一种机器人协同抛光系统的制作方法

1.本发明属于抛光技术领域，特别涉及一种机器人协同抛光系统。


背景技术：

2.抛光是降低工件表面粗糙度，获得平整光亮表面的加工方法，一般作为工件的最后一道加工工序，广泛应用于机械制造领域。目前，表壳、水龙头等小型金属铸件由于外形曲面复杂，其表面抛光仍然以人工作业为主，加工效率低，且抛光环境恶劣。
3.目前，国际上主要采用机器人、抛光机床和其它自动化专用抛光设备对复杂曲面进行抛光加工。自从上世纪70年代日本研究人员将工业机械手应用于抛光加工后，美国、西班牙、德国等国家也相继开发出机械手抛光设备，实自动抛光是行业发展趋势。目前用于生产的自动化抛光设备，通常由机器人、抛光机、上下料台等不同的机械单元构成，机器人通常只装备一台，抛光轮数量也仅装配三个或更少，受到单台机器人和抛光轮数量的限制，这种系统无法应对抛光工艺过于复杂的工件。
4.对于复杂工件，抛光过程需要完成十几道甚至更多的工序，目前对于这些工件的抛光都是由人工完成的，存在生产效率低、成本高、工人工作环境恶劣、安全性差等问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决现有技术中的不足之处，解决了现有技术中生产效率低，安全性差的技术问题，提供一种机器人协同抛光系统，此装置生产效率高，安全性高。
6.本发明的目的是这样实现的：一种机器人协同抛光系统，包括机架，所述机架上间隔设有至少两组工作机构，所述工作机构包括轮径测量组件、机器人组件和抛光组件，所述抛光组件包括固定箱，所述固定箱的前后两侧分别可转动的连接有转轴一和转轴二，所述转轴一上设有至少一个抛光轮一，转轴二上设有至少一个抛光轮二，所述轮径测量组件包括固定座，固定座在抛光轮的上方，所述固定座上间隔设有支撑架一与支撑架二，所述支撑架二上设有测量单元，所述测量单元包括可插接在支撑架二上的壳体，所述壳体内安装有测距传感器，所述机器人组件包括关节机械臂，所述关节机械臂上可拆卸的连接有夹爪，所述夹爪可插接在支撑架一上，所述夹爪可开合。
7.本发明进行工作时，先对抛光轮一和抛光轮二进行轮径测量，关节机械臂带动夹爪移动到支撑架一处，使夹爪支撑在支撑架一上，松开夹爪，然后关节机械臂移动到测量单元处，夹持住测量单元，关节机械臂带动测量单元到达抛光轮一附近的指定位置处，测距传感器发射光线到抛光轮一上进行轮径测量，然后将测量的数据传输给控制系统，控制系统根据测量数据计算并生成运动轨迹，该运动轨迹即为机器人组件夹持样品去抛光轮一处进行抛光处理时的工作轨迹，同理，关节机械臂带动测量单元到达抛光轮二附近的指定位置处，测距传感器对抛光轮二进行位置测量，可得机器人组件夹持样品去抛光轮二处的运动轨迹，运动轨迹生成后，关节机械臂带动测量单元到达支撑架二处，松开测量单元，使测量
单元刚好放置到支撑架二上，然后关节机械臂移动到支撑架一处，夹住夹爪，最后，机器人组件根据生成的运动轨迹，移动到指定的样品位置处，夹爪夹持样品进行抛光轮一或者抛光轮二的抛光处理；与现有技术相比，本发明的有益效果在于：由于完成完整的抛光过程需要用到布轮、砂轮、草轮、麻轮、羊毛轮等多种类型及规格的抛光轮子，机器人组件、轮径测量组件和抛光组件的联合设置，只需要抛光轮一或者抛光轮二在更换不同的抛光轮子时，轮径测量单元只需要检测该抛光轮子的轮径数据，根据检测数据生成机器人组件的运动轨迹，机器人组件根据运动轨迹夹持样品去抛光组件工位进行抛光处理即可，多工位的设计使得机器人能够一次性完成多个抛光工艺步骤，智能化及自动化程度高，工作效率高，安全性高；可应用于物料的自动化抛光工作中。
8.为了实现自动上料和下料，还包括上下料组件，所述上下料组件包括固定在机架上的安装座，所述安装座上连接有可在前后方向转动的支撑座，所述支撑座包括连接部，连接部的上端设有支撑部，所述安装座的上部设有连接轴，所述连接部的左右两端分别设有轴承端座，所述连接轴的两端经轴承连接在轴承端座内。
