[发明专利]一种用于机械手自动化打磨的磨片快换结构

说明书

本发明公开了一种用于机械手自动化打磨的磨片快换结构，包括磨片、托盘组件、刀柄以及中空气缸夹爪组件；所述磨片的背面固定有下面齿卡扣盘；托盘组件由上面齿盘、可伸缩锁销机构、磨片支撑托盘和芯轴组成，可伸缩锁销机构将磨片上的下面齿卡扣盘抓紧到上面齿盘上，实现两边面齿轮的啮合；所述刀柄一端通过托盘组件与磨片连接，刀柄另一端装载连接到磨机上。本发明解决了强切削磨片的快换问题，从而大幅提高机器人打磨加工的效率和效能。

技术领域

本发明涉及一种磨片快换结构，具体涉及一种用于机械手自动化打磨的磨片快换结构。

背景技术

由于打磨是一个高强度、高粉尘、高噪音的高风险工种，同时熟练、稳定的打磨劳动力资源在当代也愈发稀缺，因此今后越来越多的打磨工艺会通过自动化设备或系统来实现。而机械手臂由于其操作的灵活性，已经逐渐被应用在打磨领域。但是，目前市面上绝大多数的打磨工具和打磨耗材都是为人工操作而设计，并不适合直接被机械手所采用。尽管针对机械手使用的打磨工具，目前开始已有一些研究和发明，但是专门适合机械手打磨使用的新型耗材形式，以及如何将耗材与打磨工具更好配合的自动化系统，却研究得非常少。

机械手打磨可分为手持工件与手持打磨工具两大类，而机械手持工具打磨必须首先解决打磨耗材的快换问题。因为任何打磨耗材的使用寿命都非常有限，尤其是小尺寸的打磨片。目前磨片的主流快换方式主要有两种，其一是将磨片做成背绒的形式，利用工具托盘的魔术贴式的挂钩粘住磨片。这种方式简便快捷，在磨片使用完后由机器人系统的辅助机构撕掉磨片，然后重新粘上新的磨片即可实现快换。但是这种形式的快换只能适用于质量较轻的磨片，如砂纸，砂碟，较薄的尼龙碟片等，更多地是使用在低速偏心打磨砂光的领域。对于一些需要大功率和高转速的打磨场景，例如打磨焊缝，这种背绒的快换形式就不能胜任，因为磨片质量大容易造成飞片的问题。目前对于这种大功率和高转速下运行的磨片的快换方式主要依靠刀柄，即为每一个磨片安装一个刀柄，许多需要更换的磨片组成一个刀柄库，机械手通过更换刀柄的方式来实现磨片的快换。但这种方式也有很多缺点：第一，刀柄库的成本比较高；第二，刀柄的数量有限，当打磨程序涉及到多种磨片组合使用时，刀柄的数量就非常庞大，从而使整个快换系统非常复杂；第三，每个刀柄上的磨片仍旧需要人工实行安装，因此非常费时费力。

因此如何通过简便、经济的方式实现强切削磨片的快换是一个迫切需要解决的重要技术问题，其直接影响到机器人打磨的普及。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于机械手自动化打磨的磨片快换结构，解决了强切削磨片的快换问题，从而大幅提高机器人打磨加工的效率和效能。

本发明用于机械手自动化打磨的磨片快换结构是通过以下技术方案来实现的：包括磨片、托盘组件、刀柄以及中空气缸夹爪组件；

磨片的背面固定有下面齿卡扣盘；托盘组件由上面齿盘、可伸缩锁销机构、磨片支撑托盘和芯轴组成，可伸缩锁销机构将磨片上的下面齿卡扣盘抓紧到上面齿盘上，实现两边面齿轮的啮合；刀柄一端通过托盘组件与磨片连接，刀柄另一端装载连接到磨机上；中空气缸夹爪组件由中空气缸和由中空气缸活塞驱动的夹爪组成；中空气缸带有中心通孔，刀柄通过该中心通孔穿过中空气缸，而中空气缸驱动的夹爪用于压缩托盘组件上的可伸缩锁销机构。

作为优选的技术方案，下面齿卡扣盘由位于周边的直立卡扣以及位于中央的面齿盘组成，下面齿卡扣盘的尺寸与使用的磨片尺寸对应。

作为优选的技术方案，下面齿卡扣盘的直立卡扣上设置具有弧度的滑入面，当可伸缩锁销机构的锁销插入直立卡扣后便能将径向力转化为轴向上的提拉力，从而实现上下两面面齿盘的啮合。

作为优选的技术方案，可伸缩锁销机构包括弹簧机构座、锁销、解锁压缩柱和弹簧；在弹簧机构座上加工有滑动槽，锁销和弹簧装入滑动槽内，解锁压缩柱与锁销直接通过螺纹垂直连接。