一种机械加工用钣金抛光机器人及其使用方法与流程

本发明涉及一种机械加工领域，具体是一种机械加工用钣金抛光机器人及其使用方法。

背景技术：

抛光是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。

抛光时，高速旋转的抛光轮(圆周速度在20米/秒以上)压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达ra0.63~0.01微米；当采用非油脂性的消光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观。

在钣金件上往往对粗糙度有一定的要求，此时通过抛光进行精加工，但是现有的抛光装置或者机器人大多不带用复合运动的功能，只能对某一固定宽度或者长度的工件进行加工，而后通过调整工件的位置再对其他部位进行加工，显然存在加工范围有限的问题。

技术实现要素：

基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种机械加工用钣金抛光机器人及其使用方法。

本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：

一种机械加工用钣金抛光机器人，包括固定架体和设置在固定架体上的行走抛光机构，所述固定架体包括底板、固定安装在底板两侧的立柱、连接两侧立柱上端的顶板，所述行走抛光机构包括安装板、安装在安装板上方中央的伺服电机、连接伺服电机输出端的主动轴、连接主动轴的摆动组件和行走组件；摆动组件包括固定连接在主动轴下端的旋转轴、固定连接在旋转轴端部下方的凸柱、与凸柱嵌合的导槽、固定在导槽下方的滑板、与滑板滑动连接的导杆，其中，安装板下端两侧均固定安装有吊板，导杆两端固定在吊板上，摆动组件带动刀具横向往复移动，行走组件带动刀具纵向移动，实现对钣金件的全方位大面积行走抛光。

作为本发明进一步的方案：所述伺服电机通过导线电性连接电源和控制器，主动轴穿过安装板并与之轴承连接，由控制器对伺服电机的工作状态进行控制，具体可以实现主动轴的正反两向转动。

作为本发明再进一步的方案：所述行走组件包括固定在主动轴下部的第一锥齿轮、与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮、固定第二锥齿轮并转动设置在安装板下方的从动轴、通过第一传动带连接从动轴的传动轴、固定在传动轴上的齿轮、与齿轮啮合并固定在立柱侧壁上的齿条，其中，传动轴的端部通过轴承连接在吊板上，齿条安装在固定于立柱侧壁上的托板上，在主动轴带动横向移动的同时带动齿轮转动，配合齿条纵向行走，实现复合运动。

作为本发明再进一步的方案：还包括加工组件，所述加工组件包括套设在传动轴上的套管、与套管转动连接并固定在滑板下的固定板、通过第二传动带连接套管的转轴、通过锥齿轮组连接转轴的主轴，以及固定在主轴下端的磨盘，在传动轴转动的同时带动移动的主轴一边移动一边转动，利用一个动力源实现多个动作的同步进行。

作为本发明再进一步的方案：所述传动轴上设置有限位凸起，套管上开设有与传动轴上的限位凸起相配合的限位槽，套管穿过固定板并与之轴承连接，有限位槽和限位凸起约束使得二者可相会滑动而不能相对转动。

作为本发明再进一步的方案：所述转轴轴承连接在固定板的下部，锥齿轮组包括固定在转轴端部的第三锥齿轮、与第三锥齿轮啮合并固定在主轴上的第四锥齿轮，其中，主轴上端轴承连接在滑板下表面，锥齿轮组之间的传动可靠，不会发生打滑的现象发生。

作为本发明再进一步的方案：所述安装板两侧上方均转动连接有压轮，压轮上部贴合顶板的下表面，压轮配合齿轮将整个行走机构约束在整个架体上，提高稳定性。

一种机械加工用钣金抛光机器人的使用方法，包括如下步骤：

步骤一，上料，将待加工的钣金件固定在底板上；

步骤二，复位，将磨盘移动复位至工件的前部一侧；

步骤三，加工，待磨盘复位至初始位置后启动开关使得主动轴正向工作带动磨盘一边旋转一边往复横向移动一边纵向行走；

步骤四，二次加工，通过对工件进行垫高，调整抛光厚度，反向启动控制器使磨盘反向工作抛光；

步骤五，检测，利用量具检验钣金件表面的粗糙度。

作为本发明进一步的方案：所述步骤二中，复位通过伺服电机操作，正向启动控制器使主动轴正转，反向启动控制器使得主动轴反转从而控制磨盘的初始位置。

采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：该机器人通过摆动组件带动刀具横向往复移动，行走组件带动刀具纵向移动，实现对钣金件的全方位大面积行走抛光，且转动的传动轴带动套管跟随转动，同时滑板还带动套管往复横向移动，通过转动的套管带动转轴转动，转轴利用锥齿轮组带动主轴和磨盘转动，即磨盘一边转动一边横向移动，配合纵向移动的行走抛光机构实现全方位抛光。

附图说明

图1为机械加工用钣金抛光机器人的结构示意图。

图2为机械加工用钣金抛光机器人中旋转轴和导槽的结构示意图。

图3为机械加工用钣金抛光机器人中传动轴和套管的结构示意图。

图中：1-底板；2-立柱；3-安装板；4-伺服电机；5-主动轴；6-旋转轴；7-凸柱；8-导槽；9-滑板；10-导杆；11-第一锥齿轮；12-第二锥齿轮；13-从动轴；14-吊板；15-第一传动带；16-传动轴；17-套管；18-固定板；19-第二传动带；20-转轴；；21-第三锥齿轮；22-第四锥齿轮；23-主轴；24-磨盘；25-齿轮；26-齿条；27-托板；28-压轮；29-顶板。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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做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。

实施例1

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种机械加工用钣金抛光机器人，包括固定架体和设置在固定架体上的行走抛光机构；

