一种压铸件多机器人协同打磨装置及方法与流程

本发明涉及零件自动化打磨技术领域，特别涉及一种压铸件多机器人协同打磨装置及方法。

背景技术：

在传统制造行业，抛光打磨是最基础的一道工序，相当一部分打磨作业是由熟练的工人手工完成，其成本占到总成本的30％，随着五金卫浴行业、IT行业、汽车零部件、工业零件等行业打磨的需求量日增，劳动力成本越来越高，人工打磨不仅工作条件不佳，容易受伤，打磨过程中产生的粉尘严重影响工人的身体健康，而且人工打磨效率比较低，费时费力，精度也难以控制。目前工业机器人已广泛应用于工业生产的各个领域，逐渐开始利用机器人对工件进行打磨。常规的如机械臂夹持工件运动到位置固定的高速旋转的砂轮进行打磨，即砂轮固定，工件随着机器人运动，此种打磨方式对于体积大、工艺复杂的工件打磨不太理想。

为了解决上述打磨领域的各种问题，需要研究出一种新的打磨方式，以适用于智能化、自动化生产线加工技术的发展。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构合理、适用面广、生产效率高、自动化程度高的压铸件多机器人协同打磨装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种压铸件多机器人协同打磨装置，包括安装平台，设置于所述安装平台上的打磨平台，位于所述打磨平台两侧的打磨机械手，以及位于所述打磨平台上方的自动上下料机械手，所述自动上下料机械手用于将压铸件移动到所述打磨平台上，所述打磨平台上固定有并排设置的第一夹具和第二夹具，分别用于夹紧压铸件，所述打磨机械手的一端固定于所述安装平台，另一端延伸至所述打磨平台上，每个所述打磨机械手的端部安装有打磨工具，两侧的所述打磨工具用于同时打磨所述第一夹具或所述第二夹具夹持的压铸件的相对两侧。

进一步，所述两个打磨机械手分别布置在所述打磨平台的两侧，与所述第一夹具或所述第二夹具所在平面垂直且对称布置。

进一步，所述打磨机械手具有固定于所述安装平台的底座，所述底座上设有支撑座，所述支撑座上固定安装有手臂底座，所述手臂底座上活动安装有旋转轴臂，所述旋转轴臂包括依次连接的第一轴臂、第二轴臂及第三轴臂，所述第一轴臂通过周向旋转轴连接于所述手臂底座，可相对所述手臂底座360°旋转，所述第二轴臂活动连接于所述第一轴臂的伸出端，所述第三轴臂的一端通过活动关节连接于所述第二轴臂的伸出端，另一端通过活动关节连接于所述打磨工具，所述打磨工具可绕垂直于所述第三轴臂轴线的方向180°旋转。

进一步，所述打磨工具通过打磨主轴安装于所述第三轴臂的末端，所述打磨主轴为电动主轴或气动主轴，以调节所述打磨工具与所述压铸件之间的距离。

进一步，所述打磨平台的下方设有中空槽，所述中空槽内布置有传送带，用于将所述压铸件传送到所述打磨平台处。

进一步，所述第一夹具和所述第二夹具在竖直方向并排设置。

进一步，所述第一夹具包括固定于所述打磨平台的底板，所述底板上竖向安装有第一侧板和第二侧板，所述第一侧板上凸设有多个第一圆柱销与所述压铸件一端的圆孔配合，所述第二侧板上固定曲柄连杆滑块机构，所述曲柄连杆滑块机构朝向所述第一侧板的方向固定有夹紧板，所述夹紧板上设有第二圆柱销及夹紧块，通过驱动所述曲柄连杆滑块机构推动所述夹紧板朝向所述第一侧板移动，所述第二圆柱销插入压铸件端面的圆孔内，所述夹紧块夹紧压铸件端面的凸台，以夹紧定位压铸件。

进一步，所述第二夹具包括夹具体，用于安装压铸件，所述夹具体的一侧设有夹紧装置，所述夹紧装置具有推杆，所述推杆朝向所述夹具体的一端设有夹块，另一端设有手柄，当转动所述手柄时，所述推杆推动所述夹块朝向所述夹具体移动，以夹紧压铸件。

