本發(fā)明涉及打磨拋光機(jī)械人領(lǐng)域，特別是涉及一種水龍頭打磨拋光裝置。

背景技術(shù)：

水龍頭鑄造生產(chǎn)時(shí)，由于模具的磨損、造型時(shí)砂型的損壞、合箱時(shí)砂芯錯(cuò)位等原因，都會造成水龍頭鑄件壁厚不均、表面缺陷及鑄造披縫等問題，而這些鑄造缺陷都是鑄造過程中不可避免的。大多水龍頭形狀都是不規(guī)則的，現(xiàn)在都是采用打磨處理方法，以獲得較好的表面光潔度。現(xiàn)在常用打磨方式分為手動打磨和自動打磨，手動打磨是人工緊握水龍頭毛坯件，在砂帶上來回移動，根據(jù)水龍頭形狀及反復(fù)變換方向，直到打磨光滑為止；自動打磨是機(jī)器手自動抓取工件，根據(jù)編好程序按照一定軌跡進(jìn)行運(yùn)動，在砂帶上反復(fù)打磨來獲取表面光滑一種方式。手動打磨對工人技術(shù)要求高、效率低、人工勞動強(qiáng)度大、環(huán)境惡劣、打磨產(chǎn)品質(zhì)量不均勻，甚至容易造成廢品；自動打磨效率高、產(chǎn)品打磨外觀均勻、降低工人勞動強(qiáng)度、避免人為因素造成廢品等缺陷，是現(xiàn)在市場的主流趨勢。

現(xiàn)在市場上的自動打磨機(jī)器人都是由多關(guān)節(jié)構(gòu)成，機(jī)械臂一般都很長，關(guān)節(jié)多會造成累計(jì)誤差大、慣量大、負(fù)載重、軌跡插補(bǔ)困難，最后造成整體剛性不足。對于重量輕的水龍頭還能勉強(qiáng)應(yīng)付，稍重點(diǎn)的就會造成機(jī)械臂抖動厲害，嚴(yán)重影響打磨外觀質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的水龍頭打磨拋光裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種水龍頭打磨拋光裝置，包括：

工作平臺，安裝在水平平移部件中，通過水平平移部件能夠在水平方向上沿x軸和y軸平移；

安裝在工作平臺上的裝夾機(jī)器人，裝夾機(jī)器人包括在空間內(nèi)具有三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度的裝夾端；

打磨組件，能相對于工作平臺做沿z軸方向的平移。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括豎直升降部件，所述打磨組件安裝在豎直升降部件上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述打磨組件具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)動自由度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述豎直升降部件上設(shè)有轉(zhuǎn)動件，所述轉(zhuǎn)動件的輸出轉(zhuǎn)軸平行于y軸并連接打磨組件。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述打磨組件包括回轉(zhuǎn)砂帶。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述裝夾機(jī)器人包括固定連接工作平臺的基座，所述基座上設(shè)有垂直水平面的第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸通過第一傳動結(jié)構(gòu)接有第二轉(zhuǎn)軸，所述第二轉(zhuǎn)軸通過第二傳動結(jié)構(gòu)接有第三轉(zhuǎn)軸，所述第三轉(zhuǎn)軸的輸出端連接裝夾端，所述第一轉(zhuǎn)軸垂直于第二轉(zhuǎn)軸，第二轉(zhuǎn)軸垂直于第三轉(zhuǎn)軸。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括裝設(shè)水平平移部件和豎直升降部件的數(shù)控機(jī)床。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水平平移部件包括相互連接的y向平移件和x向平移件，所述y向平移件通過y向驅(qū)動單元連接數(shù)控機(jī)床，所述x向平移件通過設(shè)置在y向平移件上的x向驅(qū)動單元連接y向平移件，所述工作平臺連接x向平移件。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述豎直升降部件包括設(shè)置在數(shù)控機(jī)床上的立柱以及滑動連接立柱并可在立柱上升降的滑座，所述打磨組件連接在滑座上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過將傳統(tǒng)技術(shù)中機(jī)器人本身具有的六個(gè)空間自由度分化成工作平臺的x、y平移自由度、打磨組件的z平移自由度以及裝夾端的三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度，從而減少機(jī)器人關(guān)節(jié)數(shù)量，縮短機(jī)械臂懸空長度，因此能夠增加拋光裝置整機(jī)的剛性和穩(wěn)定性，大大提高了加工精度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是打磨拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是水平平移部件和豎直升降部件的示意圖；

