一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓r角工裝的製作方法

2023-09-22 12:36:35

專利名稱：一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓r角工裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及柔性材料銑切工裝技術領域，具體地說是一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝。
背景技術：
在金屬工件的表面經常需要進行孔邊R角成型，也即是倒角孔邊作業，同樣塑性材料產品也需要如此，但是在塑性材料工件上的R角成型往往採用模具或刀具切削來達到目的，難以覆蓋產品工藝要求。如汽車前後保險槓上的雷達孔、清洗孔，用模具成型難以避免注塑和塗裝工藝的嚴重缺陷，用刀具切削難以滿足汽車外飾件質量要求，目前的衝孔裝置一般採用衝壓專機專用刀具來完成，但現有的這種衝孔裝置經常造成工作表面油漆和基材受力而屈服變形，造成雷達孔周邊油漆裂紋、毛糙等外觀缺陷，造成生產浪費。而且專機專用，設備成本高，佔用場地面積大，隨著新品增加，許多工廠都難以承受目前的狀態。

發明內容
本發明的目的是突破改變現有技術，採用一種能集成在機器人塑性材料柔性鑽銑孔系統設備上的壓R角裝置，達到柔性化、集成化、高效化，並能滿足多品種多規格產品的需求，同時該裝置更能保證工件孔R角的質量。為實現上述目的，設計一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，包括機器人手臂、主軸連接件、傳動軸，自緊鑽夾頭、傳動定位主軸、弧形殼體、滾柱、軸承、滾珠、中心定位柱、彈簧，其特徵在於:所述的傳動定位主軸為採用在一連接端面的頂部設有垂直向的上連接軸部，在連接端面的底部設有垂直向的下連接軸部所構成；所述的弧形殼體為採用前後對稱的兩個弧形板，且兩個弧形板的頂部的外弧處呈弧形封閉連接，兩個弧形板的其餘部位相互平行對稱設置所構成；所述的弧形殼體的上部的弧形封閉處的兩端分別設有缺口，弧形殼體的前後兩個弧形板的兩端的下半部分別設有腰形孔；傳動定位主軸的連接端面的下平面與弧形殼體的頂部上表面固定連接，傳動定位主軸的下連接軸部的底端貫穿弧形殼體的頂部中間後位於弧形殼體的下方，下連接軸部的底面再連接中心定位柱的頂端，中心定位柱的底部設有錐形定位頭，且位於弧形殼體的前後兩個弧形板之間的傳動定位主軸上左右向設彈簧孔；兩根滾柱的底端分別銷接在中心定位柱的下部的前側，兩根滾柱的頂端分別嵌於弧形殼體的左右兩端的缺口內，彈簧的左端固定在位於弧形殼體左側的滾柱頂部的右側面上，彈簧的右端穿過傳動定位主軸的彈簧孔後固定在位於弧形殼體右側的滾柱頂部的左側面上；弧形殼體兩端的腰形孔分別採用銷子銷接相應部位處的滾柱；滾柱的中部外套設有滾珠，且滾珠的頂部位於弧形殼體的下方，滾珠的底端固定於滾柱的底端的上方，所述的滾珠呈圓筒狀，且滾珠的底端的外邊緣設有弧形倒角。所述的傳動定位主軸的上連接軸部軸接於自緊鑽夾頭的軸孔內的下部，自緊鑽夾頭的頂部連接傳動軸的一端，傳動軸的另一端軸接於主軸連接件的軸孔內的下部，主軸連接件的頂部連接機器人手臂。
