對置式砂帶磨削機器人的製作方法

2023-10-17 13:21:39 2

本實用新型涉及砂帶磨削設備，具體地說是一種對置式砂帶磨削機器人。

背景技術：

目前，五金、刀、剪刀行業對產品的磨削95％以上企業仍採用人工磨削的磨削方法，一些核心磨削工步很難實現自動化磨削生產。目前對於刀具焊接刀柄的磨削主要利用固定式簡易(機器固定在地面只有砂帶高速迴轉運動)的砂帶磨削機器，採用人工手持刀具對刀具的刀柄進行打磨、拋光的工藝方法，這種工藝方法是最原始也是目前對於刀具生產行業最為普遍的方法，其特點在於：由於人工打磨刀柄時需要手持刀具近距離接觸高速迴轉的砂帶，對操作工人的人身安全存在一定的安全隱患；砂帶進行刀具磨削時會產生粉塵，對工人的身體健康產生威脅；受工人個體技術水平差異影響，生產效率綜合不高，個體的平均勞動時間少於10小時/天；由於刀柄形狀複雜，人工進行打磨時只能採取分段磨削的方式進行，導致了每段結合處都會留下痕跡，影響外觀質量，同時因個體的技術熟練程度不同，外觀質量也不相同；人工成本逐年升高，並且由於工作環境差，願意從事該項工作的人越來越少。因此，傳統的人工磨削方式勞動強度大，生產效率低，使五金、刀、剪刀行業的產品磨削生產無法實現高速高效自動化生產。

技術實現要素：

針對上述問題，實用新型的目的在於提供一種對置式砂帶磨削機器人，以解決現有人工將工件送至砂帶前端進行磨削，企業員工的勞動強度大，生產效率低的問題。

為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案：

一種對置式砂帶磨削機器人，包括床身及設置於該床身上的左磨削單元、右磨削單元、左磨削單元進給機構、右磨削單元進給機構及工件送進單元，其中，

所述左磨削單元和所述右磨削單元分別與所述左磨削單元進給機構和所述右磨削單元進給機構連接，且通過所述左磨削單元進給機構和所述右磨削單元進給機構的驅動對位於所述左磨削單元和所述右磨削單元之間的工件進行磨削加工；

所述工件送進單元設置於所述左磨削單元和所述右磨削單元的一側，用於將待磨削工件送進至所述左磨削單元和所述右磨削單元之間。

所述左磨削單元和所述右磨削單元結構相同，均包括磨削單元支架、磨削單元主電機、主傳動裝置、砂帶主動輪、砂帶及兩個砂帶導向輪，其中，

所述磨削單元支架和所述磨削單元主電機設置於所述床身上；

所述砂帶主動輪和兩個所述砂帶導向輪設置於所述磨削單元支架上，兩個所述砂帶導向輪位於所述左磨削單元或所述右磨削單元的磨削部位、且上下布設；

所述磨削單元主電機通過所述主傳動裝置與所述砂帶主動輪連接，所述砂帶主動輪通過所述砂帶與兩個砂帶導向輪連接。

所述左磨削單元和所述右磨削單元進一步包括砂帶漲緊裝置，所述砂帶漲緊裝置包括砂帶漲緊輪、砂帶漲緊氣缸及砂帶漲緊輪支撐架，所述砂帶漲緊氣缸和砂帶漲緊輪支撐架設置於所述磨削單元支架上，所述砂帶漲緊輪支撐架的安裝位置可調整、且與所述砂帶漲緊氣缸的輸出端連接，所述砂帶漲緊輪可轉動地安裝在所述砂帶漲緊輪支撐架上、且與所述砂帶傳動連接。

所述左磨削單元和所述右磨削單元進一步包括設置於所述磨削單元支架上的帶輪輔助支撐機構，所述帶輪輔助支撐機構位於所述砂帶的磨削部位側、且通過中間傳動帶與所述砂帶主動輪和一所述砂帶導向輪連接。

