本實用新型涉及打磨設備領域，尤其涉及一種力控打磨裝置及應用其的打磨機器人。

背景技術：

打磨設備在工業生產中，被廣泛應用，但是隨著用戶對產品質量的要求的提高，產品的打磨加工質量就顯得尤為重要。

產品打磨生產中，打磨設備不能再僅僅能現實對產品打磨就行了，而要求這些打磨設備對打磨壓力具有很好的控制和調節能力，從而能對產品進行更精準的打磨，進而提高產品的質量。

現有的打磨設備的打磨工作端大都還是采用剛性連接，不設有壓力調節結構；有少數的打磨設備的打磨工作端會設置彈簧，利用彈簧的復位彈力來調節打磨工作端與產品之間的打磨壓力，但是這種打磨壓力調節方式，僅僅只是機械彈簧的復位調節，而且調節的打磨壓力范圍和打磨時壓力的實際壓力是無法得知的，因此根本無法真正通過精準調節打磨壓力進而實現對產品的精準打磨。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提出一種能在打磨過程中快速自動調節所需的工作壓力大小，從而滿足不同產品所需要的打磨效果的力控打磨裝置，及應用該力控打磨裝置，能對產品實現精準打磨，以提高產品質量的打磨機器人。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種力控打磨裝置包括：底部安裝座、頂部安裝座、中部固定導向板、精密導向機構、伸縮驅動裝置和高速配比調節器；

具體的，所述中部固定導向板設有導向安裝孔和驅動安裝孔；所述底部安裝座和所述頂部安裝座正對且平行設置，所述精密導向機構和所述伸縮裝置的下端設于所述底部安裝座的頂面，所述精密導向機構和所述伸縮裝置的上端為驅動端，所述精密導向機構和所述伸縮裝置的驅動端均設于所述頂部安裝座的底面；所述中部固定導板設于所述精密導向機構和所述伸縮裝置的中部，所述精密導向機構和所述伸縮驅動裝置的非伸縮驅動部分的上端分別固定于所述導向安裝孔和所述驅動安裝孔；所述伸縮驅動裝置連接有驅動管路，所述驅動管路設有所述高速配比調節器，所述高速配比器設有比例調節模塊和壓力檢測模塊。

更優的，所述伸縮驅動裝置為兩個伸縮氣缸；所述高速配比調節器設有氣體比例調節模塊和氣缸壓力檢測模塊。

更優的，所述中部固定導向板設有一個導向安裝孔和兩個驅動安裝孔，兩個所述驅動安裝孔的幾何中心位于以所述導向安裝孔的幾何中心為圓心的同一條圓弧上，且兩個驅動安裝孔不重疊。

更優的，所述打磨裝置還包括：伸縮防護罩、快速夾持機構和打磨裝置；所述快速夾持機構的安裝端設于所述頂部安裝座，所述快速夾持機構的夾持端連接所述打磨裝置；所述伸縮防護罩與所述底部安裝座和頂部安裝座拼接成一個防護腔，所述中部固定導向板、精密導向機構、伸縮驅動裝置和高速配比調節器均設于所述防護腔內。

更優的，所述打磨裝置包括：固定底座和打磨頭；所述固定底座設有通孔狀的安裝腔，所述安裝腔的側面設有開口部，所述固定底座上端面設有一對固定耳，所述固定耳分別位于所述安裝腔的兩側，所述固定耳的上端設有轉動孔；所述打磨頭的上端設有轉動裝置，所述轉動裝置的轉動軸連接有打磨刀具；所述打磨頭設有延伸部，所述延伸部的上端鉸接于所述打磨頭的底部，所述延伸部的下端設有限位臺階部；所述延伸部設于所述固定底座的安裝腔內，所述打磨頭的兩側分別連接于一對所述固定耳設有的兩個轉動孔，且所述打磨頭能繞著所述轉動孔轉動；所述限位臺階部在所述開口部內移動并限位于所述開口部的頂面；所述延伸部的下端與所述滑動底座通過伸縮驅動機構連接。