9.为了实现支撑座可前后摆动，所述安装座上还设有工作电机，所述工作电机的输出轴上设有电机摆臂，所述电机摆臂上铰接有驱动杆，驱动杆上方的支撑座上设有铰接件，所述驱动杆的上部铰接在铰接件上。
10.为了实现对支撑座翻转角度的限位，防止超程，所述安装座的一端设有下限位件，安装座的另一端设有上限位件，所述上限位件向前且向上倾斜延伸，上限位件在下限位件的上方，所述安装座向后翻转时，连接部可刚好抵触在下限位件上，安装座向前翻转时，支撑部可刚好抵触在上限位件上。
11.为了实现抛光轮一与抛光轮二的转动，所述固定箱内的转轴一上间隔设有传动齿轮一和传动齿轮二，所述固定箱上设有驱动电机，伸入固定箱内的驱动电机的输出端设有主动齿轮，主动齿轮与传动齿轮一相啮合，所述固定箱内还设有固定轴，固定轴上可转动的连接有传动齿轮三，所述传动齿轮三与传动齿轮二相啮合，固定箱内的转轴二上设有传动齿轮四，所述传动齿轮四与传动齿轮三相啮合。
12.为了实现集尘以及方便喷蜡装置的安装，所述固定箱上还设有两个集尘罩，两个所述集尘罩分别设置在抛光轮一与抛光轮二的正下方，所述固定箱的上端还设有喷蜡支架，所述喷蜡支架上排布有若干个安装孔。
13.为了实现防护盒可开合，所述轮径测量组件还包括防护盒，所述固定座的下部可转动的连接有旋转轴，所述防护盒的下部固定在旋转轴上，支撑架一与支撑架二之间设有连杆一，所述连杆一上可转动的连接有连杆二，所述连杆二下方的固定座上设有直线驱动器，所述直线驱动器上设有可伸缩的伸缩杆，所述伸缩杆远离直线驱动器的一端与连杆二相铰接，所述防护罩的内壁上铰接有连杆三，所述连杆三远离防护罩的一端铰接在连杆二上。
14.为了实现支撑架一连接在固定座上，所述固定座上设有两组支撑单元，所述支撑单元由两根平行设置的支撑杆组成，所述支撑架一固定在对应的两根支撑杆上，所述支撑架一上设有可与夹爪相配合的插接口一，所述支撑架二上设有可与壳体相配合的插接口二。
15.为了实现机器人组件的工作，所述关节机械臂上设有连接器，所述连接器上可拆
卸的连接有连接件一，所述夹爪设置在连接件一上，所述壳体上还设有连接件二，所述连接件二与连接件一结构相同，壳体插接在插接口二上时，连接件二刚好支撑在支撑架二上。
16.作为本发明的进一步改进，还包括控制箱，所述控制箱内设有处理器，所述控制箱上还设有显示屏和报警器，所述显示屏与报警器分别与处理器电连接。
附图说明
17.图1为本发明的主视图。
18.图2为本发明的立体结构图。
19.图3为图2中a处的局部放大图。
20.图4为本发明中轮径测量组件的结构示意图一。
21.图5为本发明中轮径测量组件的结构示意图二。
22.图6为本发明中测量单元的结构示意图。
23.图7为图2中b处的局部放大图。
24.图8为本发明中上下料组件的结构示意图。
25.图9为本发明抛光组件中固定箱的内部结构示意图。
26.图中：1 机架，2 轮径测量组件，201 固定座，202 支撑架一，202a 插接口一，203 支撑架二，203a 插接口二，204 测量单元，204a 壳体，204b 测距传感器，204c 连接件二，204d 开口，205 防护盒，206 旋转轴，207 连杆一，208 连杆二，209 直线驱动器，210 伸缩杆，211 连杆三，212 支撑单元，212a 支撑杆，3 机器人组件，301 关节机械臂，302 夹爪，303 连接器，304 连接件一，4 抛光组件，401 固定箱，402 转轴一，403 转轴二，404 抛光轮一，405 抛光轮二，406 传动齿轮一，407 传动齿轮二，408 驱动电机，409 固定轴，410 传动齿轮三，411 传动齿轮四，412 集尘罩，413 主动齿轮，5 上下料组件，501 安装座，502 支撑座，502a 连接部，502b 支撑部，503 连接轴，504 轴承端座，505 驱动电机，506 电机摆臂，507 驱动杆，508 铰接件，509 下限位件，510 上限位件，6 喷蜡支架，7 安装孔，8 控制箱，9 处理器，10 显示屏，11 报警器。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
