适用于机器人末端三轴偏摆油石磨抛设备的制作方法

本实用新型涉及磨抛加工技术领域，具体地涉及适用于机器人末端三轴偏摆油石磨抛设备。

背景技术：

油石作为典型的固结磨具，广泛应用于工件表面的磨抛处理，在工业自动化领域，主要是通过将工件固定，磨削专机夹持油石进行工件磨抛，油石由人工手工进行更换。目前工业自动化领域油石磨削专机主要针对的是批量工件，对于像汽车外覆盖件冲压模具等小批量多品种工件，当前市面上尚无成熟的油石磨削装备。由于汽车外覆盖件模具对于模具表面流线连续性要求，例如利用模具制作的汽车外覆盖件喷涂后油漆反光流线需要具有连续性，因此汽车外覆盖件模具表面需使用油石进行磨抛以达到表面流线连续性的要求。然而当前主要依靠人工手工抓取油石进行汽车外覆盖件模具进行磨抛，存在如下问题：1.手工抓取油石磨抛，磨抛工艺不可控，尤其是磨抛法向力及油石线速度不可控，导致磨抛工件质量稳定性及一致性差；2.油石耗损快，因为人工很难精准控制磨抛工艺，导致油石耗损快。

当前人工进行汽车外覆盖件模具磨抛在保证模具表面流线连续情况下，表面粗糙度可达到ra≈0.3-0.4μm，但随着新能源汽车的普及推广使用，车身为追求轻量化，经由镀锌板变为铝合金，模具表面粗糙度要求进一步提高，表面粗糙度要求达到ra≈0.1μm，当前人工难以胜任。基于以上原因，在进行冲压模具磨抛时，因为冲压模具对磨抛表面粗糙度与形位精度要求高，传统的油石自动化应用模式已不能满足冲压模具高精度要求的表面质量要求。市场上迫切需求一种能实现冲压模具磨抛质量的油石装备，能实现冲压模具小批量多品种的自适应磨抛。

公开号为cn203357216u的专利文献公开了一种用于研磨抛光机的球头连杆包括一杆形件，该杆形件由一夹持部和一研磨部连接构成，所述夹持部和研磨部成夹角设置；所述研磨部的端部设有球形研磨头。由于本实用新型杆形件由夹持部和研磨部成夹角设置，而不是采用直杆，当碰到坚硬的物体时不易折断。由于两者是圆弧面配合，不管研磨部与研磨辅料如油石的角度如何变化，研磨辅料如油石一直是平贴在模具表面作业，保证了模具表面平整。此方案须将工件安装在夹持部后才能实现对工件的磨抛，由于研磨部与夹持部之间的角度及位置关系固定，对工件整体的磨抛，需要改变工件在夹持部上的位置，操作起来比较麻烦。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于机器人末端三轴偏摆油石磨抛设备。

根据本实用新型提供的一种适用于机器人末端三轴偏摆油石磨抛设备，包括主体部、双曲柄机构、油石夹持机构、油石，所述主体部包括安装法兰、主动接触法兰、第一罩壳、连接板、第二罩壳、伺服电机，所述安装法兰、主动接触法兰、第一罩壳、连接板、第二罩壳依次连接，所述伺服电机位于第一罩壳所限定的容纳空间内，所述双曲柄机构位于第二罩壳所限定的容纳空间内，所述伺服电机连接双曲柄机构，所述双曲柄机构连接连接板、油石夹持机构，油石夹持机构对油石进行夹持。

优选地，所述双曲柄机构包括偏心装置、从动偏心装置、连接安装块；所述偏心装置、从动偏心装置均通过连接安装块连接油石夹持机构。

优选地，所述从动偏心装置包括两个偏心组件，所述偏心组件包括第一锁紧螺母、第一成对角接触轴承、从动偏心轴、第二成对角接触轴承、第二锁紧螺母，所述从动偏心轴的一端通过过渡配合与第一成对角接触球轴承连接，第一成对角接触球轴承通过第一锁紧螺母锁紧，所述从动偏心轴的另一端通过过渡配合与第二成对角接触球轴承连接，第二成对角接触球轴承连接通过第二锁紧螺母锁紧。

