一種基于數(shù)字總線的智能自動(dòng)打磨拋光單元及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)打磨拋光單元及其使用方法，具體是一種適用于數(shù)字總線工廠打磨拋光工序的基于數(shù)字總線的智能自動(dòng)打磨拋光單元及其使用方法，屬于機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)裝備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]工件零件或制品在進(jìn)行鑄造、焊接或機(jī)加工成型后，為了保證外觀質(zhì)量及后續(xù)的安裝或噴涂要求，通常根據(jù)加工工藝表面光潔度要求對(duì)工件零件或制品進(jìn)行打磨或拋光，以去除鑄造飛邊、焊接飛濺或機(jī)加工飛邊毛刺，使工件零件或制品表面粗糙度降低、圓滑精致，獲得光亮、平整的表面或達(dá)到要求的鏡面效果。
[0003]打磨通常在工件零件或制品的各個(gè)加工工序后，也是涂裝過(guò)程中的重要步驟，貫穿于整個(gè)涂裝過(guò)程中，不但白坯、打底或刮膩?zhàn)佣夹璐蚰ィ棵嫫岷笠惨蚰?，其功能是清除底材表面的毛刺、浮銹、油污、灰塵，清除涂層表面的粗顆粒及雜質(zhì)、獲得平整表面，對(duì)平滑的涂層表面要打磨至一定的粗糙度，增強(qiáng)涂層的附著力，通常分為干打磨法和濕打磨法，后者是用水或其他濕潤(rùn)劑潤(rùn)滑，以獲得更平滑的表面和洗掉磨粉。
[0004]拋光是利用柔性拋光工具和磨料顆?；蚱渌麙伖饨橘|(zhì)對(duì)工件零件或制品表面進(jìn)行的修飾加工，是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的，有時(shí)也用以消除光澤(消光)。
[0005]傳統(tǒng)的打磨或拋光工序通常采用人工操作，不僅費(fèi)時(shí)、效率低，而且人工操作打磨或拋光時(shí)施加的壓力和路徑很難保持均勻一致，使得產(chǎn)品的一致性很難得到保證，同時(shí)打磨或拋光工作現(xiàn)場(chǎng)的空氣染污和噪聲污染還會(huì)損害操作者的身心健康，因此大型制造業(yè)多采用自動(dòng)打磨拋光機(jī)進(jìn)行工件零件或制品的打磨和拋光，但常規(guī)復(fù)雜形狀工件(如航空葉片、管件、水龍頭、精密鑄件等)的打磨和拋光依然需要由人工完成。
[0006]現(xiàn)有的自動(dòng)打磨拋光機(jī)還存在以下缺陷:
[0007]1.打磨或拋光工序過(guò)程中的灰塵顆粒彌漫在工作現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，灰塵顆粒會(huì)黏附在墻壁、設(shè)備上甚至工件零件或制品上造成二次污染，通常在工作現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)設(shè)置排氣單元，單純通過(guò)排氣單元進(jìn)行排放灰塵排放效率不高，且這些黏附在墻壁、設(shè)備上的灰塵不便清理；
[0008]2.由于單純通過(guò)設(shè)置在工作現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的排氣單元進(jìn)行排放灰塵，因此工作現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，若設(shè)備出現(xiàn)故障或其他情況需人員進(jìn)入時(shí)，需經(jīng)排氣單元排放一定時(shí)間后或人員佩戴防護(hù)器具后人員方可進(jìn)入，造成時(shí)間的浪費(fèi)、效率的降低；
[0009]3.自動(dòng)打磨拋光機(jī)多采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制，打磨拋光路徑和速度等數(shù)據(jù)均需依賴于程序的設(shè)定，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化打磨拋光，因此每種工件或制品在打磨拋光前必須編制打磨拋光程序方能進(jìn)行打磨拋光，操作較繁復(fù)，自動(dòng)化程度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種基于數(shù)字總線的智能自動(dòng)打磨拋光單元及其使用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)降低工作現(xiàn)場(chǎng)的空氣污染程度，降低二次污染的幾率，且能夠?qū)崿F(xiàn)智能化打磨拋光，自動(dòng)化程度較高，適用于數(shù)字總線工廠打磨拋光工序。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本基于數(shù)字總線的智能自動(dòng)打磨拋光單元包括機(jī)械臂、打磨拋光裝置、控制閥組、電控裝置和輸送機(jī)構(gòu)或工作臺(tái)；
