本实用新型涉及一种机械手，具体涉及一种可自动换刀的打磨机械手。
背景技术：
在许多中小企业普遍还是靠着工人操作各式砂轮机完成打磨工作，自动化程度不高，甚至在处理小型零件的时候，更多的是靠着人工单件打磨。这些方式的工作效率很低，产品质量也参差不齐，其次工作环境相当恶劣，相当一部分的企业很难做到厂房内有效的防粉尘防噪音，最重要的是这些方式还有极大地安全隐患，并且事故的破坏性相当大。因此，为了提高打磨效率和打磨质量，以及解决生产过程中的安全隐患，市面上出现了一种打磨机械手，例如申请公布号为CN104290011A的发明专利申请公布了“机器人自动换刀打磨工件装置”，所述机器人自动换刀打磨工件装置可以针对工件不同外形特征来自动选用不同的刀具进行打磨作业，占用空间小，布局紧凑，安全可靠，轨迹精确，质量稳定。
然而上述的机器人自动换刀打磨工件装置中的换刀过程是由机器人带动安装在机器人手臂末端的动刀头运动到自动刀具库中，根据工件外形特征对于刀具的需求，所述动刀头选择并安装合适的刀具。这样，所述机器人自动换刀打磨工件装置每次需要更换刀具时，所述机器人都需要驱动所述动刀头到达自动刀具库以完成刀具的选择和更换，这样就大大增加了换刀时间，降低了生产效率。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可自动换刀的打磨机械手，该打磨机械手可以极大地节省换刀时间，从而提高工作效率。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：
一种可自动换刀的打磨机械手，包括机械手以及设置在机械手末端的打磨装置，其中，所述打磨装置包括安装板、设置在安装板上的多个打磨机构以及用于驱动安装板转动的第一旋转驱动机构；其中，多个打磨机构沿着安装板的圆周方向均匀设置；每个打磨机构包括打磨砂轮以及驱动所述打磨砂轮转动的第二旋转驱动机构。
优选的，所述机械手包括基座、大臂、小臂、手腕以及安装架，其中，所述基座与所述大臂之间设置有用于驱动所述大臂绕着其轴心线旋转的大臂旋转驱动机构以及用于驱动所述大臂在竖直面上摆动的大臂摆动驱动机构；所述大臂与小臂之间设置有用于驱动所述小臂在竖直面上摆动的小臂摆动驱动机构；所述小臂与所述手腕之间设置有用于驱动所述手腕在竖直面上摆动的手腕摆动驱动机构；所述安装架安装在所述手腕的末端，所述手腕与该安装架之间设置有用于驱动安装架绕着手腕的轴心线旋转的第三旋转驱动机构。
优选的，所述大臂旋转驱动机构包括大臂旋转驱动电机，所述大臂旋转驱动电机安装在基座上，该大臂旋转驱动电机的主轴与所述大臂连接。
优选的，所述大臂摆动驱动机构包括摆动安装座以及大臂摆动驱动电机，其中，所述摆动安装座设置在所述基座上，且与所述大臂旋转驱动电机的主轴连接；所述大臂摆动驱动电机安装在所述摆动安装座上，该大臂摆动驱动电机的主轴与所述大臂连接。
优选的，还包括设置在所述大臂上的用于驱动大臂做升降运动的大臂升降驱动机构，所述大臂升降驱动机构包括设置在所述大臂内部的升降安装座、设置在大臂上的齿条、设置在升降安装座上且与所述齿条啮合的齿轮以及用于驱动所述齿轮转动的第四旋转驱动机构，其中，所述升降安装座与所述大臂摆动驱动电机的主轴连接；所述第四旋转驱动机构包括第四旋转驱动电机以及同步传动机构，所述同步传动机构包括主动同步轮、从动同步轮以及同步带，其中，所述从动同步轮与所述齿轮同轴连接，所述第四旋转驱动电机的主轴与所述主动同步轮连接，所述同步带环绕在所述主动同步轮和从动同步轮上。
