本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種設(shè)置于機(jī)械手末端的軸向及徑向浮動一體式表面光整執(zhí)行系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)機(jī)械制造領(lǐng)域，工件的表面光整采用人工操作，此類方式費(fèi)時費(fèi)力且生產(chǎn)效率低，零件質(zhì)量不穩(wěn)定，采用工業(yè)機(jī)器人代替人工進(jìn)行去毛刺作業(yè)能有效提高生產(chǎn)效率，降低成本，保障零件去毛刺質(zhì)量，本裝置主要應(yīng)用于被動順從的機(jī)器人去毛刺系統(tǒng)中，由于機(jī)器人定位誤差因素，采用剛性刀具去毛刺時容易出現(xiàn)刀具崩斷或零件被損壞等情況。浮動式去毛刺執(zhí)行器能有效解決這方面問題，它能使刀具對零件的毛刺進(jìn)行跟隨加工，可有效避免因零件及定位誤差造成刀具和零件的損壞。目前，被動順從式表面光整執(zhí)行器主要分為軸向浮動和徑向浮動，在加工時大多只能選擇一個方向進(jìn)行加工，因此在進(jìn)行某個零件加工時要分為多個加工步驟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供了一種軸向及徑向浮動一體式表面光整執(zhí)行系統(tǒng)，該執(zhí)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，分為軸向浮動系統(tǒng)和徑向浮動系統(tǒng)，同時，軸向浮動系統(tǒng)采用兩個氣壓不同的壓縮腔體，實現(xiàn)多級緩沖，徑向浮動系統(tǒng)采用多個獨立的氣動活塞和球頭桿相配合實現(xiàn)緩沖，極大地提高了氣缸腔體的密封性能和穩(wěn)定性。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種軸向及徑向浮動一體式表面光整執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于：包括上下兩端均為開口的圓柱形殼體，圓柱形殼體內(nèi)的中部通過隔板分隔為相互獨立的上腔體和下腔體，圓柱形殼體的上端連接有端蓋、下端連接有防塵蓋；

上腔體內(nèi)設(shè)置有相互連接的第一氣動主軸以及與第一氣動主軸連接的轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸的上端向上伸出端蓋用于連接刀具；上腔體內(nèi)還安裝有實現(xiàn)刀具軸向浮動的氣動軸向浮動機(jī)構(gòu)；

下腔體內(nèi)安裝有第二氣動主軸，第二氣動主軸的輸出端向下伸出防塵蓋用于連接刀具，第二氣動主軸與圓柱形殼體之間安裝有實現(xiàn)第二氣動主軸徑向浮動的氣動徑向浮動結(jié)構(gòu)；

光整執(zhí)行系統(tǒng)還包括壓縮氣源，第一氣動主軸、第二氣動主軸、氣動軸向浮動機(jī)構(gòu)、氣動徑向浮動結(jié)構(gòu)分別與壓縮氣源連接。

進(jìn)一步地，所述氣動軸向浮動機(jī)構(gòu)包括從下向上依次配合設(shè)置在上腔體內(nèi)的第一活塞、第二活塞、第三活塞，第三活塞與第二活塞之間形成第一進(jìn)氣腔，第二活塞與第一活塞之間形成排氣腔，第一活塞與隔板之間形成第二進(jìn)氣腔，所述排氣腔的側(cè)壁上設(shè)置有排氣孔，第一進(jìn)氣腔和第二進(jìn)氣腔分別連接壓縮氣源；

所述第一氣動主軸的下端與第一活塞連接，第一氣動主軸穿過第二活塞與轉(zhuǎn)動軸連接，轉(zhuǎn)動軸的上端穿過第三活塞和端蓋，其中第一氣動主軸與第二活塞之間、轉(zhuǎn)動軸與第三活塞之間均為密封連接。

進(jìn)一步地，第一氣動主軸與轉(zhuǎn)動軸之間通過花鍵連接，并且連接位置留有可相對軸向移動的空隙。

進(jìn)一步地，其中第一氣動主軸與第二活塞之間過盈配合，轉(zhuǎn)動軸與第三活塞之間通過密封軸承連接。

進(jìn)一步地，上腔體的側(cè)壁上均布有截面呈弧形的導(dǎo)軌，所述第一活塞、第二活塞、第三活塞的周向分別設(shè)置有與導(dǎo)軌配合的弧形槽。

