一種用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于機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、快換母盤、末端法蘭、柔性法蘭、自動鎖死機構、電主軸夾持裝置、電主軸；快換公盤與快換母盤之間可拆卸連接；電主軸夾持裝置與自動鎖死機構之間可拆卸連接。本發明通過引入柔性法蘭可以實現電主軸在打磨拋光過程中法向力實時可控可調整。實現機器人替代人工的自動化拋光，解決打磨拋光現場惡劣環境對工人的健康損害。該裝置保持恒定的打磨拋光力，解決了機器人固定的加工軌跡與工件公差的匹配問題，維持穩定的拋光工藝參數，充分利用機器人的高承載力和穩定性，極大的提高打磨拋光效率，降低耗材成本，延長工具使用壽命，保證一致的高品質的拋光質量。
【專利說明】
一種用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置
技術領域
[0001]本發明涉及柔性打磨電主軸，具體地，涉及用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置。
【背景技術】
[0002]目前應用于精密加工的小型電主軸大多應用于機床設備，處理機加工后的導角，去毛刺和表面拋光等，機床自身剛性強，位置精度高，加工軌跡一致性好，但無法自適應工件表面的微小公差變化，較難做到表面質量的高精度。而且受機床結構的限制，和機器人相比，其應用的擴展性差，變更工藝周期長。
[0003]目前還沒有專門用于機器人的小型電主軸加工裝置，將小型電主軸應用于機器人，充分發揮工藝機器人柔性生產的優勢，變更工藝方便，可達性好，可擴展性好。通過恒力加工，有效地提高了拋光效率，降低拋光耗材成本，延長工具使用壽命，保證一致的高品質的拋光質量。通過控制系統記錄拋光過程中的參數變化，可以分析優化工藝配方，推動自動化向柔性生產再向智能化生產升級。

【發明內容】

[0004]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置。
[0005]根據本發明提供的一種用于機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、自動鎖死機構、電主軸夾持裝置、電主軸；
[0006]電主軸夾持裝置與自動鎖死機構之間可拆卸連接。
[0007]優選地，還包括快換公盤、快換母盤;快換公盤與快換母盤之間可拆卸連接;快換公盤、快換母盤、末端法蘭依次連接；
[0008]快換公盤緊固設置有凸出的鋼珠，快換母盤設置有與鋼珠匹配的卡槽，快換公盤通過鋼珠卡入卡槽的方式與快換母盤可拆卸連接。
[0009]優選地，所述自動鎖死機構，包括鎖死機構內凹塊、導向連接塊、側邊鎖死機構、導向塊；
[0010]側邊鎖死機構的一端位于鎖死機構內凹塊的外部，側邊鎖死機構的另一端位于鎖死機構內凹塊的內部，且連接導向塊；
[0011 ]導向塊能夠在鎖定位置與解鎖位置之間滑動；
[0012]當導向塊位于鎖定位置時，導向塊與鎖死機構內凹塊能夠共同夾持住導向連接塊；
[0013]當導向塊位于解鎖位置時，導向連接塊不受導向塊與鎖死機構內凹塊的夾持。
[0014]優選地，導向塊僅能夠沿一直線滑動。
[0015]優選地，還包括導軌固定塊；
[0016]導軌固定塊設置有機械凹槽，導向塊沿所述機械凹槽滑動。
[0017]優選地，還包括下端鎖死機構；
[0018]當導向塊位于鎖定位置時，下端鎖死機構的插銷能夠穿過鎖死機構內凹塊插入到導向塊的銷孔中，將導向塊固定在鎖定位置；
[0019]鎖死機構內凹塊貫穿設置有定位孔，側邊鎖死機構由鎖死機構內凹塊的外部穿過定位孔延伸入鎖死機構內凹塊的內部。
[0020]優選地，鎖死機構內凹塊的一端沿法向延伸出凸部，導向塊朝向所述凸部的一端設置有第一斜面，導向連接塊相對凸部的一端設置有與第一斜面匹配的第二斜面；當導向塊位于鎖定位置時，第一斜面與第二斜面緊密貼合；當導向塊位于解鎖位置時，第一斜面與第二斜面相分離。
[0021]優選地，所述電主軸夾持裝置，包括依次連接的電主軸下端半圓環連接塊、三角連接塊、電主軸上端半圓環連接塊、連接過渡板，還包括電主軸上端半圓卡環、電主軸下端半圓卡環；
[0022]電主軸被卡在相互連接的電主軸上端半圓卡環與電主軸上端半圓環連接塊之間，且被卡在相互連接的電主軸下端半圓卡環與電主軸下端半圓環連接塊之間。
[0023]優選地，連接過渡板緊固連接導向連接塊。
[0024]優選地，電主軸的軸線與柔性法蘭的軸線在同一水平線上。