优选的，所述第四旋转驱动电机与所述大臂摆动驱动电机为同一个，所述第四旋转驱动机构还包括传动轴以及设置在所述传动轴上的拨叉离合机构，其中，所述传动轴一端与所述大臂摆动驱动电机的主轴连接，另一端穿过升降安装座后转动连接在所述摆动安装座上；所述主动同步轮安装在所述传动轴上，该主动同步轮与所述传动轴之间设置有轴承；所述拨叉离合机构包括拨叉、拨叉轮以及用于驱动所述拨叉在所述传动轴上沿着该传动轴的轴线方向运动的横向驱动机构，其中，所述拨叉与所述拨叉轮连接，所述拨叉轮的两侧设置有第一拨齿和第二拨齿；所述主动同步轮上设置有与所述拨叉轮的第一拨齿啮合的同步齿；所述升降安装座上设置有与所述第二拨齿啮合的咬合齿；当所述大臂做升降运动时，所述第一拨齿与所述同步齿啮合；当所述大臂做摆动运动时，所述第二拨齿与所述咬合齿啮合。
优选的，所述横向驱动机构包括连接块，所述连接块一端铰接在所述拨叉上，另一端延伸出所述升降安装座外，所述升降安装座在与所述连接块对应位置处设置有调节槽，所述调节槽的长度方向与所述传动轴的轴线方向平行。
优选的，所述小臂摆动驱动机构包括小臂摆动驱动电机，所述小臂摆动驱动电机安装在所述大臂中远离基座的一端，该小臂摆动驱动电机的主轴与所述小臂连接。
优选的，所述手腕摆动驱动机构包括手腕摆动驱动电机，所述手腕摆动驱动电机安装在小臂中远离大臂的一端，该手腕摆动驱动电机的主轴与所述手腕连接。
优选的，所述第三旋转驱动机构包括设置在所述手腕内部的第三旋转驱动电机，所述第三旋转驱动电机的主轴与所述安装架连接；所述第一旋转驱动机构包括第一旋转驱动电机，所述第一旋转驱动电机安装在安装架上，该第一旋转驱动电机的主轴与所述安装板连接。
本实用新型的可自动换刀的打磨机械手的工作原理是：
工作时，所述机械手带动所述打磨装置运动到工件中需要打磨的位置处，接着，根据工件外形特征以及对于刀具的需求，所述第一旋转驱动机构带动所述安装板旋转，使得对应的打磨砂轮位于所述工件中需要打磨的位置处，接着，第二旋转驱动机构带动所述打磨砂轮工作，且通过机械手带动所述安装板运动，使得所述打磨砂轮能够对工件的每一个加工面进行打磨。在打磨的过程中需要换刀时，所述第一旋转驱动机构可直接驱动所述安装板转动一定角度，使得需要更换的打磨砂轮直接运动到前一个打磨砂轮的位置，并在第二旋转驱动机构的驱动下对工件进行打磨。由于所述打磨机械手上设置有多个打磨砂轮，因此可以在打磨的过程中自由切换，无需另外再设置自动换刀库，也不需要在每次换刀时如现有技术中的机器人自动换刀打磨工件装置驱动所述动刀头运动到自动换刀库中更换刀具，这样不仅节省了换刀时间，而且提高工作效率。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本实用新型的可自动换刀的打磨机械手中的打磨装置上设置有多个打磨砂轮，通过第一旋转驱动机构带动所述安装板转动就可以实现多个打磨砂轮之间的自由切换，无需另外再设置自动换刀库，也不需要像现有技术中的机器人自动换刀打磨工件装置驱动所述动刀头运动到自动换刀库中更换刀具，这样不仅节省了换刀时间，而且提高工作效率。
附图说明
图1和图2为本实用新型的可自动换刀的打磨机械手的具体实施方式的立体结构示意图。
图3为后视图(去除大臂摆动驱动电机)。
图4为图3的A-A方向的剖视图。
图5为图3中B处的局部放大图。
图6为图3中C处的局部放大图。
图7为大臂内部的立体结构示意图。
图8为拨叉离合机构的立体结构示意图(局部)。
图9为拨叉轮的立体结构示意图。
图10为拨叉的立体结构示意图。
图11为升降安装座的立体结构示意图。
图12为主动同步轮的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
参见图1和图2，本实用新型的可自动换刀的打磨机械手包括机械手以及设置在机械手末端的打磨装置6，其中，所述打磨装置6包括安装板6-1、设置在安装板6-1上的多个打磨机构以及用于驱动安装板6-1转动的第一旋转驱动机构；其中，所述安装板6-1为圆形，所述多个打磨机构沿着该安装板6-1的圆周方向均匀设置；每个打磨机构包括打磨砂轮6-2以及驱动所述打磨砂轮6-2转动的第二旋转驱动机构。
