本发明涉及零配件再制造技术领域，尤其涉及一种打磨装置。
背景技术：
再制造是一种对废旧产品实施高技术修复和改造的产业，它针对的是损坏或将报废的零部件，在性能失效分析、寿命评估等分析的基础上，进行再制造工程设计，采用一系列相关的先进制造技术，使再制造产品质量达到或超过新品。随着国家大力支持绿色再制造产业，批量零件再制造的需求已经出现。例如，随着社会的发展，汽车保有量的增加，汽车中的一些易损件，如发电机、起动机等并不是全部零部件报废，有的零件还有再制造的价值，各种型号和规格的汽车发电机、起动机零配件超过上千种类，均可通过再制造技术重新利用，并经过严格的质量检测，以保证零部件的质量。
打磨是对机械零配件进行再制造的一种重要技术手段。现有对汽车马达或电机零配件进行再制造打磨时，通常为使用砂纸或砂轮盘人工打磨，费工费时，效率低，环境污染严重，粉尘污染大，对工人健康危害较大，还有具有一定的安全隐患。
针对再制造中打磨的技术问题，现有技术中存在一些打磨设备，但其自由度较少，仍然存在打磨运动范围和工件的位置不便进行调节、自动化和智能化程度很低的问题，打磨效率低、精度差，打磨死角多、不均匀，很难达到再制造的标准；同时现有打磨设备打磨时仍然存在较大粉尘、烟尘和噪音，作业环境差，不利于作业工人的身体健康。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的以上问题，本发明的目的在于提供一种多自由度的打磨装置，打磨时便于调节打磨运动范围和工件位置、同时能够保证作业环境洁净度；可实现全方位、无死角的打磨，具有打磨质量高、生产效率高、智能化程度高、省力、环保的特点，使其更具有产业上的利用价值。
为了实现上述目的，本发明采用以下具体的技术方案：
本发明提供一种打磨装置，包括壳体和控制系统，其特征在于，还包括机器人，打磨动力部，夹持部和过滤系统；所述机器人、打磨动力部，夹持部，过滤系统均设置在壳体内部，所述打磨动力部设置在壳体内的上部，并位于所述机器人的上方；所述机器人包括依次设置的升降机构、第一臂、第一臂驱动机构、第二臂、第二臂驱动机构和末端打磨机构；所述末端打磨机构通过所述升降机构、第一臂、第一臂驱动机构、第二臂和第二臂驱动机构致动，并在三维空间内移动；所述打磨动力部包括打磨电机和支撑滑轨，所述打磨电机悬挂滑动设置于所述支撑滑轨上；所述打磨电机与所述末端打磨机构连接，通过所述机器人致动，所述打磨电机在平面范围内自由移动；所述控制系统控制所述打磨装置进行打磨。
进一步地，所述升降机构为齿轮齿条机构或螺旋传动机构；所述第一臂由两块平行设置的第一连板构成，并通过所述第一臂驱动机构连接至所述升降机构，所述第二臂由两块平行设置的第二连板构成，并通过所述第二臂驱动机构连接至所述第一臂，所述第二臂与所述末端打磨机构连接。
进一步地，所述末端打磨机构包括花键套管和打磨砂盘；所述花键套管旋转支撑在所述第二臂上，所述花键套管与所述第二臂可相对转动，不可上下移动的连接。
进一步地，所述升降机构和/或第一臂驱动机构和/或第二臂驱动机构的动力源为步进电机；所述步进电机的转速为30~90rpm。
进一步地，所述支撑滑轨包括两根平行设置的滑轨一、两根所述滑轨一滑动设置于两根平行设置的滑轨二上；所述打磨电机悬挂滑动设置于两根所述滑轨一上。
进一步地，所述打磨电机为交流变频电机，所述打磨电机的转速为500~1500 rpm。
进一步地，在所述支撑滑轨的下侧设置有防尘罩，所述防尘罩将壳体内部空间分割为位于上部的滑轨空间和位于下部的打磨空间，对所述支撑滑轨进行防尘保护。
进一步地，所述打磨电机的输出轴端固连有花键轴，所述花键套管与所述花键轴可相对上下移动，不可转动的连接；打磨电机通过所述花键轴和所述花键套管带动所述打磨砂盘转动，进行打磨。
进一步地，所述夹持部包括工作台、卡爪和工件步进电机；所述工件步进电机的转速为30~90rpm。