进一步，所述自动上下料机械手设置于位于所述打磨平台上方的安装板上，所述安装板的底部四周通过立柱安装于所述安装平台，所述四个立柱两两分布于所述打磨平台的两侧，所述安装板上设有电机及被所述电机驱动的链条，通过所述电机及所述链条驱动所述自动上下料机械手移动上料或下料。

一种基于上述压铸件多机器人协同打磨装置的打磨方法，包括：先开启所述自动上下料机械手依次将两个压铸件送至所述打磨平台上，并分别通过所述第一夹具和所述第二夹具将压铸件定位夹紧，然后开启所述打磨机械手，所述两个打磨机械手从工件的两侧按照规划好的路径运动到打磨区域，其末端的打磨工具同时对所述第一夹具夹持的压铸件进行打磨，打磨完成后，将打磨完成的压铸件从所述第一夹具上取下，所述打磨机械手移动到第二夹具夹持的压铸件处，对另一个压铸件进行打磨，同时通过所述自动上下料机械手抓取下一个压铸件安装于所述第一夹具上，当所述第二夹具夹持的压铸件打磨完成后，所述打磨机械手再次移动到所述第一夹具夹持的压铸件处打磨，循环进行。

本发明的有益效果：

两个打磨机械手在工件两侧协同打磨压铸件，使得打磨工作能够有序高效地进行，两个打磨机械手可同时安装两种不同的打磨工具，使得打磨工序更为紧凑，节省时间成本，且在打磨平台上设置第一夹具和第二夹具，用于装夹两种不同的工件，再结合两侧的打磨机械手在每个工件的两侧同时进行打磨，充分利用机械手臂能够到达的工作空间，显著提高了打磨效率，同时自动上下料机械手使得上述打磨装置及方法更适用于自动化生产线流水作业。

附图说明

图1为本发明压铸件多机器人协同打磨装置的结构示意图；

图2为本发明压铸件多机器人协同打磨装置中打磨平台的结构示意图；

图3为图2中第一夹具的结构示意图；

图4为图2中第二夹具的结构示意图；

图5为本发明压铸件多机器人协同打磨装置中打磨机械手的结构示意图；

图6为本发明压铸件多机器人协同打磨装置中自动上下料机械手的结构示意图；

图中，1—安装平台、2—打磨平台、20—第一夹具、201—底板、202—第一侧板、203—第一圆柱销、204—第二侧板、205—支撑块、206—第一螺钉、207—第一连接板、208—第二连接板、209—活动螺钉、2010—第二螺钉、2011—推板、2012—滑块、2013—导轨、2014—夹紧板、2015—第二圆柱销、2016-夹紧块、2017—直角支撑板、21—第二夹具、211—夹具体、212-推杆、213—夹块、214—手柄、22-中空槽、23-传送带、3-打磨机械手、30—底座、31-支撑座、32-手臂底座、33-第一轴臂、34-第二轴臂、35-第三轴臂、36-打磨主轴、37-打磨工具、4-自动上下料机械手、40-安装板、41-立柱、42—横梁、43—电机、44—链条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1，本发明提供一种压铸件多机器人协同打磨装置，包括安装平台1，设置于安装平台1上的打磨平台2，位于打磨平台2两侧的打磨机械手3，以及位于打磨平台2上方的自动上下料机械手4。

如图1及图2，打磨平台2上固定有并排设置的第一夹具20和第二夹具21，分别用于夹紧压铸件，在本实施例中，第一夹具20和第二夹具21在竖直方向上并排设置，在其它实施例中，第一夹具20和第二夹具21也可以是水平并排设置。打磨平台2的下方设有中空槽22，中空槽22内布置有传送带23，用于将压铸件从上一工序输送到打磨平台2处，供自动上下料机械手4抓取，适用于生产线流水作业。

