一种免示教柔性打磨抛光设备的制作方法

1.本实用新型涉及打磨抛光设备技术领域，尤其是一种免示教柔性打磨抛光设备。

背景技术：

2.目前，国内针对铸造件的打磨抛光机器人发展迅速，逐步从基于人工示教向基于机器视觉转变，例如国家知识产权局于2021年5月7日公开的实用新型专利申请cn112757057a就公开了一种融合视觉深度分析的智能免人工示教打磨抛光方法及系统，通过机械臂移动相机对待打磨工件进行多角度拍摄，从而提取待打磨工件的三维模型，用于指导后续打磨抛光作业。但是该实用新型专利申请仅给出了免示教打磨抛光方法及系统，并未给出与之匹配的结构设计，而且结构设计中还需考虑上料、驱动、防尘等问题。

技术实现要素：

3.基于现有机器视觉技术的发展，本实用新型提出一种基于机器视觉的免示教柔性打磨抛光设备。
4.一种免示教柔性打磨抛光设备，包括底座，固定于所述底座上的机械臂、作业工位、电控柜，以及罩设于所述底座上的壳体，所述机械臂上设置有带恒力浮动机构的打磨头和抛光片；
5.所述作业工位为对称设置的双工位，伸出壳体外一侧为上料位，进入壳体内一侧为打磨位，其底部通过工位减速器固定于所述底座上，所述工位减速器驱动所述作业工位180
°
翻转，实现工位切换；上料位与打磨位之间设置有交互隔板，正常状态下，所述交互隔板封闭所述壳体；
6.上料位一侧设置有3d视觉机构，所述3d视觉机构包括固定于所述底座上并向上料位上方延伸的弧形支架，固定于所述弧形支架一侧的弧形导轨，以及沿所述弧形导轨移动的3d相机。
7.进一步的，所述弧形导轨为齿条导轨，其上设有导向槽，3d相机和第一电机分别通过安装板固定在与导向槽匹配的导向块上；与齿条导轨啮合的齿轮通过平键安装在第一电机的输出轴上，并通过端板固定。
8.进一步的，上料位、打磨位、工位减速器的转动均由第二电机驱动；
9.所述第二电机输出轴连接有电机锥齿轮，所述电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，所述第一双头锥齿轮的底部锥齿轮分时与工位减速器的锥齿轮啮合，顶部锥齿轮分别与第二双头锥齿轮、第三双头锥齿轮啮合；
10.所述第二双头锥齿轮一头与所述第一双头锥齿轮的顶部锥齿轮啮合，另一头分时与上料位减速器的锥齿轮啮合；所述第三双头锥齿轮一头与所述第一双头锥齿轮的顶部锥齿轮啮合，另一头分时与打磨位减速器的锥齿轮啮合；
11.所述第二电机配备有横向驱动机构和升降驱动机构，使其呈现以下三种驱动状态：
12.工位切换状态，电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第一双头锥齿轮的底部锥齿轮与工位减速器的锥齿轮啮合，第二电机转动带动工位减速器转动，实现工位切换；
13.上料观测状态，电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第二双头锥齿轮的另一头与上料位的锥齿轮啮合，第二电机转动带动上料位减速器转动，便于上料观测；
14.打磨抛光状态，电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第三双头锥齿轮的另一头与打磨位的锥齿轮啮合，第二电机转动带动打磨位减速器转动，便于打磨抛光。
15.进一步的，上料位减速器、打磨位减速器和工位减速器的转轴底部均设置有v型限位槽，与之对应的，上料位减速器、打磨位减速器和工位减速器的转轴一侧设有与所述v型限位槽相匹配的v型限位块，所述v型限位块由限位气缸推动。
16.进一步，所述横向驱动机构包括第一气缸、与所述第一气缸固定连接的第一气缸连接板，所述第一气缸连接板与穿设于导杆上的横移座固定连接，所述第二电机和所述第一双头锥齿轮固定在所述横移座上；
