CN105313122A - 机器人打磨装置 - Google Patents

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陈自强
陆崇清
庞超飞
陈伊冉
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
    • B25J11/0065—Polishing or grinding

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Abstract

一种用于打磨聚氨酯制品的机器人打磨装置，包括：直线移动机构、机械臂、打磨机构和控制器，其中：机械臂一端与直线移动机构相连，另一端设有用于夹持工件的夹抓，打磨机构设置于直线移动机构一侧，且与角度调整机构相连，控制器分别与直线移动机构、机械臂、打磨机构和夹抓相连，本发明结构简单，便于维修以及更换易损件，实现了聚氨酯制品打磨自动化，实现对工件的立体打磨；使用电动打磨头，对打磨头速度进行精准控制，提高了打磨效率和工件打磨的平滑度；使用直线移动机构，运行可靠成本低。

Description

机器人打磨装置
技术领域
本发明涉及的是一种工业机器人领域的技术，具体是一种用于打磨聚氨酯制品的机器人打磨装置。
背景技术
常规聚氨酯工件打磨过程中，除了打磨头旋转由电机驱动，其他过程由手工操作完成，是一种高度重复性而繁琐的操作，不仅效率低下，生产成本高，劳动量大，并且粉尘对操作者的身体健康会造成很大的伤害。聚氨酯制品结构往往比较复杂，包括各种复杂曲面以及凹凸形状的小尺寸筋络，打磨这种复杂工件，其精度要求高，而手工操作不稳定，容易出现失误，且打磨力量和行程难以控制，打磨操作时间长，操作者容易疲劳，效率低下，打磨质量和打磨时间均得不到保障。随着产量加大，需要花费更多的劳动力，生产成本高。打磨飞溅的粉尘对操作者的呼吸系统造成很大伤害。现有机器人打磨系统的功能大多针对常规产品的单一面进行打磨。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献CN103831695A，公开日为2014年06月04日，公开了一种大型自由曲面机器人打磨系统，其包括打磨头、工业机器人、机器人控制柜、移动式龙门架、视觉系统、气动控制柜和系统控制柜。打磨系统工作时，先通过基准精准标定技术快速准确的标定零件基准，再通过移动式龙门架带动工业机器人到达目标曲面，并由工业机器人带动气动打磨头按规定路径对目标曲面进行打磨，打磨过程采用气动柔顺力技术和方向打磨力控制技术，有效的保证打磨精度和打磨质量一致性；打磨完一个目标曲面后，由移动式龙门架带动工业机器人到达下一个目标曲面，工业机器人再次带动气动打磨头按规划路径进行打磨，如此按顺序逐步完成所有自由曲面的打磨。但该装置只能完成工件单一面的自由曲面打磨，产品需要打磨另一面时需要把工件翻转重新固定在工作台上再次进行打磨，不能满足圆柱和圆锥形状的聚氨酯制品的立体打磨，效率低下；另外，由于该装置使用关节机器人，成本高且不易维护。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种机器人打磨装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：直线移动机构、机械臂、打磨机构和控制器，其中：机械臂一端与直线移动机构相连，另一端设有用于夹持工件的夹抓，打磨机构设置于直线移动机构一侧，且与角度调整机构相连，控制器分别与直线移动机构、机械臂、打磨机构和夹抓相连；
所述的控制器包括：PLC逻辑控制模块、DI/DO控制模块、AI/AO控制模块和运动控制模块，其中：PLC逻辑控制模块分别与DI/DO控制模块、AI/AO控制模块和运动控制模块相连，DI/DO控制模块接收夹抓角度信息并控制夹抓夹取工件，AI/AO控制模块接收打磨机构的角度信息并控制角度调整机构改变打磨机构的角度，运动控制模块接收位置信息并控制直线移动机构移动工件。
所述的位置信息包括：工件的空间位置坐标信息和夹抓的空间位置坐标信息。
所述的直线移动机构包括：X向移动轨、Y向移动轨和Z向移动轨，其中：Y向移动轨设置于X向移动轨上且能够沿着X方向移动，Z向移动轨设置于Y向移动轨上且能够沿着Y方向移动。
所述的机械臂包括：前臂和后臂，其中：后臂一端通过Z向滑鞍与Z向移动轨活动相连，其另一端与前臂活动相连。
所述的角度调整机构包括：支撑板、旋转盘和角度编码器，其中：旋转盘设置于支撑板顶端且与电机相连，角度编码器设置于旋转盘中，以反馈打磨机构的角度信息。
所述的打磨机构包括：打磨头以及与之相连的打磨电机，其中：打磨电机设置于旋转盘上，打磨头随着旋转盘的转动而转动。
