一种陶瓷抛光机磨头底座装配设备的制作方法

本发明涉及一种陶瓷抛光机磨头底座装配设备。

背景技术：

自动化装配线是机器设备的装配过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现工件的装配、操作等信息处理和过程控制的统称。随着工业化的发展和人力成本的提高，对于批量化产品，自动化装配线具有明显低的劳动成本、管理成本和维护成本等优势。

磨头作为陶瓷抛光机上最重要的部件，其自动化装配线尤为复杂，而磨头底座的装配由于零件种类较多，装配精度要求较高，故目前能应用于磨头底座自动装配的设备很少。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种陶瓷抛光机磨头底座装配设备，以解决现有技术的不足之处。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种陶瓷抛光机磨头底座装配设备，包括：压装平台，其上设有磨头底座放置区域并对应该区域设有自动压装组件；工件摆放平台，其上设有供放置铜套的第一托盘和供放置主轴及从动摆杆的第二托盘；桁架式龙门机械手，其包括机架及设置于机架上的X轴组件、Y轴组件和Z轴组件；铜套夹具，以可活动装拆方式设置在所述桁架式龙门机械手之Z轴组件上，其上设有铜套夹持组件；和主轴及从动摆杆夹具，以可活动装拆方式设置在所述桁架式龙门机械手之Z轴组件上，其上设有主轴及从动摆杆夹持组件。

进一步，所述自动压装组件包括：三个薄型气缸组件，均布在所述磨头底座放置区域的周侧，和六个气液阻尼缸组件，均布在所述磨头底座放置区域的周侧。

进一步，所述第一托盘上设有六个等夹角排布的铜套托座；所述第二托盘上设有三个等夹角排布的主轴及从动摆杆托座。

作为优选，所述机架主要由四个支撑腿组件组成，该四条支撑腿组件呈矩形布置并竖向固定在地基上；所述X轴组件包括：两个X轴主梁，相互平行并分别固定在两条支撑腿组件上；两个X轴导轨副，分别设置在一个X轴主梁上；和一个双齿轮-齿条传动组件，主要由一个X轴电机、一个X轴减速机和两个X轴齿轮-齿条传动副组成，所述X轴电机固定在Y轴组件上，所述X轴减速机与X轴电机连接，两个X轴齿轮-齿条传动副分别安装在一个X轴主梁上并通过传动轴与X轴减速机连接；所述Y轴组件包括：一个Y轴主梁，为双梁结 构，其两端分别通过连接板固定在一个X轴导轨副上；两个Y轴导轨副，分别设置在Y轴主梁的一个梁上；和一个丝杆-螺母传动组件，主要由一个Y轴电机、一个Y轴减速机和一个丝杆-螺母传动副组成，所述Y轴电机固定在Y轴主梁的一端，所述Y轴减速机与Y轴电机连接，所述丝杆-螺母传动副之丝杆沿Y轴主梁之长度架设并与Y轴减速机连接；所述Z轴组件包括：一个Z轴安装箱体，设置于Y轴主梁的两个梁之间且其一组相对外侧面通过连接板固定在两个Y轴导轨副上，及所述丝杆-螺母传动副之螺母固定在Z轴安装箱体的外侧面上；一个Z轴主梁，以可滑动方式穿设在Z轴安装箱体中；和一个齿轮-齿条传动组件，主要由一个Z轴电机、一个Z轴减速机和一个Z轴齿轮-齿条传动副组成，所述Z轴电机安装在Z轴安装箱体的一个外侧面上，所述Z轴减速机安装在Z轴安装箱体的一个外侧面上并与Z轴电机连接，所述齿轮-齿条传动副之齿条沿Z轴主梁之长度固定在Z轴主梁上且其齿轮与Z轴减速机连接。