[0012]所述的機(jī)械臂固定安裝在地面上，設(shè)置在輸送機(jī)構(gòu)或工作臺(tái)附近，包括至少一個(gè)X坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或Y坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或Z坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0013]所述的打磨拋光裝置包括本體和工作裝置；本體后端與機(jī)械臂的末節(jié)連接，前端與工作裝置后端連接，本體內(nèi)部至少設(shè)有兩個(gè)內(nèi)通道，本體外部設(shè)有數(shù)量與內(nèi)通道相同、并分別與內(nèi)通道連通的外通道，本體上還設(shè)有面向工作裝置方向的模式識(shí)別傳感器、位置傳感器和距離傳感器；工作裝置內(nèi)對(duì)應(yīng)內(nèi)通道的位置設(shè)有與內(nèi)通道連通的噴孔，工作裝置包括磨頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和磨頭，磨頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸與磨頭連接；
[0014]所述的控制閥組包括正壓氣體控制電磁閥、負(fù)壓氣體控制電磁閥和拋光劑控制電磁閥，正壓氣體控制電磁閥、負(fù)壓氣體控制電磁閥和拋光劑控制電磁閥的輸出端分別通過(guò)管路與內(nèi)通道、外通道連接，正壓氣體控制電磁閥的輸入端與清潔正壓氣源連接，負(fù)壓控制電磁閥的輸入端與負(fù)壓源連結(jié)，負(fù)壓源與滅塵機(jī)構(gòu)連接，拋光劑控制電磁閥的輸入端與拋光劑供給機(jī)構(gòu)連接；
[0015]所述的電控裝置包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、電源回路、工作裝置位置控制回路、模式識(shí)別回路、分析規(guī)劃打磨拋光參數(shù)回路、打磨拋光控制回路、氣路控制回路和拋光劑控制回路等，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別與本體上的模式識(shí)別傳感器、位置傳感器和距離傳感器電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別與控制閥組的正壓氣體控制電磁閥、負(fù)壓氣體控制電磁閥和拋光劑控制電磁閥電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別與機(jī)械臂的X坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或Y坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或Z坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和磨頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電連接。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的機(jī)械臂包括X坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的打磨拋光裝置還包括旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)總成，所述的本體后端通過(guò)旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)總成與機(jī)械臂的末節(jié)連接，旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)總成至少包括一個(gè)A坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)控制或B坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)控制或C坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)控制。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，本基于數(shù)字總線的智能自動(dòng)打磨拋光單元還包括磨頭定位架，需更換的磨頭架設(shè)在磨頭定位架上，磨頭定位架固定設(shè)置在機(jī)械臂附近；所述的磨頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)前端設(shè)置有與磨頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸固定連接的自動(dòng)磨頭夾持機(jī)構(gòu)，磨頭后端夾持在自動(dòng)磨頭夾持機(jī)構(gòu)上；所述的電控裝置還包括磨頭更換回路，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與自動(dòng)磨頭夾持機(jī)構(gòu)電連接。
[0019]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述的本體內(nèi)設(shè)有滑軌，所述的磨頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和自動(dòng)磨頭夾持機(jī)構(gòu)安裝在本體內(nèi)部，磨頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)后端設(shè)置有推拉機(jī)構(gòu)，自動(dòng)磨頭夾持機(jī)構(gòu)前端設(shè)置有與其活動(dòng)連接的、帶有復(fù)位彈簧的多個(gè)錐形卡爪，工作裝置前端對(duì)應(yīng)錐形卡爪的位置設(shè)有通過(guò)軸承安裝在工作裝置前端的、且與錐形卡爪的錐形配合的鎖口板。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，本基于數(shù)字總線的智能自動(dòng)打磨拋光單元還包括設(shè)置在機(jī)械臂附近的粘稠拋光介質(zhì)蘸取箱，粘稠拋光介質(zhì)設(shè)置在粘稠拋光介質(zhì)蘸取箱內(nèi)；所述的電控裝置還包括粘稠拋光介質(zhì)蘸取回路。
