喷号打磨系统的制作方法

1.本实用新型涉及工件喷号打磨设备技术领域，具体涉及一种喷号打磨系统。


背景技术：

2.在线标识设备多采用喷涂方式进行标识，将喷涂材料利用气体吹到工件表面形成字样，而连铸钢坯、热轧型材等工件处于高温状态，很容易和空气中的氧气生成氧化皮，且氧化皮松散易开裂剥落，如果直接喷涂严重影响标识字符的完整度和清晰度，为保证标识字符的完整和清晰，需要去除标识区域工件表面氧化皮。
3.目前，现有的机器人用喷号打磨装置存在以下问题：1、通过在喷号打磨执行器内设激光测距仪和触杆等检测设备，在打磨喷号之前，首先实现对工件位置的检测，影响工作效率，且执行器结构复杂，故障率高；同时，当存在表面不平或放置不平的时候，无法检测，影响打磨效果；2、打磨装置采用固定刚性连接，当存在表面不平的情况时，会导致打磨不均，甚至当斜度较大时会导致受力过大，损伤设备；3、打磨装置采用弹簧作为移动缓冲装置，导致表面不平工件表面打磨压力不均，影响打磨效果。同时，由于工件处于高温状态，需要打磨喷号装置能够适应高温的工作环境。
4.因此，非常有必要探索一种机器人用喷号打磨系统，可以满足对工件表面的恒压力打磨除鳞，并适应工件表面不平或因工件摆放不平的工况，同时减少执行器内精密传感器的设置，简化结构、提高效率，并能满足高温工作环境。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种全新的喷号打磨系统，目的在于改善现有机器人用喷号打磨装置的不足，该系统通过对工件表面进行恒压力打磨除鳞，能适应工件表面不平或因工件摆放不平的工况，同时减少执行器内精密传感器的设置，来简化结构、提高效率，并能满足高温工作环境。
6.本实用新型提供的一种喷号打磨系统，包括用于进行喷号打磨的机器人，所述机器人手臂执行端设置有喷号打磨装置，所述喷号打磨装置包括：
7.恒压力打磨组件，用于对工件表面进行打磨除鳞，并能始终保持恒压力对工件进行打磨；
8.轴承，用于为恒压力打磨组件提供径向支撑和轴向伸缩导向；
9.风冷集管，用于对恒压力打磨组件进行实时冷却；
10.喷枪，用于在工件表面喷涂涂料；
11.连接座，设置于机器人手臂执行端的安装接口处，用于安装轴承、恒压力打磨组件、风冷集管和喷枪于连接座内部；
12.所述恒压力打磨组件、轴承、风冷集管、喷枪和连接座组成的喷号打磨装置，能够对工件表面保持恒压力打磨除鳞并喷号。
13.进一步，还包括设置于机器人前工位上的视觉监测装置，所述视觉监测装置用于
对喷号工件的位置及外形尺寸进行检测并为后序的打磨喷号位置提供定位。
14.进一步，所述恒压力打磨组件包括钢刷、驱动马达、微型气缸和直线导轨及导轨滑座；
15.所述钢刷设置于驱动马达的输出轴上，用于为工件表面打磨除鳞；所述导轨滑座安装在直线导轨上并能在直线导轨上前后移动，所述直线导轨安置在连接座上，用于为导轨滑座提供支撑；所述驱动马达设置于直线导轨滑座上，用于驱动所述钢刷旋转且所述驱动马达可随着滑座移动；所述微型气缸通过气缸支座设置在导轨滑座上，用于为钢刷打磨提供恒定压力。
16.进一步，所述导轨轨道的长度方向两侧分别设置有前、后耐高温接近开关，分别用于对钢刷的前、后伸缩距离进行监测。
17.进一步，所述导轨滑座的长度方向两侧分别设置偶前、后感应板，分别用于触发所述前、后耐高温接近开关。
18.进一步，所述前耐高温接近开关在导轨轨道长度方向的后侧设置限位板，用于对导轨滑座在导轨轨道上的向前移动进行限位。
19.进一步，所述连接座上分别设置有与机器人手臂执行端相匹配的安装接口、轴承的安装孔和喷枪喷头配合孔。
20.进一步，所述连接座上的轴承安装孔和喷枪喷头配合孔呈垂直布置。
21.进一步，所述喷枪通过支座安装在连接座上并将喷枪喷头穿过连接座上的喷头配合孔，所述喷枪与钢刷呈垂直布置。
22.进一步，所述视觉检测装置包括检测设备、升降架和固定架，所述检测设备和升降架设置在固定架上，所述检测设备可通过升降架进行调节。
