专利名称：一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压r角工装的制作方法
技术领域：
本发明涉及柔性材料铣切工装技术领域，具体地说是一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装。
背景技术：
在金属工件的表面经常需要进行孔边R角成型，也即是倒角孔边作业，同样塑性材料产品也需要如此，但是在塑性材料工件上的R角成型往往采用模具或刀具切削来达到目的，难以覆盖产品工艺要求。如汽车前后保险杠上的雷达孔、清洗孔，用模具成型难以避免注塑和涂装工艺的严重缺陷，用刀具切削难以满足汽车外饰件质量要求，目前的冲孔装置一般采用冲压专机专用刀具来完成，但现有的这种冲孔装置经常造成工作表面油漆和基材受力而屈服变形，造成雷达孔周边油漆裂纹、毛糙等外观缺陷，造成生产浪费。而且专机专用，设备成本高，占用场地面积大，随着新品增加，许多工厂都难以承受目前的状态。
发明内容
本发明的目的是突破改变现有技术，采用一种能集成在机器人塑性材料柔性钻铣孔系统设备上的压R角装置，达到柔性化、集成化、高效化，并能满足多品种多规格产品的需求，同时该装置更能保证工件孔R角的质量。为实现上述目的，设计一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，包括机器人手臂、主轴连接件、传动轴，自紧钻夹头、传动定位主轴、弧形壳体、滚柱、轴承、滚珠、中心定位柱、弹簧，其特征在于:所述的传动定位主轴为采用在一连接端面的顶部设有垂直向的上连接轴部，在连接端面的底部设有垂直向的下连接轴部所构成；所述的弧形壳体为采用前后对称的两个弧形板，且两个弧形板的顶部的外弧处呈弧形封闭连接，两个弧形板的其余部位相互平行对称设置所构成；所述的弧形壳体的上部的弧形封闭处的两端分别设有缺口，弧形壳体的前后两个弧形板的两端的下半部分别设有腰形孔；传动定位主轴的连接端面的下平面与弧形壳体的顶部上表面固定连接，传动定位主轴的下连接轴部的底端贯穿弧形壳体的顶部中间后位于弧形壳体的下方，下连接轴部的底面再连接中心定位柱的顶端，中心定位柱的底部设有锥形定位头，且位于弧形壳体的前后两个弧形板之间的传动定位主轴上左右向设弹簧孔；两根滚柱的底端分别销接在中心定位柱的下部的前侧，两根滚柱的顶端分别嵌于弧形壳体的左右两端的缺口内，弹簧的左端固定在位于弧形壳体左侧的滚柱顶部的右侧面上，弹簧的右端穿过传动定位主轴的弹簧孔后固定在位于弧形壳体右侧的滚柱顶部的左侧面上；弧形壳体两端的腰形孔分别采用销子销接相应部位处的滚柱；滚柱的中部外套设有滚珠，且滚珠的顶部位于弧形壳体的下方，滚珠的底端固定于滚柱的底端的上方，所述的滚珠呈圆筒状，且滚珠的底端的外边缘设有弧形倒角。所述的传动定位主轴的上连接轴部轴接于自紧钻夹头的轴孔内的下部，自紧钻夹头的顶部连接传动轴的一端，传动轴的另一端轴接于主轴连接件的轴孔内的下部，主轴连接件的顶部连接机器人手臂。
弧形壳体的顶部还设有连接块，所述的连接块的底部设为楔合弧形壳体顶部形状的弧形状，连接块的顶部设为平面状；所述的弧形壳体为一体式结构，所述的连接块与弧形壳体为一体式结构，连接块的顶面与传动定位主轴的连接端面的底面固定连接。所述的传动定位主轴的上连接轴部和下连接轴部位于同一中心轴线上。所述的弹簧采用弹簧定位销固定于滚柱上。与两侧的滚珠相抵接处的中心定位柱的外壁上设有一圈让位槽。所述的滚珠与滚柱之间还设有轴承，在滚珠底端的滚柱外壁上还设有卡环。所述的滚珠的下部的外壁上设有一圈弧形槽。所述的主轴连接件与传动轴之间还设有莫氏锥度2号的莫氏顶尖套。所述的传动定位主轴为一体式结构。本发明同现有技术相比，两侧的滚珠在弹簧预紧压力的作用下，在工件的雷达孔边缘处做三维运动，其中的圆周旋转运动，能满足工件水平表面所有轨迹的均匀受力；垂直运动，能满足工件垂直截面所有轨迹的均匀受力；滚珠在与工件的所有接触轨迹点中始终保持不间断的相对地静态滚压运动；采用本工装能克服工件表面油漆和基材的屈服变形受力带来的缺陷，满足雷达孔R角的成型需求，保证雷达孔边缘的光滑。