参见图1-图4，所述机械手包括基座1、大臂2、小臂3、手腕4以及安装架5，其中，所述基座1与所述大臂2上设置有用于驱动所述大臂2绕着其轴心线旋转的大臂旋转驱动机构以及用于驱动所述大臂2在竖直面上摆动的大臂摆动驱动机构；所述大臂2与小臂3之间设置有用于驱动所述小臂3在竖直面上摆动的小臂摆动驱动机构；所述小臂3与所述手腕4之间设置有用于驱动所述手腕4在竖直面上摆动的手摆动驱动机构；所述安装架5安装在所述手腕4的末端，所述手腕4与该安装架5之间设置有用于驱动安装架5沿着手腕4的轴线方向旋转的第三旋转驱动机构。这样，通过所述大臂旋转驱动机构、大臂摆动驱动机构、小臂摆动驱动机构、手腕摆动驱动机构以及第三旋转驱动机构之间的相互配合，从而带动所述打磨装置6运动到工件的每一个加工面进行打磨。
参见图1-图4，所述大臂旋转驱动机构包括大臂旋转驱动电机8，所述大臂旋转驱动电机8安装在基座1上，且该大臂旋转驱动电机8的主轴与所述大臂2连接。这样可以通过驱动大臂旋转驱动电机8转动，从而带动大臂2沿着该大臂2的轴线方向做旋转运动。
参见图1-图4，所述大臂摆动驱动机构包括摆动安装座7以及大臂摆动驱动电机9，其中，所述摆动安装座7设置在所述基座1上，且与所述大臂旋转驱动电机8的主轴连接；所述大臂摆动驱动电机9安装在所述摆动安装座7上，且该大臂摆动驱动电机9的主轴与所述大臂2连接。这样，通过启动大臂摆动驱动电机9，就可以带动所述大臂2在竖直面上摆动。
参见图1-图12，所述打磨机械手还包括设置在所述大臂2上的用于驱动大臂2做升降运动的大臂升降驱动机构；其中，所述大臂升降驱动机构包括设置在所述大臂2内部的升降安装座14、设置在大臂2上的齿条15、设置在升降安装座14上且与所述齿条15啮合的齿轮16以及用于驱动所述齿轮16转动的第四旋转驱动机构，其中，所述升降安装座14与所述大臂摆动驱动电机9的主轴连接；所述第四旋转驱动机构包括第四旋转驱动电机以及同步传动机构17，所述同步传动机构17包括主动同步轮17-1、从动同步轮17-2以及同步带17-3，其中，所述从动同步轮17-2与所述齿轮16同轴连接，所述第四旋转驱动电机的主轴与所述主动同步轮17-1连接，所述同步带17-3环绕在所述主动同步轮17-1和从动同步轮17-2上。这样，通过第四旋转驱动电机带动所述主动同步轮17-1转动，从而带动从动同步轮17-2和与该从动同步轮17-2同轴连接的齿轮16转动，使得安装在大臂2上的齿条15连同大臂2一起做竖向运动，这样就实现了大臂2的升降。
参见图1-图12，所述第四旋转驱动电机与所述大臂摆动驱动电机9为同一个，所述第四旋转驱动机构还包括传动轴17-6以及设置在所述传动轴17-6上的拨叉离合机构18，其中，所述传动轴17-6一端与所述大臂摆动驱动电机9的主轴连接，另一端穿过升降安装座14后转动连接在所述摆动安装座7上；所述主动同步轮17-1安装在所述传动轴17-6上，且该主动同步轮17-1与所述传动轴17-6之间设置有轴承17-5；所述拨叉离合机构18包括拨叉18-4、拨叉轮18-1以及用于驱动所述拨叉18-4在所述传动轴17-6上沿着传动轴17-6的轴线方向运动的横向驱动机构，其中，所述拨叉18-4与所述拨叉轮18-1连接，所述拨叉轮18-1的两侧设置有第一拨齿18-3和第二拨齿18-2，所述主动同步轮17-1上设置有与所述拨叉轮18-1的第一拨齿18-3啮合的同步齿17-4；所述升降安装座14上设置有与所述第二拨齿18-2啮合的咬合齿14-1；当所述大臂2做升降运动时，所述第一拨齿18-3与所述同步齿17-4啮合；当所述大臂2做摆动运动时，所述第二拨齿18-2与所述咬合齿14-1啮合。