23.本发明的有益效果在于：本实用新型提供了的一种喷号打磨系统，该装置通过采用双目工业相机(或激光扫描仪)对喷号工件的位置及外形尺寸信息进行检测，从而取代触杆和激光检测，并提供给上位机实现对打磨和喷号位置的定位；通过采用气缸驱动，并配以前后检测传感器，实现对工件的恒压力打磨，并适应端面不平的工况；通过采用与气动马达(或液压马达)直连式钢刷，并配以无内圈圆柱滚子轴承进行径向导向，实现输出力矩的稳定性；通过采用风冷集管对相关零部件的实时冷却，从而满足高温作业工况；最终实现简化结构，提高效率，并适应高温环境和工件打磨喷号表面不平的恶劣工况。
附图说明
24.图1为本实用新型的喷号打磨系统应用示意图；
25.图2为本实用新型的视觉检测装置结构示意图；
26.图3为本实用新型的喷号打磨装置结构示意图；
27.图4为本实用新型的恒压力打磨装置结构示意图；
28.图5为本实用新型的风冷集管结构示意图；
29.图6为本实用新型的连接座结构示意图；
30.图7为本实用新型的连接座左视图。
31.其中，图中标识分别为：1-视觉监测装置；2-机器人；3-喷号打磨装置；11-双目工业相机；12-升降架；13-固定架；31-轴承；32-恒压力打磨组件；33-风冷集管；34-连接座；
35-喷枪；321-钢刷；322-前耐高温接近开关；323-限位板；324-直线导轨轨道；325-前感应板；326-直线导轨滑座；327-驱动马达；328-后感应板；329-后耐高温接近开关；3210-气缸支座；3211-耐高温微型气缸；331-管夹；332-不锈钢管；333-喷嘴；334三通；335管接头；341-轴承安装孔；342-喷头配合孔。
具体实施方式
32.下面将对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
33.本实施例提供的喷号打磨系统，包括用于进行喷号打磨的机器人2，所述机器人手臂执行端设置有喷号打磨装置3，所述喷号打磨装置3包括：
34.恒压力打磨组件32，用于对工件表面进行打磨除鳞，并能始终保持恒压力对工件进行打磨；
35.轴承31，用于为恒压力打磨组件提供径向支撑和轴向伸缩导向；
36.风冷集管33，用于对恒压力打磨组件进行实时冷却；
37.喷枪35，用于在工件表面喷涂涂料；
38.连接座34，设置于机器人手臂执行端的安装接口处，用于安装轴承、恒压力打磨组件、风冷集管和喷枪于连接座内部；
39.所述恒压力打磨组件32、轴承31、风冷集管33、喷枪35和连接座34组成的喷号打磨装置3，能够对工件表面保持恒压力打磨除鳞并喷号。
40.本实施例中，还包括设置于机器人前工位上的视觉监测装置1，所述视觉监测装置用于对喷号工件的位置及外形尺寸进行检测并为后序的打磨喷号位置提供定位。
41.结合图1所示，喷号打磨系统主要由视觉监测装置1、机器人2和喷号打磨装置3构成。喷号打磨系统先通过视觉监测装置对工件进行监测，找到工件需进行打磨和标号的位置，然后根据视觉监测装置的监测信息利用机器人将安装在机器人手臂的打磨喷号装置移动到工件喷号打磨位置进行打磨除鳞，随后通过机器手臂将喷号打磨装置旋转90
°
后进行喷号。
42.再结合图3和图5所示，喷号打磨装置中恒压打磨装置32通过驱动马达驱动刚刷对工件表面进行打磨除鳞，并通过气缸为钢刷提供恒压力；轴承31采用耐高温无内圈圆柱滚子轴承，安装在连接座34上，用于为为钢刷提供径向支撑和轴向伸缩导向；风冷集管33包括管夹331、不锈钢管332、喷嘴333、三通334、管接头335等组件组合形成，安装在连接座34内，用于对喷号打磨装置中主要工作部件(如喷枪、驱动马达和气缸)进行实时冷却，从而满足高温作业工况；喷枪35可采用自动空气喷枪或电磁喷枪，主要能保证在工件表面喷号清晰即可；连接座34安装机器人手臂执行端，并在连接座内部安装固定轴承31、风冷集管33、喷枪35和恒压打磨组件等部件。
43.本实施例中，所述恒压力打磨组件32包括钢刷321、驱动马达327、微型气缸3211和直线导轨轨道324及直线导轨滑座326；
44.所述钢刷321设置于驱动马达327的输出轴上，用于为工件表面打磨除鳞；所述直线导轨滑座326安装在直线导轨轨道324上并能在直线导轨轨道324上前后移动，所述直线导轨轨道324安置在连接座34上，用于为直线导轨滑座326提供支撑；所述驱动马达327设置于直线导轨滑座326上，用于驱动所述钢刷321旋转且所述驱动马达327可随着滑座移动；所
述微型气缸3211通过气缸支座3210设置在直线导轨滑座326上，用于为钢刷321打磨提供恒定压力。