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明中设有滚珠的滚柱的结构示意图。图3为图1所示的中心定位柱的结构示意图。图4为本发明中一体式的设有连接块的弧形壳体的结构示意图。图5为图4的左视图。图6为本发明的工作原理示意图。
具体实施例方式现结合附图对本发明作进一步地说明。本发明包括机器人手臂、主轴连接件、传动轴，自紧钻夹头、传动定位主轴、弧形壳体、滚柱、滚珠、中心定位柱、弹簧，其中，所述的传动定位主轴4为采用在一连接端面的顶部设有垂直向的上连接轴部，在连接端面的底部设有垂直向的下连接轴部所构成，所述的上连接轴部和下连接轴部位于同一中心轴线上，这里传动定位主轴4为一体式结构。参见图4和图5，所述的弧形壳体5为采用前后对称的两个弧形板，且两个弧形板的顶部的外弧处呈弧形封闭连接，两个弧形板的其余部位相互平行对称设置所构成；所述的弧形壳体5的上部的弧形封闭处的两端分别设有缺口 5-3，弧形壳体5的前后两个弧形板的两端的下半部分别设有腰形孔5-1，所述的弧形壳体为一体式结构。参见图1和图2，传动定位主轴4的连接端面的下平面与弧形壳体5的顶部上表面固定连接，传动定位主轴4的下连接轴部的底端垂直贯穿弧形壳体5的顶部中间后位于弧形壳体5的下方，下连接轴部的底面再连接中心定位柱8的顶端，中心定位柱8的底部设有锥形定位头8-1，且位于弧形壳体5的前后两个弧形板之间的传动定位主轴4上左右向设弹簧孔4-1，这个弹簧孔4-1可设为弧形，也可设为水平孔。
所述的弧形壳体5的顶部还连接连接块5-2的底部，保证传动定位主轴4与弧形壳体5的连接的稳定性、牢固性。所述的连接块5-2的底部设为楔合弧形壳体5顶部形状的弧形状，连接块5-2的顶部设为平面状，所述的连接块5-2与弧形壳体5采用一体式结构形成类似倒置的“Y”形结构，连接块5-2的顶面与传动定位主轴4的连接端面的底面固定连接，而传动定位主轴4的下连接轴部的底端会依次垂直穿过连接块5-2后，再贯穿弧形壳体5的顶部中间，并从前后两个弧形壳体5之间穿过，最后位于弧形壳体5的下方。两根滚柱7的底端分别销接在中心定位柱8的下部的前侧，两根滚柱7的顶端分别位于前后两个弧形板之间的两端，也即两根滚柱7的顶端分别嵌于弧形壳体5的左右两端的缺口 5-3内，弹簧6的左端固定在位于弧形壳体5左侧的滚柱7顶部的右侧面上，弹簧6的右端穿过传动定位主轴4的弹簧孔4-1后固定在位于弧形壳体5右侧的滚柱7顶部的左侧面上，最终形成呈弧形状的弹簧，而弧形壳体5与左右两根滚柱7形成类似可开合的扇状结构；本例中弹簧6的两端分别采用弹簧定位销7-3固定于左右两根滚柱7上。弧形壳体5两端的腰形孔5-1分别采用销子7-2销接相应部位处的滚柱7 ;滚柱7的中部外套设有滚珠7-1，且滚珠7-1的顶部位于弧形壳体5的下方，本例中通过在滚柱7的外壁上设一圈凸环来对滚珠7-1的顶端进行限位固定，滚珠7-1的底端固定于滚柱7的底端的上方，本例中通过在位于滚珠7-1底端的滚柱7外壁上设卡环7-5来固定住滚珠7-1的底端，所述的滚珠7-1呈圆筒状，且滚珠的底端的外边缘设有弧形倒角，该弧形倒角的曲率半径一般为6_左右，当然可根据在工件表面具体所需成型的孔边R角来决定。所述的滚珠7-1与滚柱7之间还设有轴承7-4。与两侧的滚珠7-1相抵接处的中心定位柱8的外壁上设有一圈让位槽8-2，且滚珠7-1的下部的外壁上设有一圈弧形槽。