当所述打磨机械手需要做升降运动时，横向驱动机构驱动所述拨叉18-4在所述传动轴17-6上运动，使得所述拨叉18-4推动所述拨叉轮18-1运动且该拨叉轮18-1中的第一拨齿18-3与所述主动同步轮17-1中的同步齿17-4啮合，从而带动所述主动同步轮17-1转动，这样就可以带动大臂2做升降运动。当大臂2需要做摆动动作时，横向驱动机构驱动所述拨叉18-4在所述传动轴17-6上反向运动，使得所述拨叉轮18-1的第一拨齿18-3与所述主动同步轮17-1的同步齿17-4分离，该拨叉轮18-1另一侧的第二拨齿18-2与所述升降安装座14上的咬合齿14-1啮合，从而带动升降安装座14以及大臂2摆动。此外，由于所述大臂摆动驱动机构和第三旋转驱动机构中的动力源为同一个电机，因此可以极大地节省了制造成本。
参见图1-图12，所述横向驱动机构包括连接块18-5，所述连接块18-5一端铰接在所述拨叉18-4上，另一端延伸出所述升降安装座14外，所述升降安装座14在与所述连接块18-5对应位置处设置有调节槽14-2，所述调节槽14-2的长度方向与所述传动轴17-6的轴线方向平行。通过移动连接块18-5，从而带动所述拨叉18-4运动，这样就可以带动拨叉轮18-1在所述传动轴17-6上运动，并与所述主动同步轮17-1的同步齿17-4或者所述升降安装座14上的咬合齿14-1啮合，进而带动所述大臂2做升降运动或者带动该大臂2在竖直面上摆动。
参见图1-图4，所述小臂摆动驱动机构包括小臂摆动驱动电机10，所述小臂摆动驱动电机10安装在所述大臂2中远离基座1的一端，该小臂摆动驱动电机10的主轴与所述小臂3连接。其目的在于通过小臂摆动驱动电机10带动所述小臂3在竖直面上摆动。
参见图1-图4，所述手摆动驱动机构包括手腕摆动驱动电机11，所述手腕摆动驱动电机11安装在小臂3中远离大臂2的一端，该手腕摆动驱动电机11的主轴与所述手腕4连接。所述第三旋转驱动机构包括设置在所述手腕4内部的第三旋转驱动电机13，所述第三旋转驱动电机13的主轴与所述安装架5连接，
参见图1-图4，所述第一旋转驱动机构包括第一旋转驱动电机12，所述第一旋转驱动电机12安装在安装架5上，且该第一旋转驱动电机12的主轴与所述安装板6-1连接。
参见图1-图4，所述打磨砂轮6-2为三个，所述第二旋转驱动机构为三个第二旋转驱动电机6-3，三个第二旋转驱动电机6-3安装在所述安装板6-1上，且每个第二旋转驱动电机6-3的主轴分别与一个打磨砂轮6-2连接。
参见图1-图12，本实用新型的可自动换刀的打磨机械手的工作原理是：
工作时，所述机械手带动所述打磨装置6运动到工件中需要打磨的位置处，接着，根据工件外形特征对于刀具的需求，所述第一旋转驱动机构带动所述安装板6-1旋转，使得对应的打磨砂轮6-2位于所述工件中需要打磨的位置处，接着，第二旋转驱动机构带动所述打磨砂轮6-2工作，且通过机械手带动所述安装板6-1运动，使得所述打磨砂轮6-2能够对工件的每一个加工面进行打磨。当打磨的过程中需要换刀时，所述第一旋转驱动机构可直接驱动所述安装板6-1转动一定角度，使得需要更换的打磨砂轮6-2直接运动到前一个打磨砂轮6-2的位置，并在第二旋转驱动机构的驱动下对工件进行打磨。由于所述打磨机械手上设置有多个打磨砂轮6-2，因此可以在打磨的过程中自由切换，无需另外再设置自动换刀库，也不需要在每次换刀时如现有技术中的机器人自动换刀打磨工件装置驱动所述动刀头运动到自动换刀库中更换刀具，这样不仅节省了换刀时间，而且提高工作效率。
上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。