优选地，所述偏心组件还包括第一碟簧、第一弹性挡圈、第二碟簧、第二弹性挡圈，所述第一碟簧设置在第一锁紧螺母与第一成对角接触轴承之间，所述第一弹性挡圈设置在第一成对角接触轴承与从动偏心轴的一端之间，所述第一成对角接触轴承与连接板之间通过过渡配合相连并通过第一弹性挡圈固定，第一成对角接触轴承的预紧力通过第一碟簧调节；

所述第二碟簧设置在第二成对角接触轴承与第二锁紧螺母之间，所述第二弹性挡圈设置在从动偏心轴的另一端与第二成对角接触轴承之间，所述第二成对角接触球轴承与连接安装块之间通过过渡配合相连并通过第二弹性挡圈固定，第二成对角接触球轴承的预紧力通过第二碟簧调节。

优选地，所述偏心装置包括深沟球轴承、第四弹性挡圈、偏心轴、第三锁紧螺母、第三成对角接触轴承，所述深沟球轴承通过第四弹性挡圈连接连接板并通过过渡配合进行径向定位，所述偏心轴的一端通过过盈配连接到伺服电机的轴上，偏心轴的另一端通过过渡配合与第三成对角接触轴承连接，第三成对角接触轴承通过第三锁紧螺母锁紧。

优选地，所述偏心装置还包括第三碟簧、第三弹性挡圈，所述第三碟簧设置在第三锁紧螺母与第三成对角接触轴承之间，所述第三弹性挡圈设置在偏心轴的另一端与第三成对角接触轴承之间；所述第三成对角接触轴承与连接安装块之间通过过渡配合相连并通过第三弹性挡圈固定，第三成对角接触轴承的预紧力通过第三碟簧调节。

优选地，所述伺服电机的旋转运动通过双曲柄机构转化成油石画圆运动，所述画圆运动的半径通过从动偏心装置的从动偏心轴的偏心距、偏心装置的偏心轴的偏心距调节。

优选地，所述从动偏心装置的两个从动偏心轴的偏心距与偏心装置的偏心轴的偏心距相等。

优选地，所述油石夹持机构包括手指气缸、第一夹爪、第二夹爪，所述手指气缸安装在连接安装块上，所述第一夹爪、第二夹爪均连接在手指气缸上，并能够对油石进行夹持。

优选地，所述第二罩壳上设置有通孔，所述第一夹爪或第二夹爪在手指气缸的作用下能够穿过第二罩壳上的通孔对油石进行夹持；通过更换不同的夹爪，对不同规格油石进行夹持。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过曲柄滑块机构，将伺服电机的旋转运动转化为油石的画圆运动，通过油石在工件表面的画圆运动对工件进行磨抛，可以保证在磨抛效率不变的情况下，保证油石磨损保持一致，同时提高磨抛表面的质量。

2、本实用新型能够根据工件的尺寸及抛磨要求，通过更换不同的夹爪夹持不同规格油石进行加工磨抛。

3、本实用新型通过主动接触法兰控制油石与工件表面的接触力保持恒定，从而保证磨抛的均匀性。

4、本实用新型可以实现油石不自转的情况下进行画圆运动，可以在保证磨抛流线连续情况下，降低工件表面粗糙度，从而提高表面质量。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的内部组装结构视示意图。

图3为本实用新型双曲柄机构的结构示意图。

图中示出：

安装法兰1第一碟簧15

主动接触法兰2第一成对角接触轴承16

第一罩壳3第一弹性挡圈17

连接板4从动偏心轴18

第二罩壳5第二弹性挡圈19

油石6第二成对角接触轴承20

伺服电机7第二碟簧21

手指气缸8第二锁紧螺母22

第一夹爪9连接安装块23

第二夹爪10第三锁紧螺母24

第一锁紧螺母11第三碟簧25

深沟球轴承12第三成对角接触轴承26

第四弹性挡圈13第三弹性挡圈27

偏心轴14

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本实用新型提供一种适用于机器人末端三轴偏摆油石磨抛设备，通过双曲柄机构将伺服电机7的旋转运动转化成了油石6的画圆运动，在保证油石6磨抛效率的前提下，保证油石6磨削效率保持恒定，从而能很好解决冲压模具高精度要求的表面质量需求。本实用新型配合其他监测或控制设备能很好的实现油石6磨损及寿命实时监控、油石6磨抛过程中的自动更换。本实用新型通过主动接触法兰2输出恒定力，精准控制油石与工件表面的接触力，可以提升油石使用寿命，降低成本。