[0025]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0026]本發明通過引入柔性法蘭可以實現電主軸在打磨拋光過程中法向力實時可控可調整。實現機器人替代人工的高效高質自動化拋光，解決打磨拋光現場惡劣環境對工人的健康損害。該裝置對打磨拋光法向力實時監控，當實際受力與設定的打磨拋光力不一致時，柔性法蘭能夠實時地自適應伸縮，保持恒定的打磨拋光力。很好的解決了機器人固定的加工軌跡與工件公差的匹配問題，維持穩定的拋光工藝參數，同時可以實時地調節機器人的行進速度和拋光力，實現根據不同工件，材質，磨料來設定最佳的工藝配方。充分利用機器人的高承載力和穩定性，極大的提高打磨拋光效率，降低耗材成本，延長工具使用壽命，保證一致的高品質的拋光質量。
【附圖說明】
[0027]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0028]圖1為用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置的整體結構圖。
[0029]圖2為用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置的裝配圖。
[0030]圖3為用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置中自動鎖死機構的爆炸圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0032]如圖1、圖2所示，本發明提供的用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置包括與機器人末端(例如第六軸)連接的快換公盤1、與柔性法蘭3連接的末端法蘭2、柔性法蘭3、鎖死機構內凹塊4、導向連接塊5、電主軸上端半圓卡環6、電主軸7、電主軸下端半圓卡環8、電主軸下端半圓環連接塊9、三角連接塊10、電主軸上端半圓環連接塊11、連接過渡板12、下端鎖死機構13、側邊鎖死機構14、導向塊15、導軌固定塊16、與柔性法蘭3通過末端法蘭2連接的快換母盤17，快換公盤I設置有鋼珠，快換母盤17設置有卡槽;在氣動控制下，通過鋼珠對卡槽的卡進與卡出，實現快換公盤I與快換母盤17之間的連接與開合。
[0033]快換母盤17與末端法蘭2之間、末端法蘭2與柔性法蘭3之間均通過螺栓連接，柔性法蘭3和鎖死機構內凹塊4之間通過螺栓連接，鎖死機構內凹塊4和導向連接塊5之間通過螺栓連接，導向連接塊5和連接過渡板12通過螺栓連接，電主軸上端半圓卡環6和電主軸上端半圓環連接塊11之間通過螺栓連接，電主軸下端半圓卡環8和電主軸下端半圓環連接塊9之間通過螺栓連接，電主軸下端半圓環連接塊9、三角連接塊10、電主軸上端半圓環連接塊11和連接過渡板12之間依次通過螺栓連接，下端鎖死機構13和鎖死機構內凹塊4之間通過螺栓連接，側邊鎖死機構14和鎖死機構內凹塊4之間通過螺栓連接，導向塊15通過導軌固定塊16之間的機械凹槽與鎖死機構內凹塊4之間連接，導軌固定塊16與鎖死機構內凹塊4之間通過螺栓連接。
[0034]與機器人第六軸連接的快換公盤I和快換母盤17組成一組快換裝置，通過該快換裝置可以快速實現電主軸打磨裝置與機器人六軸之間的開合，且保證在連接過程中不發生滑移與偏轉。如圖3所示，鎖死機構內凹塊4、導向連接塊5、下端鎖死機構13、側邊鎖死機構14、導向塊15和導軌固定塊16組成一個自動鎖死機構，導軌固定塊16與導向塊15之間通過機械凹槽保證導向塊15在側邊鎖死機構14伸縮方向上進行滑動且不發生偏移，導向連接塊5通過導向塊15單向運動將其卡死在固定位置，保證其不發生滑移，側邊鎖死機構14通過推動推桿從而推動導向塊15將導向連接塊5鎖死，下端鎖死機構13通過推動推桿，當側邊鎖死機構14推桿到達鎖死位置時候將其固定在固定位置，防止其發生偏移與滑動，通過該鎖死機構可以保證打磨過程中導向連接塊5保持在固定位置不發生偏轉，從而間接保證電主軸7軸線和柔性法蘭3軸線在同一水平線上，通過該鎖死機構可以方便實現電主軸的拆卸與安裝。通過電主軸上端半圓卡環6、電主軸下端半圓卡環8、電主軸下端半圓環連接塊9、三角連接塊10、電主軸上端半圓環連接塊11和連接過渡板12組成一個電主軸夾持裝置，通過該電主軸夾持裝置可以保證電主軸在打磨過程中不會發生偏轉與滑移，同時保證電主軸7軸線與柔性法蘭3軸線在同一水平線上，從而方便實時調整打磨法向力與打磨法向力方向上的位移補償。