进一步地，所述卡爪为自动卡爪，在外侧或内侧夹持工件；所述工作台呈L型，所述卡爪设置在所述工作台一边的上部，所述工件步进电机设置在所述工作台与所述卡爪对应的下部，并带动所述卡爪及工件转动，所述工作台的另一边通过转轴固定安装在末端打磨机构的下方，转轴转动带动工作台旋转，实现工件自身垂直轴线转动0~90°。
进一步地，所述壳体为密闭式结构；所述过滤系统包括风机和滤芯；所述过滤系统可对打磨空间内的空气进行过滤。
进一步地，所述壳体上设置有玻璃窗口；所述玻璃窗口为推拉门结构。
进一步地，所述玻璃窗口在打磨过程中，保持关闭状态；所述玻璃窗口在打磨结束后可自动开启或手动开启。
进一步地，所述控制系统包括控制柜、控制器、开关和显示屏。
进一步地，两块所述第一连板和/或两块所述第二连板之间设置有加强件。
进一步地，所述打磨装置具有6个自由度。
进一步地，所述打磨装置的夹持部具有二个转动自由度，机器人具有三个移动自由度，打磨动力部具有一个转动自由度。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种多自由度打磨装置，打磨时便于调节打磨运动范围和工件位置，可实现全方位、无死角的打磨，具有打磨质量高、生产效率高、操作简单、省力、环保的特点，使其更具有产业上的利用价值；同时密闭式壳体结合过滤系统和自动玻璃窗口，可实现无粉尘、噪音小的作业环境，利于作业工人的身心健康。
附图说明
图1为本发明打磨装置的整体结构示意图；
图2为工件在一种定位状态下的打磨示意图；
图3为打磨动力部的结构示意图；
图4为工件在另一种定位状态下的打磨示意图。
其中，图中的附图标记说明如下：
1壳体、1-1玻璃窗口、2机器人、2-1升降机构、2-2第一臂、2-21第一连板、2-22加强件、2-3第一臂驱动机构、2-4第二臂、2-41第二连板、2-5第二臂驱动机构、2-6末端打磨机构、2-61花键套管、2-62打磨砂盘、3打磨动力部、3-1打磨电机、3-11花键轴、3-2支撑滑轨、3-21滑轨一、3-22滑轨二、4夹持部、4-1工作台、4-2卡爪、4-3工件步进电机、5过滤系统、5-1风机、5-2滤芯、6控制系统、6-1控制柜、6-2开关、6-3显示屏。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-4，本发明提供一种打磨装置，包括壳体1，机器人2，打磨动力部3，夹持部4，过滤系统5和控制系统6。
本发明所述壳体1为封闭结构，壳体工作位的侧面上设置有玻璃窗口1-1，所述玻璃窗口为推拉门结构。所述玻璃窗口优选为自动推拉门机构，其在工作状态下通过传感器检测设定为保持关闭状态，打磨过程中无法打开；打磨完毕后可以自动打开。当然所述玻璃窗口也可以手动打开或断电打开；上述传感器可以选择为本领域常见的传感器，在此本发明不做特殊限制，例如红外传感器。
根据本发明所述的壳体，其内部一侧设置有机器人2。所述机器人2包括依次设置的升降机构2-1，第一臂2-2，第一臂驱动机构2-3，第二臂2-4，第二臂驱动机构2-5和末端打磨机构2-6。所述升降机构2-1竖直设置在壳体内壁上，第一臂2-2由两块平行设置的第一连板2-21构成，并通过第一臂驱动机构2-3连接至所述升降机构2-1，第二臂2-4由两块平行设置的第二连板2-41构成，并通过第二臂驱动机构2-5连接至所述第一臂2-2，所述第二臂2-4的另一端连接末端打磨机构2-6。所述末端打磨机构2-6包括花键套管2-61和打磨砂盘2-62。所述花键套管2-61通过两个轴承旋转支撑在第二臂2-4上，所述花键套管2-61可相对于第二臂2-4转动，但不能上下移动。
所述升降机构2-1、第一臂驱动机构2-3和第二臂驱动机构2-5的任一种或多种包含步进电机。例如所述升降机构2-1、第一臂驱动机构2-3和第二臂驱动机构2-5均包括步进电机，均通过上述步进电机进行动力输出，所述步进电机的转速优选为30~90rpm。所述升降机构可通过齿轮齿条机构或螺旋传动机构实现。
