浮动打磨机构及机器人的制作方法

本实用新型涉及打磨设备技术领域，特别是涉及一种浮动打磨机构及机器人。

背景技术：

传统的机器人自动打磨工艺是根据示教器示教机器人的运动轨迹或者依据设计的工件标准几何模型离线编程生成轨迹，后续的工件打磨轨迹都是按此固定的轨迹运行。

然而在实际的打磨过程中，由于制造的原因，每件工件的几何尺寸会和原始的设计标准几何模型会要差异，其自身尺寸及飞边毛刺均不相同，这将影响打磨质量。在遇到大的飞边毛刺时，打磨工具由于受到很大的打磨压力会导致转速急剧下降或卡死，遇到收缩较大的边时，打磨工具可能会接触不到工具表面。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种浮动打磨机构及机器人，该浮动打磨机构能使得打磨工具和工件之间的接触力适应工件的几何形状的变化，提高打磨质量的稳定性，提升打磨工具的使用效率和寿命；该机器人能避免打磨工具和工件之间的刚性碰撞，实现柔性加工，提高打磨工件的成品率。

其技术方案如下：

一种浮动打磨机构，包括：连接组件，所述连接组件包括连接座及连接件，所述连接座设有连接部，所述连接件的一端固设于所述连接座上、另一端设有第一安装部；浮动组件，所述浮动组件包括导杆、弹簧座、第一压缩弹簧及第二压缩弹簧，所述导杆与所述安装部滑动连接，所述导杆的一端与所述弹簧座连接、另一端设有第二安装部，所述第一压缩弹簧套设于所述导杆上、并设置于所述弹簧座与所述第一安装部之间，所述第二压缩弹簧套设于所述导杆上、并设置于所述第一安装部与所述第二安装部之间；及夹固组件，所述夹固组件包括夹固件，所述夹固件的一端与所述第二安装部连接，所述夹固件设有用于夹固打磨工具的夹固部。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述第一安装部设有直线滚珠轴承，所述直线滚珠轴承与所述导杆滚动配合。

在其中一个实施例中，所述第一压缩弹簧的一端与所述弹簧套可拆卸连接、另一端与所述第一安装部可拆卸连接，所述第二压缩弹簧的一端与所述第一安装部可拆卸连接、另一端与所述夹固件可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述弹簧座设有第一阶梯通孔，所述夹固件设有第二阶梯通孔，所述导杆的两端设有与所述第一阶梯通孔相对应的第一连接孔及与所述第二阶梯通孔相对应的第二连接孔；所述导杆的两端分别套设于所述第一阶梯通孔及所述第二阶梯通孔内，并分别通过螺栓与所述弹簧座及所述夹固件连接。

在其中一个实施例中，所述导杆、所述第一压缩弹簧及所述第二压缩弹簧至少为两个、且纵向间隔设置于所述夹固件与所述弹簧座之间。

在其中一个实施例中，所述夹固组件还包括夹块，所述夹块与所述夹固件可拆卸连接，所述夹块设有第一凹槽，所述夹固件设有与所述第一凹槽相配合形成所述夹固部的第二凹槽。

在其中一个实施例中，所述连接组件还包括安装件，所述安装件与所述连接座可拆卸连接，所述安装件设有所述连接部。

在其中一个实施例中，所述夹固件包括第一夹体及与所述第一夹体相互垂直的第二夹体，所述第一夹体与所述第二安装部连接、且与所述连接件横向间隔设置，所述第二夹体设有所述夹固部。

在其中一个实施例中，该浮动打磨机构还包括抗扭组件，所述抗扭组件包括与所述导杆纵向间隔设置的拉伸弹簧及调节螺杆，所述拉伸弹簧的一端与所述夹固件固定连接、另一端与所述调节螺杆固定连接，所述调节螺杆设置于所述连接件上，所述连接件设有与所述调节螺杆相配合的第三连接孔。

在其中一个实施例中，所述拉伸弹簧的弹性系数小于第一压缩弹簧的弹性系数及第二压缩弹簧的弹性系数

本技术方案还提供了一种机器人，包括上述的浮动打磨机构，还包括操作头，所述操作头与所述连接部连接。

上述本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

上述本实用新型的有益效果：

上述浮动打磨机构使用时，首先通过夹固组件安装打磨工具，利用夹固部对打磨工具进行固定，并通过连接组件的连接部与机器人的操作头或机械手连接，再利用第一安装部连接浮动组件，该浮动组件利用导杆、连接座、第一压缩弹簧及第二压缩弹簧形成可弹性复位的第二安装部，第二安装部与夹固组件，进而将打磨工具安装在机器人的操作头或机械手上，在打磨过程中，通过压缩压缩弹簧，产生反向弹力，为打磨工具和工件之间提供弹性接触压力，压缩弹簧压缩量变大，导杆的第二安装部与第一安装部之间的间距变大，进而可以有效避免打磨工具和工件之间的刚性碰撞；当接触压力减小时，压缩弹簧压缩量变小，导杆的第二安装部与第一安装部之间的间距变大，亦可打磨工件表面。本实用新型的浮动打磨机构能使得打磨工具和工件之间的接触力适应工件的几何形状的变化，实现柔性加工，提高打磨工件的成品率及打磨质量的稳定性，提升打磨工具的使用效率和寿命。