17.所述横移座上固定设置有支架，所述第一双头锥齿轮的顶端、第二双头锥齿轮与第三双头锥齿轮的相对端均固定在所述支架上。
18.进一步的，所述升降驱动机构包括第二气缸、一端与所述第二气缸连接的第二气缸连接板，所述第二气缸连接板的另一端与顶升座固定连接，所述顶升座对称设置，所述导杆两端与所述顶升座固定连接。
19.进一步的，打磨位上方设置有工件压紧组件，所述工件压紧组件包括固定于打磨位上方的安装架，固定于所述安装架上的下压气缸，以及固定于所述下压气缸伸出杆端部的下压头。
20.进一步的，所述打磨头和所述抛光片均固定在机头安装板一侧，所述机头安装板另一侧固定连接有恒力浮动机构，所述恒力浮动机构通过抱箍固定连接在机械臂上。
21.进一步的，所述底座对应打磨位两侧设置有排屑漏网和清扫口。
22.本实用新型的有益效果：1、双工位切换，实现机器视觉观测的同时，还可以避免打磨、抛光过程中的扬尘污染室内环境；2、通过巧妙的传动结构设计，利用一个电机实现上料位、打磨位、工位三个减速器的驱动，并通过减速器限位组件确保切换驱动切换过程中不发生错位问题。
附图说明
23.图1为免示教柔性打磨抛光设备整体结构示意图；
24.图2为免示教柔性打磨抛光设备内部结构示意图；
25.图3为作业工位结构示意图；
26.图4为3d视觉机构正向结构示意图以及第一电机安装结构示意图；
27.图5为弧形导轨结构示意图；
28.图6为3d视觉机构反向结构示意图以及驱动结构示意图；
29.图7为双工位驱动结构示意图；
30.图8为横向驱动机构、升降驱动机构结构示意图；
31.图9为减速器限位结构示意图；
32.图10为工件压紧组件结构示意图；
33.图11为机头结构示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
35.实施例1
36.一种免示教柔性打磨抛光设备，如图1、图2所示，包括底座1，固定于所述底座上的机械臂2、作业工位3、电控柜4、控制面板10，以及罩设于所述底座上的壳体5，所述机械臂2上设置有带恒力浮动机构的打磨头21和抛光片22。
37.所述作业工位为对称设置的双工位，如图3所示，伸出壳体外一侧为上料位，进入壳体内一侧为打磨位，其底部通过工位减速器固定于所述底座1上，所述工位减速器驱动所述作业工位180
°
翻转，实现工位切换。上料位与打磨位之间设置有交互隔板32，正常状态下，所述交互隔板封闭所述壳体，参照图2。
38.上料位一侧设置有3d视觉机构6，所述3d视觉机构6包括固定于所述底座上并向上料位上方延伸的弧形支架61，固定于所述弧形支架一侧的弧形导轨62，以及沿所述弧形导轨移动的3d相机63，如图4所示。
39.具体的，所述弧形导轨61为齿条导轨，其上设有导向槽64，如图5所示，3d相机63和第一电机65分别通过安装板66、67固定在与导向槽64匹配的导向块68上；与齿条导轨啮合的齿轮69通过平键610安装在第一电机65的输出轴上，并通过端板611固定，如图6所示。第一电机65启动，带动齿轮69转动，从而开始沿弧形导轨61移动。
40.将待打磨工件放置于上料位，然后通过启动第一电机65，使得3d相机63在弧形导轨上移动，结合上料位自身的转动，实现对待打磨工件的全方位观测。观测完毕后，控制工位减速器转动180
°
，将观测完毕的工件转入壳体内部，进行打磨、抛光作业，如此即实现了机器视觉观测，又避免了打磨、抛光过程中的扬尘污染室内环境。
41.为了便于清洁打磨、抛光过程中形成的碎屑，所述底座1对应打磨位两侧设置有排屑漏网91和清扫口92，参照图2。
42.在本实施例中，上料位、打磨位、工位的减速器转动均由第二电机31驱动，如图7-8所示。
43.所述第二电机输出轴连接有电机锥齿轮32，所述电机锥齿轮与第一双头锥齿轮33的其中一头啮合，所述第一双头锥齿轮33的底部锥齿轮分时与工位减速器34的锥齿轮啮合，顶部分别与第二双头锥齿轮35、第三双头锥齿轮36啮合。