圖3是裝夾機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是打磨組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易可以理解到x軸、y軸和z軸為空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方向，而三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度即是在空間坐標(biāo)系中的三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度。以下實(shí)施例中的x軸、y軸和z軸的方向均以附圖中坐標(biāo)系作為參考。

如圖1所示的水龍頭打磨拋光裝置，包括工作平臺1、裝夾機(jī)器人2和打磨組件3。

所述的工作平臺1，安裝在水平平移部件中，通過水平平移部件的驅(qū)動能夠在水平方向上沿x軸和y軸做線性的平移。

所述的裝夾機(jī)器人2固定連接在工作平臺1上表面，裝夾機(jī)器人2包括在空間內(nèi)具有三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度的裝夾端21。為此，配合工作平臺1的線性平移，該裝夾端21在空間坐標(biāo)系中具有5個(gè)自由度。

所述的打磨組件3，與工作平臺1是分離的，能相對于工作平臺1做沿z軸方向的線性平移。一般來說打磨組件3與工作平臺1的相對升降平移既可以通過打磨組件3的升降來實(shí)現(xiàn)，也可以通過工作平臺1的升降來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)采用打磨組件3進(jìn)行升降時(shí)，裝夾端21僅具有5個(gè)自由度，而空間上z軸的線性自由度由打磨組件3的升降來提供。

通過以上的結(jié)構(gòu)，需要打磨水龍頭時(shí)，采用裝夾端21夾緊水龍頭，利用工作平臺1的水平位移、裝夾端21的轉(zhuǎn)動以及打磨組件3與工作平臺1的相對升降來實(shí)現(xiàn)對水龍頭表面多角度、無死角的打磨拋光。相對于傳統(tǒng)的6自由度機(jī)器人來說，本摔死狐貍的裝夾機(jī)器人簡化成三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度，機(jī)器臂減少一半，而由于工作平臺1提供x、y軸方向的大范圍行程，因此機(jī)器人的機(jī)械臂之間的臂長可大大縮短，各旋轉(zhuǎn)軸負(fù)載降低、慣量減小，機(jī)器人的剛性增大，這樣不但可以增加打磨工件的重量，也可實(shí)現(xiàn)大行程打磨。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，參考圖1和圖2，打磨組件3與工作平臺1的相對升降是依靠打磨組件3在z軸方向升降來實(shí)現(xiàn)的，而工作平臺1在z軸方向相對固定。具體來說，打磨拋光裝置還包括豎直升降部件4，所述打磨組件3安裝在豎直升降部件4上，該豎直升降部件4位于水平平移部件的側(cè)方向上。由此，工作平臺1與打磨組件3分別分擔(dān)三個(gè)空間坐標(biāo)系的平移自由度，便于使用數(shù)控機(jī)床等控制裝置控制打磨過程，也便于控制軟件插補(bǔ)、擴(kuò)大行程范圍、提高裝夾機(jī)器人的承載負(fù)荷。

進(jìn)一步優(yōu)選的，打磨組件3具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)動自由度，由此，該額外的轉(zhuǎn)動自由度能夠提高打磨組件3反復(fù)打磨次數(shù)，以降低裝夾端21的頻繁轉(zhuǎn)動，增強(qiáng)打磨的可靠性使，并且使得打磨的效率得到更大提升。

進(jìn)一步，參考圖1、圖2和圖4，打磨組件3的轉(zhuǎn)動自由度通過以下方式實(shí)現(xiàn)：豎直升降部件4上設(shè)有轉(zhuǎn)動件，轉(zhuǎn)動件的輸出轉(zhuǎn)軸32平行于y軸并連接打磨組件3，以帶動打磨組件3以輸出轉(zhuǎn)軸32為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。所述的打磨組件3還包括用于對水龍頭表面打磨拋光的回轉(zhuǎn)砂帶31。打磨組件3的具體結(jié)構(gòu)會在后面描述。