上述机器人使用时，将所述浮动打磨机构通过连接部安装在机器人的操作头或机械手上、并安装好打磨工具，使述所述打磨工具的磨头与所述工件表面接触产生的正压力方向与第一压缩弹簧的受力方向及所述第二压缩弹簧的受力方向相平行或近似平行，进而能避免打磨工具和工件之间的刚性碰撞，并通过示教或离线编辑生成运动轨迹，实现柔性加工，提高打磨工件的成品率。

附图说明

图1为本实用新型所述的浮动打磨机构的第一轴测示意图；

图2为本实用新型所述的浮动打磨机构的第二轴测示意图；

图3为本实用新型所述的浮动打磨机构的半剖示意图；

图4为本实用新型所述的打磨方法的流程示意图。

附图标记说明：

100、连接组件，110、连接座，120、连接件，122、第一安装部，124、直线滚珠轴承，126、第三连接孔，130、安装件，132、连接部，200、浮动组件， 210、导杆，212、第一连接孔，214、第二连接孔，216、第二安装部，220、弹簧座，224、第一阶梯通孔，230、第一压缩弹簧，240、第二压缩弹簧，300、夹固组件，310、夹固件，312、第二阶梯通孔，314、第一凹槽，316、第一夹体，318、第二夹体，320、夹块，322、第二凹槽，302、夹固部，400、抗扭组件，410、拉伸弹簧，420、调节螺杆，500、打磨工具，510、磨头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

如图1至3所示，本实用新型所述的一种浮动打磨机构，包括：连接组件 100，连接组件100包括连接座110及连接件120，连接座110设有连接部132，连接件120的一端固设于连接座110上、另一端设有第一安装部122；浮动组件 200，浮动组件200包括导杆210、弹簧座220、第一压缩弹簧230及第二压缩弹簧240，导杆210与安装部滑动连接，导杆210的一端与弹簧座220连接、另一端设有第二安装部，第一压缩弹簧230套设于导杆210上、并设置于弹簧座 220与第一安装部122之间，第二压缩弹簧240套设于导杆210上、并设置于第一安装部122与第二安装部216之间；及夹固组件300，夹固组件300包括夹固件310，夹固件310的一端与第二安装部216连接，夹固件310设有用于夹固打磨工具的夹固部302。

如图1至3所示，该浮动打磨机构使用时，首先通过夹固组件300安装打磨工具，利用夹固部302对打磨工具进行固定，并通过连接组件100的连接部 132与机器人的操作头或机械手连接，再利用第一安装部122连接浮动组件200，该浮动组件200利用导杆210、连接座110、第一压缩弹簧230及第二压缩弹簧 240形成可弹性复位的第二安装部216，第二安装部216与夹固组件300，进而将打磨工具安装在机器人的操作头或机械手上，在打磨过程中，通过压缩压缩弹簧，产生反向弹力，为打磨工具和工件之间提供弹性接触压力，压缩弹簧压缩量变大，导杆210的第二安装部216与第一安装部122之间的间距变大，进而可以有效避免打磨工具和工件之间的刚性碰撞；当接触压力减小时，压缩弹簧压缩量变小，导杆210的第二安装部216与第一安装部122之间的间距变小，亦可打磨工件表面。本实用新型的浮动打磨机构能使得打磨工具和工件之间的接触力适应工件的几何形状的变化，实现柔性加工，提高打磨工件的成品率及打磨质量的稳定性，提升打磨工具的使用效率和寿命。

如图1至3所示，在本实施例中，连接组件100还包括安装件130，安装件 130与连接座110可拆卸连接，安装件130设有连接部132，可通过更换不同结构的安装件130来与不同类型的机器人的操作头或机械手进行连接，提高本机构的适应性。

