本發明涉及打磨拋光機械人領域，特別是涉及一種水龍頭打磨拋光裝置。

背景技術：

水龍頭鑄造生產時，由于模具的磨損、造型時砂型的損壞、合箱時砂芯錯位等原因，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則的，現在都是采用打磨處理方法，以獲得較好的表面光潔度。現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，根據水龍頭形狀及反復變換方向，直到打磨光滑為止；自動打磨是機器手自動抓取工件，根據編好程序按照一定軌跡進行運動，在砂帶上反復打磨來獲取表面光滑一種方式。手動打磨對工人技術要求高、效率低、人工勞動強度大、環境惡劣、打磨產品質量不均勻，甚至容易造成廢品；自動打磨效率高、產品打磨外觀均勻、降低工人勞動強度、避免人為因素造成廢品等缺陷，是現在市場的主流趨勢。

現在市場上的自動打磨機器人都是由多關節構成，機械臂一般都很長，關節多會造成累計誤差大、慣量大、負載重、軌跡插補困難，最后造成整體剛性不足。對于重量輕的水龍頭還能勉強應付，稍重點的就會造成機械臂抖動厲害，嚴重影響打磨外觀質量。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種結構穩定的水龍頭打磨拋光裝置。

本發明所采用的技術方案是：

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器人，裝夾機器人包括在空間內具有三個轉動自由度的裝夾端；

打磨組件，能相對于工作平臺做沿z軸方向的平移。

作為本發明的進一步改進，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。

作為本發明的進一步改進，所述打磨組件具有至少一個轉動自由度。

作為本發明的進一步改進，所述豎直升降部件上設有轉動件，所述轉動件的輸出轉軸平行于y軸并連接打磨組件。

作為本發明的進一步改進，所述打磨組件包括回轉砂帶。

作為本發明的進一步改進，所述裝夾機器人包括固定連接工作平臺的基座，所述基座上設有垂直水平面的第一轉軸，所述第一轉軸通過第一傳動結構接有第二轉軸，所述第二轉軸通過第二傳動結構接有第三轉軸，所述第三轉軸的輸出端連接裝夾端，所述第一轉軸垂直于第二轉軸，第二轉軸垂直于第三轉軸。

作為本發明的進一步改進，還包括裝設水平平移部件和豎直升降部件的數控機床。

作為本發明的進一步改進，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向驅動單元連接數控機床，所述x向平移件通過設置在y向平移件上的x向驅動單元連接y向平移件，所述工作平臺連接x向平移件。

作為本發明的進一步改進，所述豎直升降部件包括設置在數控機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。

本發明的有益效果是：本發明通過將傳統技術中機器人本身具有的六個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轉動自由度，從而減少機器人關節數量，縮短機械臂懸空長度，因此能夠增加拋光裝置整機的剛性和穩定性，大大提高了加工精度。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。

圖1是打磨拋光裝置的結構示意圖；

圖2是水平平移部件和豎直升降部件的示意圖；

圖3是裝夾機器人的結構示意圖；

圖4是打磨組件的結構示意圖。

具體實施方式

本領域技術人員很容易可以理解到x軸、y軸和z軸為空間坐標系中的坐標方向，而三個轉動自由度即是在空間坐標系中的三個轉動自由度。以下實施例中的x軸、y軸和z軸的方向均以附圖中坐標系作為參考。

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。

所述的裝夾機器人2固定連接在工作平臺1上表面，裝夾機器人2包括在空間內具有三個轉動自由度的裝夾端21。為此，配合工作平臺1的線性平移，該裝夾端21在空間坐標系中具有5個自由度。

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的升降來實現，也可以通過工作平臺1的升降來實現，當采用打磨組件3進行升降時，裝夾端21僅具有5個自由度，而空間上z軸的線性自由度由打磨組件3的升降來提供。

