用于內孔噴砂的機器人的制作方法

本實用新型屬于自動化噴砂技術領域，尤其是涉及一種用于內孔噴砂的機器人。

背景技術：

噴砂工藝是采用壓縮空氣將砂料形成高速噴射砂流，作用于工件表面，通過砂流的沖擊和磨削作用，使工件表面獲得一定的清潔度不同的粗糙度。噴砂工藝通常用于工件表面除銹、去氧化皮等，是噴漆、機加工前的處理工藝。

現有技術常常采用人工噴砂方法。由于噴砂過程會產生大量的粉塵和噪音，而且人往往在密閉的空間內操作，所以對健康威脅很大。尤其零件內孔表面，人工很難深入孔內部進行噴砂作業，噴砂傾斜角度過大，導致噴砂質量不穩定，出現表面質量不一，達不到要求標準等缺陷。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種用于內孔噴砂的機器人，以解決人工內孔噴砂質量不穩定、次品率高，以及粉塵和噪音損害人體健康的技術問題。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種用于內孔噴砂的機器人，包括架臺和放置在架臺上的升降臺移動車；

所述架臺為框架結構，架臺包括兩側的導軌，導軌固定在若干支撐橫梁上，兩個導軌之間固定有齒頂朝向其中一個導軌的齒條，所述齒條固定在支撐橫梁上；

所述升降臺移動車包括車架，車架的下端兩側對稱安裝有與導軌配合的輪子，與齒條對應的車架上固接有與第一伺服電機連接的第一減速機，第一減速機的輸出軸的端部穿過車架后固接有與所述齒條嚙合的齒輪；

所述車架上固接有絲杠升降機，絲杠升降機與第二減速機連接，第二減速機與第二伺服電機連接，絲杠升降機的上端設置有升降平臺；

所述升降平臺上設置有可以旋轉的噴砂裝置，所述噴砂裝置包括內孔噴管，內孔噴管的自由端連接有內孔噴頭。

進一步的，所述噴砂裝置還包括設置在升降平臺上的與第三伺服電機連接的第三減速機，第三減速機的輸出軸固接有第一同步帶輪，第一同步帶輪通過同步帶與第二同步帶輪連接，第二同步帶輪固定的套裝在空心軸上，所述空心軸的一端與內孔噴管固接，空心軸的另外一端與回轉接頭的轉動端固接。

進一步的，所述車架上設置有第一電機支架，第三減速機固接在第一電機支架上，第一電機支架上設置有長圓孔，長圓孔沿著與內孔噴管垂直的方向延伸，固定螺栓的自由端穿過長圓孔后與車架螺紋配合，靠近第一電機支架靠近第二同步帶輪的一端的車架上設置有電機調整擋塊，電機調整擋塊上設置有水平設置的與第一電機支架垂直的調整螺栓，調整螺栓與電機調整擋塊螺紋配合，調整螺栓的自由端穿過電機調整擋塊后與第一電機支架的側壁抵接。

進一步的，所述升降平臺的相對的兩端分別穿過第一導向軸，升降平臺沿著第一導向軸上下運動，第一導向軸的下端分別固定在車架上，第一導向軸的上端設置有升降擋板。

進一步的，所述內孔噴管設置在升降托架裝置上，所述升降托架裝置和升降平臺同時升降。

進一步的，所述升降托架裝置包括豎直設置的固定板，固定板的一側上方設置有第二電機支架，所述第二電機支架上固接有與第四伺服電機連接的第四減速機，第四減速機的輸出軸通過聯軸器與絲杠的一端連接，絲杠上設置有絲母，所述絲母固定在水平設置的用于支撐內孔噴管的噴管托架上，噴管托架的兩端分別穿過豎直設置的第二導向軸，第二導向軸的兩端分別通過上支架和下支架固定在固定板上，絲杠的一端通過軸承固定在上支架上，絲杠的另外一端穿過噴管托架后通過軸承固定在下支架上，所述噴管托架上與內孔噴管相對應的位置上設置有兩個相鄰的包膠軸承，兩個包膠軸承沿噴管托架的長度方向分布，兩個包膠軸承之間形成一個凹槽，內孔噴管嵌在凹槽內。

進一步的，所述架臺的一側并排設置有與架臺平行的拖鏈架臺，拖鏈架臺上設置有其內部用于放置導線的拖鏈，拖鏈的一端固定在拖鏈架臺上，拖鏈的自由端與車架通過連接板固定連接。

進一步的，所述升降平臺一側的車架上設置有升降傳感器支架，升降傳感器支架上固接有兩個用于檢測升降平臺位置的位置傳感器，所述位置傳感器與PLC控制器連接，PLC控制器與第二伺服電機連接。