更優的，所述快速夾持機構或所述快速夾持機構與所述打磨裝置之間設有壓力感應裝置。

一種應用上述的力控打磨裝置的打磨機器人，其包括PLC控制系統、控制座、與控制座活動連接的機械臂，及設于該機械臂末端的力控打磨裝置和設于該力控打磨裝置的打磨裝置；所述PLC控制系統與精密導向機構、伸縮驅動裝置、高速配比調節器、打磨裝置和控制座電聯接。

更優的，還設有支架和工件安裝座，所述控制座安裝于所述支架，且所述工件安裝座與所述支架的相對位置保持不變。

更優的，所述工件安裝座包括：安裝框架、驅動電機、轉動機構、轉盤和工件夾具；所述驅動電機和所述轉動機構設于所述安裝框架內，且所述驅動電機通過齒輪傳動的方式帶動所述轉動機構轉動；所述轉盤設于所述安裝框架上方，且所述轉盤的底面的幾何中心處與所述傳動機構的上端連接；所述工件夾具設于所述轉盤的上表面。

更優的，所述安裝框架的四周設有保護殼，且所述保護殼設有可開啟或關閉的窗口結構。

本實用新型根據上述內容提出一種力控打磨裝置及應用其的打磨機器人，所述精密導向機構保證了所述伸縮驅動裝置的伸縮方向精準，所述高速配比調節器控制所述伸縮驅動裝置的輸出壓力，使得所述力控打磨裝置能精確輸出機器人力控打磨時所需壓力，滿足高精度產品的打磨工藝要求，進而大大提高了產品質量。

附圖說明

圖1是本實用新型中所述力控打磨裝置的一個實施例的結構示意圖；

圖2是圖1中所示實施例去除伸縮防護罩后的結構示意圖；

圖3是圖1中所示實施例的分解結構示意圖；

圖4是所述中部固定導向板的結構示意圖；

圖5是所述打磨裝置的一個實施例的結構示意圖；

圖6是應用本實用新型中所述打磨機器人的一個實施例的結構示意圖；

圖7是圖6中所示的實施例中工件安裝座去除保護殼后的結構示意圖。

其中：力控打磨裝置100，底部安裝座110，頂部安裝座120，中部固定導向板130，導向安裝孔131，驅動安裝孔132，精密導向機構140，伸縮驅動裝置150，高速配比調節器160，伸縮防護罩170，快速夾持機構180，打磨裝置200，固定底座210，安裝腔211，開口部212，固定耳213，轉動孔214，打磨頭220，轉動裝置221，打磨刀具222，延伸部230，限位臺階部231，伸縮驅動機構232，控制座310，機械臂320，支架330，工件安裝座400，驅動電機410，轉動機構420，轉盤430，工件夾具440，保護殼441。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。

如圖1-5所示，一種力控打磨裝置100包括：底部安裝座110、頂部安裝座120、中部固定導向板130、精密導向機構140、伸縮驅動裝置150和高速配比調節器160；所述中部固定導向板130設有導向安裝孔131和驅動安裝孔132；所述底部安裝座110和所述頂部安裝座120正對且平行設置，所述精密導向機構140和所述伸縮裝置的下端設于所述底部安裝座110的頂面，所述精密導向機構140和所述伸縮裝置的上端為驅動端，所述驅動端均設于所述頂部安裝座120的底面；所述中部固定導板設于所述精密導向機構140和所述伸縮裝置的中部，所述精密導向機構140和所述伸縮驅動裝置150的非伸縮驅動部分的上端分別固定于所述導向安裝孔131和所述驅動安裝孔132；所述伸縮驅動裝置150連接有驅動管路，所述驅動管路設有所述高速配比調節器160，所述高速配比器設有比例調節模塊和壓力檢測模塊。

所述精密導向機構140保證了所述伸縮驅動裝置150的伸縮方向精準，所述高速配比調節器160控制所述伸縮驅動裝置150的輸出壓力，使得所述力控打磨裝置100能精確輸出機器人力控打磨時所需壓力，滿足高精度產品的打磨工藝要求，進而大大提高了產品質量。

