自动摆放磨盘刀头装置的制作方法

本发明属于机床技术领域，涉及一种摆放刀头装置，特别是一种自动摆放磨盘刀头装置。

背景技术：

磨盘包括圆盘体和焊接在圆盘体盘面上的金刚石刀头，焊接方式通常采用钎焊。目前，磨盘生产加工过程中刀头采用工人摆放方式进行，存在着生产效率低，位置一致性差等不足之处。为了提高生产效率，人们容易想到将圆盘体放置在台面上，采用夹钳夹持和释放刀头，再采用柔性机械手将刀头和夹钳一起移动至圆盘体上，该结构虽然能够实现自动摆放刀头，但存在着制造成本高的问题，进而不能被广大磨盘制造商所采用。

于是发明人提出了多种提高刀头摆放精度的方法，如一种自动磨盘焊接机（申请号201210104951.4），在工作平台的周边设有能使刀头精确定位到磨盘上的校正装置；为了使校正装置能对刀头进行定位，通常需在圆盘体设置台阶定位面。发明人还提出了磨盘焊接定位件和磨盘焊接装置（申请号201920170365.7），定位件与圆盘体能定位连接，刀头放置在定位通孔内，实现提高刀头位置精度。上述方法虽然能够提高刀头与圆盘体的位置精度，但不能提高磨盘的生产效率，以及降低生产工人的劳动强度。

技术实现要素：

本发明提出了一种自动摆放磨盘刀头装置，本发明要解决的技术问题是如何提出一种制造成本低的自动摆放磨盘刀头装置。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种自动摆放磨盘刀头装置，其特征在于，包括机架、磨盘定位工装和刀头夹持组件，机架上安装有与磨盘定位工装相连接的旋转驱动组件，当磨盘的圆盘体安装在磨盘定位工装上时圆盘体的中心线竖直设置，且旋转驱动组件能使圆盘体绕着中心线旋转；机架上固定有刀头定位座，刀头定位座位于磨盘定位工装的一侧；机架上安装有与刀头夹持组件相连接的机械手组件，机械手组件能驱动刀头夹持组件升降移动和沿着安装在磨盘定位工装上的圆盘体径向线方向水平移动。

利用自动摆放磨盘刀头装置摆放刀头时，圆盘体安装在磨盘定位工装上，在圆盘体上设置钎焊助剂；刀头连续供至刀头定位座上。第一步，机械手组件驱动刀头夹持组件下降使刀头位于刀头夹持组件的夹口内。第二步，刀头夹持组件夹持住刀头。第三步，机械手组件先使刀头上升运动，实现刀头脱离刀头定位座，然后使刀头水平移动，实现刀头移动至圆盘体正上方，最后使刀头下降运动，实现刀头抵靠在圆盘体上；刀头放置在钎焊助剂上，选用具有粘性的钎焊助剂可显著提高刀头放置稳定性，降低圆盘体旋转以及搬移时刀头移位可能性。第四步，刀头夹持组件释放刀头。第五步，机械手组件使刀头夹持组件复位至初始位置，以及旋转驱动组件使圆盘体旋转设定角度。重复上述第一至第五步骤便实现自动摆动第二个刀头；重复多次便能在圆盘体上所需数量的刀头。

与现有技术相比，通过控制机械手组件不仅能保证刀头夹持组件水平移动行程相同，进而保证摆放在圆盘体上的刀头相对于圆盘体的径向位置相同；由此采用自动摆放磨盘刀头装置摆放刀头，无需在圆盘体上设置台阶定位面，当然保留台阶定位面存在也是可以的。通过控制机械手组件也能调整刀头夹持组件水平移动行程大小，进而使自动摆放磨盘刀头装置适合对不同直径的磨盘进行刀头摆动，以及在同一圆盘体不同直径位置处摆动刀头；显著提高自动摆放磨盘刀头装置的通用性。