進一步的，所述導軌的兩側分別設置有用于緩沖升降臺移動車的緩沖支架，所述緩沖支架的內壁設置有緩沖塊，所述緩沖塊的內壁上依次設置有緩沖襯套和緩沖墊片。

進一步的，所述內孔噴頭的側壁上設置有兩個沿徑向分布的噴砂口，所述噴砂口相對設置，兩個噴砂口同軸心。

相對于現有技術，本實用新型所述的一種用于內孔噴砂的機器人具有以下優勢：

(1)本發明所述的用于內孔噴砂的機器人，可根據工件內孔的尺寸進行軌跡規劃和參數設定，實現工件噴砂工藝的自動化、智能化，以替代人工噴砂，可提高生產效率和質量，并維護人體健康；

(2)本發明所述的用于內孔噴砂的機器人增加了升降托架裝置，防止內孔噴管由于自重的原因彎曲，提高了噴砂質量，噴砂精度高。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例的立體圖；

圖2為本實用新型實施例的主視圖；

圖3為本實用新型實施例的俯視圖；

圖4為本實用新型實施例的左視圖；

圖5為圖2中的A-A處的剖視圖。

附圖標記說明：

1-架臺；101-導軌；102-支撐橫梁；1021-高度調整座；1022-地面固定座；103-齒條；2-內孔噴管；3-第二同步帶輪；4-空心軸；5-第一導向軸；501-升降擋板；6-回轉接頭；7-升降傳感器支架；701-位置傳感器；8-第三伺服電機；9-第二伺服電機；10-車架；11-絲杠升降機；12-輪子；13-連接板；14-升降平臺；15-調整螺栓；16-第一電機支架；161-長圓孔；17-電機調整擋塊；18-拖鏈；19-拖鏈架臺；20-第二導向軸；21-上支架；22-固定板；23-內控噴頭；231-噴砂口；24-第四伺服電機；25-第四減速機；26-第二電機支架；27-絲杠；28-絲母；29-噴管托架；30-下支架；31-緩沖支架；32-第一伺服電機；33-第一減速機；34-第一同步帶輪；35-包膠軸承；36-齒輪。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

如圖1至圖5所示，一種用于內孔噴砂的機器人，包括架臺1和放置在架臺1上的升降臺移動車。架臺1為焊接的框架結構，架臺1包括兩側的角鋼導軌101，導軌101固定在五根等距沿導軌101長度方向并排分布的支撐橫梁102上，兩個導軌101之間固定有齒頂朝向其中一個導軌101的齒條103，齒條103固定在支撐橫梁102上。

如圖4所示，升降臺移動車包括車架10，車架10的下端的四個角對稱安裝有與導軌101配合的輪子12，輪子12為V型槽輪。與齒條103對應的車架10上固接有與第一伺服電機32連接的第一減速機33，第一減速機33的輸出軸的端部穿過車架10后固接有與齒條103嚙合的齒輪36。第一伺服電機32帶動第一減速機33轉動，第一減速機33帶動齒輪36轉動，從而帶動升降臺移動車沿著導軌101做往復運動。

如圖1所示，車架10上固接有絲杠升降機11，絲杠升降機11與第二減速機連接，第二減速機通過電機支架固定在車架10上。第二減速機與第二伺服電機9連接，絲杠升降機11的上端設置有升降平臺14。升降平臺14的相對的兩端分別穿過第一導向軸5，升降平臺14和第一導向軸5通過直角軸承連接，升降平臺14在絲杠升降機11的帶動下可以沿著第一導向軸5做上下往復運動。第一導向軸5的下端分別通過導向軸支座固定在車架10上，第一導向軸5的上端設置有用于防止升降平臺14滑脫的升降擋板501。

如圖1和圖3所示，升降平臺14上設置有可以旋轉的噴砂裝置，噴砂裝置包括內孔噴管2，內孔噴管2的自由端連接有內孔噴頭23。內孔噴頭23的側壁上設置有兩個沿徑向分布的噴砂口231，兩個噴砂口231相對設置，兩個噴砂口231同軸心。噴砂裝置還包括設置在升降平臺14上的與第三伺服電機8連接的第三減速機，第三減速機的輸出軸固接有與輸出軸垂直的第一同步帶輪34，第一同步帶輪34通過同步帶與第二同步帶輪3連接，第二同步帶輪3的直徑大于第一同步帶輪34的直徑。第二同步帶輪3固定的套裝在空心軸4上，空心軸4的一端與內孔噴管2的一端固接，空心軸4的另外一端與回轉接頭6的轉動端固接。回轉接頭6的固定端通過法蘭與供砂裝置連接。回轉接頭6通過回轉接頭支架和回轉接頭壓蓋固定在升降平臺14上，回轉接頭支架和回轉接頭壓蓋將回轉接頭6壓緊后用螺栓固定。車架10上設置有第一電機支架16，第三減速機固接在第一電機支架16上，第一電機支架16上設置有四個對稱分布的長圓孔161，長圓孔161沿著與內孔噴管2垂直的方向延伸。固定螺栓的自由端穿過長圓孔161后與車架10螺紋配合，靠近第一電機支架16靠近第二同步帶輪3的一端的車架10上設置有電機調整擋塊17，電機調整擋塊17上設置有水平設置的兩個與第一電機支架16垂直的調整螺栓15，調整螺栓15與電機調整擋塊17螺紋配合，調整螺栓15的自由端穿過電機調整擋塊17后與第一電機支架16的側壁抵接。調節調整螺栓15可以使同步帶漲緊。調節時，擰松固定螺栓，然后旋轉調整螺栓15，使得同步帶漲緊，同步帶漲緊后，擰緊固定螺栓，將第一電機支架16進行固定。