[0021]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的輸送機(jī)構(gòu)或工作臺(tái)上還設(shè)有坐標(biāo)控制位置變換機(jī)構(gòu)，所述的電控裝置還包括工件位置變換回路，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與坐標(biāo)控制位置變換機(jī)構(gòu)電連接。
[0022]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的內(nèi)通道在本體的橫截面上呈同心圓結(jié)構(gòu)的環(huán)形分布。
[0023]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的外通道傾斜向工作裝置方向設(shè)置。
[0024]一種基于數(shù)字總線的智能自動(dòng)打磨拋光單元使用方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0025]a.當(dāng)輸送機(jī)構(gòu)或工作臺(tái)載著待打磨拋光的工件或制品停靠在機(jī)械臂附近的設(shè)定停放工位后，本基于數(shù)字總線的智能自動(dòng)打磨拋光單元的電源回路啟動(dòng)開始工作；
[0026]b.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使工作裝置位置控制回路和模式識(shí)別回路開始工作，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制機(jī)械臂按照預(yù)定程序及計(jì)算坐標(biāo)自工作裝置位于面向輸送機(jī)構(gòu)或工作臺(tái)的零位置停滯狀態(tài)的零位置移動(dòng)動(dòng)作，本體上的模式識(shí)別傳感器對(duì)待打磨拋光工件或制品進(jìn)行識(shí)別，反饋工件或制品的形狀、尺寸、位置等信息給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；
[0027]c.分析規(guī)劃打磨拋光參數(shù)回路工作，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)首先通過(guò)模式識(shí)別傳感器反饋的信息進(jìn)行三維建模，若待打磨拋光工件或制品的三維建模數(shù)據(jù)信息是三維建模數(shù)據(jù)庫(kù)中已存在的數(shù)據(jù)信息時(shí)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)可直接調(diào)用三維建模數(shù)據(jù)庫(kù)中該工件或制品的打磨拋光路徑起點(diǎn)、終點(diǎn)相對(duì)于零位置的相對(duì)坐標(biāo)值及磨頭至工件或制品表面的距離、打磨拋光角度等相對(duì)坐標(biāo)值和對(duì)應(yīng)內(nèi)通道、外通道需要打開的控制閥組的各個(gè)具體閥桿及閥桿打開大小等參數(shù)信息；若待打磨拋光的工件或制品的三維建模數(shù)據(jù)在三維建模數(shù)據(jù)庫(kù)中沒有，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)待打磨拋光的工件或制品的三維建模數(shù)據(jù)信息在三維建模數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找類似結(jié)構(gòu)的既有工件或制品的三維建模數(shù)據(jù)信息，通過(guò)軟件進(jìn)行排列組合自動(dòng)生成該工件或制品的最優(yōu)打磨拋光路徑起點(diǎn)、終點(diǎn)相對(duì)零位置的相對(duì)坐標(biāo)值及磨頭至工件或制品表面的最佳距離、最佳打磨拋光角度等相對(duì)坐標(biāo)值和對(duì)應(yīng)內(nèi)通道、外通道需要打開的控制閥組的各個(gè)具體閥桿及閥桿打開最佳大小等參數(shù)信息，存儲(chǔ)相關(guān)信息并通過(guò)數(shù)字總線傳遞給中心機(jī)房，通過(guò)中心機(jī)房可以對(duì)此最優(yōu)打磨打磨拋光路徑及內(nèi)通道、外通道控制數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行修正；
[0028]d.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)本體上的位置傳感器和距離傳感器反饋，控制機(jī)械臂動(dòng)作使工作裝置位于程序設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)位置，然后工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制磨頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)磨頭旋轉(zhuǎn)；
[0029]e.打磨拋光控制回路和氣路控制回路開始工作，
[0030]需要對(duì)工件或制品進(jìn)行打磨操作時(shí)，噴孔內(nèi)相應(yīng)供出正壓環(huán)境和負(fù)壓環(huán)境，工業(yè)控