郭洪明

【摘? 要】提出了一套全自動(dòng)的剝皮方法，在一個(gè)密閉的工作腔，工作腔內(nèi)設(shè)有剝皮組件、打磨組件和機(jī)械抓手，操作平臺(tái)的底部設(shè)有除塵箱。工件安裝于夾具組件上，通過脹套均勻脹大，達(dá)到夾緊工件的作用;操作平臺(tái)上的剝皮組件利用X、Y、Z三個(gè)維度運(yùn)動(dòng)來達(dá)到對(duì)工件剝皮處理，防止工件在加工過程中發(fā)生位置偏移，提高工件的加工質(zhì)量;再通過打磨組件進(jìn)行打磨處理，中間只需機(jī)械抓手介入操作，無需工人手動(dòng)操作，達(dá)到了工件剝皮、打磨的目的。工作過程中產(chǎn)生的金屬碎屑通過除塵孔落入到除塵箱內(nèi)的抽屜里，抽屜便于清理金屬碎屑，利于環(huán)保。本方法實(shí)現(xiàn)流水線操作，工作效率高，通用性廣，只需要更換脹套即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同口徑的工件進(jìn)行夾緊，操作安全，有利于環(huán)保。

【關(guān)鍵詞】全自動(dòng)剝皮法? 剝皮? ?拋光

當(dāng)前，在衛(wèi)浴產(chǎn)品的制造過程中，零件的加工實(shí)施從毛坯-機(jī)加-拋光-電鍍-組裝等流程，而毛坯加工后的絕大多數(shù)產(chǎn)品仍然依賴人工進(jìn)行過沙（即剝皮）、打磨和拋光，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且污染嚴(yán)重，產(chǎn)生的粉塵對(duì)工人具有極大傷害，自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)速度慢， 已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要，另外，由于工人的熟練程度不同，導(dǎo)致產(chǎn)品一致性較差，不良率居高，隨著工人數(shù)量的減少，用工成本的提高，企業(yè)迫切需要采用自動(dòng)化設(shè)備代替人工作業(yè)，因此市面上一些自動(dòng)剝皮、打磨設(shè)備對(duì)衛(wèi)浴產(chǎn)品（如，龍頭的本體，以下以龍頭本體代替衛(wèi)浴產(chǎn)品）進(jìn)行加工，這些自動(dòng)剝皮、打磨設(shè)備用機(jī)器人替代了人工，雖然大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但工人需要消耗大量的時(shí)間將龍頭在剝皮機(jī)上取下后放入打磨設(shè)備內(nèi)再進(jìn)行打磨，降低了工作效率。

在日常工作對(duì)龍頭毛坯的剝皮工藝的研究，提出了一套全自動(dòng)的剝皮方法，其設(shè)備包括操作平臺(tái)和隔塵罩， 隔塵罩位于操作平臺(tái)的頂部，隔塵罩與操作平臺(tái)構(gòu)成一個(gè)密閉的工作腔，操作平臺(tái)的底部設(shè)有除塵箱，工作腔內(nèi)設(shè)有剝皮組件、打磨組件和機(jī)械抓手，剝皮組件和打磨組件均與隔塵罩的左右兩側(cè)壁滑動(dòng)連接，機(jī)械抓手與隔塵罩的頂部滑動(dòng)連接，操作平臺(tái)位于隔塵罩的底部，操作平臺(tái)上設(shè)有夾具組件，夾具組件位于工作腔內(nèi)，操作平臺(tái)上設(shè)有若干個(gè)均勻分布的除塵孔，吸塵箱內(nèi)設(shè)有除塵抽屜。工作過程中產(chǎn)生的金屬碎屑通過除塵孔落入到除塵箱內(nèi)的抽屜里，抽屜便于清理金屬碎屑，利于環(huán)保;隔塵罩可防止龍頭本體加工時(shí)金屬碎屑飛濺，保證人身安全;龍頭本體安裝于夾具組件上，剝皮組件先對(duì)龍頭本體進(jìn)行剝皮處理，然后再通過打磨組件進(jìn)行打磨處理，中間只需機(jī)械抓手介入操作，無需工人手動(dòng)操作，達(dá)到了龍頭本體剝皮、打磨能實(shí)現(xiàn)流水線操作，工作效率高的目的。

