高灵敏柔性打磨装置的制作方法

1.本发明涉及打磨技术领域，具体涉及一种安装在打磨工具与工业机器人之间的高灵敏柔性打磨装置。


背景技术：

2.在制造企业中，产品质量和生产效率是提高企业竞争力的主要因素，为提高企业竞争力，自动化生产正逐步代替人工加工，在提高企业生产自动化程度的过程中，工业机器人起了主要的促进作用。
3.为了提高批量化生产铸件的打磨效率、降低生产成本，避免金属粉尘对打磨工人的危害，对于批量生产的铸件通常采用工业机器人配合打磨工具来代替人工对毛边进行打磨、抛光。
4.传统的方式采用打磨工具与工业机器人多为采用刚性连接，这种连接方式的缺点是受曲面工件曲线轮廓的影响，并且当打磨头需要更换时，工业机器人的所有轨迹点均需要重新校准，费时费力。此外，对于复杂表面或转角部位，当打磨头不能准确定位、机械手的原定编程轨迹又不能即时调整时，打磨头往往在工件表面会出现若即若离或者此多彼少的情况，造成有的地方打磨过多而有的地方打磨过少，打磨过程中对工件的打磨力度不好控制，严重影响打磨抛光效果，实用性很差。


技术实现要素：

5.针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，能使得打磨工具与工业机器人配合效果好，以提升抛光效果的高灵敏柔性打磨装置。
6.为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种高灵敏柔性打磨装置，其包括安装座、缸体、中空活塞杆、活塞体、前导向套、后导向套、圆锥形弹簧、力矩延长杆和万向轴承，所述中空活塞杆通过前导向套和后导向套活动设置在缸体内；所述活塞体对应前导向套和后导向套之间位置套设在中空活塞杆上，且活塞体和前导向套之间形成前气腔，活塞体和后导向套之间形成后气腔，所述缸体上设有相应与前气腔和后气腔相连通的前进出气口和后进出气口；所述安装座上设有安装轴，所述安装轴通过所述万向轴承设置在中空活塞杆上，所述力矩延长杆的前端设置在所述安装轴上，尾端沿所述中空活塞杆的中心轴线延伸至该中空活塞杆的尾部位置，所述圆锥形弹簧的一端固定设置，另一端与所述力矩延长杆的尾端相连接，并能通过该圆锥形弹簧自身弹力使该力矩延长杆恢复至所述中空活塞杆的中心轴线位置。
7.作为本发明的一种改进，所述圆锥形弹簧套设在力矩延长杆上，该圆锥形弹簧的直径较小一端设置在所述力矩延长杆的尾端，该圆锥形弹簧的直径较大一端设置在所述万向轴承与中空活塞杆的连接之处。采用圆锥形弹簧实现在有限空间内使得安装座快速复位。
8.作为本发明的一种改进，所述中空活塞杆的尾端设有限位板，该限位板的圆心设
有直径大于所述力矩延长杆的限位孔，所述力矩延长杆的尾端伸入该限位孔。通过调整限位孔的直径尺寸来限定所述力矩延长杆的摆动角度。
9.作为本发明的一种改进，所述力矩延长杆包括螺丝、支撑套、限位筒和弹簧固定片，所述安装轴与所述万向轴承的内圈相适配，且穿出该内圈，所述支撑套套设在该安装轴上，该安装轴的端面设有与所述螺丝相适配的螺孔，所述螺丝穿过弹簧固定片和限位筒，并拧入所述螺孔，装配效果好。
10.作为本发明的一种改进，所述缸体后端开口设有端盖封闭，前端开口外扩形成装配口，该装配口的内壁上设有与所述安装座的外壁相接触的防尘刷,提升密封性，防尘效果好。
11.作为本发明的一种改进，所述限位板上设有限转孔，所述端盖上设有伸入所述限转孔的限转柱。通过限转柱插入限转孔，防止缸体旋转。
12.作为本发明的一种改进，所述活塞体包括由自润滑尼龙制成的环体，该环体通过卡簧固定在中空活塞杆上。所述前导向套和后导向套均为采用自润滑尼龙制成的套体。所述活塞体、前导向套和后导向套均为采用自润滑尼龙制成，有效降低摩擦力，更利于提高活塞体伸缩的灵活性，进而提高打磨力度的控制精度，提升打磨效果。