所述伸縮驅動裝置150為兩個伸縮氣缸；所述高速配比調節器160設有氣體比例調節模塊和氣缸壓力檢測模塊。所述氣缸壓力檢測模塊實時對氣缸內的工作壓力進行檢測，所述氣體比例調節模塊根據檢測到的壓力和設定的工作壓力的比較結果，對伸縮氣缸的管路中氣體進行調節，從而使得伸縮氣缸的工作壓力穩定在設定范圍內。

所述中部固定導向板130設有一個導向安裝孔131和兩個驅動安裝孔132，兩個所述驅動安裝孔132的幾何中心位于以所述導向安裝孔131的幾何中心為圓心的同一條圓弧上，且兩個驅動安裝孔132不重疊。所述精密導向機構140也為伸縮機構，但是本身是不提供驅動力，其保證了所述頂部安裝座120始終相對于所述頂部安裝座120沿直線運動；所述伸縮驅動裝置150不能安裝過多亦不能只設置一個，設置成一個時一個伸縮驅動裝置150和精密導向機構140在一個平面上，驅動時驅動力可能不夠，而且在該平面兩側的晃動也會很大；設置越多的伸縮驅動裝置150，一方面會增加設備的重量，導致機械臂320的控制座310負載過大，響應速度也會下降，另一方面由于伸縮驅動裝置150各自的性能還是有差別的，會在驅動響應時反應速度和驅動效果各有差異，同時它們都是安裝在同一個頂部安裝板上的，會導致彼此之間工作時受到牽連影響；只設置兩個所述伸縮驅動裝置150就可以很好的解決上述問題；

更優的，兩個伸縮驅動裝置150的安裝位置被限定，使得兩個所述伸縮驅動裝置150到所述精密導向機構140的距離相等，同時兩個所述伸縮驅動裝置150和精密驅動裝置的安裝位置在所述中部固定導向板130上組成等腰三角形，使得所述伸縮驅動裝置150在驅動所述精密導向裝置一起伸縮時，兩個所述伸縮驅動裝置150對精密導向裝置的作用效果幾乎保持一致，讓所述精密導向裝置能隨著伸縮驅動裝置150一起更加順暢穩定精確的運動。

所述力控打磨裝置100還包括：伸縮防護罩170、快速夾持機構180和打磨裝置200；所述快速夾持機構180的安裝端設于所述頂部安裝座120，所述快速夾持機構180的夾持端連接所述打磨裝置200；所述伸縮防護罩170與所述底部安裝座110和頂部安裝座120拼接成一個防護腔，所述中部固定導向板130、精密導向機構140、伸縮驅動裝置150和高速配比調節器160均設于所述防護腔內。所述快速夾持機構180使得打磨裝置200的安裝和拆卸更加方便，從而能實現對更多不同工件的打磨；所述伸縮防護罩170能在不妨礙所述底部安裝座110和所述頂部安裝座120的相對移動的情況下，對所述力控打磨裝置100內部的結構進行很好的保護，使得所述力控打磨裝置100能長期穩定工作。

所述打磨裝置200包括：固定底座210和打磨頭220；所述固定底座210設有通孔狀的安裝腔211，所述安裝腔211的側面設有開口部212，所述固定底座210的上端面設有一對固定耳213，所述固定耳213分別位于所述安裝腔211的兩側，所述固定耳213的上端設有轉動孔214；所述打磨頭220的上端設有轉動裝置221，所述轉動裝置221的轉動軸連接有打磨刀具222；所述打磨頭220設有延伸部230，所述延伸部230的上端鉸接于所述打磨頭220的底部，所述延伸部230的下端設有限位臺階部231；所述延伸部230設于所述固定底座210的安裝腔211內，所述打磨頭220的兩側分別連接于一對所述固定耳213設有的兩個轉動孔214，且所述打磨頭220能繞著所述轉動孔214轉動；所述限位臺階部231在所述開口部212內移動并限位于所述開口部212的頂面；所述延伸部230的下端與所述滑動底座通過伸縮驅動機構232連接。

