一种机器人被动柔顺恒力打磨加工装置

技术领域

本发明涉及精密加工技术领域，涉及机器人打磨加工装置，具体涉及一种机器人被动柔顺恒力打磨加工装置。

背景技术

在工业制造中，抛光是通过与磨料材料的摩擦或使用化学方法来获得光滑和光滑的表面的一个极其重要的最终加工过程，它可以使不均匀的表面平坦，提高表面粗糙度，传统方法经常为人工打磨，此种方法不仅效率低下而且打磨出来的工件质量不一，很难满足现代制造业对于产品的高要求，因此工业机器人凭借其自身的高灵活性和高适应性开始逐步取代传统的人工打磨，并广泛应用于各种精密工业。在抛光过程中，打磨加工装置与被加工件之间相互接触，在被加工件表面不平整时，打磨刀具与被加工件表面的进刀量发生变化，可能会损坏打磨刀具或者影响打磨质量。因此，有必要提出一种能适应打磨面的形状进行打磨的机器人被动柔顺恒力打磨加工装置。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能适应打磨面的形状进行打磨的的机器人被动柔顺恒力打磨加工装置。

为实现上述目的，本发明提出的机器人被动柔顺恒力打磨加工装置包括被动恒力机构，所述被动恒力机构包括壳体、主轴和分别连接在壳体与主轴之间的第一柔顺元件和第二柔顺元件，所述壳体套设于所述主轴外；所述壳体沿所述主轴的轴线方向设置有两端；所述壳体的一端用于与机械臂连接，所述壳体的另一端开口，所述主轴背离机械臂的一端形成有用于安装打磨刀具的接口，所述第一柔顺元件和第二柔顺元件用于在被动柔顺恒力打磨加工装置工作时产生弹性形变以适应被加工件的打磨面形状变化。

优选地，述第一柔顺元件与第二柔顺元件设置有多个，所述多个第一柔顺元件与多个第二柔顺元件均匀环绕所述主轴设置。

优选地，所述第一柔顺元件为柔性铰链，所述柔性铰链一端与所述壳体内壁铰接，另一端与所述主轴铰接，所述第二柔顺元件为折叠叶片，所述折叠叶片一端与所述壳体内壁连接，另一端与所述主轴连接，所述折叠叶片的两端之间为柔性折叠部。

优选地，所述壳体靠近所述机械臂的一端与所述折叠叶片一端连接，所述主轴背离所述机械臂的一端与所述折叠叶片另一端连接。

优选地，所述打磨刀具包括输出轴和刀具，所述刀具与所述输出轴背离所述机械臂的一端固定连接，所述输出轴用于向所述刀具提供驱动力，所述主轴为柱状结构件，所述柱状结构件两端开口，整体贯通，形成有用于安装输出轴的内部空间。

优选地，所述主轴朝向所述机械臂的一端开设有限位开口，所述输出轴朝向所述机械臂的一端形成有限位元件，所述限位开口用于与所述限位元件配合限制所述输出轴相对所述主轴的转动。

优选地，所述壳体为筒状结构件，所述壳体两端开口，整体呈贯通结构。

优选地，所述壳体与所述主轴的中轴线重合，所述主轴朝向所述机械臂的一端容纳在所述壳体内，所述主轴背离所述机械臂的一端伸出所述壳体。

优选地，所述的一种机器人被动柔顺恒力打磨加工装置还包括连接部件，所述连接部件包括第一连接法兰、连接轴和第二连接法兰，所述第一连接法兰用于与所述机械臂连接，所述连接轴一端与所述第一连接法兰连接，另一端与所述第二连接法兰连接，所述第二连接法兰与所述壳体朝向机械臂的一端连接。

优选地，所述第二连接法兰形成有开孔，所述开孔均匀环绕所述第二连接法兰圆心设置。

综上所述，本发明通过设置所述第一柔顺元件和第二柔顺元件，在打磨刀具对被加工件进行抛光时，打磨刀具与被加工件之间相互挤压产生接触力，接触力通过打磨刀具传递至主轴以及和主轴连接的第一柔顺元件和第二柔顺元件；在所述打磨刀具加工非平整面时，打磨刀具与被加工件之间的进刀量会产生变化，导致打磨刀具与被加工件之间接触力发生变化，所述第一柔顺元件产生弹性形变，使得所述主轴相对所述壳体沿壳体轴向方向位移，所述第二柔顺元件产生折叠形变，使得所述主轴中轴线相对所述壳体中轴线发生偏移，第一柔顺元件和第二柔顺元件共同作用，减少刀具与工件之间进刀量的变化，使得刀具可以适应打磨面的形状进行打磨。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明机器人被动柔顺恒力打磨加工装置一实施例的整体结构示意图；

图2为机器人被动柔顺恒力打磨加工装置正视图；

图3为机器人被动柔顺恒力打磨加工装置剖视图；

图4为被动恒力机构构整体示意图；

图5为被动恒力机构限位开口示意图；

图6为打磨刀具示意图；

图7为机器人被动柔顺恒力打磨加工装置与机械臂连接示意图。

附图标号说明：

1-被动恒力机构；11-壳体；12-主轴；121-限位开口；13-第一柔顺元件；14-第二柔顺元件；2-打磨刀具；21-输出轴；22-刀具；211-限位元件；3-机械臂；4-连接部件；41-第一连接法兰；42-连接轴；43-第二连接法兰；431-开孔。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种机器人被动柔顺恒力打磨加工装置。