弧形殼體的頂部還設有連接塊，所述的連接塊的底部設為楔合弧形殼體頂部形狀的弧形狀，連接塊的頂部設為平面狀；所述的弧形殼體為一體式結構，所述的連接塊與弧形殼體為一體式結構，連接塊的頂面與傳動定位主軸的連接端面的底面固定連接。所述的傳動定位主軸的上連接軸部和下連接軸部位於同一中心軸線上。所述的彈簧採用彈簧定位銷固定於滾柱上。與兩側的滾珠相抵接處的中心定位柱的外壁上設有一圈讓位槽。所述的滾珠與滾柱之間還設有軸承，在滾珠底端的滾柱外壁上還設有卡環。所述的滾珠的下部的外壁上設有一圈弧形槽。所述的主軸連接件與傳動軸之間還設有莫氏錐度2號的莫氏頂尖套。所述的傳動定位主軸為一體式結構。本發明同現有技術相比，兩側的滾珠在彈簧預緊壓力的作用下，在工件的雷達孔邊緣處做三維運動，其中的圓周旋轉運動，能滿足工件水平表面所有軌跡的均勻受力；垂直運動，能滿足工件垂直截面所有軌跡的均勻受力；滾珠在與工件的所有接觸軌跡點中始終保持不間斷的相對地靜態滾壓運動；採用本工裝能克服工件表面油漆和基材的屈服變形受力帶來的缺陷，滿足雷達孔R角的成型需求，保證雷達孔邊緣的光滑。


圖1為本發明的結構示意圖。圖2為本發明中設有滾珠的滾柱的結構示意圖。圖3為圖1所示的中心定位柱的結構示意圖。圖4為本發明中一體式的設有連接塊的弧形殼體的結構示意圖。圖5為圖4的左視圖。圖6為本發明的工作原理示意圖。
具體實施例方式現結合附圖對本發明作進一步地說明。本發明包括機器人手臂、主軸連接件、傳動軸，自緊鑽夾頭、傳動定位主軸、弧形殼體、滾柱、滾珠、中心定位柱、彈簧，其中，所述的傳動定位主軸4為採用在一連接端面的頂部設有垂直向的上連接軸部，在連接端面的底部設有垂直向的下連接軸部所構成，所述的上連接軸部和下連接軸部位於同一中心軸線上，這裡傳動定位主軸4為一體式結構。參見圖4和圖5，所述的弧形殼體5為採用前後對稱的兩個弧形板，且兩個弧形板的頂部的外弧處呈弧形封閉連接，兩個弧形板的其餘部位相互平行對稱設置所構成；所述的弧形殼體5的上部的弧形封閉處的兩端分別設有缺口 5-3，弧形殼體5的前後兩個弧形板的兩端的下半部分別設有腰形孔5-1，所述的弧形殼體為一體式結構。參見圖1和圖2，傳動定位主軸4的連接端面的下平面與弧形殼體5的頂部上表面固定連接，傳動定位主軸4的下連接軸部的底端垂直貫穿弧形殼體5的頂部中間後位於弧形殼體5的下方，下連接軸部的底面再連接中心定位柱8的頂端，中心定位柱8的底部設有錐形定位頭8-1，且位於弧形殼體5的前後兩個弧形板之間的傳動定位主軸4上左右向設彈簧孔4-1，這個彈簧孔4-1可設為弧形，也可設為水平孔。
所述的弧形殼體5的頂部還連接連接塊5-2的底部，保證傳動定位主軸4與弧形殼體5的連接的穩定性、牢固性。所述的連接塊5-2的底部設為楔合弧形殼體5頂部形狀的弧形狀，連接塊5-2的頂部設為平面狀，所述的連接塊5-2與弧形殼體5採用一體式結構形成類似倒置的「Y」形結構，連接塊5-2的頂面與傳動定位主軸4的連接端面的底面固定連接，而傳動定位主軸4的下連接軸部的底端會依次垂直穿過連接塊5-2後，再貫穿弧形殼體5的頂部中間，並從前後兩個弧形殼體5之間穿過，最後位於弧形殼體5的下方。兩根滾柱7的底端分別銷接在中心定位柱8的下部的前側，兩根滾柱7的頂端分別位於前後兩個弧形板之間的兩端，也即兩根滾柱7的頂端分別嵌於弧形殼體5的左右兩端的缺口 5-3內，彈簧6的左端固定在位於弧形殼體5左側的滾柱7頂部的右側面上，彈簧6的右端穿過傳動定位主軸4的彈簧孔4-1後固定在位於弧形殼體5右側的滾柱7頂部的左側面上，最終形成呈弧形狀的彈簧，而弧形殼體5與左右兩根滾柱7形成類似可開合的扇狀結構；本例中彈簧6的兩端分別採用彈簧定位銷7-3固定於左右兩根滾柱7上。弧形殼體5兩端的腰形孔5-1分別採用銷子7-2銷接相應部位處的滾柱7 ;滾柱7的中部外套設有滾珠7-1，且滾珠7-1的頂部位於弧形殼體5的下方，本例中通過在滾柱7的外壁上設一圈凸環來對滾珠7-1的頂端進行限位固定，滾珠7-1的底端固定於滾柱7的底端的上方，本例中通過在位於滾珠7-1底端的滾柱7外壁上設卡環7-5來固定住滾珠7-1的底端，所述的滾珠7-1呈圓筒狀，且滾珠的底端的外邊緣設有弧形倒角，該弧形倒角的曲率半徑一般為6_左右，當然可根據在工件表面具體所需成型的孔邊R角來決定。所述的滾珠7-1與滾柱7之間還設有軸承7-4。