CN107225461A - 一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统及工艺，该系统包括在线测量装置、控制器、夹持装置以及打磨装置；所述在线测量装置对进入其工作区内的汽车铸锻工件的位置信息和点云模型信息进行采集并发送给控制器，所述控制器将接收到信息与汽车铸锻件模型进行匹配，判断汽车铸锻工件是否为废料，若不是废料，则确定汽车铸锻工件要去除的部位，所述夹持装置用于夹持汽车铸锻工件到打磨装置上进行打磨。本发明易于实现汽车铸锻件飞边打磨自动化，打磨效率高，加工一致性好，并极大改善现有生产企业作业环境。

Description

一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统及工艺

技术领域

本发明涉及一种工业机器人和在线测量装置联合应用的自动加工技术，尤其涉及一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统及工艺，该系统用于汽车铸锻件飞边打磨去除。

背景技术

汽车铸锻件，如发动机排气歧管、主减速器壳、差速器壳、车桥、制动底板等，在汽车行业有着广泛应用，其品种多达数百种，年产量更是高达数千万吨级。汽车铸锻件飞边打磨是毛坯加工的关键工序，目前国内汽车制造企业在有汽车铸锻件生产过程中普遍采用人工作业方式，该作业方式存在以下缺陷：一是汽车铸锻件的端面和分型面上所产生的飞边以及毛刺难以去除；二是工人工作环境恶劣，存在严重的健康伤害隐患及环境污染；三是带来人工劳动强度大、作业效率低、人工定位随机性大、产品质量一致性无法得到保证等难题。上述现状对汽车铸锻件飞边自动化、智能化打磨装备及技术提出迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统及工艺，它易于实现自动化，打磨效率高，质量稳定，并可以极大改善企业作业生产环境。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，该系统包括在线测量装置、控制器、夹持装置以及打磨装置；

所述在线测量装置用于检测其工作区内是否有汽车铸锻工件，以及对进入其工作区内的汽车铸锻工件的位置信息和点云模型信息进行采集并发送给控制器；

所述控制器用于当在线测量装置的工作区内有汽车铸锻工件时控制夹持装置夹持汽车铸锻工件，以及将接收到的汽车铸锻工件的位置信息和点云模型信息与存储于其内的汽车铸锻件模型进行匹配，并判断汽车铸锻工件是否为废料，若不是废料，所述控制器确定汽车铸锻工件要去除的部位；

所述夹持装置用于夹持汽车铸锻工件；

所述打磨装置用于对汽车铸锻工件进行打磨。

按上述技术方案，该系统还包括上下料传送装置，所述上下料传送装置用于将汽车铸锻件传送到所述在线测量装置的工作区，以及接收打磨后的汽车铸锻工件。

按上述技术方案，该系统还包括设置在所述打磨装置下方的碎屑收集装置，所述碎屑收集装置用于收集汽车铸锻工件在打磨时飞溅出的金属碎屑。

按上述技术方案，该系统还包括废料传送装置，所述废料传送装置用于接收被控制器判断为废料的汽车铸锻工件。

按上述技术方案，该系统还包括防护罩，所述防护罩设置在所述在线测量装置、控制器、夹持装置和打磨装置的外侧。

按上述技术方案，所述夹持装置为工业机器人，所述工业机器人的末端设置有柔性夹具。

按上述技术方案，所述控制器外安装有示教器。

按上述技术方案，所述柔性夹具为气动夹具。

按上述技术方案，所述气动夹具上设置有力传感器，所述力传感器用于实时监测所述气动夹具的夹取力信息，并将该夹取力信息发送给控制器，所述控制器根据接收到的夹取力信息控制气动夹具的气压大小。

一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨工艺，包括以下步骤：

S1、当在线测量装置检测到其工作区内有汽车铸锻工件时，控制器控制夹持装置夹持工件，在线测量装置对工件的位置信息和点云模型信息进行采集并发送给控制器；

S2、控制器将接收到的信息与存储于其内的汽车铸锻件模型进行匹配，判断工件是否为废料，若不是废料，所述控制器确定汽车铸锻工件要去除的部位；

S3、夹持装置将汽车铸锻工件夹持至打磨装置上进行打磨。

本发明，具有以下有益效果：该系统通过设置在线测量装置自动采集待打磨的汽车铸锻件的信息，再通过控制器自动判断待打磨的汽车铸锻件是否为废料，若不是废料则由夹持装置自动夹持至打磨装置上进行打磨，全程自动化作业，打磨效率高，质量稳定。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例的工艺流程图。