如图1至图3，第一夹具20包括固定于打磨平台2的底板201，底板201固定到中空槽22的正上方，底板201的四个角分别由螺栓固定安装到打磨平台2上。底板201上竖向安装有第一侧板202和第二侧板204，第一侧板202和第二侧板204均通过螺栓固定安装于底板201，第一侧板202与第二侧板204之间的空间用于容纳压铸件，第一侧板202与底板201之间的角落设有直角支撑板2017，用于对第一侧板202起到加强支撑的作用。第二侧板204为L形，其底部的水平部分固定安装于底板201，竖直部分与第一侧板202相对，且竖直部分的板面方向与第一侧板202的板面方向相垂直。

第一侧板202朝向第二侧板204横向凸设有三个第一圆柱销203，与压铸件左侧端面的三个圆孔一一对应。第二侧板204上设有第一连接板207、第二连接板208、推板2011及夹紧板2014，第一连接板207、第二连接板208及推板2011构成曲柄连杆滑块机构，利用死点原理实现锁紧。第一连接板208的一端通过第一螺钉206连接于第二侧板204，另一端通过活动螺钉209连接于第二连接板208的一端，在本实施例中，第二侧板204与第一螺钉206连接的位置处设有支撑块205，第一螺钉206的一端穿过支撑块205固定于第二侧板204，另一端供第一连接板207套接，通过支撑块205可对第一螺钉206进行支撑，可提高强度，保证连接可靠性。第一连接板207与第二连接板208相连端部的活动螺钉209较长，活动螺钉209远离第二侧板204的一端伸出第一连接板207或/和第二连接板208一段长度以供操作。第二连接板208远离第一连接板207的另一端通过第二螺钉2010连接于推板2011，第二螺钉2010的一端固定于推板2011，另一端供第二连接板208套接。推板2011靠近第二侧板204的表面固定有滑块2012，第二侧板204上横向设有导轨2013，滑块2012装设于导轨2013上。在本实施例中，第二侧板204上沿竖向排布有两条横向延伸的导轨2013，推板2011上固定有两个滑块2012分别与导轨2013对应安装，以保证推板2011的移动是沿横向的，而不会偏斜。夹紧板2014通过螺栓固定于推板2011的左侧，夹紧板2014朝向第一侧板202横向凸设有第二圆柱销2015及夹紧块2016，第二圆柱销2015的位置与压铸件右端面的圆孔位置相对应，两者相配合。夹紧块2016与压铸件右侧端面的凸台位置相对应，且两者形状一致，优选的，夹紧块2016朝向压铸件的端部设有圆弧形的凹槽，与圆弧形的凸台相对应。

当第一夹具20对压铸件进行夹紧时，手动或自动驱动活动螺钉209逆时针转动，第二连接板208与第一连接板207相连的端部顺时针转动，第二连接板208左侧通过第二螺钉2010带动推板2011沿导轨2013向左横向移动，而夹紧板2014与推板2011固定连接，因此夹紧板2014随着推板2011一起向左横向移动，当到达死点位置，即第一螺钉206、活动螺钉209及第二螺钉2010三者位于同一条直线时，第一夹具20处于锁死状态，此时，夹紧板2014端部的夹紧块2016与压铸件右端面的凸台接触，第二圆柱销2015插入到压铸件右端面对应位置的圆孔内，再配合第一圆柱销203插入压铸件左端面的圆孔，实现压铸件定位及夹紧。

本发明第一夹具20通过第一侧板202的三个第一定位销203限制压铸件左侧端面的旋转和上下平动，通过第二圆柱销2015与第一圆柱销203的组合限制了压铸件的左右平动和转动，实现了完全定位，且通过夹紧块2016圆弧夹紧支撑，提高了压铸件的定位精度。