具体来说，所述固定架体包括底板1、固定安装在底板1两侧的立柱2、连接两侧立柱2上端的顶板29，需要说明的是，底板1和顶板29均具有一定的纵深，底板1用于纵向放置待加工的钣金件。

进一步地，所述行走抛光机构包括安装板3、安装在安装板3上方中央的伺服电机4、连接伺服电机4输出端的主动轴5、连接主动轴5的摆动组件和行走组件，通过摆动组件带动刀具横向往复移动，行走组件带动刀具纵向移动，实现对钣金件的全方位大面积行走抛光。

其中，所述伺服电机4通过导线电性连接电源和控制器，主动轴5穿过安装板3并与之轴承连接，摆动组件包括固定连接在主动轴5下端的旋转轴6、固定连接在旋转轴6端部下方的凸柱7、与凸柱7嵌合的导槽8、固定在导槽8下方的滑板9、与滑板9滑动连接的导杆10，其中，安装板3下端两侧均固定安装有吊板14，导杆10两端固定在吊板14上，当伺服电机4通电工作后带动主动轴5转动从而驱动旋转轴6转动，旋转轴6带动凸柱7作圆周运动，凸柱7带动导槽8和滑板9在导杆10的作用下往复横向移动。

所述行走组件包括固定在主动轴5下部的第一锥齿轮11、与第一锥齿轮11相啮合的第二锥齿轮12、固定第二锥齿轮12并转动设置在安装板3下方的从动轴13、通过第一传动带15连接从动轴13的传动轴16、固定在传动轴16上的齿轮25、与齿轮25啮合并固定在立柱2侧壁上的齿条26，其中，传动轴16的端部通过轴承连接在吊板14上，齿条26安装在固定于立柱2侧壁上的托板27上，通过转动的主动轴5带动第一锥齿轮11转动，第一锥齿轮11带动第二锥齿轮12和从动轴13转动，从动轴13利用第一传动带15带动传动轴16转动，传动轴16再驱动齿轮15转动，转动的齿轮15在固定的齿条26作用下带动整个行走抛光机构纵向移动，从而实现刀具的横向纵向复合运动，达到对钣金件表面的大面积全方位抛光功能。

实施例2

为了使得刀具在纵向与横向运动的同时达到转动抛光的功能，本发明另一实施例中，一种机械加工用钣金抛光机器人，还包括加工组件，所述加工组件包括套设在传动轴16上的套管17、与套管17转动连接并固定在滑板9下的固定板18、通过第二传动带19连接套管17的转轴20、通过锥齿轮组连接转轴的主轴23，以及固定在主轴23下端的磨盘25，其中，传动轴16上设置有限位凸起，套管17上开设有与传动轴16上的限位凸起相配合的限位槽，套管17穿过固定板18并与之轴承连接，转动的传动轴16带动套管17跟随转动，同时滑板9还带动套管17往复横向移动；

再进一步地，所述转轴20轴承连接在固定板18的下部，锥齿轮组包括固定在转轴20端部的第三锥齿轮21、与第三锥齿轮21啮合并固定在主轴23上的第四锥齿轮22，其中，主轴23上端轴承连接在滑板9下表面，通过转动的套管17带动转轴20转动，转轴20利用锥齿轮组带动主轴23和磨盘24转动，即磨盘一边转动一边横向移动，配合纵向移动的行走抛光机构实现全方位抛光。

为了提高行走抛光机构的稳定性，所述安装板3两侧上方均转动连接有压轮28，压轮28上部贴合顶板29的下表面，利用压轮28配合齿轮25保持行走抛光机构的整体稳定性。

实施例3

一种机械加工用钣金抛光机器人的使用方法，包括如下步骤：

步骤一，上料，将待加工的钣金件固定在底板上，保证其不会发生滑移；

步骤二，复位，将磨盘移动至工件的前部一侧，具体的复位可通过伺服电机操作，正向启动控制器使主动轴正转，反向启动控制器使得主动轴反转从而控制磨盘的初始位置；

步骤三，加工，待磨盘复位至初始位置后启动开关使得主动轴正向工作带动磨盘一边旋转一边往复横向移动一边纵向行走，对工件表面进行全方位抛光；

步骤四，二次加工，通过对工件进行垫高，调整抛光厚度，反向启动控制器使磨盘反向工作抛光复位至初始位置；

步骤五，检测，利用量具检验钣金件表面的粗糙度，若未达到抛光要求，则再次垫高加工。

根据上述实施例的具体描述，易知本发明的工作原理：底板1和顶板29均具有一定的纵深，底板1用于纵向放置待加工的钣金件，通过摆动组件带动刀具横向往复移动，行走组件带动刀具纵向移动，实现对钣金件的全方位大面积行走抛光，当伺服电机4通电工作后带动主动轴5转动从而驱动旋转轴6转动，旋转轴6带动凸柱7作圆周运动，凸柱7带动导槽8和滑板9在导杆10的作用下往复横向移动，通过转动的主动轴5带动第一锥齿轮11转动，第一锥齿轮11带动第二锥齿轮12和从动轴13转动，从动轴13利用第一传动带15带动传动轴16转动，传动轴16再驱动齿轮15转动，转动的齿轮15在固定的齿条26作用下带动整个行走抛光机构纵向移动，从而实现刀具的横向纵向复合运动，达到对钣金件表面的大面积全方位抛光功能，转动的传动轴16带动套管17跟随转动，同时滑板9还带动套管17往复横向移动，通过转动的套管17带动转轴20转动，转轴20利用锥齿轮组带动主轴23和磨盘24转动，即磨盘一边转动一边横向移动，配合纵向移动的行走抛光机构实现全方位抛光，利用压轮28配合齿轮25保持行走抛光机构的整体稳定性。