剝皮組件和打磨組件均包括移動(dòng)架和固定塊，剝皮組件的移動(dòng)架上設(shè)有刮皮刀，刮皮刀與移動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，打磨組件的移動(dòng)架上設(shè)有砂帶輪，砂帶輪與移動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，隔塵罩內(nèi)設(shè)有兩條Y軸滑軌，兩條Y軸滑軌相互平行且分別與隔塵罩的左右兩側(cè)壁連接，固定塊固定安裝于Y軸滑軌上，固定塊的側(cè)面設(shè)有電缸，電缸的輸出端與移動(dòng)架連接，移動(dòng)架通過Y軸滑軌與隔塵罩的左右兩側(cè)壁滑動(dòng)連接，夾具組件共有兩個(gè)，其中一個(gè)夾具組件位于剝皮組件移動(dòng)架的下方，另一個(gè)夾具組件位于打磨組件移動(dòng)架的下方，機(jī)械抓手位于剝皮組件移動(dòng)架和打磨組件移動(dòng)架的上方。電缸便于精確控制移動(dòng)架Y軸向的位置;刮皮刀對(duì)龍頭本體進(jìn)行表面剝皮處理，處理完后，通過機(jī)械抓手將剝皮組件移動(dòng)架下方的夾具組件上的龍頭本體安裝到打磨組件移動(dòng)架下方的夾具組件上，砂帶輪對(duì)龍頭本體進(jìn)行打磨處理，此過程無需人工介入，方便快捷，同時(shí)提高人身安全和工作效率。

移動(dòng)架包括Y軸移動(dòng)塊、X軸移動(dòng)塊和Z軸移動(dòng)塊，電缸的輸出端與Y軸移動(dòng)塊連接，Y軸移動(dòng)塊通過Y軸滑軌與隔塵罩的左右兩側(cè)壁滑動(dòng)連接， X軸移動(dòng)塊包括移動(dòng)板和固定罩，移動(dòng)板的一側(cè)設(shè)有X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，移動(dòng)板的另一側(cè)設(shè)有Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端貫穿移動(dòng)板連接有X軸齒輪，Y軸移動(dòng)塊上設(shè)有X軸滑軌和與X軸齒輪相嚙合的X軸齒條，X軸移動(dòng)塊通過X軸滑軌與Y軸移動(dòng)塊滑動(dòng)連接，Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端貫穿移動(dòng)板連接有Z軸齒輪，固定罩連接于移動(dòng)板上設(shè)有X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一側(cè)，Z軸齒輪位于固定罩內(nèi)，Z軸移動(dòng)塊上設(shè)有Z軸滑軌和與Z軸齒輪相嚙合的Z軸齒條，Z軸移動(dòng)塊貫穿固定罩通過Z軸滑軌與 X軸移動(dòng)塊滑動(dòng)連接。這樣設(shè)計(jì)有利于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)架X軸、Y軸和Z軸三軸方向的移動(dòng)控制。

Z軸移動(dòng)塊的一端遠(yuǎn)離操作平臺(tái)，Z軸移動(dòng)塊的另一端靠近操作平臺(tái)，Z軸移動(dòng)塊的兩端均設(shè)有限位板，Z軸移動(dòng)塊上靠近操作平臺(tái)一端的限位板上設(shè)有兩塊前后對(duì)稱的安裝板，刮皮刀位于與其相對(duì)應(yīng)的兩塊安裝板之間且與安裝板左右轉(zhuǎn)動(dòng)連接，砂帶輪位于與其相對(duì)應(yīng)的兩塊安裝板之間且與安裝板左右轉(zhuǎn)動(dòng)連接，其中一塊安裝板上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)一，驅(qū)動(dòng)電機(jī)一的輸出端貫穿相對(duì)應(yīng)的安裝板分別與刮皮刀和砂帶輪連接。其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一驅(qū)動(dòng)刮皮刀左右轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一驅(qū)動(dòng)砂帶輪左右轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刮皮刀和砂帶輪左右方向轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。

刮皮刀包括刀片和刀座，刀座的一端與安裝板左右轉(zhuǎn)動(dòng)連接，刀座上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)二，刀座的另一端通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)二與刀片前后轉(zhuǎn)動(dòng)連接。這樣設(shè)計(jì)有利于實(shí)現(xiàn)刀片前后方向轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，從而實(shí)現(xiàn)剝皮厚度的控制。