让位槽8-2与圈弧形槽的配合能方便两个滚珠7-1随滚柱7做开合运动时进行避让。所述的传动定位主轴4的上连接轴部轴接于自紧钻夹头3的轴孔内的下部，自紧钻夹头3的顶部连接传动轴2的一端，传动轴2的另一端轴接于主轴连接件I的轴孔内的下部，本例中主轴连接件I与传动轴2之间还设有莫氏锥度2号的莫氏顶尖套1-1。主轴连接件I的顶部连接机器人手臂，方便进行自动化的连续作业，还能控制传动定位主轴4的上、下直线运行速度，该速度可由机器人手臂来任意控制调节，一般控制一个三轴四联动工位完成动作只需3至5秒。参见图6，操作时先利用雷达孔中心定位装置在工件表面进行整体中心定位，本例中以保险杠9为例，将中心定位柱8的维形定位头8-1定位在保险杠9上预压R角的雷达孔的位置上，然后由机器人手臂的控制单元控制机器人手臂上的伺服电机运转，一般控制伺服电机的旋转速度为450转/分飞00转/分，伺服电机通过主轴连接件I依次带动传动轴
2、自紧钻夹头3、传动定位主轴4、设有连接块5-2的弧形壳体5、滚柱7、中心定位柱8的锥形定位头8-1 —起旋转，在旋转的同时机器人手臂控制中心定位柱8沿保险杠9上的雷达孔中心位置做垂直运动，当锥形定位头8-1穿过保险杠9上的雷达孔后，在不断向下旋转的过程中，两侧的滚柱7在腰形孔5-1的范围内在缺口 5-3内做相向收缩运动，从而带动滚珠7-1做相向的收缩运动，同时，滚珠7-1也随传动定位主轴4 一起旋转，而且当滚珠7-1与工件接触后，滚珠7-1也会相对于滚柱7做圆周旋转运动。在滚珠7-1压R角的整个过程中，滚珠7-1在弹簧6的预紧压力的作用下，在保险杠9的雷达孔边缘处做三维运动，由于滚珠7-1的底端边缘设有弧形倒角，配合一定的向下旋转的速度能保证成型的孔边R角的质量，本例中一般控制传动定位主轴4的上、下直线运行速度为5mm/s，在滚珠7_1进行的三维运动中，其中1、圆周运动，能满足保险杠9水平表面所有轨迹的均匀受力；2、垂直运动，能满足保险杠9垂直截面所有轨迹的均匀受力；3、滚珠7-1在与保险杠9的所有接触轨迹点中始终保持不间断地、相对地静态滚压运动。
权利要求
1.一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，包括机器人手臂、主轴连接件、传动轴，自紧钻夹头、传动定位主轴、弧形壳体、滚柱、滚珠、中心定位柱、弹簧，其特征在于:所述的传动定位主轴(4)为采用在一连接端面的顶部设有垂直向的上连接轴部，在连接端面的底部设有垂直向的下连接轴部所构成；所述的弧形壳体(5)为采用前后对称的两个弧形板，且两个弧形板的顶部的外弧处呈弧形封闭连接，两个弧形板的其余部位相互平行对称设置所构成；所述的弧形壳体(5)的上部的弧形封闭处的两端分别设有缺口(5-3)，弧形壳体(5)的前后两个弧形板的两端的下半部分别设有腰形孔(5-1);传动定位主轴(4)的连接端面的下平面与弧形壳体(5)的顶部上表面固定连接，传动定位主轴(4)的下连接轴部的底端贯穿弧形壳体(5)的顶部中间后位于弧形壳体(5)的下方，下连接轴部的底面再连接中心定位柱(8)的顶端，中心定位柱(8)的底部设有锥形定位头(8-1)，且位于弧形壳体(5)的前后两个弧形板之间的传动定位主轴(4)上左右向设弹簧孔(4-1);两根滚柱(7)的底端分别销接在中心定位柱(8)的下部的前侧，两根滚柱(7)的顶端分别嵌于弧形壳体(5)的左右两端的缺口(5-3)内，弹簧(6)的左端固定在位于弧形壳体(5)左侧的滚柱(7)顶部的右侧面上，弹簧(6)的右端穿过传动定位主轴(4)的弹簧孔(4-1)后固定在位于弧形壳体(5)右侧的滚 柱(7)顶部的左侧面上；弧形壳体(5)两端的腰形孔(5-1)分别采用销子(7-2)销接相应部位处的滚柱(7);滚柱(7)的中部外套设有滚珠(7-1)，且滚珠(7-1)的顶部位于弧形壳体(5)的下方，滚珠(7-1)的底端固定于滚柱(7)的底端的上方，所述的滚珠(7-1)呈圆筒状，且滚珠(7-1)的底端的外边缘设有弧形倒角。
