF，Active contact flange)，也稱(chēng)自適應(yīng)接觸法蘭，是一款能夠保持機(jī)器人末端工具手法蘭與工件加工接觸面接觸力恒定的設(shè)備，基于氣動(dòng)、模擬量控制，其高精度與高靈敏度的控制，能夠保證工具手法蘭與加工面之間的接觸力控制在±1N以?xún)?nèi)，特別適用于打磨、拋光等應(yīng)用場(chǎng)合。根據(jù)不同選型，其壓力范圍可選為0-100N或0-500N，伸縮行程可選35.5mm、48mm、98mm等，可選帶重力感應(yīng)傳感器以克服自身重力，從而適應(yīng)任意加工角度的應(yīng)用。
[0037]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，包括依次連接的末端法蘭、柔性法蘭、自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)、電主軸夾持裝置、電主軸； 電主軸夾持裝置與自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)之間可拆卸連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，還包括快換公盤(pán)、快換母盤(pán);快換公盤(pán)與快換母盤(pán)之間可拆卸連接;快換公盤(pán)、快換母盤(pán)、末端法蘭依次連接； 快換公盤(pán)緊固設(shè)置有凸出的鋼珠，快換母盤(pán)設(shè)置有與鋼珠匹配的卡槽，快換公盤(pán)通過(guò)鋼珠卡入卡槽的方式與快換母盤(pán)可拆卸連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，所述自動(dòng)鎖死機(jī)構(gòu)，包括鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K、導(dǎo)向連接塊、側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向塊； 側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)的一端位于鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的外部，側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)的另一端位于鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的內(nèi)部，且連接導(dǎo)向塊； 導(dǎo)向塊能夠在鎖定位置與解鎖位置之間滑動(dòng)； 當(dāng)導(dǎo)向塊位于鎖定位置時(shí)，導(dǎo)向塊與鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K能夠共同夾持住導(dǎo)向連接塊； 當(dāng)導(dǎo)向塊位于解鎖位置時(shí)，導(dǎo)向連接塊不受導(dǎo)向塊與鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的夾持。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，導(dǎo)向塊僅能夠沿一直線(xiàn)滑動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，還包括導(dǎo)軌固定塊； 導(dǎo)軌固定塊設(shè)置有機(jī)械凹槽，導(dǎo)向塊沿所述機(jī)械凹槽滑動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，還包括下端鎖死機(jī)構(gòu)； 當(dāng)導(dǎo)向塊位于鎖定位置時(shí)，下端鎖死機(jī)構(gòu)的插銷(xiāo)能夠穿過(guò)鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K插入到導(dǎo)向塊的銷(xiāo)孔中，將導(dǎo)向塊固定在鎖定位置； 鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K貫穿設(shè)置有定位孔，側(cè)邊鎖死機(jī)構(gòu)由鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的外部穿過(guò)定位孔延伸入鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的內(nèi)部。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，鎖死機(jī)構(gòu)內(nèi)凹?jí)K的一端沿法向延伸出凸部，導(dǎo)向塊朝向所述凸部的一端設(shè)置有第一斜面，導(dǎo)向連接塊相對(duì)凸部的一端設(shè)置有與第一斜面匹配的第二斜面；當(dāng)導(dǎo)向塊位于鎖定位置時(shí)，第一斜面與第二斜面緊密貼合;當(dāng)導(dǎo)向塊位于解鎖位置時(shí)，第一斜面與第二斜面相分離。8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，所述電主軸夾持裝置，包括依次連接的電主軸下端半圓環(huán)連接塊、三角連接塊、電主軸上端半圓環(huán)連接塊、連接過(guò)渡板，還包括電主軸上端半圓卡環(huán)、電主軸下端半圓卡環(huán)； 電主軸被卡在相互連接的電主軸上端半圓卡環(huán)與電主軸上端半圓環(huán)連接塊之間，且被卡在相互連接的電主軸下端半圓卡環(huán)與電主軸下端半圓環(huán)連接塊之間。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，連接過(guò)渡板緊固連接導(dǎo)向連接塊。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，電主軸的軸線(xiàn)與柔性法蘭的軸線(xiàn)在同一水平線(xiàn)上。
【文檔編號(hào)】B24B29/02GK105856047SQ201610414997
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】李山, 黃新春, 王道清, 胡建勇, 胡小龍, 楊偉, 謝少波
【申請(qǐng)人】西北工業(yè)大學(xué), 禹奕智能科技（上海）有限公司