[0035]鎖死機構內凹塊4的一端沿法向延伸出凸部18，導向塊15朝向所述凸部18的一端設置有第一斜面19，導向連接塊5相對凸部18的一端設置有與第一斜面19匹配的第二斜面20;當導向塊15位于鎖定位置時，第一斜面19與第二斜面20緊密貼合;當導向塊15位于解鎖位置時，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)，也稱自適應接觸法蘭，是一款能夠保持機器人末端工具手法蘭與工件加工接觸面接觸力恒定的設備，基于氣動、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以內，特別適用于打磨、拋光等應用場合。根據不同選型，其壓力范圍可選為0-100N或0-500N，伸縮行程可選35.5mm、48mm、98mm等，可選帶重力感應傳感器以克服自身重力，從而適應任意加工角度的應用。
[0037]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本發明的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。
【主權項】
1.一種用于機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、自動鎖死機構、電主軸夾持裝置、電主軸； 電主軸夾持裝置與自動鎖死機構之間可拆卸連接。2.根據權利要求1所述的電主軸用于機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、快換母盤;快換公盤與快換母盤之間可拆卸連接;快換公盤、快換母盤、末端法蘭依次連接； 快換公盤緊固設置有凸出的鋼珠，快換母盤設置有與鋼珠匹配的卡槽，快換公盤通過鋼珠卡入卡槽的方式與快換母盤可拆卸連接。3.根據權利要求1所述的用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，所述自動鎖死機構，包括鎖死機構內凹塊、導向連接塊、側邊鎖死機構、導向塊； 側邊鎖死機構的一端位于鎖死機構內凹塊的外部，側邊鎖死機構的另一端位于鎖死機構內凹塊的內部，且連接導向塊； 導向塊能夠在鎖定位置與解鎖位置之間滑動； 當導向塊位于鎖定位置時，導向塊與鎖死機構內凹塊能夠共同夾持住導向連接塊； 當導向塊位于解鎖位置時，導向連接塊不受導向塊與鎖死機構內凹塊的夾持。4.根據權利要求3所述的用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，導向塊僅能夠沿一直線滑動。5.根據權利要求3所述的用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，還包括導軌固定塊； 導軌固定塊設置有機械凹槽，導向塊沿所述機械凹槽滑動。6.根據權利要求3所述的用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，還包括下端鎖死機構； 當導向塊位于鎖定位置時，下端鎖死機構的插銷能夠穿過鎖死機構內凹塊插入到導向塊的銷孔中，將導向塊固定在鎖定位置； 鎖死機構內凹塊貫穿設置有定位孔，側邊鎖死機構由鎖死機構內凹塊的外部穿過定位孔延伸入鎖死機構內凹塊的內部。7.根據權利要求3所述的用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，鎖死機構內凹塊的一端沿法向延伸出凸部，導向塊朝向所述凸部的一端設置有第一斜面，導向連接塊相對凸部的一端設置有與第一斜面匹配的第二斜面；當導向塊位于鎖定位置時，第一斜面與第二斜面緊密貼合;當導向塊位于解鎖位置時，第一斜面與第二斜面相分離。8.根據權利要求1或3所述的用于機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連接塊、三角連接塊、電主軸上端半圓環連接塊、連接過渡板，還包括電主軸上端半圓卡環、電主軸下端半圓卡環； 電主軸被卡在相互連接的電主軸上端半圓卡環與電主軸上端半圓環連接塊之間，且被卡在相互連接的電主軸下端半圓卡環與電主軸下端半圓環連接塊之間。9.根據權利要求8所述的用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，連接過渡板緊固連接導向連接塊。10.根據權利要求1所述的用于機器人末端型柔性電主軸拋光裝置，其特征在于，電主軸的軸線與柔性法蘭的軸線在同一水平線上。
【文檔編號】B24B29/02GK105856047SQ201610414997
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】李山, 黃新春, 王道清, 胡建勇, 胡小龍, 楊偉, 謝少波
【申請人】西北工業大學, 禹奕智能科技（上海）有限公司