進(jìn)一步地，所述第一活塞的上方設(shè)置有限定第一活塞上行極限的限位銷釘，限位銷釘連接在圓柱形殼體上。

進(jìn)一步地，氣動軸向浮動機(jī)構(gòu)工作時，第二進(jìn)氣腔內(nèi)的氣壓大于第一進(jìn)氣腔內(nèi)的氣壓。

進(jìn)一步地，所述第二氣動主軸的上端通過相互配合的懸掛球頭以及球頭座連接在隔板上。

進(jìn)一步地，所述氣動徑向浮動機(jī)構(gòu)包括沿圓柱形殼體周向設(shè)置的多個內(nèi)螺紋連接頭以及過盈套裝在高速軸上的環(huán)形壓套，內(nèi)螺紋連接頭上分別螺紋連接有中空的外螺紋連接頭，外螺紋連接頭的內(nèi)端均設(shè)置有活塞腔，活塞腔內(nèi)設(shè)置有氣動活塞，氣動活塞的一端連接有活塞桿，活塞桿的端部設(shè)置有球形孔，球形孔內(nèi)配合設(shè)置有球頭桿，球頭桿的另一端連接有抱合在環(huán)形壓套外壁上的弧形片；

所述圓柱形殼體上還套裝有環(huán)形配氣管，環(huán)形配氣管與壓縮氣源連接、同時還分別與外螺紋連接頭的無桿腔連通。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形壓套的外周設(shè)置環(huán)形槽，弧形片分別配合設(shè)置在環(huán)形槽內(nèi)，并且還可以沿環(huán)形槽轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明在工作過程中，可在機(jī)械手的配合下，滿足軸向及徑向浮動的加工過程，且采用多級緩沖結(jié)構(gòu)，使加工過程更加穩(wěn)定，可滿足被加工工件去除毛刺飛邊及表面拋光等多種加工需求。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、使用簡單，采用壓縮空氣為動力源，節(jié)能環(huán)保，可用于一般生產(chǎn)現(xiàn)場或者特殊環(huán)境使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖；

圖2為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的剖視圖；

圖4為圖3中a—a向剖視圖。

具體實施方式

如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明包括包括上下兩端均為開口的圓柱形殼體1，圓柱形殼體1內(nèi)的中部通過隔板2分隔為相互獨立的上腔體21和下腔體22，圓柱形殼體1的上端連接有端蓋3、下端連接有防塵蓋4，防塵蓋4采用橡膠材質(zhì)。

上腔體21內(nèi)設(shè)置有第一氣動主軸12、轉(zhuǎn)動軸13以及氣動軸向浮動機(jī)構(gòu)14，氣動軸向浮動機(jī)構(gòu)14包括從下向上依次配合設(shè)置在上腔體內(nèi)第一活塞5、第二活塞6、第三活塞7，第三活塞7與第二活塞6之間形成第一進(jìn)氣腔8，第二活塞6與第一活塞5之間形成排氣腔9，第一活塞6與隔板2之間形成第二進(jìn)氣腔10，排氣腔9的側(cè)壁上設(shè)置有排氣孔11。

第一氣動主軸12的下端與第一活塞5螺紋連接，第一氣動主軸12的上端穿過第二活塞6與轉(zhuǎn)動軸13花鍵連接，并且連接位置留有可相對軸向移動的空隙。轉(zhuǎn)動軸13的上端向上穿過第三活塞7、并伸出端蓋3用于連接第一刀具17，其中第一氣動主軸12與第二活塞6之間過盈配合，轉(zhuǎn)動軸13通過密封軸承18與第三活塞7連接，第一活塞5的上方設(shè)置有限定第一活塞5上行極限的限位銷釘19，限位銷釘19連接在圓柱形殼體1上。

圓柱形殼體1上連接有與第一氣動主軸12連通連接的第一軟管39、通過第二活塞6連通連接第一進(jìn)氣腔8的第二軟管40、通過第一活塞5連通連接第二進(jìn)氣腔10的第三軟管50，第一軟管39、第二軟管40、第三軟管50伸出圓柱形殼體1一端用于連接壓縮空氣源；并且氣動軸向浮動機(jī)構(gòu)14工作時，第二進(jìn)氣腔10內(nèi)的氣壓大于第一進(jìn)氣腔8內(nèi)的氣壓。