根据本实用新型提供的一种适用于机器人末端三轴偏摆油石磨抛设备，包括主体部、双曲柄机构、油石夹持机构、油石6，所述主体部包括安装法兰1、主动接触法兰2、第一罩壳3、连接板4、第二罩壳5、伺服电机7，所述安装法兰1、主动接触法兰2、第一罩壳3、连接板4、第二罩壳5依次连接，所述伺服电机7位于第一罩壳3所限定的容纳空间内，所述双曲柄机构位于第二罩壳5所限定的容纳空间内，所述伺服电机7连接双曲柄机构，所述双曲柄机构连接连接板4、油石夹持机构，油石夹持机构对油石6进行夹持。所述主动接触2能够输出恒定力保证打磨质量稳定性，伺服电机7作为动力来源能够控制转速以适应不同加工的要求。

所述双曲柄机构包括偏心装置、从动偏心装置、连接安装块23；所述偏心装置、从动偏心装置均通过连接安装块23连接油石夹持机构。

所述从动偏心装置包括两个偏心组件，所述偏心组件包括第一锁紧螺母11、第一成对角接触轴承16、从动偏心轴18、第二成对角接触轴承20、第二锁紧螺母22，所述从动偏心轴18的一端通过过渡配合与第一成对角接触球轴承16连接，第一成对角接触球轴承16通过第一锁紧螺母11锁紧，所述从动偏心轴18的另一端通过过渡配合与第二成对角接触球轴承20连接，第二成对角接触球轴承20连接通过第二锁紧螺母22锁紧。所述偏心组件还包括第一碟簧15、第一弹性挡圈17、第二碟簧21、第二弹性挡圈19，所述第一碟簧15设置在第一锁紧螺母11与第一成对角接触轴承16之间，所述第一弹性挡圈17设置在第一成对角接触轴承16与从动偏心轴18的一端之间，所述第一成对角接触轴承16与连接板4之间通过过渡配合相连并通过第一弹性挡圈17固定，第一成对角接触轴承16的预紧力通过第一碟簧15调节；所述第二碟簧21设置在第二成对角接触轴承20与第二锁紧螺母22之间，所述第二弹性挡圈19设置在从动偏心轴18的另一端与第二成对角接触轴承20之间，所述第二成对角接触球轴承20与连接安装块23之间通过过渡配合相连并通过第二弹性挡圈19固定，第二成对角接触球轴承20的预紧力通过第二碟簧21调节。

所述偏心装置包括深沟球轴承12、第四弹性挡圈13、偏心轴14、第三锁紧螺母24、第三成对角接触轴承26，所述深沟球轴承12通过第四弹性挡圈13连接连接板4并通过过渡配合进行径向定位，所述偏心轴14的一端通过过盈配连接到伺服电机7的轴上，偏心轴14的另一端通过过渡配合与第三成对角接触轴承26连接，第三成对角接触轴承26通过第三锁紧螺母24锁紧。所述偏心装置还包括第三碟簧25、第三弹性挡圈27，所述第三碟簧25设置在第三锁紧螺母24与第三成对角接触轴承26之间，所述第三弹性挡圈27设置在偏心轴14的另一端与第三成对角接触轴承26之间；所述第三成对角接触轴承26与连接安装块23之间通过过渡配合相连并通过第三弹性挡圈27固定，第三成对角接触轴承26的预紧力通过第三碟簧25调节。

所述伺服电机7的旋转运动通过双曲柄机构转化成油石6画圆运动，所述画圆运动的半径通过从动偏心装置的从动偏心轴18的偏心距、偏心装置的偏心轴14的偏心距调节。所述从动偏心装置的两个从动偏心轴18的偏心距与偏心装置的偏心轴14的偏心距相等。所述油石6通过在工件表面不断做画圆运动对工件进行抛磨。