砂帶輪包括輪架和砂帶，輪架包括兩塊L型板，兩塊L型板呈前后對(duì)稱分布， L型板包括L型板本體和兩塊伸縮板，兩塊伸縮板分別位于L型板本體的兩端，伸縮板的一端與L型板本體滑動(dòng)連接，伸縮板的另一端設(shè)有連接軸一，其中一塊L型板上的伸縮板通過連接軸一與另一塊L型板上相對(duì)應(yīng)的伸縮板連接，連接軸一的兩端分別與兩塊伸縮板轉(zhuǎn)動(dòng)連接， L型板本體的折彎處設(shè)有連接軸二，其中一塊L型板上的L型板本體通過連接軸二與另一塊L型板上的L型板本體連接，連接軸二的兩端分別與兩塊L型板本體轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩塊L型板本體之間設(shè)有兩塊連接板一，兩塊連接板一分別位于L型板本體的兩條邊上，其中一塊L型板本體通過連接板一與另一塊L型板本體固定連接，其中一塊L型板上的伸縮板與另一塊L型板上相對(duì)應(yīng)的伸縮板之間設(shè)有連接板二，其中一塊L型板上的伸縮板通過連接板二與另一塊L型板上相對(duì)應(yīng)的伸縮板固定連接，連接板一上設(shè)有彈簧，彈簧的一端與連接板一固定連接，彈簧的另一端與連接板二固定連接，砂帶分別通過連接軸一和連接軸二套設(shè)于L型板上，其中一塊L型板本體上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)三，驅(qū)動(dòng)電機(jī)三的輸出端貫穿L型板本體與連接軸二連接，另一塊L型板上設(shè)有連接塊，所述連接塊位于L型板本體的一側(cè)，連接軸二位于L型板本體的另一側(cè)，輪架通過連接塊與安裝板左右轉(zhuǎn)動(dòng)連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)三驅(qū)動(dòng)砂帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)龍頭本體表面的打磨;砂帶套設(shè)與L型板上呈三角形，驅(qū)動(dòng)電機(jī)一驅(qū)動(dòng)砂帶輪左右轉(zhuǎn)動(dòng)，利用三角形的頂角對(duì)龍頭本體凹面處進(jìn)行打磨，利用位于L型板其中一條邊上的砂帶對(duì)龍頭本體平面處進(jìn)行打磨，利用位于兩根連接軸一之間的砂帶對(duì)龍頭本體凸面處進(jìn)行打磨，實(shí)現(xiàn)龍頭本體的全面打磨，打磨覆蓋面廣，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

夾具組件包括電機(jī)箱，電機(jī)箱的頂部設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)座，電機(jī)箱內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端與轉(zhuǎn)動(dòng)座連接，轉(zhuǎn)動(dòng)座與電機(jī)箱轉(zhuǎn)動(dòng)連接，電機(jī)箱的底部與操作平臺(tái)可拆卸連接，轉(zhuǎn)動(dòng)座的一端與電機(jī)箱轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)座的另一端設(shè)有安裝塊，安裝塊的一側(cè)設(shè)有步進(jìn)電機(jī)一，安裝塊的另一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有軸桿，步進(jìn)電機(jī)一的輸出端貫穿安裝塊與軸桿連接，軸桿的一端與安裝塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，軸桿的另一端設(shè)有回轉(zhuǎn)氣缸一，回轉(zhuǎn)氣缸一的輸出端連接有直線氣缸一，直線氣缸一的一端與回轉(zhuǎn)氣缸一連接，直線氣缸一的另一端連接有鎖緊塊，直線氣缸一的輸出端設(shè)有脹套，直線氣缸一的輸出端貫穿鎖緊塊與脹套套接。龍頭本體通過脹套安裝于直線氣缸一的輸出端上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)精確控制轉(zhuǎn)動(dòng)座的旋轉(zhuǎn)角度，步進(jìn)電機(jī)一精確控制龍頭本體沿安裝塊兩側(cè)的擺動(dòng)角度，回轉(zhuǎn)氣缸一精確控制龍頭本體自身的旋轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)龍頭本體三個(gè)方向的自由度，直線氣缸一用于夾緊龍頭本體，防止龍頭本體在加工過程中發(fā)生位置偏移，有利于提高龍頭本體的加工質(zhì)量。