刀头夹持组件沿圆盘体径向线方向移动，不仅能够简化机械手组件的结构，降低制造成本，还便于控制刀头摆动位置，尤其是提高弧形刀头的侧面与圆盘体的侧面平行性。

在摆放刀头过程中，磨盘定位工装和刀头夹持组件可同步运动，进而降低动作间隔时长，提高摆放刀头效率。

综上所述，自动摆放磨盘刀头装置具有通用性高，结构简单，制造成本低，摆放刀头精度高，生产效率高的优点。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述磨盘定位工装包括中心定位件和位于中心定位件外围的盘体托持件，盘体托持件的数量为多个，多个盘体托持件绕着中心定位件周向均匀分布。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述盘体托持件上安装有磁铁或橡胶片。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述机架中具有台板，磨盘定位工装包括轴部，轴部与台板之间转动连接，轴部的轴心竖直设置，轴部和中心定位件同轴心设置。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述机械手组件包括连接座，连接座与机架之间通过水平驱动组件相连接；刀头夹持组件与连接座之间通过能使刀头夹持组件竖直升降移动的竖直驱动组件连接。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述水平驱动组件包括安装在机架上的步进电机或伺服电机，连接座与机架之间通过直线导轨相连接，步进电机或伺服电机的转轴上连接有丝杆，丝杆上螺纹连接有丝母，丝母与连接座固定连接。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述机架固定有供刀头依靠的第二靠山。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述机架的台板上还安装有调整刀头依靠在第二靠山上左右位置的辅助校正机构。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述自动摆放磨盘刀头装置还包括安装在机架的台板上的输送带组件和位于输送带组件后端部的第一靠山，机架上安装有推料气缸，推料气缸的活塞杆上固定有推料杆，推料气缸的活塞杆伸出，推料杆能将依靠在第一靠山上的刀头推送至刀头定位座上且依靠在第二靠山上。

在上述的自动摆放磨盘刀头装置中，所述输送带组件输送工件运动方向与水平驱动组件运动方向垂直设置。

附图说明

图1是自动摆放磨盘刀头装置的立体结构示意图。

图2是输送带输送刀头状态的立体结构示意图。

图3是刀头推送至刀头定位座上所处状态的立体结构示意图。

图4是刀头夹持组件夹持位于刀头定位座上刀头所处状态的立体结构示意图。

图5是刀头夹持组件将刀头放置在圆盘体上所处状态的立体结构示意图。

图中，1、机架；2、磨盘定位工装；2a、中心定位件；2b、盘体托持件；3、刀头夹持组件；4、旋转驱动组件；5、连接座；6、水平驱动组件；7、竖直驱动组件；8、输送带组件；9、第一靠山；10、推料气缸；11、推料杆；12、第二靠山；13、平行开闭气爪；14、圆盘体；15、刀头；16、刀头定位座。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，自动摆放磨盘刀头装置包括机架1、磨盘定位工装2和刀头夹持组件3。

机架1可放置在地面上，机架1的顶部具有台板；磨盘定位工装2和刀头夹持组件3均位于台板的上方。

磨盘定位工装2包括中心定位件2a和位于中心定位件2a外围的盘体托持件2b，盘体托持件2b的数量为多个，多个盘体托持件2b绕着中心定位件2a周向均匀分布，该结构可降低圆盘体14与盘体托持件2b的接触面积，不仅提高圆盘体14安装位置一致性，还使相邻两个盘体托持件2b之间形成供手操作的空间，以及避免圆盘体14与盘体托持件2b之间形成密闭气室，这样操作人员能稳定地把持圆盘体14，以及顺畅地将圆盘体14从磨盘定位工装2上提起，降低圆盘体14振动可能性，进而降低摆放在圆盘体14上刀头15移动可能性。

磨盘定位工装2还包括轴部，轴部与台板之间转动连接，轴部的轴心竖直设置，轴部和中心定位件2a同轴心设置。当磨盘的圆盘体14安装在磨盘定位工装2上时圆盘体14的中心线也竖直设置。机架1的台板上安装有与磨盘定位工装2相连接的旋转驱动组件4，由此旋转驱动组件4能驱动磨盘定位工装2水平转动；磨盘定位工装2带动圆盘体14同步转动，圆盘体14绕着中心线旋转。机架1的台板上固定有刀头定位座16，刀头定位座16位于磨盘定位工装2的一侧；由此圆盘体14转动时，圆盘体14外侧面与刀头定位座16之间间距保持不变。

