一种古建筑用砖机器人自动打磨设备的制作方法

本发明涉及古建筑砖块自动精确打磨的机器人设备，具体的说是一种古建筑用砖自动打磨机器人成套设备。

背景技术

古建筑用砖机器人自动打磨设备主要应用于古建筑青砖及红砖等的自动化高效打磨。目前，古建筑用砖都通过人工进行打磨，由于古建筑要求建筑的高美观性，对所用建筑砖尺寸一致性及表面光洁度有极高要求，人工打磨时效率低，尺寸一致性难以保证，造成古建筑建造成本高，美观性不足。利用机器人技术、视觉检测技术、自动打磨技术，通过夹具实现砖块的精准定位，利用六自由度机器人带动打电动打磨工具对砖块进行自动打磨，并通过视觉检测装置实现打磨量的精确测量，实现古建筑用砖的自动化打磨，可大幅提高古建筑用砖打磨效率，提升打磨的一致性，从而降低古建筑成本，提升其美观性。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种古建筑用砖机器人自动打磨设备，提高古建筑用砖打磨效率，提升打磨的一致性，从而降低古建筑成本，提升其美观性。设备操作简单，配有自动吸尘装置，保证工作环境清洁。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种古建筑用砖机器人自动打磨设备，其特征在于，包括六自由度工业机器人、电动打磨工具、视觉检测定位装置、转盘式工作台、砖块定位夹具及吸尘器；

其中六自由度工业机器人是砖块打磨的运动机构，电动打磨工具是具体进行砖块表面的磨削工具，六自由度工业机器人带动电动打磨工具将砖块各面完成打磨；视觉检测定位装置用于检测砖块的初始几何尺寸，并反馈至机器人控制器确定打磨量；转盘式工作台通过支撑架固定在地面上，通过伺服电机旋转换位，实现砖块一次上料，多块轮流打磨；砖块定位夹具安装在转盘式工作台上方，砖块定位夹具为四组夹具构成，每组夹具都能对砖块进行定位，通过两次装夹换位完成砖块六面的打磨；在打磨过程中，吸尘器将磨削粉尘吸收，避免污染环境。

所述六自由度机器人底座固定于地面，六自由度机器人机械手臂上设有打磨工具驱动电机，打磨工具驱动电机与减速器连接；减速器通过一对锥齿轮传动至打磨砂轮；

机械手臂前端固定安装有打磨头支撑板，打磨头支撑板内设有一对锥齿轮；外侧设有视觉检测定位装置。

所述转盘式工作台下部设有转盘轴承，转盘轴承与支撑架轴接，支撑架上安装有直齿轮，直齿轮与转盘轴承的带齿轮啮合连接，安装在支撑架下部的伺服电机与直齿轮驱动连接；实现转盘式工作台的转动。

所述砖块定位夹具为四组，呈十字形分布在转盘式工作台上，十字形中部设有吸尘器，吸尘器的吸尘管道贯穿转盘式工作台，实现一次上料，四块砖块连续打磨，提高打磨效率。

砖块定位夹具，主要由底座、把手支撑块、压紧把手、定位块、挡停块、导轨、定位板组成；

底座固定在转盘式工作台上，底座中部设有定位块，右侧设有把手支撑块，左侧设有导轨；

导轨上设有定位板和挡停块，将砖块放到l形定位板上，

把手支撑块上设有压紧把手，压紧把手的支臂贯穿定位块与砖块定位连接；

在将砖块放到前定位板上后，靠紧左侧定位块，人工将压紧把手拉起，则实现砖块的定位与夹紧。

所述挡停块、左侧定位块和压紧把手可以对两种姿态的砖块进行定位夹紧，配合机器人通过一次换夹翻面实现全砖六面打磨。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明采用机器人打磨代替人工进行古建筑用砖打磨，提高打磨效率，提升砖块打磨一致性。