所述帶輪輔助支撐機構包括支撐帶主動輪、支撐帶及多個支撐帶從動輪，其中支撐帶主動輪與所述中間傳動帶連接，多個所述支撐帶從動輪由上至下依次設置、且通過支撐帶與所述支撐帶主動輪連接。

所述帶輪輔助支撐機構進一步包括設置於所述磨削單元支架上的支撐帶漲緊輪和中間傳動帶漲緊輪，其中，

所述支撐帶漲緊輪通過支撐帶漲緊輪支撐架安裝在磨削單元支架上、且與所述支撐帶傳動連接；

所述中間傳動帶漲緊輪通過中間傳動帶漲緊輪支撐架安裝在磨削單元支架、且與所述中間傳動帶傳動連接。

所述左磨削單元進給機構和所述右磨削單元進給機構結構相同，均包括橫嚮導軌和橫向進給往復驅動機構，所述橫嚮導軌和橫向進給往復驅動機構沿橫向設置於所述床身上，所述左磨削單元或所述右磨削單元與所述橫嚮導軌滑動連接、且與所述橫向進給往復驅動機構連接。

所述橫嚮導軌的外側設有防護罩。

所述工件送進單元包括縱嚮導軌、立柱、縱向進給往復驅動機構、旋轉驅動機構及機械手夾具，其中，

所述縱嚮導軌和縱向進給往復驅動機構沿縱向設置於所述床身上；

所述立柱與縱嚮導軌滑動連接、且與所述縱向進給往復驅動機構連接；

所述旋轉驅動機構和所述機械手夾具設置於所述立柱上、且所述機械手夾具可轉動，所述機械手夾具與所述旋轉驅動機構連接。

所述床身內設有循環冷卻裝置，所述循環冷卻裝置用於對工件的磨削加工提供冷卻介質。

本實用新型的優點及有益效果是：本實用新型基於對現有的磨削方法進行了充分的調查研究，設計了更加合理的磨削工藝路線，從而實現了關鍵工步的自動化磨削加工；對置式砂帶磨削機器人構型的實用新型尚屬國內首創，設備主要用於刀具的刀柄以及五金件的磨削拋光加工；能夠大大降低企業員工的勞動強度，提高企業的生產效率，為生產企業節約成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的俯視圖；

圖4為本實用新型中砂帶漲緊裝置的結構示意圖；

圖5為本實用新型中中間傳動帶漲緊輪的安裝示意圖；

圖6為本實用新型中支撐帶漲緊輪的安裝示意圖。

其中：1為磨削單元支架，2為砂帶，3為砂帶漲緊輪，4為支撐帶從動輪，5為支撐帶，6為支撐帶漲緊輪，7為砂帶漲緊氣缸，8支撐帶主動輪，9為中間傳動帶漲緊輪，10為中間傳動帶，11為砂帶導輪，12為砂帶主動輪，13為床身，15為機械手夾具，16為機械手從動輪，17為立柱，18為機械手傳動帶，19為機械手主動輪，20為機械手伺服電機，21為縱嚮導軌，22為縱向進給絲槓，23為工件進給伺服電機，24為橫嚮導軌，25為磨削單元主電機，26為主傳動帶，27為磨削單元進給伺服電機，28為防護罩，29為冷卻水箱，30為砂帶漲緊輪支撐架，31為中間傳動帶漲緊輪調節孔，32為中間傳動帶漲緊輪支撐架，33為支撐帶漲緊輪支撐架，34為支撐帶漲緊輪調節孔，A為左磨削單元，B為右磨削單元，M為橫向運動方向，N為縱向運動方向。

具體實施方式

磨削五金產品的現有技術是：通過砂帶機的旋轉，人工將工件送至砂帶前端進行磨削，企業員工的勞動強度大，生產效率低。

本實用新型的設計構思是：針對現有人工將工件送至砂帶前端進行磨削，所帶來的勞動強度大，生產效率低的問題，本實用新型通過左磨削單元和右磨削單元實現磨削主運動，左磨削單元和右磨削單元在伺服電機驅動下能夠實現橫向進給運動；機械手夾具通過伺服電機驅動實現縱向運動，此運動為工件的送進運動，同時機械手夾具可實現迴轉運動。本實用新型能夠大大降低企業員工的勞動強度，提高企業的生產效率，為生產企業節約成本。