技术效果
与现有技术相比，本发明结构简单，便于维修以及更换易损件，实现了聚氨酯制品打磨自动化，实现对工件的立体打磨；使用电动打磨头，对打磨头速度进行精准控制，提高了打磨效率和工件打磨的平滑度；使用直线移动机构，运行可靠成本低。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为直线移动机构示意图；
图3为机械臂示意图；
图4为打磨机构示意图；
图5为控制器组成示意图；
图中：1直线移动机构；101X向移动轨；102Y向移动轨；103Z向移动轨；104X向滑鞍；105Y向滑鞍；106Z向滑鞍；107Z向伺服电机；2机械臂；201前臂；202后臂；203后臂旋转电机；3打磨机构；301打磨头；302打磨电机；4夹抓；5角度调整机构；501旋转盘；502支撑板；6工件。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：直线移动机构1、机械臂2、打磨机构3和控制器，其中：机械臂2一端与直线移动机构1相连，另一端设有用于夹持工件6的夹抓4，打磨机构3设置于直线移动机构1一侧，且与角度调整机构5相连，控制器分别与直线移动机构1、机械臂2、打磨机构3和夹抓4相连。
如图2所示，所述的直线移动机构1包括：两条X向移动轨101、Y向移动轨102和Z向移动轨103，其中：两条X向移动轨101平行设置，Y向移动轨102通过X向滑鞍104设置于两条X向移动轨101上且能够沿着X向移动，Z向移动轨103通过Y向滑鞍105设置于Y向移动轨102上且能够沿着Y向移动。Z向移动轨103上设有与机械臂2相连的Z向滑鞍106，Z向移动轨103顶端设有用于驱动的Z向伺服电机107，该直线移动机构1能够使得机械臂2大范围移动。
如图3所示，所述的机械臂2包括：前臂201和后臂202，其中：后臂202的末端设置于Z向滑鞍106上且连有后臂旋转电机203，其前端与前臂201活动连接。该Z向滑鞍106设置于Z向移动轨103，带动机械臂2沿着Z向移动轨103上下滑动。该前臂201的另一端连有夹抓4，用于夹取工件6。
如图4所示，所述的打磨机构3包括：打磨头301和打磨电机302，其中：打磨头301套设于打磨电机302输出轴端，以打磨工件6。
所述的角度调整机构5包括：旋转盘501和支撑板502，其中：旋转盘501设置于支撑板502上且与电机相连。打磨电机302设置于旋转盘501上，随着旋转盘501转动而转动。在旋转盘501中设有角度编码器，角度编码器能够将旋转盘501旋转角度反馈到控制器中，旋转盘501的角度信息即为打磨机构3的角度信息。
如图5所示，所述的控制器包括：PLC逻辑控制模块、DI/DO控制模块、AI/AO控制模块和运动控制模块，其中：PLC控制模块分别与DI/DO控制模块、AI/AO控制模块和运动控制模块相连。DI/DO控制模块与设置于夹抓4中气缸相连，接收夹抓4的角度信息，控制气缸开启或闭合以抓取工件6；AI/AO控制模块与角度调整机构5相连，接收打磨机构3的角度信息，控制角度调整机构5以调整打磨机构3的角度；运动控制模块与直线移动机构1相连，接收工件6的空间位置坐标信息和夹抓4的空间位置坐标信息，控制电机运转，移动夹抓4。该PLC逻辑控制模块与输入输出设备相连，实现命令输入与信息输出。
所述的直线移动机构1、后臂旋转电机203、机械臂2、夹抓4以及角度调整机构5中均安装有原点传感器及接近传感器，以检测对应各部位是否在原点或对应位置。
打磨装置开始打磨时，首先检测各部位是否在原点，若不在原点，控制器控制将控制各组件复位。各组件复位后，对应接近传感器给出信号，标志各组件回到原点。Z向滑鞍106在设置于Z向移动轨103顶端的Z向伺服电机107驱动下，带动机械臂2向下滑动再通过夹抓4抓取工件6；而后，夹抓4上升至打磨头301的同心高度，通过X向移动轨101将工件6沿X方向移动直至与打磨头301相切位置，启动打磨头301，角度调整机构5调整打磨头301角度为0度，工件6沿着Y轴方向给进。给进到一定位置后，工件6在后臂旋转电机203的带动下自转。工件6打磨完成后，工件6通过Y向移动轨102退出，后臂旋转电机203带动工件6回复自转前状态。
需要再次打磨时，打磨装置重复上述过程，通过角度调整机构5来调整打磨头301角度，从而对工件6不同面进行打磨，实现工件6的立体打磨。
本发明的机器人打磨装置，与现有技术相比，便于维修以及更换易损件，实现了聚氨酯制品打磨自动化，实现对工件的立体打磨；使用电动打磨头，对打磨头速度进行精准控制，提高了打磨效率和工件打磨的平滑度；使用直线移动机构，运行可靠成本低。

Claims (5)