2.如权利要求1所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:所述的传动定位主轴(4)的上连接轴部轴接于自紧钻夹头(3)的轴孔内的下部，自紧钻夹头(3)的顶部连接传动轴(2)的一端，传动轴(2)的另一端轴接于主轴连接件(I)的轴孔内的下部，主轴连接件(I)的顶部连接机器人手臂。
3.如权利要求1所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:弧形壳体(5)的顶部还设有连接块(5-2)，所述的连接块(5-2)的底部设为楔合弧形壳体(5)顶部形状的弧形状，连接块(5-2)的顶部设为平面状；所述的弧形壳体为一体式结构，所述的连接块(5-2)与弧形壳体(5)为一体式结构，连接块(5-2)的顶面与传动定位主轴(4)的连接端面的底面固定连接。
4.如权利要求1所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:所述的传动定位主轴(4)的上连接轴部和下连接轴部位于同一中心轴线上。
5.如权利要求1所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:所述的弹簧(6)采用弹簧定位销(7-3)固定于滚柱(7)上。
6.如权利要求1所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:与两侧的滚珠(7-1)相抵接处的中心定位柱(8)的外壁上设有一圈让位槽(8-2)。
7.如权利要求1所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:所述的滚珠(7-1)与滚柱(7)之间还设有轴承(7-4)，在滚珠(7-1)底端的滚柱(7)夕卜壁上还设有卡环(7-5)。
8.如权利要求1所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:所述的滚珠(7-1)的下部的外壁上设有一圈弧形槽。
9.如权利要求2所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:所述的主轴连接件(I)与传动轴(2)之间还设有莫氏锥度2号的莫氏顶尖套(1-1)。
10.如权利要求1或2或4所述的一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于:所述的 传动定位主轴(4)为一体式结构。
全文摘要
本发明涉及柔性材料铣切工装技术领域，具体地说是一种柔性铣切表面涂装油漆的塑性材料的压R角工装，其特征在于弧形壳体的上部的弧形封闭处的两端分别设有缺口；传动定位主轴的连接端面的下平面与弧形壳体的顶部上表面固定连接，传动定位主轴的下连接轴部的底端贯穿弧形壳体的顶部中间后位于弧形壳体的下方，下连接轴部的底面再连接中心定位柱的顶端；两根滚柱的底端分别销接在中心定位柱的下部的前侧，两根滚柱的顶端分别嵌于弧形壳体的左右两端的缺口内，弹簧的左端固定在左侧的滚柱顶部，弹簧的右端穿过传动定位主轴的弹簧孔后固定在右侧的滚柱顶部；滚柱的中部外套设有滚珠。本发明同现有技术相比，能克服工件表面屈服变形受力带来的缺陷。
文档编号B23C3/12GK103111672SQ20131000979
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者李育弟 申请人:延锋彼欧汽车外饰系统有限公司