為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述。

如圖1-3所示，本實用新型提供的一種對置式砂帶磨削機器人，包括床身13及設置於該床身13上的左磨削單元A、右磨削單元B、左磨削單元進給機構、右磨削單元進給機構及工件送進單元，其中左磨削單元A和右磨削單元B分別與左磨削單元進給機構和右磨削單元進給機構連接，且通過左磨削單元進給機構和右磨削單元進給機構的驅動對位於左磨削單元A和右磨削單元B之間的工件進行磨削加工；

所述工件送進單元設置於左磨削單元A和右磨削單元B的一側，用於將待磨削工件送進至左磨削單元A和右磨削單元B之間。

左磨削單元A和右磨削單元B結構相同，均包括磨削單元支架1、磨削單元主電機25、主傳動裝置、砂帶主動輪12、砂帶及兩個砂帶導向輪11，其中磨削單元支架1和磨削單元主電機25設置於床身13上；砂帶主動輪12和兩個砂帶導向輪11設置於磨削單元支架1上，兩個砂帶導向輪11位於左磨削單元A或右磨削單元B的磨削部位、且上下布設；磨削單元主電機25通過主傳動裝置與砂帶主動輪12連接，砂帶主動輪12通過砂帶2與兩個砂帶導向輪11連接。

所述主傳動裝置包括主傳動帶26和兩個傳動輪，兩個傳動輪分別設置於磨削單元主電機25的輸出軸和磨削單元支架1上，兩個傳動輪通過主傳動帶26連接。

左磨削單元A和右磨削單元B進一步包括砂帶漲緊裝置，砂帶漲緊裝置包括砂帶漲緊輪3、砂帶漲緊氣缸7及砂帶漲緊輪支撐架30，砂帶漲緊氣缸7和砂帶漲緊輪支撐架30安裝在磨削單元支架1上，砂帶漲緊輪支撐架30通過安裝螺釘可調整安裝位置，砂帶漲緊輪支撐架30與砂帶漲緊氣缸7的輸出端連接，砂帶漲緊輪3可轉動地安裝在砂帶漲緊輪支撐架30上、且與砂帶2傳動連接，如圖4所示。

左磨削單元A和右磨削單元B進一步包括設置於磨削單元支架1上的帶輪輔助支撐機構，帶輪輔助支撐機構位於砂帶2的磨削部位側、且通過中間傳動帶10與砂帶主動輪12和一砂帶導向輪11連接。

所述帶輪輔助支撐機構設置於兩個砂帶導向輪11之間，所述帶輪輔助支撐機構包括支撐帶主動輪8、支撐帶5及多個支撐帶從動輪4，其中支撐帶主動輪8與中間傳動帶10連接，多個支撐帶從動輪4由上至下依次設置、且通過支撐帶5與支撐帶主動輪8連接。

所述帶輪輔助支撐機構進一步包括設置於磨削單元支架1上的支撐帶漲緊輪6和中間傳動帶漲緊輪9，其中支撐帶漲緊輪6通過支撐帶漲緊輪支撐架33安裝在磨削單元支架1上，支撐帶漲緊輪支撐架33上設有支撐帶漲緊輪調節孔34，可調整支撐帶漲緊輪支撐架33和磨削單元支架1之間的安裝位置。支撐帶漲緊輪6可轉動地安裝在支撐帶漲緊輪支撐架33、且與支撐帶5傳動連接，如圖6所示。中間傳動帶漲緊輪9通過中間傳動帶漲緊輪支撐架32安裝在磨削單元支架1上、且與中間傳動帶10傳動連接，中間傳動帶漲緊輪支撐架32上設有中間傳動帶漲緊輪調節孔31，在中間傳動帶漲緊輪調節孔31處通過安裝螺釘與磨削單元支架1連接，通過安裝螺釘調整對中間傳動帶10的漲緊力，如圖5所示。