图中：1-控制器、2-示教器、3-在线测量装置、4-夹持装置、5-碎屑收集装置、6-打磨装置、7-防护罩、8-上下料传送装置、9-柔性夹具、10-废料传送装置、11-汽车铸锻工件、12-支架、13-基础。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的较佳实施例中，如图1、图2所示，一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，该系统包括在线测量装置3、控制器1、夹持装置4以及打磨装置6；

在线测量装置3用于检测其工作区内是否有汽车铸锻工件11，以及对进入其工作区内的汽车铸锻工件11的位置信息和点云模型信息进行采集并发送给控制器；

控制器用于当在线测量装置3的工作区内有汽车铸锻工件11时控制夹持装置4夹持汽车铸锻工件11，以及将接收到的汽车铸锻工件的位置信息和点云模型信息与存储于其内的汽车铸锻件模型进行匹配，并判断汽车铸锻工件是否为废料，若不是废料，控制器确定汽车铸锻工件要去除的部位；

夹持装置4用于夹持汽车铸锻工件11；

打磨装置6用于对汽车铸锻工件11进行打磨。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2所示，该系统还包括上下料传送装置8，上下料传送装置8用于将汽车铸锻件11传送到在线测量装置的工作区，以及接收打磨后的汽车铸锻工件。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2所示，该系统还包括设置在打磨装置6下方的碎屑收集装置5，碎屑收集装置5用于收集汽车铸锻工件在打磨时飞溅出的金属碎屑。碎屑收集装置设计为漏斗形，可以收集飞溅出的大部分金属碎屑。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2所示，该系统还包括废料传送装置10，废料传送装置10用于接收被控制器判断为废料的汽车铸锻工件。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2所示，该系统还包括防护罩7，防护罩7设置在在线测量装置、控制器、夹持装置和打磨装置的外侧。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，夹持装置4为工业机器人，工业机器人的末端设置有柔性夹具9，柔性夹具由工业机器人控制。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2所示，所述控制器1外安装有示教器2。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，柔性夹具9为气动夹具，可选用双作用型气动三抓卡盘。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2所示，气动夹具上设置有力传感器，力传感器用于实时监测气动夹具的夹取力信息，并将该夹取力信息发送给控制器，控制器根据接收到的夹取力信息控制气动夹具的气压大小，以保证铸锻件不会在柔性夹具夹取处留下明显的塑性变形。

一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨工艺，如图3所示，包括以下步骤：

S1、当在线测量装置检测到其工作区内有汽车铸锻工件时，控制器控制夹持装置夹持工件，在线测量装置对工件的位置信息和点云模型信息进行采集并发送给控制器；

S2、控制器将接收到的信息与存储于其内的汽车铸锻件模型进行匹配，判断工件是否为废料，若不是废料，控制器确定汽车铸锻工件要去除的部位；

S3、夹持装置将汽车铸锻工件夹持至打磨装置上进行打磨。

本发明在具体应用时，如图1、图2所示，该打磨系统包括上下料传送装置8、砂轮打磨机、工业机器人、柔性夹具、在线测量装置、控制器1、废料传送装置10、碎屑收集系统5和防护罩7。其中，上下料传送装置8为同一条传送带，传送带的运行状况由控制器1控制；废料传送装置为一条传送带，废料传送装置的运行状态由控制器控制；在线测量装置3安装在工业机器人和砂轮打磨机的内侧，由支架12固定在基础13上；柔性夹具9的夹取部分设有力传感器，力传感器实时反馈柔性夹具夹取力的大小给控制器1，控制器1控制送往气缸的空气压力的大小；防护罩7安装在工业机器人4、控制器1、示教器2、在线测量装置3、砂轮打磨机6、碎屑收集装置5、上下料传送装置8和废料传送装置10等的外面。