1.一种机器人打磨装置，其特征在于，包括：直线移动机构、机械臂、打磨机构和控制器，其中：机械臂一端与直线移动机构相连，另一端设有用于夹持工件的夹抓，打磨机构设置于直线移动机构一侧，且与角度调整机构相连，控制器分别与直线移动机构、机械臂、打磨机构和夹抓相连；
所述的控制器包括：PLC逻辑控制模块、DI/DO控制模块、AI/AO控制模块和运动控制模块，其中：PLC逻辑控制模块分别与DI/DO控制模块、AI/AO控制模块和运动控制模块相连，DI/DO控制模块接收夹抓角度信息并控制夹抓夹取工件，AI/AO控制模块接收打磨机构的角度信息并控制角度调整机构改变打磨机构的角度，运动控制模块接收位置信息并控制直线移动机构移动工件；
所述的位置信息包括：工件的空间位置坐标信息和夹抓的空间位置坐标信息。
2.根据权利要求1所述的机器人打磨装置，其特征是，所述的直线移动机构包括：X向移动轨、Y向移动轨和Z向移动轨，其中：Y向移动轨设置于X向移动轨上且能够沿着X方向移动，Z向移动轨设置于Y向移动轨上且能够沿着Y方向移动。
3.根据权利要求2所述的机器人打磨装置，其特征是，所述的机械臂包括：前臂和后臂，其中：后臂一端通过Z向滑鞍与Z向移动轨活动相连，其另一端与前臂活动相连。
4.根据权利要求3所述的机器人打磨装置，其特征是，所述的角度调整机构包括：支撑板、旋转盘和角度编码器，其中：旋转盘设置于支撑板顶端且与电机相连，角度编码器设置于旋转盘中，以反馈打磨机构的角度信息。
5.根据权利要求4所述的机器人打磨装置，其特征是，所述的打磨机构包括：打磨头以及与之相连的打磨电机，其中：打磨电机设置于旋转盘上，打磨头随着旋转盘的转动而转动。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105835070A (zh) * 2016-06-08 2016-08-10 江门市鸿业机械厂有限公司 大扭矩机械手加工中心
CN108381351A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 福建省泉州万龙石业有限公司 一种双工位金刚石刀头焊接面自动打磨机
CN106393138B (zh) * 2016-12-03 2018-08-24 河池学院 一种机器人打磨系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52112963A (en) * 1976-03-19 1977-09-21 Hitachi Ltd External force compensation control system
CN101876321A (zh) * 2010-06-25 2010-11-03 中冶北方工程技术有限公司 基于模糊控制的风机风门控制方法及装置
CN102591263A (zh) * 2011-01-11 2012-07-18 浙江正泰中自控制工程有限公司 一种应用于dcs系统的i/o智能单元
US20130103192A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-25 Manfred Huettenhofer Robot control method
CN103831695A (zh) * 2014-03-28 2014-06-04 中国科学院自动化研究所 大型自由曲面机器人打磨系统
CN203792922U (zh) * 2014-02-27 2014-08-27 无锡职业技术学院 一种用于打标工件输送及打标定位的控制系统
CN104802064A (zh) * 2015-03-27 2015-07-29 於正华 一种五轴联动数控机械手抛光机
CN204585229U (zh) * 2015-04-24 2015-08-26 湖南汽车工程职业学院 一种基于plc控制喷涂机械手

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52112963A (en) * 1976-03-19 1977-09-21 Hitachi Ltd External force compensation control system
CN101876321A (zh) * 2010-06-25 2010-11-03 中冶北方工程技术有限公司 基于模糊控制的风机风门控制方法及装置
CN102591263A (zh) * 2011-01-11 2012-07-18 浙江正泰中自控制工程有限公司 一种应用于dcs系统的i/o智能单元
US20130103192A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-25 Manfred Huettenhofer Robot control method
CN203792922U (zh) * 2014-02-27 2014-08-27 无锡职业技术学院 一种用于打标工件输送及打标定位的控制系统
CN103831695A (zh) * 2014-03-28 2014-06-04 中国科学院自动化研究所 大型自由曲面机器人打磨系统
CN104802064A (zh) * 2015-03-27 2015-07-29 於正华 一种五轴联动数控机械手抛光机
CN204585229U (zh) * 2015-04-24 2015-08-26 湖南汽车工程职业学院 一种基于plc控制喷涂机械手

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105835070A (zh) * 2016-06-08 2016-08-10 江门市鸿业机械厂有限公司 大扭矩机械手加工中心
CN106393138B (zh) * 2016-12-03 2018-08-24 河池学院 一种机器人打磨系统
CN108381351A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 福建省泉州万龙石业有限公司 一种双工位金刚石刀头焊接面自动打磨机
CN108381351B (zh) * 2018-02-08 2023-10-24 万龙时代科技有限公司 一种双工位金刚石刀头焊接面自动打磨机

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