主傳動帶26、中間傳動帶10及支撐帶5優選為V型帶。

所述左磨削單元進給機構和右磨削單元進給機構結構相同，均包括橫嚮導軌24和橫向進給往復驅動機構，橫嚮導軌24和橫向進給往復驅動機構沿橫向設置於床身13上，左磨削單元A或右磨削單元B中的磨削單元支架1與橫嚮導軌24滑動連接、且與橫向進給往復驅動機構連接。

橫嚮導軌24的外側設有防護罩28，用於保護橫嚮導軌24，防護罩28為風琴式防護罩。左磨削單元A和右磨削單元B的主傳動輪系前側設有安裝在磨削單元支架1上的安全防護罩，用於保護整個主傳動輪系統。

本實用新型的一實施例中，所述橫向進給往復驅動機構包括磨削單元進給伺服電機27、橫向進給絲槓及橫向進給螺母，磨削單元進給伺服電機27和橫向進給絲槓設置於床身13上、且磨削單元進給伺服電機27的輸出端與橫向進給絲槓連接，所述橫向進給螺母與橫向進給絲槓螺紋連接、且與磨削單元支架1連接。磨削單元進給伺服電機27驅動橫向進給絲槓旋轉，從而帶動橫向進給螺母和磨削單元支架1沿橫向運動。

在進行磨削作業時，左磨削單元A和右磨削單元B通過磨削單元進給伺服電機27的驅動能夠在床身13上沿橫嚮往復移動，左磨削單元A和右磨削單元B沿相向或相反方向運動。

工件送進單元包括縱嚮導軌21、立柱17、縱向進給往復驅動機構、旋轉驅動機構及機械手夾具15，其中縱嚮導軌21和縱向進給往復驅動機構沿縱向設置於床身13上；立柱17與縱嚮導軌21滑動連接、且與縱向進給往復驅動機構連接；旋轉驅動機構和機械手夾具15設置於立柱17上、且機械手夾具15可轉動，機械手夾具15與旋轉驅動機構連接。

所述縱向進給往復驅動機構包括縱向進給絲槓22、工件進給伺服電機23及縱向進給螺母，縱向進給絲槓22和工件進給伺服電機23設置於床身13上，工件進給伺服電機23的輸出端與縱向進給絲槓22連接，縱向進給螺母與縱向進給絲槓22螺紋連接、且與立柱17可轉動地連接。工件進給伺服電機23驅動縱向進給絲槓22旋轉，從而帶動縱向進給螺母和立柱17沿縱向運動。

機械手夾具15通過工件進給伺服電機23的驅動沿縱嚮往復移動，與左磨削單元A和右磨削單元B的運動方向垂直。

所述旋轉驅動機構包括機械手從動輪16、機械手傳動帶18、機械手主動輪19及機械手伺服電機20，其中機械手伺服電機20的輸出軸與機械手主動輪19傳動連接，所述機械手主動輪19與機械手從動輪16通過機械手傳動帶18連接，機械手從動輪16與機械手夾具15的後端連接。機械手伺服電機20驅動機械手主動輪19轉動，機械手主動輪19通過機械手傳動帶18驅動機械手從動輪16轉動，從而帶動機械手夾具15實現迴轉運動；

刀具可手動或自動夾緊在機械手夾具15上，需要同時滿足一把或多把刀具的夾持，刀具的夾持必須能夠滿足重複定位準確的要求，並且機械手夾具15可編程控制迴轉。

床身13內設有循環冷卻裝置，循環冷卻裝置用於對工件的磨削加工提供冷卻介質。循環冷卻裝置包括冷卻水箱28和冷卻水泵，床身13側面裝有冷卻水箱28，冷卻水箱28內部裝有用於磨削冷卻的冷卻介質，工作時通過冷卻水泵泵至磨削工位對工件進行冷卻，冷卻介質可通過冷卻水泵進行循環使用。