所述油石夹持机构包括手指气缸8、第一夹爪9、第二夹爪10，所述手指气缸8安装在连接安装块23上，所述第一夹爪9、第二夹爪10均连接在手指气缸8上，并能够对油石6进行夹持。所述第二罩壳5上设置有通孔，所述第一夹爪9或第二夹爪10在手指气缸8的作用下能够穿过第二罩壳5上的通孔对油石6进行夹持；通过更换不同的夹爪，对不同规格油石6进行夹持。

优选实施例：

如图1-3所示本实用新型主要由安装法兰1、主动接触法兰2、第一罩壳3、连接板4、第二罩壳5、油石6、伺服电机7、手指气缸8、第一夹爪9、第二夹爪10、第一锁紧螺母11、深沟球轴承12、第四弹性挡圈13、偏心轴14、第一碟簧15、第一成对角接触轴承16、第一弹性挡圈17、从动偏心轴18、第二弹性挡圈19、第二成对角接触轴承20、第二碟簧21、第二锁紧螺母22、连接安装块23、第三锁紧螺母24、第三碟簧25、第三成对角接触轴承26、第三弹性挡圈27组成，所述安装法兰1采用六轴安装法兰。本实用新型通过六轴安装法兰与机器人六轴相连。其中，六轴安装法兰、主动接触法兰2、第一罩壳3依次通过螺钉连接固定，第一罩壳3通过一体加工，在保证强度的同时保证了整个装置的刚性，并且减小了振动，连接板4通过螺钉固定在第一罩壳3上，伺服电机7通过螺钉固定在连接板4上，第二罩壳5通过螺钉固定在连接板4上，起到保护运动机构和防尘的作用。六轴安装法兰、主动接触法兰2、第一罩壳3、连接板4、第二罩壳5、伺服电机7组成整个装置的主体部分，主动接触法兰2可以输出恒定力保证打磨质量稳定性，伺服电机7为动力来源，可以方便的控制转速以适应不同的要求。第一锁紧螺母11、第一碟簧15、第一成对角接触轴承16、第一弹性挡圈17、从动偏心轴18、第二弹性挡圈19、第二成对角接触轴承20、第二碟簧21、第二锁紧螺母22组成从动偏心装置。深沟球轴承12、第四弹性挡圈13、偏心轴14、第三锁紧螺母24、第三碟簧25、第三成对角接触轴承26、第三弹性挡圈27组成偏心装置。偏心装置、两个从动偏心装置以及连接安装块23组成了一个双曲柄机构，将伺服电机7的旋转运动转化成了油石6的画圆运动。其中，深沟球轴承12通过第四弹性挡圈13固定在连接板4上，并通过过渡配合进行径向定位。从动偏心轴18一端通过过渡配合与第一成对角接触球轴承16连接，并通过第一锁紧螺母11固定，另一端通过过渡配合与第二成对角接触球轴承20连接，并通过第二锁紧螺母22固定。偏心轴14一端通过过盈配合固定在伺服电机7的轴上，并通过平键进行周向定位进而传递扭矩，另一端通过过渡配合与第三成对角接触轴承26连接，并通过第三锁紧螺母24固定。两个从动偏心轴18与偏心轴14的偏心距保持一致，因此可以保证画圆运动的圆心始终在伺服电机7的轴的中心线上，只需同时改变三根轴(两个从动偏心轴18与偏心轴14)的偏心距即可改变画圆运动的半径。在从动偏心轴18的一端，第一成对角接触轴承16与连接板4之间通过过渡配合相连，并通过第一弹性挡圈17固定，通过第一碟簧15调节轴承的预紧力；在从动偏心轴18的另一端，第二成对角接触轴承20与连接安装块23之间通过过渡配合相连，并通过第二弹性挡圈19固定，通过第二碟簧21调节轴承的预紧力。同样的第三成对角接触轴承26与连接安装块23之间通过过渡配合相连，并通过第三弹性挡圈27固定，通过第三碟簧25调节轴承的预紧力。手指气缸8、第一夹爪9、第二夹爪10组成油石夹持机构，其中手指气缸8通过螺钉固定在连接安装块23上，第一夹爪9、第二夹爪10均通过螺钉固定在手指气缸8上，通过更换不同的夹爪，可以完成不同规格油石的夹持。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。