刀头夹持组件3包括开闭气爪和固定在开闭气爪的夹钳上的夹持块，根据刀头15型号可更换夹持块，保证夹持稳定且牢固。

机架1上安装有机械手组件，机械手组件与刀头夹持组件3中开闭气爪的缸体相连接。机械手组件包括连接座5，连接座5与机架1之间通过水平驱动组件6相连接；刀头夹持组件3与连接座5之间通过能使刀头夹持组件3竖直升降移动的竖直驱动组件7连接。具体来说，水平驱动组件6包括安装在机架1上的步进电机或伺服电机，连接座5与机架1之间通过直线导轨相连接，步进电机或伺服电机的转轴上连接有丝杆，丝杆上螺纹连接有丝母，丝母与连接座5固定连接；由此通过操控步进电机或伺服电机能控制连接座5形成行程；竖直驱动组件7为导向气缸，该结构具有结构简单，制造成本低的优点。连接座5的运动方向线与磨盘定位工装2的转动轴心垂直且相交设置，即刀头夹持组件3能沿着安装在磨盘定位工装2上的圆盘体14径向线方向水平移动。该机械手组件仅需刀头夹持组件3升降移动和水平直线移动，因此机械手组件具有结构简单，制造成本低的优点。

为了能使刀头15连续供至刀头定位座16上，自动摆放磨盘刀头装置还包括安装在机架1的台板上的输送带组件8和位于输送带组件8后端部的第一靠山9。输送带组件8输送工件运动方向与水平驱动组件6运动方向垂直设置，这样既能充分利用空间，简化结构，又便于输送带组件8与振动盘相连通。机架1的台板上安装有推料气缸10，推料气缸10的活塞杆上固定有推料杆11，推料气缸10的活塞杆运动方向与输送带组件8输送工件运动方向垂直设置，输送带组件8位于推料气缸10和刀头定位座16之间，由此推料气缸10的活塞杆伸出，推料杆11能将依靠在第一靠山9上的刀头15推送至刀头定位座16上。

机架1的台板上固定有第二靠山12，推料杆11将刀头15推送至刀头定位座16上且刀头15依靠在第二靠山12上，这样能提高刀头15位置一致性，进而便于刀头夹持组件3夹持住刀头15。机架1的台板上还安装有调整刀头15位置的辅助校正机构，辅助校正机构包括平行开闭气爪13，这样进一步提高刀头15依靠在第二靠山12上左右位置一致性，进而提高摆放在圆盘体14上相邻两个刀头15间隔距离一致性。

如图1所示，利用自动摆放磨盘刀头装置摆放刀头15时先将圆盘体14安装在磨盘定位工装2上，由于转速越大，离心力越大，根据圆盘体14的直径调整旋转驱动组件4的输出转速，避免圆盘体14转动而导致刀头15移动。圆盘体14直径越大，通常质量也越大，惯性力也越大，为了避免圆盘体14与磨盘定位工装2之间打滑，可在盘体托持件2b上安装磁铁或橡胶片，该结构能显著增大圆盘体14与盘体托持件2b之间摩擦力，进而保证圆盘体14与磨盘定位工装2同步转动。然后在圆盘体14上设置钎焊助剂。同时采用振动盘连续向输送带组件8内供入刀头15。

通过阐述利用自动摆放磨盘刀头装置摆放刀头15的过程，进一步说明各个部件的作用和优点。如图2和图3所示，第一步输送刀头15，首先输送带组件8运行使一个刀头15依靠在第一靠山9上，然后推料气缸10将刀头15推送至刀头定位座16上且刀头15依靠在第二靠山12上，接着平行开闭气爪13的夹钳闭合实现调整刀头15的位置，最后推料气缸10和平行开闭气爪13均复位。

如图4所示，第二步夹刀头15，首先机械手组件的竖直驱动组件7驱动刀头夹持组件3下降使刀头15位于刀头夹持组件3的夹口内，然后刀头夹持组件3中开闭气爪的夹钳闭合，实现刀头夹持组件3夹持住刀头15，此状态时刀头15位置并未发生改变，这样能保证刀头15摆放位置一致性。

如图5所示，第三步移动刀头15，首先机械手组件的竖直驱动组件7驱动刀头夹持组件3上升，刀头15脱离刀头定位座16、第二靠山12和平行开闭气爪13的夹钳等部件；然后机械手组件的水平驱动组件6驱动刀头夹持组件3水平移动，通过控制移动行程使刀头15位于刀头15摆放区域的正上方；最后机械手组件的竖直驱动组件7驱动刀头夹持组件3下降，直至刀头15的底面依靠在圆盘体14的顶面上。

第四步，刀头夹持组件3释放刀头15。

第五步，机械手组件使刀头夹持组件3复位至初始位置，以及旋转驱动组件4使圆盘体14旋转设定角度。

重复上述第一至第五步骤便实现自动摆动第二个刀头15；重复多次便能在圆盘体14上所需数量的刀头15。