作為本實施例的優(yōu)選，上腔體21的側(cè)壁上均布有截面呈弧形的導(dǎo)軌23，第一活塞5、第二活塞6、第三活塞7的周向分別設(shè)置有與導(dǎo)軌23配合的弧形槽24，保證軸向運(yùn)動的穩(wěn)定，防止自轉(zhuǎn)。

下腔體22內(nèi)設(shè)置有第二氣動主軸25，第二氣動主軸25的上端通過相互配合的懸掛球頭35以及球頭座36連接在隔板2上，第二氣動主軸25的下端向下伸出防塵蓋4、用于連接第二刀具50。

第二氣動主軸25與圓柱形殼體1之間設(shè)置有氣動徑向浮動機(jī)構(gòu)26，氣動徑向浮動機(jī)構(gòu)26包括沿圓柱形殼體1周向設(shè)置的多個中空的內(nèi)螺紋連接頭27以及過盈套裝在高速軸上的環(huán)形壓套28，內(nèi)螺紋連接頭27上分別螺紋連接有外螺紋連接頭29，外螺紋連接頭29的內(nèi)端均設(shè)置有活塞腔30，活塞腔30內(nèi)設(shè)置有氣動活塞31，氣動活塞31的一端連接有活塞桿32，活塞腔30的無桿腔內(nèi)設(shè)置有限位環(huán)38，限位環(huán)38用于限定氣動活塞31沿徑向向外位移的范圍，活塞桿32的端部設(shè)置有球形孔，球形孔內(nèi)配合設(shè)置有球頭桿33，球頭桿33的另一端連接有抱合在環(huán)形壓套28外壁上的弧形片34。

圓柱形殼體1上還套裝有環(huán)形配氣管41，環(huán)形配氣管41分別與活塞腔30的無桿腔連通；圓柱形殼體1上連接有與第二氣動主軸25連通連接的第四軟管42、與環(huán)形配氣管41連通連接的第五軟管43。

作為本實施例的優(yōu)選，環(huán)形壓套28的外周設(shè)置環(huán)形槽37，弧形片34分別配合設(shè)置在環(huán)形槽28內(nèi)，并且還可以沿環(huán)形槽37轉(zhuǎn)動。

在加工過程中，當(dāng)零件的加工需求為徑向浮動時，通過第四軟管42向第二氣動主軸25輸入壓縮空氣、通過第五軟管43向活塞腔30的無桿腔輸入壓縮空氣。再將第二氣動主軸25端部的第二刀具50朝向工件，第二氣動主軸25帶動第二刀具50碰到工件的表面、棱角或邊緣等處時，會使第二氣動主軸25沿徑向擺動，第二氣動主軸25將所受徑向力傳遞到氣動徑向浮動機(jī)構(gòu)26中，經(jīng)球頭桿33作用在氣動活塞31上，在活塞腔30內(nèi)氣動活塞31壓縮空氣以實現(xiàn)緩沖。

當(dāng)零件的加工需求為軸向浮動時，通過第一軟管39向第一氣動主軸12輸入壓縮空氣、通過第二軟管40向第一進(jìn)氣腔8輸入壓縮空氣、通過第三軟管50向第二進(jìn)氣腔10輸入壓縮空氣。

第一氣動主軸12端部的第一刀具17對工件進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)?shù)谝粴鈩又鬏S12收到軸向力時，轉(zhuǎn)動軸13帶動第三活塞7壓縮第一進(jìn)氣腔8內(nèi)的壓縮空氣，隨著軸向力的增加，第一氣動主軸12帶動的第一活塞5開始壓縮第二進(jìn)氣腔10內(nèi)的空氣，實現(xiàn)多級緩沖。

氣動徑向浮動機(jī)構(gòu)26與氣動軸向浮動機(jī)構(gòu)14的切換，可通過機(jī)械手60來實現(xiàn)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，使用簡單，采用壓縮空氣作為動力源，在加工過程中通過機(jī)械手實現(xiàn)徑向浮動與軸向浮動的切換，實現(xiàn)浮動式表面光整系統(tǒng)的多元化，可應(yīng)用于集去除工件飛邊、毛刺以及表面拋光等于一體的加工過程中，在保證加工質(zhì)量的同時極大地提高了工作效率。