裝夾機(jī)器人2具有的三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度可通過以下方式實(shí)現(xiàn)：

參考圖1和圖3，裝夾機(jī)器人2包括固定連接工作平臺1的基座22，基座22上設(shè)有垂直水平面（沿z軸方向）的第一轉(zhuǎn)軸23，第一轉(zhuǎn)軸23通過第一傳動結(jié)構(gòu)接有第二轉(zhuǎn)軸24，第二轉(zhuǎn)軸24平行水平面（xy方向），第二轉(zhuǎn)軸24通過第二傳動結(jié)構(gòu)接有第三轉(zhuǎn)軸25，第三轉(zhuǎn)軸25的輸出端連接裝夾端21。其中，第一轉(zhuǎn)軸23垂直于第二轉(zhuǎn)軸24，第二轉(zhuǎn)軸24始終垂直于第三轉(zhuǎn)軸25，通過上述轉(zhuǎn)軸的分別或同時(shí)轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)裝夾端21的三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，參考圖1和圖2，打磨拋光裝置還包括裝設(shè)水平平移部件和豎直升降部件4的數(shù)控機(jī)床5，由數(shù)控機(jī)床5通過程序來對水平平移部件、豎直升降部件4的運(yùn)動軌跡、運(yùn)動過程進(jìn)行控制。

具體來說，水平平移部件包括相互連接的y向平移件和x向平移件，y向平移件通過y向驅(qū)動單元連接數(shù)控機(jī)床5，x向平移件通過設(shè)置在y向平移件上的x向驅(qū)動單元連接y向平移件，工作平臺1連接x向平移件。上述的z向平移件和y向平移件一般來說是滑臺，而x向驅(qū)動單元和y向驅(qū)動單元一般來說是與滑臺配合的滑軌以及驅(qū)動滑臺沿滑軌平移的傳動件。譬如說，在實(shí)施例中，作為y向平移件的y向滑臺滑動61連接在并未圖示的、在數(shù)控機(jī)床5內(nèi)的y向滑軌上，作為x向平移件的x向滑臺62滑動連接在并未圖示的、在y向滑臺62內(nèi)的x向滑軌上。而上述的傳動件優(yōu)選為絲杠螺母結(jié)構(gòu)，其傳動平穩(wěn)、精確。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述豎直升降部件4包括設(shè)置在數(shù)控機(jī)床5上的立柱41，該立柱41沿z軸方向布置，一滑座42滑動連接立柱41并可在立柱41上升降，所述打磨組件3連接在滑座42上。滑座42的升降可以通過安裝在立柱41內(nèi)的絲杠螺母結(jié)構(gòu)來進(jìn)行驅(qū)動。

如圖2所示，所述的打磨組件3中的轉(zhuǎn)動件為一翻轉(zhuǎn)電機(jī)33，固定在滑座42上，其轉(zhuǎn)軸平行于y軸，可以直接伸出滑座42并固接一轉(zhuǎn)動板34，另外如圖4所示，圖2中的該轉(zhuǎn)動板34固定接有一連接板35，所述的回轉(zhuǎn)砂帶31由帶傳動部件驅(qū)動，所述的帶傳動部件安裝在一肋板36上，肋板36與連接板35垂直連接。通過翻轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動，回轉(zhuǎn)砂帶31即能以輸出轉(zhuǎn)軸32為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)。

實(shí)施例中，裝夾機(jī)器人2夾持水龍頭實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度旋轉(zhuǎn)，數(shù)控機(jī)床5驅(qū)動水平平移部件與豎直升降部件4沿x、y、z軸三個(gè)方向作線性移動，共同實(shí)現(xiàn)立體空間無死角運(yùn)動；該過程中，回轉(zhuǎn)砂帶31旋轉(zhuǎn)打磨水龍頭，同時(shí)其又能自身旋轉(zhuǎn)對水龍頭進(jìn)行打磨修整，節(jié)省其余六個(gè)自由度短距離頻繁運(yùn)動，從而在實(shí)施例中以七個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)對水龍頭全方位無死角打磨。

以上所述只是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，其并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。