28.如图1～9所示的一种机器人协同抛光系统，包括机架1，机架1上间隔设有至少两组工作机构，工作机构包括轮径测量组件2、机器人组件3和抛光组件4，抛光组件4包括固定箱401，固定箱401的前后两侧分别可转动的连接有转轴一402和转轴二403，转轴一402上设有至少一个抛光轮一404，转轴二403上设有至少一个抛光轮二405，固定箱401内的转轴一402上间隔设有传动齿轮一406和传动齿轮二407，固定箱401上设有驱动电机408505，伸入固定箱401内的驱动电机408505的输出端设有主动齿轮413，主动齿轮413与传动齿轮一406相啮合，固定箱401内还设有固定轴409，固定轴409上可转动的连接有传动齿轮三410，传动齿轮三410与传动齿轮二407相啮合，固定箱401内的转轴二403上设有传动齿轮四411，传动齿轮四411与传动齿轮三410相啮合；固定箱401上还设有两个集尘罩412，两个集尘罩412分别设置在抛光轮一404与抛光轮二405的正下方，固定箱401的上端还设有喷蜡支架6，喷蜡支架6上排布有若干个安装孔7；轮径测量组件2包括固定座201，固定座201在抛光轮的上
方，固定座201上间隔设有支撑架一202与支撑架二203，支撑架二203上设有测量单元204，测量单元204包括可插接在支撑架二203上的壳体204a，壳体204a内安装有测距传感器204b，测距传感器204b的输出端对应的壳体204a处开有开口204d，机器人组件3包括关节机械臂301，关节机械臂301上可拆卸的连接有夹爪302，关节机械臂301上设有连接器303，连接器303上可拆卸的连接有连接件一304，夹爪302设置在连接件一304上，壳体204a上还设有连接件二204c，连接件二204c与连接件一304结构相同，壳体204a插接在插接口二203a上时，连接件二204c刚好支撑在支撑架二203上；夹爪302可插接在支撑架一202上，夹爪302可开合；还包括上下料组件5，上下料组件5包括固定在机架1上的安装座501，安装座501上连接有可在前后方向转动的支撑座502，支撑座502包括连接部502a，连接部502a的上端设有支撑部502b，安装座501的上部设有连接轴503，连接部502a的左右两端分别设有轴承端座504，连接轴503的两端经轴承连接在轴承端座504内，安装座501上还设有工作电机，工作电机的输出轴上设有电机摆臂506，电机摆臂506上铰接有驱动杆507，驱动杆507上方的支撑座502上设有铰接件508，驱动杆507的上部铰接在铰接件508上，安装座501的一端设有下限位件509，安装座501的另一端设有上限位件510，上限位件510向前且向上倾斜延伸，上限位件510在下限位件509的上方，安装座501向后翻转时，连接部502a可刚好抵触在下限位件509上，安装座501向前翻转时，支撑部502b可刚好抵触在上限位件510上。
29.为了使轮径测量组件2防尘，轮径测量组件2还包括防护盒205，固定座201的下部可转动的连接有旋转轴206，防护盒205的下部固定在旋转轴206上，支撑架一202与支撑架二203之间设有连杆一207，连杆一207上可转动的连接有连杆二208，连杆二208下方的固定座201上设有直线驱动器209，直线驱动器209上设有可伸缩的伸缩杆210，伸缩杆210远离直线驱动器209的一端与连杆二208相铰接，防护罩的内壁上铰接有连杆三211，连杆三211远离防护罩的一端铰接在连杆二208上，固定座201上设有两组支撑单元212，支撑单元212由两根平行设置的支撑杆212a组成，支撑架一202固定在对应的两根支撑杆212a上，支撑架一202上设有可与夹爪302相配合的插接口一202a，支撑架二203上设有可与壳体204a相配合的插接口二203a。
30.为了提高安全性，还包括控制箱8，控制箱8内设有处理器9，控制箱8上还设有显示屏10和报警器11，显示屏10与报警器11分别与处理器9电连接。