為了防止刀柄在磨削過程中過熱而變色，通過冷卻水泵加入冷卻水進行冷卻，磨削過程中磨粒及粉塵會隨冷卻水排走，在冷卻水箱28內過濾回收，減少環境汙染，冷卻水可通過程序控制，循環使用，節能環保。

本實用新型的工作原理是：

磨削單元主電機25通過主傳動帶26驅動砂帶主動輪12，砂帶主動輪12通過砂帶2帶動砂帶漲緊輪3、砂帶導輪11實現磨削主運動。與此同時，砂帶主動輪12通過中間傳動帶10帶動支撐帶主動輪8轉動，支撐帶主動輪8驅動支撐帶5帶動支撐帶從動輪4實現支撐輪系的主運動，進而驅動支撐帶5運動，實現支撐帶5與砂帶2同時運動且保證線速度一致；砂帶漲緊氣缸7與砂帶漲緊輪3相連，通過調節砂帶漲緊氣缸7的壓力，可以實現對砂帶2漲緊力的調整，從而獲得不同漲緊力；支撐帶漲緊輪6通過安裝螺釘安裝在磨削單元支架1上，通過調整螺釘進行前後調整，對支撐帶5進行漲緊力的調節，通過漲緊力的調節使砂帶2在磨削過程中獲得不同的磨削支撐力，適應不同的工件；中間傳動帶漲緊輪9通過安裝螺釘安裝在磨削單元支架1上，通過調整螺釘調整傳動帶不同的安裝位置，對中間傳動帶10進行漲緊，確保中間傳動帶10在高轉速運轉情況下具有較好的漲緊力；左磨削單元A和右磨削單元B通過磨削單元進給伺服電機27驅動能夠實現橫向進給運動；立柱17以及機械手夾具15通過工件進給伺服電機23驅動縱向進給絲槓22沿著導軌21實現縱向運動，此運動為工件的送進運動；機械手夾具15通過機械手伺服電機20的驅動可實現迴轉運動；機械手夾具15的前端裝夾工件前後運動，左磨削單元A和右磨削單元B帶動砂帶2左右運動，對不同工件進行磨削。左磨削單元A和右磨削單元B的主傳動輪系中設有砂帶氣動漲緊機構，各個移動軸可實現聯動，砂帶磨削機器人通過示教可實現自動編程。

採用本實用新型進行磨削作業時，根據工件外形尺寸不同，磨削可分多次進行，利用不同砂帶粒度(目數)對工件進行打磨，根據工件表面質量要求，可對工件進行連續迴轉拋光。

具體磨削步驟為：由於刀具形狀複雜且刀柄焊口的焊料堆積，磨削需要分多次進行，首先需要利用60至120目砂帶單獨進行焊口焊料的打磨，去除多餘焊料，其次再將刀柄整周迴轉進行磨削，使刀柄整體均可磨削完整，最後再用180目砂帶對刀柄連續迴轉拋光。

各運動部件採用伺服電機驅動，由數控系統進行控制，能夠實現示教編程，編程時可根據砂帶對工件的壓力變化進行手動調整，示教完成後進行自動磨削，通過程序控制確保磨削時兩條砂帶同時接觸工件，防止單面砂帶接觸刀柄時由於進給力較大將刀柄推變形。兩條獨立迴轉的對置式砂帶及輪系可以分別軸向進給運動，砂帶與刀柄接觸部位的後側必須有皮帶或彈性帶支撐，磨削時可對刀具刀柄的圓弧面等複雜的曲面進行補償，使編程程序簡單。

本實用新型主要用於刀具的刀柄以及五金件的磨削拋光加工，實現了自動化磨削加工，能夠有效的提高了刀具焊接刀柄的加工效率，降低工人勞動強度，改善工人勞動環境，使刀具刀柄加工外觀更為美觀、一致。

以上所述僅為本實用新型的實施方式，並非用於限定本實用新型的保護範圍。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進、擴展等，均包含在本實用新型的保護範圍內。