作为优选，所述Z轴主梁的一组相对外侧面与Z轴安装箱体的一组相对内侧面之间设有两个Z轴导轨副，所述Z轴主梁通过该两个Z轴导轨副以可滑动方式穿设在Z轴安装箱体中。

作为优选，所述Z轴主梁的的下端设有连接法兰。

作为一种选择，所述Y轴主梁采用单梁结构代替双梁结构。

作为一种选择，本发明可采用齿轮-齿条传动组件代替丝杆-螺母传动组件。

作为优选，所述铜套夹具包括：一第一安装圆盘，其上端面以可活动装拆方式设置在所述桁架式龙门机械手之Z轴组件上；和六个铜套夹持组件，每一铜套夹持组件通过一直线导轨副安装在所述安装圆盘的下端面。

作为优选，每个铜套夹持组件包括：一第一气爪连接件，安装在所述直线导轨副的滑块上；一第一气爪组件，安装在所述第一气爪连接件上；和一气弹簧，其一端铰接在所述第一气爪连接件上，其另一端铰接在设置于安装圆盘下端面中部的气弹簧安装座上。

作为优选，所述主轴及从动摆杆夹具包括：一第二安装圆盘，其上端面以可活动装拆方式设置在所述桁架式龙门机械手之Z轴组件上；和三个主轴及从动摆杆夹持组件，每一主轴及从动摆杆夹持组件通过一直线导轨副安装在所述安装圆盘的下端面。

作为优选，每个主轴及从动摆杆夹持组件包括：一第二气爪连接件，安装在所述直线导轨副的滑块上；一第一气爪组件，安装在所述第二气爪连接件上；和一双行程气缸，其缸体部分通过气缸支架固定在所述第二安装圆盘下端面的下方，其活塞杆端与所述第二气爪连接件连接。

作为优选，对应每个第一气爪组件设有一个第二气爪组件，每个第二气爪组件通过一个第二气爪连接板固定在所对应的双行程气缸的缸体下方。

作为优选，所述第一气爪组件主要由一个气爪主体和两个V型块组成，所述两个V型块安装于所述气爪主体上并由气爪主体驱动。

本发明通过采用上述结构，具有结构简单、运行稳定和适用性强等优点，能有效提高磨头自动化生产线的工作效率和装配精度。

附图说明

图1是本发明装有铜套夹具的立体结构示意图。

图2是本发明所述压装平台的立体结构示意图。

图3是本发明所述工件摆放平台的立体结构示意图。

图4是本发明所述桁架式龙门机械手的立体结构示意图。

图5是本发明所述桁架式龙门机械手之Z轴组件的立体结构示意图。

图6是本发明所述铜套夹具的立体结构示意图。

图7是本发明所述主轴及从动摆杆夹具的立体结构示意图。

图中：

1—压装平台；11—薄型气缸组件；12—气液阻尼缸组件；2—工件摆放平台；21—第一托盘；211—铜套托座；22—第二托盘；221—主轴及从动摆杆托座；3—桁架式龙门机械手；31—机架；311—支撑腿组件；32—X轴组件；321—X轴主梁；322—X轴导轨副；3231—X轴电机；3232—X轴减速机；3233—X轴齿轮-齿条传动副；3234—传动轴；33—Y轴组件；331—Y轴主梁；332—Y轴导轨副；3331—Y轴电机；3332—Y轴减速机；3333—丝杆-螺母传动副；34—Z轴组件；341—Z轴安装箱体；342—Z轴主梁；343—Z轴导轨副；3441—Z轴电机；3442—Z轴减速机；3443—Z轴齿轮-齿条传动副；345—连接法兰；4—铜套夹具；41—第一安装圆盘；42—第一气爪连接件；43—气弹簧；44—气弹簧安装座；5—主轴及从动摆杆夹具；51—第二安装圆盘；52—第二气爪连接件；53—双行程气缸；54—气缸支架；55—第二气爪组件；56—第二气爪连接板；6—第一气爪组件；61—气爪主体；62—V型块；7—直线导轨副；81—磨头底座；82—铜套；83—主轴及从动摆杆。