2.本发明配置转盘工作台，可实现一次上料，四块砖块连续打磨。

3.本发明使用视觉测量系统，可实现砖块原始尺寸的自动检测，自动确定打磨量，实现不同砖块的高一致性自动打磨。

4.本发明配置了同一结构原理、垂向布置的砖块定位夹具，可实现一次换夹，六面打磨。

5.本发明配备有吸尘器，充分考虑工作环境对操作人员的影响。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明中电动打磨工具的结构示意图；

图4是本发明中转动工作台结构示意图；

图5是本发明工况一时的夹具工作状态图；

图6是本发明工况二时的夹具工作状态图；

图7是本发明夹具的非工作状态图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1、2所示，本发明提供的一种古建筑用砖机器人自动打磨设备，包括六自由度工业机器人(1)、电动伺服打磨工具(2)、视觉检测定位系统(3)、转盘式工作台(4)、砖块定位夹具(5)及吸尘器(6)组成。其中六自由度工业机器人(1)安装在地面上，是砖块打磨的运动机构，电动伺服打磨工具(2)是具体进行砖块表面的磨削工具，机器人带动电动伺服打磨工具至砖块各面完成打磨；视觉检测定位系统(3)用于检测砖块的初始几何尺寸，并反馈至机器人控制器确定打磨量；转盘式工作台(4)通过钢支撑架固定在地面上，通过伺服电机驱动其旋转换位，实现砖块一次上料，多块轮流打磨；砖块定位夹具(5)安装在转盘工作台(4)上方，转盘上周向均布四组夹具(5)，每组夹具(5)都能对砖块(7)进行定位，通过两次装夹换位完成砖块六面的打磨。在打磨过程中，吸尘器(6)将磨削粉尘吸收，避免污染环境，吸尘器通过螺钉安装在转台下方，通过吸尘软管通至转盘中心，实现磨削粉尘的吸收，吸尘器为通用工业吸尘器，可自行选择厂家配置。

如图3所示，伺服电动打磨工具(2)通过螺钉安装在机器人末端，视觉质量检测装置(3)固定安装于打磨头支撑板(8)上，视觉检测定位装置(3)采用日本基恩士的市购产品，型号为：xg8000。打磨工具驱动电机(9)及减速器(10)通过一对锥齿轮(11)传动至打磨砂轮(12)，驱动电机(9)及减速器(10)为工业通用的伺服电机及减速器，打磨砂轮(12)为工业常用的磨削砂轮，可根据磨削精度自行选择砂轮的型号。

如图4所示，所述转盘式工作台(4)，通过支撑架(13)安装在地面上，其通过伺服电机(14)及直齿轮(15)进行驱动，通过带齿轮的转盘轴承(16)进行转动支撑及传动。其中带齿轮的转盘轴承安装在支撑架(13)上，带齿轮转盘轴承为洛阳轴承厂货架产品，型号为：qwa90025。转盘工作台安装在转盘轴承(16)外圈上，伺服电机及直齿轮安装在转盘工作台上。

如图5、6所示：砖块定位夹具由把手支撑块(17)、压紧把手(18)、左侧定位块(19)、挡停块(20)及导轨组件(21)组成。在将砖块放到前定位板(22)上后，靠紧左侧定位块(19)，人工将压紧把手(18)拉起，则实现砖块的定位与夹紧。砖块7的第一次加工时，将砖块放到前定位板22上，并且左端靠紧左侧定位块19，人工推动压紧把手18将砖块压紧并定位，由带磨头的六自由度机器人进行三个面的磨削加工，加工完后由转盘4旋转到下一工位。当旋转一周后，完成4块砖块的三面打磨，工人将精磨三面之后的砖块进行图中工况一与工况二的互换，在砖块夹紧定位工装上进行翻面互换装夹定位，由机器人带动打磨工具加工剩余的3个面，完成四块砖的六面打磨加工。

图7为夹具非工作状态下的状态。以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。