如图3所示，基于上述打磨系统的打磨工艺流程是：控制器控制上下料传送装置运行，在线测量装置检测其工作区内是否有汽车铸锻工件，若无，上下料传送装置继续运行，若有，上下料传送装置停止运行，控制器控制工业机器人夹持工件，在线测量装置采集汽车铸锻工件的位置信息和点云模型信息，并将位置信息和点云模型信息反馈给控制器，控制器将位置信息和点云模型信息与汽车铸锻件CAD模型对比，判断汽车铸锻工件是否为废料，此时点云模型与汽车锻铸件CAD模型间的差别指的是点云模型缺少的部分，多出的部分可以打磨掉，所以并不在计算范围内，若缺损部分不满足要求，即工件为废料，则由控制器控制工业机器人直接夹取汽车铸锻工件放到废料传送装置上，若缺损部分满足要求，即工件不是废料，则与汽车锻铸件CAD模型对比控制器确定要去除的部位，柔性夹具夹取工件至砂轮打磨机上打磨，打磨完成后工业机器人将工件放到上下料传送装置上，工业机器人从另一部位夹持工件，控制器再次确定要去除的部位，柔性夹具夹取工件至砂轮打磨机上进行二次打磨，打磨完成后工业机器人将工件放到上下料传送装置上，控制器控制上下料传送装置运行，即完成打磨工艺。

本发明中分两次夹取汽车铸锻工件的不同部位，使汽车铸锻工件以不同的位姿在砂轮打磨机上打磨，可以避免汽车铸锻工件被夹取的部位打磨不到位的问题。柔性夹具夹取工件打磨的时候，控制器的轨迹规划只规划需要打磨部分的铸锻件模型，不需要打磨的部分不进行规划减少工作量，以提高工作效率。

二次打磨只有在第一次打磨完成后，在线测量装置再次检测点云模型和汽车锻铸件CAD模型差别超出误差允许范围时才进行；且控制器控制柔性夹具夹取铸锻件的时候尽可能避免进行二次打磨。二次打磨前由在线测量装置检测打磨后的工件的三维点云模型与汽车铸锻工件CAD模型间的差别是否在误差允许范围内，是，则柔性夹具夹取汽车铸锻工件进行二次打磨，否则，由柔性夹具将汽车铸锻工件放到废料传送装置上。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，该系统包括在线测量装置、控制器、夹持装置以及打磨装置；

所述在线测量装置用于检测其工作区内是否有汽车铸锻工件，以及对进入其工作区内的汽车铸锻工件的位置信息和点云模型信息进行采集并发送给控制器；

所述控制器用于当在线测量装置的工作区内有汽车铸锻工件时控制夹持装置夹持汽车铸锻工件，以及将接收到的汽车铸锻工件的位置信息和点云模型信息与存储于其内的汽车铸锻件模型进行匹配，并判断汽车铸锻工件是否为废料，若不是废料，所述控制器确定汽车铸锻工件要去除的部位；

所述夹持装置用于夹持汽车铸锻工件；

所述打磨装置用于对汽车铸锻工件进行打磨。

2.根据权利要求1所述的基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，该系统还包括上下料传送装置，所述上下料传送装置用于将汽车铸锻件传送到所述在线测量装置的工作区，以及接收打磨后的汽车铸锻工件。

3.根据权利要求1所述的基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，该系统还包括设置在所述打磨装置下方的碎屑收集装置，所述碎屑收集装置用于收集汽车铸锻工件在打磨时飞溅出的金属碎屑。

4.根据权利要求1所述的基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，该系统还包括废料传送装置，所述废料传送装置用于接收被控制器判断为废料的汽车铸锻工件。

5.根据权利要求1所述的基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，该系统还包括防护罩，所述防护罩设置在所述在线测量装置、控制器、夹持装置和打磨装置的外侧。

6.根据权利要求1所述的基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，所述夹持装置为工业机器人，所述工业机器人的末端设置有柔性夹具。

7.根据权利要求6所述的基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，所述控制器外安装有示教器。

8.根据权利要求6所述的基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，所述柔性夹具为气动夹具。

9.根据权利要求8所述的基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统，其特征在于，所述气动夹具上设置有力传感器，所述力传感器用于实时监测所述气动夹具的夹取力信息，并将该夹取力信息发送给控制器，所述控制器根据接收到的夹取力信息控制气动夹具的气压大小。

10.一种基于权利要求1-10中任一项所述基于在线测量的汽车铸锻件飞边自动打磨系统的打磨工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、当在线测量装置检测到其工作区内有汽车铸锻工件时，控制器控制夹持装置夹持工件，在线测量装置对工件的位置信息和点云模型信息进行采集并发送给控制器；

S2、控制器将接收到的信息与存储于其内的汽车铸锻件模型进行匹配，判断工件是否为废料，若不是废料，所述控制器确定汽车铸锻工件要去除的部位；

S3、夹持装置将汽车铸锻工件夹持至打磨装置上进行打磨。