與兩側的滾珠7-1相抵接處的中心定位柱8的外壁上設有一圈讓位槽8-2，且滾珠7-1的下部的外壁上設有一圈弧形槽。讓位槽8-2與圈弧形槽的配合能方便兩個滾珠7-1隨滾柱7做開合運動時進行避讓。所述的傳動定位主軸4的上連接軸部軸接於自緊鑽夾頭3的軸孔內的下部，自緊鑽夾頭3的頂部連接傳動軸2的一端，傳動軸2的另一端軸接於主軸連接件I的軸孔內的下部，本例中主軸連接件I與傳動軸2之間還設有莫氏錐度2號的莫氏頂尖套1-1。主軸連接件I的頂部連接機器人手臂，方便進行自動化的連續作業，還能控制傳動定位主軸4的上、下直線運行速度，該速度可由機器人手臂來任意控制調節，一般控制一個三軸四聯動工位完成動作只需3至5秒。參見圖6，操作時先利用雷達孔中心定位裝置在工件表面進行整體中心定位，本例中以保險槓9為例，將中心定位柱8的維形定位頭8-1定位在保險槓9上預壓R角的雷達孔的位置上，然後由機器人手臂的控制單元控制機器人手臂上的伺服電機運轉，一般控制伺服電機的旋轉速度為450轉/分飛00轉/分，伺服電機通過主軸連接件I依次帶動傳動軸
2、自緊鑽夾頭3、傳動定位主軸4、設有連接塊5-2的弧形殼體5、滾柱7、中心定位柱8的錐形定位頭8-1 —起旋轉，在旋轉的同時機器人手臂控制中心定位柱8沿保險槓9上的雷達孔中心位置做垂直運動，當錐形定位頭8-1穿過保險槓9上的雷達孔後，在不斷向下旋轉的過程中，兩側的滾柱7在腰形孔5-1的範圍內在缺口 5-3內做相向收縮運動，從而帶動滾珠7-1做相向的收縮運動，同時，滾珠7-1也隨傳動定位主軸4 一起旋轉，而且當滾珠7-1與工件接觸後，滾珠7-1也會相對於滾柱7做圓周旋轉運動。在滾珠7-1壓R角的整個過程中，滾珠7-1在彈簧6的預緊壓力的作用下，在保險槓9的雷達孔邊緣處做三維運動，由於滾珠7-1的底端邊緣設有弧形倒角，配合一定的向下旋轉的速度能保證成型的孔邊R角的質量，本例中一般控制傳動定位主軸4的上、下直線運行速度為5mm/s，在滾珠7_1進行的三維運動中，其中1、圓周運動，能滿足保險槓9水平表面所有軌跡的均勻受力；2、垂直運動，能滿足保險槓9垂直截面所有軌跡的均勻受力；3、滾珠7-1在與保險槓9的所有接觸軌跡點中始終保持不間斷地、相對地靜態滾壓運動。
權利要求
1.一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，包括機器人手臂、主軸連接件、傳動軸，自緊鑽夾頭、傳動定位主軸、弧形殼體、滾柱、滾珠、中心定位柱、彈簧，其特徵在於:所述的傳動定位主軸(4)為採用在一連接端面的頂部設有垂直向的上連接軸部，在連接端面的底部設有垂直向的下連接軸部所構成；所述的弧形殼體(5)為採用前後對稱的兩個弧形板，且兩個弧形板的頂部的外弧處呈弧形封閉連接，兩個弧形板的其餘部位相互平行對稱設置所構成；所述的弧形殼體(5)的上部的弧形封閉處的兩端分別設有缺口(5-3)，弧形殼體(5)的前後兩個弧形板的兩端的下半部分別設有腰形孔(5-1);傳動定位主軸(4)的連接端面的下平面與弧形殼體(5)的頂部上表面固定連接，傳動定位主軸(4)的下連接軸部的底端貫穿弧形殼體(5)的頂部中間後位於弧形殼體(5)的下方，下連接軸部的底面再連接中心定位柱(8)的頂端，中心定位柱(8)的底部設有錐形定位頭(8-1)，且位於弧形殼體(5)的前後兩個弧形板之間的傳動定位主軸(4)上左右向設彈簧孔(4-1);兩根滾柱(7)的底端分別銷接在中心定位柱(8)的下部的前側，兩根滾柱(7)的頂端分別嵌於弧形殼體(5)的左右兩端的缺口(5-3)內，彈簧(6)的左端固定在位於弧形殼體(5)左側的滾柱(7)頂部的右側面上，彈簧(6)的右端穿過傳動定位主軸(4)的彈簧孔(4-1)後固定在位於弧形殼體(5)右側的滾 柱(7)頂部的左側面上；弧形殼體(5)兩端的腰形孔(5-1)分別採用銷子(7-2)銷接相應部位處的滾柱(7);滾柱(7)的中部外套設有滾珠(7-1)，且滾珠(7-1)的頂部位於弧形殼體(5)的下方，滾珠(7-1)的底端固定於滾柱(7)的底端的上方，所述的滾珠(7-1)呈圓筒狀，且滾珠(7-1)的底端的外邊緣設有弧形倒角。