45.结合图3和图4所示，钢刷321通过沉孔螺钉安装固定在驱动马达327的输出轴上，前端采用钢丝构成刷毛，中部设有螺钉孔，后端设有轴孔和键槽；通过采用与气动马达直连式钢刷，并配以无内圈圆柱滚子轴承进行径向导向，实现输出力矩的稳定性；直线导轨轨道324直接安装在连接座34上，为直线导轨滑座326提供支撑，直线导轨滑座326可以在轨道上前后移动；驱动马达237可使用气动马达或液压马达为钢刷提供驱动力，本实施例中采用气动马达，气动马达安装在直线导轨滑座326上，可以随着滑座的前后移动而移动，来驱动钢刷旋转，实现对工件表面打磨除鳞；微型气缸3211需采用耐高温材质，耐高温微型气缸通过气缸支座3210安装在直线导轨滑座326上，并采用压力控制为气缸提供稳定的气压，实现为钢刷321打磨提供恒定压力，同时，当工件表面不平或工件摆放不平时，气缸会自动根据打磨面的位置伸缩，始终保持恒定打磨压力。
46.本实施例中，结合图4所示，前耐高温接近开关322和后耐高温接近开关329分别安装在直线导轨轨道324两侧，分别用于对钢刷的前、后伸缩距离进行检测限位；直线导轨滑座326的长度方向两侧分别设置偶前感应板325和后感应板328，分别用于触发前耐高温接近开关322和后耐高温接近开关329；通过采用气缸驱动，并配以前后检测传感器，实现对工件的恒压力打磨，并适应端面不平的工况。
47.本实施例中，结合图4所示，所述前耐高温接近开关322在直线导轨轨道324长度方向的后侧设置限位板323，用于对直线导轨滑座326在直线导轨轨道324上的向前移动进行限位。
48.本实施例中，所述连接座上分别设置有与机器人手臂执行端相匹配的安装接口、轴承安装孔341和喷枪喷头配合孔342，所述连接座上的轴承安装孔341和喷枪喷头配合孔342呈垂直布置。
49.结合图3、图6和图7所示，连接座34设有与机器人本体执行端相匹配的安装接口，安装板和连接轴采用中空结构，用于电缆、涂料和水汽管线的同行；同时设有圆柱滚子轴承安装孔341和喷枪喷头配合孔341，圆柱滚子轴承的安装孔和喷枪喷头配合孔呈垂直布置。
50.本实施例中，所述喷枪35通过支座安装在连接座上并将喷枪喷头穿过连接座上的喷头配合孔341，所述喷枪35与钢刷321呈垂直布置；喷枪35通过支座安装在连接座34上，与钢刷321呈垂直布置，用于在工件表面喷涂涂料.
51.本实施例中，所述视觉检测装置包括检测设备、升降架12和固定架13，所述检测设备和升降架12设置在固定架13上，所述检测设备可通过升降架12进行调节。
52.如图2所示，视觉检测装置的组成包括：检测设备，升降架，固定架等，用于对工件位置信息和外形尺寸信息进行检测。检测设备采用双目工业相机或激光扫描仪进行监测，从而取代触杆和激光检测，本实施例中主要使用双目工业相机11对工件进行扫描立体成像，从而获取工件的三维坐标信息；升降架12用于为双目工业相机11提供支撑，并可以在固定架13内升降，从而将双目工业相机调整到合适的高度；固定架13用于为升降架12提供支撑导向。
53.本实施例中，喷号打磨系统的工作原理为：当工件到位之后，双目工业相机11自动对工件进行三维立体扫描成像，获取工件的位置和三维坐标信息，并提供给上位机系统；上
位机系统自动控制机器人2将喷号打磨装置3移动到打磨喷号位；首先机器人2本体末端旋转驱动喷号打磨装置3将恒张力打磨装置31旋转到设定打磨角度；接着气动马达启动旋转；接着机器人本体驱动钢刷321与工件表面接触开始进行打磨除鳞，直至触发前耐高温接近开关322；接着接着机器人本体驱动钢刷边旋转边移动进行打磨除鳞，打磨期间始终保持钢刷位置处于前耐高温接近开关322和后耐高温接近开关329触发之间，一旦因为打磨面不平，超出这个范围，机器人本体将驱动喷号打磨装置自动调整，从而保证整个打磨过程恒定压下力；当打磨除鳞完成后，气动马达停止，机器人2本体末端旋转90
°
，将喷枪35调整到喷号位；接着喷枪35启动，机器人本体带动喷枪完成字符的喷印；完成喷印后，喷枪关闭，机器人本体带动打磨除鳞装置复位，等待下一个工件。
54.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。