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

如图1至图7所示，本发明所述的一种陶瓷抛光机磨头底座装配设备，主要由压装平台1、工件摆放平台2、桁架式龙门机械手3、铜套夹具4、主轴及从动摆杆夹具5和数控系统(图中未标示出)组成。

所述的压装平台1上端面的中部区域设有磨头底座放置区域，磨头底座81通过定位销放置并定位在该磨头底座放置区域中。对应该磨头底座放置区域的周侧均布有三个薄型气缸组件11，用以将磨头底座81压紧。另外，对应该磨头底座放置区域的周侧还均布有六个气液阻尼缸组件12，用以自动压装铜套和主轴及从动摆杆。

所述的工件摆放平台2上设有第一托盘21和第二托盘22。第一托盘21上设有六个等夹角排布的铜套托座211。第二托盘22上设有三个等夹角排布的主轴及从动摆杆托座221。

所述的桁架式龙门机械手3，具有一个机架31，机架31上设有X轴组件32、Y轴组件33和Z轴组件34。机架31主要由四个支撑腿组件311组成，该四条支撑腿组件11呈矩形布置，并通过楔铁调整好位置后，用地脚螺栓竖向固定在地基上。X轴组件32主要由两个X轴主梁321、两个X轴导轨副322和一个双齿轮-齿条传动组件组成。两个X轴主梁321相互平行并分别固定在两条支撑腿组件上。两个X轴导轨副322分别设置在一个X轴主梁321上。双齿轮-齿条传动组件主要由一个X轴电机3231、一个X轴减速机3232和两个X轴齿轮-齿条传动副3233组成。X轴电机3231固定在Y轴组件的Y轴主梁331上。X轴减速机3232与X轴电机3231连接。两个X轴齿轮-齿条传动副3233分别安装在一个X轴主梁321上并通过传动轴3234与X轴减速机3232连接。Y轴组件33主要由一个Y轴主梁331、两个Y轴导轨副332和一个丝杆-螺母传动组件组成。Y轴主梁331为双梁结构，其两端分别通过连接板固定在一个X轴导轨副322上。两个Y轴导轨副332分别设置在Y轴主梁331的一个梁上。丝杆-螺母传动组件主要由一个Y轴电机3331、一个Y轴减速机3332和一个丝杆-螺母传动副3333组成。Y轴电机3331固定在Y轴主梁331的一端。Y轴减速机3332与Y轴电机3331连接。丝杆-螺母传动副3333之丝杆沿Y轴主梁331之长度架设并与Y轴减速机3332连接，丝杆-螺母传动副3333之螺母固定在Z轴安装箱体341的外侧面上。Z轴组件34主要由一个Z轴安装箱体341、一个Z轴主梁342、两个Z轴导轨副343和一个齿轮-齿条传动组件组成。Z轴安装箱体341设置于Y轴主梁331的两个梁之间且其一组相对外侧面通过连接板固定在两个Y轴导轨副332上。两个Z轴导轨副343设置在Z轴主梁342的一组相对外侧面和Z轴安装箱体341的一组相对内侧面之间，使Z轴主梁342以可滑动方式穿设在Z轴安装箱体341中。齿轮-齿条传动组件主要由一个Z轴电机3441、一个Z轴减速机3442和一个Z轴齿轮-齿条传动副3443组成。Z轴电机3441安装在Z轴安装箱体341的一个外侧面上。Z轴减速机3442安装在Z轴安装箱体341的一个外侧面上并与Z轴电机3441连接。齿轮-齿条传动副之齿条沿Z轴主梁342之长度固定在Z轴主梁342上且其齿轮与Z轴减速机3442连接。此外，Z轴主梁342的下端还设有连接法兰345。该桁架式龙门机械手的X轴采用双齿轮-齿条及双导轨传动导向，具有结构稳定、传动精度高的优点。Y轴采用双梁结构及 丝杆-螺母及双导轨传动导向，减少了Y轴弯曲变形，提高了机械手的精度。Z轴采用齿轮-齿条及双导轨传动导向，亦保证了机械手的装配精度。此外，三轴均采用双导轨导向，进一步保证了导向精度。此外，在Y轴组件中，可以根据载荷情况，用单梁结构来代替Y轴主梁的双梁结构；也可采用齿轮-齿条传动组件来代替丝杆-螺母传动组件。