44.所述第二双头锥齿轮35一头与所述第一双头锥齿轮33的顶部锥齿轮啮合，另一头分时与上料位减速器的锥齿轮37啮合；所述第三双头锥齿轮36一头与所述第一双头锥齿轮33的顶部锥齿轮啮合，另一头分时与打磨位减速器的锥齿轮38啮合。
45.上述分时指的是，存在啮合与不啮合两种状态，两种状态是通过第二电机配备有
横向驱动机构和升降驱动机构实现的。
46.本实施例中，横向驱动机构的动力机构为水平设置的第一气缸39，升降驱动机构的动力机构为竖直设置的第二气缸310。
47.参照图7，第一气缸39连接有第一气缸连接板311，第一气缸连接板311与穿设于导杆312上的横移座313固定连接；第二电机31和第一双头锥齿轮33也固定在横移座313上；横移座313上固定设置有支架314，第一双头锥齿轮33的顶端、第二双头锥齿轮35与第三双头锥齿轮35的相对端均固定在支架314上。因此，当第一气缸39伸缩时，带动第二电机31与第一双头锥齿轮33、第二双头锥齿轮35、第三双头锥齿轮35也随之左右移动。
48.参照图8，第二气缸310连接在第二气缸连接板315一端，第二气缸连接板315另一端固定在顶升座316上；顶升座316对称设置，导杆312两端与顶升座316固定连接。因此，当第二气缸310伸缩时，带动顶升座316升降，从而带动横移座313升降，使得第二电机31与第一双头锥齿轮33共同升降。
49.第二电机的驱动状态共有以下三种：
50.工位切换状态，此时第一气缸39和第二气缸310均处于收缩状态；电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第一双头锥齿轮的底部锥齿轮与工位减速器的锥齿轮啮合，第二电机转动带动工位减速器转动，实现工位切换。
51.上料观测状态，此时第一气缸39处于收缩状态，第二气缸310均处于伸出状态；电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第二双头锥齿轮的另一头与上料位的锥齿轮啮合，第二电机转动带动上料位减速器转动，便于上料观测。
52.打磨抛光状态，此时第一气缸39和第二气缸310均处于伸出状态；电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第三双头锥齿轮的另一头与打磨位的锥齿轮啮合，第二电机转动带动打磨位减速器转动，便于打磨抛光。
53.为保证锥齿轮在切换过程中能够完好的啮合，不发生错齿现象，上料位减速器、打磨位减速器和工位减速器的转轴底部均设置有v型限位槽71，与之对应的，上料位减速器、打磨位减速器和工位减速器的转轴一侧设有与所述v型限位槽相匹配的v型限位块72，如图9所示，所述v型限位块由限位气缸73推动，实现对减速器的限位，以此确定减速器的初始位置。
54.当第二电机切换驱动的减速器时，首先要让当前驱动的减速器停止转动，并通过v型限位块保证其停止在初始位置，然后再进行驱动切换。
55.打磨位上方设置有工件压紧组件8，所述工件压紧组件包括固定于打磨位上方的安装架81，固定于所述安装架上的下压气缸82，以及固定于所述下压气缸伸出杆端部的下压头83，如图10所示。通过伸缩下压气缸82，保证下压头83抵住工件即可。下压头83可以采用橡胶等材质，避免划伤工件。
56.在本实施例中，带恒力浮动机构的打磨头21和抛光片22的实现方式为：所述打磨头21和所述抛光片22均固定在机头安装板23一侧，所述机头安装板23另一侧固定连接有恒力浮动机构24，所述恒力浮动机构24通过抱箍25固定连接在机械臂2上，如图11所示。
57.显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