如图1至3所示，在本实施例中，第一安装部122设有直线滚珠轴承124，直线滚珠轴承124与导杆210滚动配合，进而可实现第一安装部122与导杆210 的滚动摩擦配合，减小摩擦力，同时提高导杆210移动的平稳性。进一步的，第一压缩弹簧230的一端与弹簧套可拆卸连接、另一端与第一安装部122可拆卸连接，第二压缩弹簧240的一端与第一安装部122可拆卸连接、另一端与夹固件310可拆卸连接，使第一压缩弹簧230及第二压缩弹簧240与导杆210同轴心、不接触，同时可实现压缩弹簧的预压紧安装，为打磨工具和工件之间提供弹性接触压力；优选的，可通过更换不同材质及弹力系数的压缩弹簧来调整压缩弹簧的预压紧力。进一步的，弹簧座220设有第一阶梯通孔224，夹固件 310设有第二阶梯通孔312，导杆210的两端设有与第一阶梯通孔224相对应的第一连接孔212及与第二阶梯通孔312相对应的第二连接孔214，导杆210的两端分别套设于第一阶梯通孔224及第二阶梯通孔312内，并分别通过螺栓与弹簧座220及夹固件310连接，因而实现了导杆210的安装，同时可以调节螺栓与第一连接孔212及第二连接孔214之间的连接深度来调整导杆210的安装长度(即弹簧座220与第一安装部122之间的最小间距及第一安装部122与第二安装部216之间的最小间距可根据压缩弹簧所需的预压紧力进行调整)，进而实现压缩弹簧的预压紧力的调整；该第一阶梯通孔224及第二阶梯通孔312与螺栓配合的一端的孔径大于与导杆210配合的一端的孔径。优选的，导杆210、第一压缩弹簧230及第二压缩弹簧240至少为两个、且纵向间隔设置于夹固件 310与弹簧座220之间，根据需要进行调整，使夹固件310与连接件120之间的相对移动更加平稳及灵敏。该第一压缩弹簧230及第二压缩弹簧240可以根据不同材质、不同打磨余量打磨工件选择其材质、几何参数，压缩弹簧穿过导杆 210，两端部固定在弹簧座220内，使得第一压缩弹簧230及第二压缩弹簧240 和导杆210同轴心，两者之间不接触，避免第一压缩弹簧230及第二压缩弹簧 240和导杆210之间摩擦。

如图1至3所示，在本实施例中，夹固组件300还包括夹块320，夹块320 与夹固件310可拆卸连接，夹块320设有第一凹槽314，夹固件310设有与第一凹槽314相配合形成夹固部302的第二凹槽422。进一步的，夹固件310包括第一夹体316及与第一夹体316相互垂直的第二夹体318，第一夹体316与第二安装部216连接、且与连接件120横向间隔设置，第二夹体318设有夹固部302，因而可与需打磨的工件错开，避免打磨过程中的相互干涉。

如图1至3所示，在本实施例中，该浮动打磨机构还包括抗扭组件400，抗扭组件400包括与导杆210纵向间隔设置的拉伸弹簧410及调节螺杆420，拉伸弹簧410的一端与夹固件310固定连接、另一端与调节螺杆420固定连接，调节螺杆420设置于连接件120上，连接件120设有与调节螺杆420相配合的第三连接孔126；因而通过调节拉伸弹簧410的弹力大小，补偿夹具自重产生的扭矩，同时使导杆210与直线滚珠轴承124之间运动时的摩擦力小，不会出现卡死现象(同时减少导杆210与直线滚珠轴承124之间的相互磨损)，进而使磨头浮动顺畅，保证打磨时的稳定性。该拉伸弹簧410的弹性系数小于第一压缩弹簧230的弹性系数及第二压缩弹簧240的弹性系数，优选的，拉伸弹簧410的拉伸力小于第一压缩弹簧230及第二压缩弹簧240的预紧力。

本实用新型所述的一种机器人，包括上述的浮动打磨机构，还包括操作头，所述操作头与所述连接部连接。

该机器人使用时，将所述浮动打磨机构通过连接部安装在机器人的操作头或机械手上、并安装好打磨工具，使述所述打磨工具的磨头与所述工件表面接触产生的正压力方向与第一压缩弹簧的受力方向及所述第二压缩弹簧的受力方向相平行或近似平行，进而能避免打磨工具和工件之间的刚性碰撞，并通过示教或离线编辑生成运动轨迹，实现柔性加工，提高打磨工件的成品率。

如图4所示，一种打磨方法，应用于上述的浮动打磨机构，包括如下步骤：

根据工件的材质及打磨余量设置第一压缩弹簧及第二压缩弹簧的预压紧力；

将所述浮动打磨机构通过连接部安装在机器人的操作头或机械手上、并安装好打磨工具，使述所述打磨工具的磨头与所述工件表面接触产生的正压力方向与第一压缩弹簧的受力方向及所述第二压缩弹簧的受力方向相平行或近似平行；

所述工件脱离所述打磨工具，所述第一压缩弹簧及该第二压缩弹簧自动回到初始位置

将所述浮动打磨机构通过连接部安装在机器人的操作头或机械手上、并安装好打磨工具，使述所述打磨工具的磨头与所述工件表面接触产生的正压力方向与第一压缩弹簧的受力方向及所述第二压缩弹簧的受力方向相平行或近似平行，进而能避免打磨工具和工件之间的刚性碰撞，并通过示教或离线编辑生成运动轨迹，实现柔性加工，提高打磨工件的成品率。

根据工件的材质及打磨余量设置第一压缩弹簧及第二压缩弹簧的预压紧力时，还包括调节拉伸弹簧的伸缩量；进而可补偿抵消机构自身重力对导杆和直线滚珠轴承的扭矩，使导杆移动更加平稳，减少导杆与第一安装部之间因发生的径向受力而磨损。该拉伸弹簧的弹性系数小于第一压缩弹簧的弹性系数及第二压缩弹簧的弹性系数，优选的，拉伸弹簧的拉伸力小于第一压缩弹簧及第二压缩弹簧的预紧力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。