请参照图1至图7，该机器人被动柔顺恒力打磨加工装置包括被动恒力机构1，所述被动恒力机构1包括壳体11、主轴12和分别连接在壳体11与主轴12之间的第一柔顺元件13和第二柔顺元件14，所述壳体11套设于所述主轴12外；所述壳体11沿所述主轴12的轴线方向设置有两端；所述壳体11的一端用于与机械臂3连接，所述壳体11的另一端开口，所述主轴12背离机械臂3的一端形成有用于安装打磨刀具2的接口，所述第一柔顺元件13和第二柔顺元件14用于在被动柔顺恒力打磨加工装置工作时产生弹性形变以适应被加工件的打磨面形状变化。本实施例中，所述第一柔顺元件13和第二柔顺元件14均为尼龙结构件。

综上所述，本发明通过设置所述第一柔顺元件13和第二柔顺元件14，在打磨刀具2对被加工件进行抛光时，打磨刀具2与被加工件之间相互挤压产生接触力，接触力通过打磨刀具2传递至主轴12以及和主轴12连接的第一柔顺元件13和第二柔顺元件14；在所述打磨刀具2加工非平整面时，打磨刀具2与被加工件之间的进刀量会产生变化，导致打磨刀具2与被加工件之间接触力发生变化，所述第一柔顺元件13受力产生弹性形变，使得所述主轴12相对所述壳体11沿壳体11轴向方向位移，所述第二柔顺元件14受力产生折叠形变，使得所述主轴12中轴线相对所述壳体11中轴线发生偏移，第一柔顺元件13和第二柔顺元件14共同作用，减少刀具22与工件之间进刀量的变化，适应适应打磨面的形状。

优选地，所述第一柔顺元件13与第二柔顺元件14设置有多个，所述多个第一柔顺元件13与多个第二柔顺元件14均匀环绕所述主轴12设置。本实施例中，所述第一柔顺元件13和第二柔顺元件14分别设置有3个，呈120°夹角均匀环绕所述主轴12设置，所述第一柔顺元件13和第二柔顺元件14的数量与角度均不以此为限制，本领域技术人员可以根据需要进行相应的调整以满足实际使用需求。

优选地，所述第一柔顺元件13为柔性铰链，所述柔性铰链一端与所述壳体11内壁铰接，另一端与所述主轴12铰接，所述第二柔顺元件14为折叠叶片，所述折叠叶片一端与所述壳体11内壁连接，另一端与所述主轴12连接，所述折叠叶片的两端之间为柔性折叠部。所述柔性折叠部位连续弯折的结构件，本实施例中所述柔性铰链为片状结构件，所述柔性铰链与所述壳体11内壁铰接的一端在所述柔性铰链与所述主轴12铰接的一端上方(朝向所述机械臂3的方向为上)，所述柔性折叠部为S形结构件，形成有3根平行设置的柔性杆。

优选地，所述壳体11靠近所述机械臂3的一端与所述折叠叶片一端连接，所述主轴12背离所述机械臂3的一端与所述折叠叶片另一端连接。本实施例中，所述折叠叶片背离所述机械臂3的一端部分延伸出所述壳体11。

优选地，所述打磨刀具2包括输出轴21和刀具22，所述刀具22与所述输出轴21背离所述机械臂3的一端固定连接，所述输出轴21用于向所述刀具22提供驱动力，所述主轴12为柱状结构件，所述柱状结构件两端开口，整体贯通，形成有用于安装输出轴21的内部空间。本实施例中，所述主轴12朝向所述打磨刀具2的一端开设有螺孔，所述螺孔设置3个，均匀环绕所述主轴12设置，所述螺孔用于安装螺栓以固定所述输出轴21。

请参照图5，优选地，所述主轴12朝向所述机械臂3的一端开设有限位开口121，所述输出轴21朝向所述机械臂3的一端形成有限位元件211，所述限位开口121用于与所述限位元件211配合限制所述输出轴21相对所述主轴12的转动角度。本实施例中，所述限位开口121为U形开口，设置有两个，对称设置在所述主轴12朝向所述机械臂3的一端的两侧。

请参照图4，优选地，所述壳体11为筒状结构件，所述壳体11两端开口，整体呈贯通结构。本实施例中，所述壳体11朝向所述机械臂3的一端开有螺栓孔，用于穿过螺栓以使所述壳体11与所述第二连接法兰43固定连接。

优选地，所述壳体11与所述主轴12的中轴线重合，所述主轴12朝向所述机械臂3的一端容纳在所述壳体11内，所述主轴12背离所述机械臂3的一端伸出所述壳体11。本实施例中，所述主轴12与壳体11均为圆筒状结构件，所述主轴12朝向所述机械臂3的一端与所述第二连接法兰43之间留有一定间距。

请参照图2，优选地，所述的一种机器人被动柔顺恒力打磨加工装置还包括连接部件4，所述连接部件4包括第一连接法兰41、连接轴42和第二连接法兰43，所述第一连接法兰41用于与所述机械臂3连接，所述连接轴42一端与所述第一连接法兰41连接，另一端与所述第二连接法兰43连接，所述第二连接法兰43与所述壳体11朝向机械臂3的一端连接。本实施中，所述第一连接法兰41和第二连接法兰43均为圆形法兰，所述第一连接法兰41直径小于所述第二连接法兰43，所述第二连接法兰43直径与所述壳体11直径相同。

请参照图1，优选地，所述第二连接法兰43形成有开孔431，所述开孔431均匀环绕所述第二连接法兰43圆心设置。本实施例中，所述开孔431设置有3个，间隔120°设置，所述开孔431用于穿过线缆以给所述输出轴21提供电力，同时所述开孔431也方便所述输出轴21散热，当然，所述开孔431的数量以及位置均不以此为限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求进行调整。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。