所述的铜套夹具4主要由一个第一安装圆盘41和六个铜套夹持组件组成，每个铜套夹持组件通过一个直线导轨副7安装在安装圆盘41的下端面。第一安装圆盘41的上端面以可活动装拆方式与桁架式龙门机械手之Z轴组件的连接法兰345连接。每个铜套夹持组件主要由一个第一气爪连接件42、一个第一气爪组件6和一个气弹簧43组成。第一气爪连接件42安装在所对应的直线导轨副的滑块上。第一气爪组件6主要由一个气爪主体61和两个V型块62组成，气爪主体61安装在第一气爪连接件42上；两个V型块62安装在气爪主体61上并由气爪主体驱动。气弹簧43的一端铰接在第一气爪连接件42上，其另一端铰接在设置于安装圆盘下端面中部的气弹簧安装座44上。

所述的主轴及从动摆杆夹具5主要由一个第二安装圆盘51、三个主轴及从动摆杆夹持组件和三个第二气爪组件55组成。第二安装圆盘51的端面以可活动装拆方式与桁架式龙门机械手之Z轴组件的连接法兰345连接。每个主轴及从动摆杆夹持组件通过一个直线导轨副7安装在所述安装圆盘的下端面。每个主轴及从动摆杆夹持组件主要由一个第二气爪连接件52、一个第一气爪组件6、一个双行程气缸53组成：第二气爪连接件52安装在直线导轨副7的滑块上；第一气爪组件6主要由一个气爪主体61和两个V型块62组成，气爪主体61安装在第二气爪连接件52上，两个V型块62安装在气爪主体61上并由气爪主体驱动；双行程气缸53的缸体部分通过气缸支架54固定在第二安装圆盘下端面的下方，其活塞杆端与第二气爪连接件52连接。第二气爪组件55对应每个第一气爪组件设置：每个第二气爪组件55通过一个第二气爪连接板56固定在所对应的双行程气缸的缸体下方。

本实施例的数控系统采用广州数控设备有限公司的130SJT-M040D伺服电机和GSK218MC数控系统，用以控制机械手的三轴联动，使之重复定位精度能达到0.1毫米，从而确保能满足抛光机磨头从动摆杆的装配要求。

本发明的工作过程如下：

需要进行主轴铜套安装时，首先将磨头底座安装于压装平台上并用定位销定位和薄型气缸压紧。将铜套夹具安装桁架式龙门机械手的安装法兰上；通过人工将六个铜套(轴端盖)放置在工件摆放平台第一托盘上的铜套托座上。通过操作机械手，使铜套夹具移动到工件摆放平台的上方，并用其上的第一气爪组件将六个铜套夹持住。继续操作机械手使铜套夹具移动到压装平台的上方并对好位。驱动六个并联的气液阻尼缸组件使之同时推动六个铜套压装 到磨头底座中。铜套完成压装后，气弹簧能使第一气爪组件复位。

需要进行主轴及从动摆杆压装时，将主轴及从动摆杆夹具安装桁架式龙门机械手的安装法兰上；通过人工将三个主轴(从动摆杆)放置在工件摆放平台第而托盘上的主轴及从动摆杆托座上。通过操作机械手，使主轴及从动摆杆夹具移动到工件摆放平台的上方，并用其上的第一气爪组件和第二气爪组件将三个主轴(从动摆杆)夹持住。继续操作机械手使主轴及从动摆杆夹具移动到压装平台的上方并对好位。驱动六个并联的气液阻尼缸组件使之同时推动三个主轴(从动摆杆)压装到磨头底座中。主轴(从动摆杆)完成压装后，双行程气缸能使第一气爪组件复位。