31.本发明中，连接件一304和连接件二204c优选为smc型标准工具连接件，连接器303优选为ahc型标准连接器303，关节机械臂301为六轴关节机械手臂，夹爪302为气动夹爪302（连接器303与连接件一304的可拆卸连接为现有技术，连接器303如何实现连接件一304的连接或者拆卸本发明不再赘述，关节机械臂301和夹爪302为现有技术，关节机械臂301如何运动、如何控制夹爪302的松开和张紧以及关节机械臂301如何与夹爪302的连接本发明也不再赘述），本发明进行工作时，先对抛光轮一404和抛光轮二405进行轮径测量，关节机械臂301带动夹爪302移动到支撑架一202处，使夹爪302插接到插接口一202a内，连接件一304支撑在支撑架一202上，连接器303松开连接件一304，夹爪302被关节机械臂301松开，然后关节机械臂301移动到测量单元204处，连接器303夹持连接件二204c，测量单元204被关节机械臂301连接，关节机械臂301带动测量单元204到达抛光轮一404附近的指定位置处，测距传感器204b发射光线到抛光轮一404上进行轮径测量，然后将测量的数据传输给处理器9，处理器9根据测量数据计算并生成运动轨迹，该运动轨迹即为机器人组件3夹持样品去抛
光轮一404处进行抛光处理时的工作轨迹，同理，关节机械臂301带动测量单元204到达抛光轮二405附近的指定位置处，测距传感器204b对抛光轮二405进行位置测量，可得机器人组件3夹持样品去抛光轮二405处的运动轨迹，运动轨迹生成后，关节机械臂301带动测量单元204到达支撑架二203处，松开测量单元204，使测量单元204刚好放置到支撑架二203上，然后关节机械臂301移动到支撑架一202处，夹住夹爪302，最后，机器人组件3根据生成的运动轨迹，移动到上下料组件5处，从支撑座502上用夹爪302夹住样品，驱动电机408505带动主动齿轮413转动，主动齿轮413带动传动齿轮一406，传动齿轮一406带动转轴一402，转轴一402带动抛光轮一404，传动齿轮二407带动传动齿轮三410，传动齿轮三410带动传动齿轮四411，传动齿轮四411带动转轴二403，转轴二403带动抛光轮二405，实现抛光轮一404与抛光轮二405的转动，夹爪302夹持样品到达抛光轮一404处进行粗抛光，然后夹爪302夹持样品到达抛光轮二405处进行细抛光，抛光工作完成后，机器人组件3再带动样品移动到支撑座502上，夹爪302松开样品，样品被放置到支撑座502上，工作电机带动电机摆臂506转动，电机摆臂506带动驱动杆507向上推动支撑座502，支撑座502向前转动，当支撑部502b抵触到上限位件510时，工作电机停止工作，样品自动下料，工人可将下一组待抛光样品放置到支撑座502的指定位置，工作电机反向工作，驱动杆507带动支撑座502向后翻转，当连接部502a抵触到下限位件509时，支撑座502回复到位，继续下一组抛光工作，如若工作机构发生故障，报警器11发出报警，提醒工人进行查看；本发明中，由于完成完整的抛光过程需要用到布轮、砂轮、草轮、麻轮、羊毛轮等多种类型及规格的抛光轮子，机器人组件3、轮径测量组件2、上下料组件5和抛光组件4的联合设置，抛光轮一404或者抛光轮二405在更换不同的抛光轮子时，轮径测量单元204只需要检测该抛光轮子的轮径数据，根据检测数据生成机器人组件3的运动轨迹，机器人组件3根据运动轨迹夹持样品去抛光组件4工位进行抛光处理即可，多工位的设计使得机器人能够一次性完成多个抛光工艺步骤，智能化及自动化程度高；上下料组件5的设置，在工作状态下，只需要人工完成放置毛坯和取回成品，其他过程均实现自动化，节省了人力成本，且支撑座502的翻转功能使人手不必进入设备内部，生产安全性大大提高；多个工作机构的设置，使其能够协同工作，共同完成一个工件的复杂的抛光工序，减少了更换抛光轮的时间，同样提高了生产效率；可应用于物料的自动化抛光工作中。
32.本发明专利并不局限于上述实例，在本发明专利公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明专利的保护范围内。