13.作为本发明的一种改进，所述后导向套的外径大于所述前导向套的外径，所述缸体的内腔上部径向凹入形成与所述后导向套外形轮廓相适配的上安装腔。所述缸体的内腔下部开口内侧径向凸起形成限位凸条，所述前导向套的下端外侧部分设有与所述限位凸条相适配的限位槽，该前导向套的下端内侧部分沿其轴向方向延伸并伸出所述缸体的内腔形成增强部，提升与中空活塞杆的配合效果。
14.作为本发明的一种改进，所述磨头法兰位于所述装配口，且所述装配口的内壁上设有与所述磨头法兰外壁相接触的毛刷，提升防尘效果。
15.本发明的有益效果为：本发明结构设计巧妙、合理，能提升打磨工具与工业机器人之间的配合效果，内设有力矩延长杆，能延长以万向轴承作为支点的力臂长度，安装座稍微受到径向作用力，都能造成力矩延长杆的尾端大幅摆动，提升反馈灵敏度，然后由圆锥形弹簧来提供反作用来控制力矩延长杆快速复位，使得磨头较好贴附在打磨面上；同时在安装座受到轴向作用力时，力矩延长杆受力后行对圆锥形弹簧进行拉伸，并相应带动缸体后移作压缩空气，通过弹力及气压配合进行缓冲受到的轴向作用力，能较好确保打磨作用力度的一致性，避免出现若即若离或者此多彼少的情况，提升打磨抛光质量，另外力矩延长杆是位于圆锥形弹簧内，有效减少占用空间，体积小巧，方便安装和使用。
16.下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。
附图说明
17.图1是本发明的剖视结构示意图。
18.图2是本发明的缸体结构示意图。
19.图3是本发明的内部结构示意图。
具体实施方式
20.实施例，参见图1至图3，本实施例提供的一种高灵敏柔性打磨装置，其包括安装座
1、缸体2、中空活塞杆3、活塞体4、前导向套5、后导向套6、圆锥形弹簧7、力矩延长杆8和万向轴承9，安装座1用来安装打磨工具，如气动打磨机或电动打磨机等。
21.所述中空活塞杆3通过前导向套5和后导向套6活动设置在缸体2内，并能相对缸体2作伸缩动；为方便安装，所述后导向套6的外径大于所述前导向套5的外径，所述缸体2的内腔上部径向凹入形成与所述后导向套6外形轮廓相适配的上安装腔21。所述缸体2的内腔下部开口内侧径向凸起形成限位凸条22，所述前导向套5的下端外侧部分设有与所述限位凸条22相适配的限位槽51，该前导向套5的下端内侧部分沿其轴向方向延伸并伸出所述缸体2的内腔形成增强部52，提升与中空活塞杆3的配合效果。
22.所述活塞体4对应前导向套5和后导向套6之间位置套设在中空活塞杆3上，具体的，在中空活塞杆3的外周面上设有两个卡环槽，两个卡环槽之间的距离与所述活塞体4的厚度相适配。将活塞体4套在两个卡环槽之间位置，然后往两个卡环槽上卡入卡环10，通过两个卡环10将活塞体4固定在中空活塞杆3上。这时，活塞体4的下部分和前导向套5之间形成前气腔，所述活塞体4的上部分和后导向套6之间形成后气腔，在所述缸体2上设有相应与前气腔和后气腔相连通的前进出气口11和后进出气口12；往前进出气口11输入高压气体，则推动中空活塞杆3回缩；往后进出气口12输入高压气体，则推动中空活塞杆3伸出。而通过流量控制阀来控制前进出气口11和后进出气口12的高压气体进气量则达到精确控制打磨下压力的目的。传统的活塞体4为提升密封效果，多为采用塑胶制成，其的摩擦阻力较大，不利于精确控制中空活塞杆3的伸缩动作。本实施例中，所述活塞体4、前导向套5和后导向套6均为优选采用自润滑尼龙制成，润滑效果好，利于提高活塞体4伸缩的灵活性，进而提高打磨力度的控制精度，提升打磨效果。同时，相对而言，采用自润滑尼龙制成活塞体4、前导向套5和后导向套6之间的配合相对塑胶而言，不仅润滑效果好，使用寿命长，而且配合相对不是紧密，具有一定的间隙，这样，缸体2内的高压气体会从这些间隙中流出，达到排气除尘效果，避免外界异物进入缸体2内。根据流出的气体量在之前标准进气量的基础上补偿增加相应进气量即可达到均衡效果，不构成影响。