使得所述打磨頭220能在所述伸縮驅動機構232的驅動下繞著所述轉動孔214在一定范圍內上下擺動，且打磨刀具222不會與所述固定底座210發生碰撞，讓打磨刀具222能根據打磨需要實現更細微的調節，進一步提高打磨精度。

所述快速夾持機構180或所述快速夾持機構180與所述打磨裝置200之間設有壓力感應裝置。使得所述力控打磨裝置100除了利用所述高速配比調節器160對伸縮驅動裝置150的輸出進行控制外，控制系統還會根據壓力感應裝置檢測到靠近打磨裝置200的位置的壓力，對伸縮驅動裝置150的輸出壓力進一步進行調整，從而使得打磨時壓力更加精準可控。

如圖6和7所示，一種應用上述的力控打磨裝置100的打磨機器人，其包括PLC控制系統、控制座310、與控制座310活動連接的機械臂320，及設于該機械臂320末端的力控打磨裝置100和設于該力控打磨裝置100的打磨裝置200；所述PLC控制系統與精密導向機構140、伸縮驅動裝置150、高速配比調節器160、打磨裝置200和控制座310電聯接。

所述打磨機器人還設有支架330和工件安裝座400，所述控制座310安裝于所述支架330，且所述工件安裝座400與所述支架330的相對位置保持不變。從而保證了安裝在工件安裝座400上的工件與所述控制座310的相對位置是不變的，在對所述打磨機器人的打磨操作進行編程時，可根據所述控制座310和所述工件安裝座400的位置關系來設計，進而使得所述打磨機器人的編程和實際打磨工作能更加精準高效。

所述工件安裝座400包括：安裝框架、驅動電機410、轉動機構420、轉盤430和工件夾具440；所述驅動電機410和所述轉動機構420設于所述安裝框架內，且所述驅動電機410通過齒輪傳動的方式帶動所述轉動機構420轉動，具體的所述驅動電機410設有的齒輪比所述轉動機構420設有的齒輪小，從而達到減速傳動的效果；所述轉盤430設于所述安裝框架上方，且所述轉盤430的底面的幾何中心處與所述傳動機構的上端連接；所述工件夾具440設于所述轉盤430的上表面。待打磨的工件被所述工件夾具440固定，所述轉盤430在驅動電機410的帶動下穩定轉動，從而使得待打磨的工件能在打磨過程中，根據打磨角度需要而自身轉動，從而保證了所述打磨機器人的打磨自由度更高，能對工件進行更高精度的自動打磨。

所述安裝框架的四周設有保護殼441，且所述保護殼441設有可開啟或關閉的窗口結構。工作人員可通過所述窗口結構，實時觀察所述工件安裝座400內部結構，便于及時發現問題和對其快速進行維修或保養。

所述打磨機器人在實際打磨工作時，先在所述PLC控制系統內編好操作程序，并根據打磨精度要求，預設好所述力控打磨裝置100中的伸縮驅動裝置150的工作壓力范圍；再將待打磨的工件安裝至所述工件安裝座400上，并進行打磨零點位置校正；最后開啟所述打磨機器人就可以實現對帶待打磨工件的自動打磨。更優的，在所述打磨機器人對待打磨工件進行打磨時，所述高速配比調節器160可以實時檢測所述伸縮驅動裝置150內部的氣體壓力，如果所述伸縮氣缸內部的氣壓超過之前預設的壓力范圍，所述高速配比調節器160即可調節管路內的氣體流動情況，進而調節所述伸縮驅動裝置150的工作壓力，使得所述伸縮驅動裝置150的工作壓力穩定在預設的壓力范圍內。所述打磨機器人能根據加工需要，將所述打磨裝置200對工件打磨的工作壓力穩定在設定范圍內，從而保證所述打磨機器人能實現對工件進行更高精度的打磨。

以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它具體實施方式，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。