直線氣缸一的輸出端設(shè)有圓錐臺(tái)，圓錐臺(tái)一端的直徑小于另一端的直徑，圓錐臺(tái)上較小直徑的一端與直線氣缸一的輸出端固定連接，脹套的形狀為圓柱形，脹套內(nèi)設(shè)有與圓錐臺(tái)相匹配的圓錐孔，脹套的側(cè)面設(shè)有缺口，缺口與圓錐孔相連通，脹套通過圓錐孔套設(shè)與圓錐臺(tái)上。龍頭本體套設(shè)于脹套上，直線氣缸一的輸出端收縮時(shí)，脹套作用于鎖緊塊上，直線氣缸一的輸出端帶動(dòng)圓錐臺(tái)收縮，在圓錐臺(tái)的作用下，使得脹套均勻脹大，從而使得龍頭本體內(nèi)孔均勻受力，起到夾緊龍頭本體的作用;同時(shí)只需要更換脹套即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同口徑的龍頭本體進(jìn)行夾緊，通用性廣。

隔塵罩的頂部設(shè)有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)連接有滑塊，直線導(dǎo)軌的端部設(shè)有絲桿電機(jī)，絲桿電機(jī)的輸出端與滑塊連接，機(jī)械抓手包括回轉(zhuǎn)氣缸二和直線氣缸二，回轉(zhuǎn)氣缸二安裝于滑塊上，回轉(zhuǎn)氣缸二的輸出端與直線氣缸二連接，直線氣缸二的輸出端設(shè)有夾體，夾體的形狀為環(huán)抱狀，夾體的內(nèi)側(cè)設(shè)有保護(hù)墊，夾體包括左夾體和右夾體，左夾體與直線氣缸二的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，右夾體與直線氣缸二的輸出端固定連接，直線氣缸二的輸出端上設(shè)有步進(jìn)電機(jī)二，步進(jìn)電機(jī)二的輸出端貫穿直線氣缸二的輸出端與左夾體連接，左夾體與右夾體呈左右對(duì)稱分布，左夾體的一端與直線氣缸二的輸出端連接，左夾體的另一端的形狀為弧形，保護(hù)墊位于左夾體上形狀為弧形的一端上。剝皮組件上的移動(dòng)架沿Y軸向移動(dòng)，使得移動(dòng)架與與其相對(duì)應(yīng)的夾具組件上下方向錯(cuò)開位置，夾具組件上的直線氣缸一的輸出端外推，使得脹套帶動(dòng)龍頭本體與鎖緊塊脫離，步進(jìn)電機(jī)一控制軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得軸桿處于水平位置，從而保證龍頭本體處于水平位置;絲桿電機(jī)控制滑塊移動(dòng)，使得夾體位于龍頭本體的正上方，回轉(zhuǎn)氣缸二控制夾體旋轉(zhuǎn)，同時(shí)直線氣缸二控制夾體下移，使得左夾體與右夾體位于龍頭本體的兩側(cè)，步進(jìn)電機(jī)二控制左夾體轉(zhuǎn)動(dòng)，使得左夾體向右夾體靠攏，夾緊龍頭本體，移動(dòng)架向一側(cè)移動(dòng)，將龍頭本體從脹套上取下;直線氣缸二控制夾體帶動(dòng)龍頭本體上移，移動(dòng)架沿Y軸滑軌移動(dòng)至打磨區(qū)域，重復(fù)操作，通過機(jī)械抓手將龍頭本體套設(shè)于脹套上。

本工藝設(shè)備的有益效果是：實(shí)現(xiàn)龍頭本體剝皮、打磨的流水線操作，工作效率高;實(shí)現(xiàn)龍頭本體的全面剝皮和打磨，提高產(chǎn)品質(zhì)量;防止龍頭本體在加工過程中發(fā)生位置偏移，有利于提高龍頭本體的加工質(zhì)量;脹套均勻脹大，從而使得龍頭本體內(nèi)孔均勻受力，起到夾緊龍頭本體的作用;同時(shí)只需要更換脹套即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同口徑的龍頭本體進(jìn)行夾緊，通用性廣;利于環(huán)保。