23.所述安装座1上设有安装轴13，所述安装轴13通过所述万向轴承9设置在中空活塞杆3上，所述力矩延长杆8的前端设置在所述安装轴13上，尾端沿所述中空活塞杆3的中心轴线延伸至该中空活塞杆3的尾部位置，所述圆锥形弹簧7的一端固定设置，另一端与所述力矩延长杆8的尾端相连接，并能通过该圆锥形弹簧7自身弹力使该力矩延长杆8恢复至所述中空活塞杆3的中心轴线位置。所述圆锥形弹簧7套设在力矩延长杆8上，该圆锥形弹簧7的直径较小一端设置在所述力矩延长杆8的尾端，该圆锥形弹簧7的直径较大一端设置在所述万向轴承9与中空活塞杆3的连接之处。具体的，在圆锥形弹簧7的直径较大一端焊接有卡圈，所述中空活塞杆3的前端内侧设有用来安装万向轴承9的卡置腔，所述卡圈恰好能装入卡置腔，在万向轴承9的外圈过盈配合装在卡置腔上，并将卡圈压紧。其他实施例中，也可以直接将圆锥形弹簧7的直径较大一端焊接等固定直接固定在所述中空活塞杆3或万向轴承9的外圈上。使得圆锥形弹簧7将力矩延长杆8罩信，即整个力矩延长杆8都是位于圆锥形弹簧7内，有效减少占用空间，体积小巧。具体的，所述力矩延长杆8包括螺丝81、支撑套82、限位筒83和弹簧固定片84，所述安装轴13与所述万向轴承9的内圈相装配，且穿出万向轴承9的内圈，所述支撑套82套设在该安装轴13上，该安装轴13的端面设有与所述螺丝81相适配的螺孔131，所述螺丝81穿过弹簧固定片84和限位筒83，并拧入所述螺孔131，装配效果好。
24.所述中空活塞杆3的尾端固定有限位板14，该限位板14的圆心设有直径大于所述力矩延长杆8的限位孔141，所述力矩延长杆8的尾端伸入该限位孔141。通过调整限位孔141的直径尺寸来限定所述力矩延长杆8的摆动角度。
25.所述缸体2的后端开口设有端盖15将其封闭，缸体2的前端开口外扩形成装配口23，该装配口23的内壁上安装槽24，通过该安装槽24可以安装与所述安装座1的外壁相接触的防尘刷,提升密封性，防尘效果好。较佳的，在所述限位板14上偏心设有限转孔142，对应所述限转孔142的位置于所述端盖15上设有限转柱16，限转孔142和限转柱16的数量优选为两组，在装配后，限转柱16恰好插入所述限转孔142。在限转柱16插入限转孔142后能防止缸体2旋转，即仅能作轴向运动而不能周向旋转。
26.使用时，将本发明高灵敏柔性打磨装置安装在机械手上，将打磨工具安装在安装座1上。将前进出气口11和后进出气口12与供气装配相连接。然后通过流量控制阀来控制前进出气口11和后进出气口12的高压气体进气量则达到精确控制打磨下压力，并利用气压缓冲气动打磨机受到的冲击力。同时在打磨工具的磨头与工件表面接触打磨时所产生的径向作用力使得安装座1在水平方向作前、后、左、右方向移动，这时，由于加设有力矩延长杆8，能延长以万向轴承9作为支点的力臂长度，安装座1稍微受到径向作用力，都能造成力矩延长杆8的尾端大幅摆动，提升反馈灵敏度，然后由圆锥形弹簧7来提供反作用来控制力矩延长杆8快速复位，使得磨头较好贴附在打磨面上；同时在安装座1受到轴向作用力时，力矩延长杆8受力后行对圆锥形弹簧7进行拉伸，并相应带动缸体2后移作压缩空气，通过弹力及气压配合进行缓冲受到的轴向作用力，能较好确保打磨作用力度的一致性，避免出现若即若离或者此多彼少的情况，打磨抛光效果好。
27.根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似的结构而得到的其它机械，均在本发明保护范围内。