2.如權利要求1所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:所述的傳動定位主軸(4)的上連接軸部軸接於自緊鑽夾頭(3)的軸孔內的下部，自緊鑽夾頭(3)的頂部連接傳動軸(2)的一端，傳動軸(2)的另一端軸接於主軸連接件(I)的軸孔內的下部，主軸連接件(I)的頂部連接機器人手臂。
3.如權利要求1所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:弧形殼體(5)的頂部還設有連接塊(5-2)，所述的連接塊(5-2)的底部設為楔合弧形殼體(5)頂部形狀的弧形狀，連接塊(5-2)的頂部設為平面狀；所述的弧形殼體為一體式結構，所述的連接塊(5-2)與弧形殼體(5)為一體式結構，連接塊(5-2)的頂面與傳動定位主軸(4)的連接端面的底面固定連接。
4.如權利要求1所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:所述的傳動定位主軸(4)的上連接軸部和下連接軸部位於同一中心軸線上。
5.如權利要求1所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:所述的彈簧(6)採用彈簧定位銷(7-3)固定於滾柱(7)上。
6.如權利要求1所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:與兩側的滾珠(7-1)相抵接處的中心定位柱(8)的外壁上設有一圈讓位槽(8-2)。
7.如權利要求1所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:所述的滾珠(7-1)與滾柱(7)之間還設有軸承(7-4)，在滾珠(7-1)底端的滾柱(7)夕卜壁上還設有卡環(7-5)。
8.如權利要求1所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:所述的滾珠(7-1)的下部的外壁上設有一圈弧形槽。
9.如權利要求2所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:所述的主軸連接件(I)與傳動軸(2)之間還設有莫氏錐度2號的莫氏頂尖套(1-1)。
10.如權利要求1或2或4所述的一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於:所述的 傳動定位主軸(4)為一體式結構。
全文摘要
本發明涉及柔性材料銑切工裝技術領域，具體地說是一種柔性銑切表面塗裝油漆的塑性材料的壓R角工裝，其特徵在於弧形殼體的上部的弧形封閉處的兩端分別設有缺口；傳動定位主軸的連接端面的下平面與弧形殼體的頂部上表面固定連接，傳動定位主軸的下連接軸部的底端貫穿弧形殼體的頂部中間後位於弧形殼體的下方，下連接軸部的底面再連接中心定位柱的頂端；兩根滾柱的底端分別銷接在中心定位柱的下部的前側，兩根滾柱的頂端分別嵌於弧形殼體的左右兩端的缺口內，彈簧的左端固定在左側的滾柱頂部，彈簧的右端穿過傳動定位主軸的彈簧孔後固定在右側的滾柱頂部；滾柱的中部外套設有滾珠。本發明同現有技術相比，能克服工件表面屈服變形受力帶來的缺陷。
文檔編號B23C3/12GK103111672SQ20131000979
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月10日 優先權日2013年1月10日
發明者李育弟 申請人:延鋒彼歐汽車外飾系統有限公司