如图1、图2及图4，第二夹具21设置在第一夹具20下方的空间内，其底部固定于底板201，第二夹具21包括夹具体211，用于安装压铸件，夹具体211的一侧设有夹紧装置，夹紧装置具有推杆212，推杆212朝向夹具体211的一端设有夹块213，另一端设有手柄214，手柄214铰接于推杆212的端部，当需要夹紧压铸件时，在水平方向顺时针转动转动手柄214，手柄214会驱动推杆212向左移动，推杆212推动夹块213朝向夹具体211移动，以夹紧安装在夹具体211上的压铸件。第二夹具21和第一夹具20分别用于夹持不同种类的压铸件。

如图1及图5，打磨机械手3的一端固定于安装平台1，另一端延伸至打磨平台2上。两个打磨机械手3分别布置在打磨平台2的两侧，与第一夹具20或第二夹具21所在平面垂直且对称布置。每个打磨机械手3具有固定于安装平台1的底座30，底座30上设有支撑座31，支撑座31的高度设置标准是保证打磨工具37能够达到压铸件的打磨区域内。支撑座31上固定安装有手臂底座32，手臂底座32上活动安装有旋转轴臂，旋转轴臂包括依次连接的第一轴臂33、第二轴臂34及第三轴臂35，第一轴臂33从手臂底座32向上延伸，通过周向旋转轴连接于所述手臂底座32，可相对手臂底座32做360°旋转，第二轴臂34活动连接于第一轴臂33的伸出端，第三轴臂35的一端通过活动关节连接于第二轴臂34的伸出端，另一端通过活动关节连接于打磨工具37，打磨工具37可绕垂直于第三轴臂35轴线的方向180°旋转。优选的，打磨工具37通过打磨主轴36安装于第三轴臂35的末端，打磨主轴36为电动主轴或气动主轴，以调节打磨工具37与压铸件之间的距离。两侧的打磨机械手3末端安装的打磨工具37种类不限，根据工件需求选用，可选择相同或不同的打磨工具37。使用时，两侧的打磨工具37同时打磨第一夹具20或第二夹具21夹持的压铸件的相对两侧。

如图1及图6，自动上下料机械手4用于将压铸件移动到打磨平台2上，自动上下料机械手4的横梁42固定在位于打磨平台2上方的安装板40上，安装板40的底部四周通过立柱41安装于安装平台1，四个立柱41两两分布于打磨平台2的两侧，安装板40上设有电机43及被电机43驱动的链条44，通过电机43及链条44驱动自动上下料机械手4移动以抓取或取下压铸件。

本发明通过两个打磨机械手3在工件两侧协同打磨压铸件，使得打磨工作能够有序高效地进行，两个打磨机械手3可同时安装两种不同的打磨工具37，使得打磨工序更为紧凑，节省时间成本，且在打磨平台2上设置第一夹具20和第二夹具21，用于装夹两种不同的工件，再结合两侧的打磨机械手3在每个工件的两侧同时进行打磨，充分利用机械手臂能够到达的工作空间，显著提高了打磨效率，使用自动上下料机械手4使得上述打磨装置及方法更适用于自动化生产线流水作业。

本发明还提供一种基于上述压铸件多机器人协同打磨装置的打磨方法，包括：先开启自动上下料机械手4依次将两个压铸件送至打磨平台2上，手动或自动驱动第一夹具20夹紧定位一种压铸件，第二夹具21夹紧定位另一种压铸件。然后开启打磨机械手3，两个打磨机械手3从工件的两侧按照规划好的路径运动到打磨区域，第三轴臂35末端的打磨工具37同时对第一夹具20夹持的压铸件进行打磨，打磨完成后，将打磨完成的压铸件从第一夹具20上取下，打磨机械手3移动到第二夹具21夹持的压铸件处，对另一个压铸件进行打磨，同时通过自动上下料机械手4抓取下一个压铸件安装于第一夹具20上，当第二夹具21夹持的压铸件打磨完成后，打磨机械手3再次移动到第一夹具20夹持的压铸件处打磨，循环进行。因此打磨机械手3可以持续循环对压铸件进行打磨，配合多机器人协同打磨，大幅提高了打磨效率。本发明打磨装置结构合理、适用面广、生产效率高、自动化程度高，适用于大批量压铸件的自动化生产线流水作业。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。