打磨动力部3包括打磨电机3-1和支撑滑轨3-2，所述支撑滑轨3-2设置在壳体1内的上部，使打磨动力部3位于机器人2的上方。所述打磨电机3-1可为本领域常见的交流电机，优选为交流变频电机。所述打磨电机3-2的转速优选为500~1500 rpm。所述支撑滑轨3-2包括在两根平行设置的滑轨一3-21、滑轨一3-21的两端滑动设置在位于其下部的两根平行设置的滑轨二3-22上。所述打磨电机3-1悬挂滑动设置于滑轨一3-21上，从而所述打磨电机3-1通过所述支撑滑轨3-2悬挂支撑，由支撑滑轨3-2支撑打磨电机3-1的重量，且可以实现打磨电机3-1在平面范围内的轻松自由移动。
所述打磨电机3-1的轴端设置有花键轴3-11，并随打磨电机3-1的输出轴一起旋转。所述花键轴3-11伸入所述末端打磨机构2-6的花键套管2-61中，与其配合一起旋转。所述花键套管2-61可相对于所述花键轴3-11上下移动，但不可转动。因此，打磨电机3-1通过花键轴和花键套管带动打磨砂盘2-62转动，进行工件的打磨。
所述夹持部4包括工作台4-1、卡爪4-2和工件步进电机4-3。所述工作台呈L型，所述卡爪设置在工作台一边的上部，工件步进电机设置在工作台与卡爪对应的下部，并带动卡爪及工件转动，所述工件步进电机的4-3转速优选为30~100rpm。对于圆形零配件，所述卡爪可以从外侧或内侧卡住工件；所述工作台的另一边通过固连的转轴，安装在末端打磨机构2-6的下方，转轴可通过普通电机驱动，进而带动工作台旋转，可以实现工件自身垂直轴线转动0~90°，进行工件全方位的打磨。
所述控制系统6包括控制柜6-1、控制器（图中未示出）、开关6-2和显示屏6-3。所述控制器设置在控制柜内部，所述控制器对整个打磨装置的各个动力源进行控制，规划打磨砂盘的移动路径，可实现复杂的打磨动作。所述开关6-2和显示屏6-3设置在控制柜外壁上，所述开关6-2包括紧急开关，可进行紧急情况下的停机操作。所述控制柜6-1优选为高500mm，宽350mm，厚200mm的柜体，悬挂于壳体外部右上角，所述显示屏6-3具有控制按钮，并可进行屏幕触摸编程。
根据本发明提供的打磨装置，由于打磨电机3-1的重量由上部的滑轨支撑，机器人2的的负荷可以通过本领域常见的步进电机进行驱动，带动末端打磨机构2-6的打磨砂盘2-62在三维空间范围内移动，打磨精度高且打磨均匀，还可实现柔性打磨，在打磨砂盘磨损后进行自动补偿。同时打磨电机可采用本领域的普通端面电机，并可按电机额定工况条件连续工作，打磨效率高，寿命长。
根据本发明提供的打磨装置，所述第二臂2-4的两块连板之间设置有加强件2-22，提高臂体的强度和刚度，进而提高机器人的控制精度。当然，根据工况需要，所述第一臂2-2的两块连板之间同样可设置有加强件。由于第一臂和第二臂由双层结构组成，机器人2整体具有较好的刚性，可以防止打磨电机3-1移动时的摩擦自锁现象。
根据本发明提供的打磨装置，打磨时壳体内部不可避免的会产生粉尘，而支撑滑轨3-2对颗粒污染很敏感，在支撑滑轨3-2的下侧设置有防尘罩。防尘罩整体呈圆锥形，且具有一定弹性，所述花键轴穿过所述防尘罩，且在两者穿孔结合处进行固连密封。由于防尘罩具有一定弹性，花键轴可以带动其在一定范围内移动，从而实现打磨时通过防尘罩将壳体内部空间分割为位于上部的滑轨空间和位于下部的打磨空间，对支撑滑轨3-2进行防尘保护。
根据本发明提供的打磨装置，所述过滤系统5包括风机5-1和滤芯5-2；所述过滤系统安装在所述打磨空间内。由于壳体1整体为密闭式结构，过滤系统5可以对打磨空间内的粉尘空气进行过滤，使得工件被打磨完成后，可以立即打开设备，取出工件。
综上所述，根据本发明提供的打磨装置，打磨装置共有六个转动自由度：夹持部4的二个转动自由度，机器人2三个移动自由度，和打磨动力部1的一个转动自由度。本发明的多自由打磨装置，打磨时便于调节打磨运动范围和工件位置，可实现全方位、无死角的打磨，具有打磨质量高、生产效率高、操作简单、省力、环保的特点，使其更具有产业上的利用价值。同时密闭式壳体结合过滤系统和自动玻璃窗口，可实现无粉尘、噪音小的作业环境，利于作业工人的身心健康。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。