如圖5所示，內孔噴管2設置在升降托架裝置上，升降托架裝置和升降平臺14同時升降，這樣升降托架裝置防止長度較長的內孔噴管2因為重力的原因產生彎曲，從而影響噴砂效果。升降托架裝置包括豎直設置的固定板22，固定板22的一側上方設置有第二電機支架26。第二電機支架26上固接有與第四伺服電機24連接的第四減速機25，第四減速機25的輸出軸通過聯軸器與豎直設置的絲杠27的一端連接，絲杠27上設置有絲母28。絲母28固定在水平設置的用于支撐內孔噴管2的噴管托架29上。噴管托架29的兩端分別穿過豎直設置的第二導向軸20，第二導向軸20通過直線軸承與噴管托架29連接。噴管托架29可以在第二導向軸20上做上、下往復動作。第二導向軸20的兩端分別通過上支架21和下支架30固定在固定板22上，絲杠27的上端通過角接觸球軸承固定在上支架21上，絲杠27的另外一端穿過噴管托架29后通過深溝球軸承固定在下支架30上。噴管托架29上與內孔噴管2相對應的位置上設置有兩個相鄰的包膠軸承35，兩個包膠軸承35沿噴管托架29的長度方向分布，兩個包膠軸承35之間形成一個凹槽，噴管托架29上也設置有與內孔噴管2對應的凹槽，內孔噴管2嵌在凹槽內。包膠軸承35在支撐內孔噴管2的同時，減少內孔噴管2在往復運動時的磨損量。

如圖1和圖3所示，架臺1的一側并排設置有與架臺1平行的拖鏈架臺19，拖鏈架臺19上設置有其內部用于放置導線的拖鏈18，拖鏈18的一端固定在拖鏈架臺19上，拖鏈18的自由端與車架10通過連接板13固定連接。拖鏈18隨著升降臺移動車的運動而運動。

如圖1和圖2所示，升降平臺14一側的車架10上設置有升降傳感器支架7，升降傳感器支架7上固接有兩個用于檢測升降平臺14位置的位置傳感器701，兩個位置傳感器701的位置與升降平臺14的最上端和最下端的位置相對應。位置傳感器701與PLC控制器連接，PLC控制器與第二伺服電機9連接。當升降平臺14運動到最上或者最下的極限位置時，位置傳感器701檢測到升降平臺14的位置，位置傳感器701將信號傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制第二伺服電機9停止運動。PLC控制器還分別與第一伺服電機32、第三伺服電機8和第四伺服電機24連接，并且控制它們的正轉和反轉。

如圖5所示，導軌101的兩側分別設置有用于緩沖升降臺移動車的緩沖支架31，緩沖支架31的內壁設置有緩沖塊，緩沖塊的內壁上依次設置有緩沖襯套和緩沖墊片。支撐橫梁102的兩端下側分別設置有用于調節架臺1高度的高度調整座1021，支撐橫梁102的兩端設置有L型的用于固定支撐橫梁102的地面固定座1022，地面固定座1022設置有安裝孔。

本實用新型的工作原理：

車架10通過第一伺服電機32帶動齒輪36與齒條103相嚙合，在輪子12和導軌101的支撐導向下，使整個升降臺移動車帶動內孔噴管2和內孔噴頭23前后移動。

第三伺服電機8通過第一同步帶輪34將動力傳送到第二同步帶輪3上，第二同步帶輪3帶動回轉接頭6的活動端轉動，從而帶動內孔噴管2和內孔噴頭23旋轉。內孔噴頭23前端的兩個噴砂口231，可以垂直方向對孔內表面噴砂，提高噴砂質量，同時兩噴砂口231的噴砂方向相反，噴砂反沖力互相抵消。當內孔噴口旋轉，升降臺移動車向外移動，零件孔內壁即可被砂360°全部噴到，無噴砂死角。

升降平臺14通過絲杠升降機11可以調節高度，在內孔噴管2的另一側噴口托架也可通過絲杠27的轉動調節高度，兩機構同步升降即可消除較長的內孔噴管2由于自重產生的自然彎曲，可以深入零件較深的內孔進行噴砂。

噴砂前，將車架10移動到導軌101的最后部，調節噴口托架和升降平臺14的高度，使內孔噴頭23對準所噴零件內孔口的中心。按照內孔深度使車架10向前移動，到接近內孔末端位置停止。然后讓內孔噴頭23旋轉，開始噴砂，同時車架10向外移動，使噴砂軌跡呈螺旋狀向孔外前進，當內孔噴頭23完全從零件內孔退出，即完成內孔噴砂作業。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。