技术特征：

1.一种免示教柔性打磨抛光设备，包括底座，固定于所述底座上的机械臂、作业工位、电控柜，以及罩设于所述底座上的壳体，所述机械臂上设置有带恒力浮动机构的打磨头和抛光片，其特征在于，所述作业工位为对称设置的双工位，伸出壳体外一侧为上料位，进入壳体内一侧为打磨位，其底部通过工位减速器固定于所述底座上，所述工位减速器驱动所述作业工位180
°
翻转，实现工位切换；上料位与打磨位之间设置有交互隔板，正常状态下，所述交互隔板封闭所述壳体；上料位一侧设置有3d视觉机构，所述3d视觉机构包括固定于所述底座上并向上料位上方延伸的弧形支架，固定于所述弧形支架一侧的弧形导轨，以及沿所述弧形导轨移动的3d相机。2.根据权利要求1所述的免示教柔性打磨抛光设备，其特征在于，所述弧形导轨为齿条导轨，其上设有导向槽，3d相机和第一电机分别通过安装板固定在与导向槽匹配的导向块上；与齿条导轨啮合的齿轮通过平键安装在第一电机的输出轴上，并通过端板固定。3.根据权利要求1所述的免示教柔性打磨抛光设备，其特征在于，上料位、打磨位、工位减速器的转动均由第二电机驱动；所述第二电机输出轴连接有电机锥齿轮，所述电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，所述第一双头锥齿轮的底部锥齿轮分时与工位减速器的锥齿轮啮合，顶部锥齿轮分别与第二双头锥齿轮、第三双头锥齿轮啮合；所述第二双头锥齿轮一头与所述第一双头锥齿轮的顶部锥齿轮啮合，另一头分时与上料位减速器的锥齿轮啮合；所述第三双头锥齿轮一头与所述第一双头锥齿轮的顶部锥齿轮啮合，另一头分时与打磨位减速器的锥齿轮啮合；所述第二电机配备有横向驱动机构和升降驱动机构，使其呈现以下三种驱动状态：工位切换状态，电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第一双头锥齿轮的底部锥齿轮与工位减速器的锥齿轮啮合，第二电机转动带动工位减速器转动，实现工位切换；上料观测状态，电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第二双头锥齿轮的另一头与上料位的锥齿轮啮合，第二电机转动带动上料位减速器转动，便于上料观测；打磨抛光状态，电机锥齿轮与第一双头锥齿轮的底部锥齿轮啮合，第三双头锥齿轮的另一头与打磨位的锥齿轮啮合，第二电机转动带动打磨位减速器转动，便于打磨抛光。4.根据权利要求3所述的免示教柔性打磨抛光设备，其特征在于，所述横向驱动机构包括第一气缸、与所述第一气缸固定连接的第一气缸连接板，所述第一气缸连接板与穿设于导杆上的横移座固定连接，所述第二电机和所述第一双头锥齿轮固定在所述横移座上；所述横移座上固定设置有支架，所述第一双头锥齿轮的顶端、第二双头锥齿轮与第三双头锥齿轮的相对端均固定在所述支架上。5.根据权利要求4所述的免示教柔性打磨抛光设备，其特征在于，所述升降驱动机构包括第二气缸、一端与所述第二气缸连接的第二气缸连接板，所述第二气缸连接板的另一端与顶升座固定连接，所述顶升座对称设置，所述导杆两端与所述顶升座固定连接。6.根据权利要求3-5任意一项所述的免示教柔性打磨抛光设备，其特征在于，上料位减速器、打磨位减速器和工位减速器的转轴底部均设置有v型限位槽，与之对应的，上料位减
速器、打磨位减速器和工位减速器的转轴一侧设有与所述v型限位槽相匹配的v型限位块，所述v型限位块由限位气缸推动。7.根据权利要求1所述的免示教柔性打磨抛光设备，其特征在于，打磨位上方设置有工件压紧组件，所述工件压紧组件包括固定于打磨位上方的安装架，固定于所述安装架上的下压气缸，以及固定于所述下压气缸伸出杆端部的下压头。8.根据权利要求1所述的免示教柔性打磨抛光设备，其特征在于，所述打磨头和所述抛光片均固定在机头安装板一侧，所述机头安装板另一侧固定连接有恒力浮动机构，所述恒力浮动机构通过抱箍固定连接在机械臂上。9.根据权利要求1所述的免示教柔性打磨抛光设备，其特征在于，所述底座对应打磨位两侧设置有排屑漏网和清扫口。

技术总结

本实用新型公开了一种免示教柔性打磨抛光设备，包括底座，固定于底座上的机械臂、作业工位、电控柜，以及罩设于底座上的壳体，机械臂上设置有带恒力浮动机构的打磨头和抛光片，作业工位为对称设置的双工位，伸出壳体外一侧为上料位，进入壳体内一侧为打磨位，其底部通过工位减速器固定于底座上，工位减速器驱动作业工位180