通過以上的結構，需要打磨水龍頭時，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的轉動以及打磨組件3與工作平臺1的相對升降來實現對水龍頭表面多角度、無死角的打磨拋光。相對于傳統的6自由度機器人來說，本摔死狐貍的裝夾機器人簡化成三個轉動自由度，機器臂減少一半，而由于工作平臺1提供x、y軸方向的大范圍行程，因此機器人的機械臂之間的臂長可大大縮短，各旋轉軸負載降低、慣量減小，機器人的剛性增大，這樣不但可以增加打磨工件的重量，也可實現大行程打磨。

作為優選的實施例，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軸方向升降來實現的，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方向上。由此，工作平臺1與打磨組件3分別分擔三個空間坐標系的平移自由度，便于使用數控機床等控制裝置控制打磨過程，也便于控制軟件插補、擴大行程范圍、提高裝夾機器人的承載負荷。

進一步優選的，打磨組件3具有至少一個轉動自由度，由此，該額外的轉動自由度能夠提高打磨組件3反復打磨次數，以降低裝夾端21的頻繁轉動，增強打磨的可靠性使，并且使得打磨的效率得到更大提升。

進一步，參考圖1、圖2和圖4，打磨組件3的轉動自由度通過以下方式實現：豎直升降部件4上設有轉動件，轉動件的輸出轉軸32平行于y軸并連接打磨組件3，以帶動打磨組件3以輸出轉軸32為轉軸的旋轉。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砂帶31。打磨組件3的具體結構會在后面描述。

裝夾機器人2具有的三個轉動自由度可通過以下方式實現：

參考圖1和圖3，裝夾機器人2包括固定連接工作平臺1的基座22，基座22上設有垂直水平面（沿z軸方向）的第一轉軸23，第一轉軸23通過第一傳動結構接有第二轉軸24，第二轉軸24平行水平面（xy方向），第二轉軸24通過第二傳動結構接有第三轉軸25，第三轉軸25的輸出端連接裝夾端21。其中，第一轉軸23垂直于第二轉軸24，第二轉軸24始終垂直于第三轉軸25，通過上述轉軸的分別或同時轉動，實現裝夾端21的三個轉動自由度。

作為優選的實施例，參考圖1和圖2，打磨拋光裝置還包括裝設水平平移部件和豎直升降部件4的數控機床5，由數控機床5通過程序來對水平平移部件、豎直升降部件4的運動軌跡、運動過程進行控制。

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向驅動單元連接數控機床5，x向平移件通過設置在y向平移件上的x向驅動單元連接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向驅動單元和y向驅動單元一般來說是與滑臺配合的滑軌以及驅動滑臺沿滑軌平移的傳動件。譬如說，在實施例中，作為y向平移件的y向滑臺滑動61連接在并未圖示的、在數控機床5內的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內的x向滑軌上。而上述的傳動件優選為絲杠螺母結構，其傳動平穩、精確。

進一步優選的，所述豎直升降部件4包括設置在數控機床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內的絲杠螺母結構來進行驅動。

如圖2所示，所述的打磨組件3中的轉動件為一翻轉電機33，固定在滑座42上，其轉軸平行于y軸，可以直接伸出滑座42并固接一轉動板34，另外如圖4所示，圖2中的該轉動板34固定接有一連接板35，所述的回轉砂帶31由帶傳動部件驅動，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。通過翻轉電機的驅動，回轉砂帶31即能以輸出轉軸32為轉軸進行一定角度的旋轉。

實施例中，裝夾機器人2夾持水龍頭實現三個自由度旋轉，數控機床5驅動水平平移部件與豎直升降部件4沿x、y、z軸三個方向作線性移動，共同實現立體空間無死角運動；該過程中，回轉砂帶31旋轉打磨水龍頭，同時其又能自身旋轉對水龍頭進行打磨修整，節省其余六個自由度短距離頻繁運動，從而在實施例中以七個自由度實現對水龍頭全方位無死角打磨。

以上所述只是本發明優選的實施方式，其并不構成對本發明保護范圍的限制。