CN107735219A - 一种自动打磨系统 - Google Patents

Abstract

一种自动打磨系统，包括框架(7)，框架上设有供料工位(3)和与供料工位相邻的打磨工位(4)，供料工位(3)上设有用于供应至少两种打磨介质的供料机构(31)和用于卸掉打磨介质的卸料机构(32)，打磨工位上设有用于固定被打磨工件的打磨台(41)，打磨工位的一侧设有用于从供料筒机构取出打磨介质并对打磨台上的工件进行打磨的打磨机器人(1)。通过采用至少两个供料机构分别供应不同的打磨介质，以及通过卸料机构配合打磨机器人实现在打磨过程中对打磨介质的更换，使得需要多次打磨的被打磨工件由自动打磨系统一次性完成打磨，提高打磨效率，进而提高产品生产效率。

Description

一种自动打磨系统 技术领域

本发明涉及工业机器人领域，具体涉及一种自动打磨系统。

背景技术

目前工件表面的打磨抛光多采用人工手持作业工具靠经验来完成，很难保证工件表面的形位精度和表面的外观物理特性。尤其是目前人工作业很难保证工件表面加工质量的一致性，而且人工作业效率低，人工成本高，工作环境差，工作枯燥，人员流动性强，极大制约了企业的发展。

中国专利文献CN201410123106.0公开了一种自由曲面机器人打磨系统，该系统包括工作台、机器人及控制柜、打磨工具、气动主轴、连接件、气动控制柜和系统控制柜等，该方案通过调用不同的系统参数和程序，控制机器人带动柔顺机构和打磨工具沿着特定轨迹运动实现机器人打磨，该技术方案适用于较大工作表面需要一次打磨就能满足表面质量要求的场合。上述专利技术存在以下技术缺陷：

(1)在工件表面质量要求较高时，一种打磨介质一次打磨很难实现。

(2)人工装卸工件及更换打磨介质时，费时费力，机器人需暂停工作，影响工作效率。

(3)装卸工件，更换打磨介质等人工操作均在机器人作业范围内，影响操作者的安全。

发明内容

本发明实施例提供了一种自动打磨系统，能够通过设置至少两个供料机构分别供应不同的打磨介质，以及配合打磨机器人实现对打磨过程中打磨介质进行更换的卸料机构，能够在一次打磨中，实现自动更换多种打磨介质进行打磨，从而提高打磨效率，进而提高产品生产效率。

有鉴于此，本发明实施例第一方面提供一种自动打磨系统，可包括：框架，框架上设有供料工位和与供料工位相邻的打磨工位，供料工位上设有用于供应 至少两种打磨介质的供料机构和用于卸掉打磨介质的卸料机构，打磨工位上设有用于固定被打磨工件的打磨台，打磨工位的一侧设有用于从供料筒机构取出打磨介质并对打磨台上的工件进行打磨的打磨机器人。

在本发明的一些实施例中，打磨机器人包括机器人本体和连接在机器人本体末端的打磨机，打磨机的底部设有安装打磨介质的底盘。

在本发明的一些实施例中，打磨介质为砂纸，供料机构包括砂纸筒，砂纸筒底部设有升降板，砂纸筒底部设有驱动升降板运动的供砂机构。

在本发明的一些实施例中，砂纸为背面植绒砂纸，背面植绒砂纸能够自粘于所述底盘。

在本发明的一些实施例中，砂纸筒上还设有用于检测砂纸筒内砂纸状态的光电传感器。

在本发明的一些实施例中，机器人本体末端还设有出液管。

在本发明的一些实施例中，打磨机器人为六轴机器人，打磨机和出液管连接于机器人本体的手部。

在本发明的一些实施例中，卸料机构位于至少两个供料机构之间，卸料机构包括用于夹取砂纸的砂纸夹。

在本发明的一些实施例中，打磨台包括集液槽，集液槽内设有至少一个用于固定被打磨工件的夹具。

在本发明的一些实施例中，自动打磨系统的外部还设有安全围栏；

集液槽内设有两个夹具，两个夹具分别位于安全围栏的内部和外部，框架上还设有带动夹具转动的转动机构。

在本发明的一些实施例中，框架上位于打磨台的底部还设有用于收集集水槽内液体并供给出水管的液体循环机构。

在本发明的一些实施例中，供料工位的一侧还设有控制自动打磨系统的控制箱，安全围栏上还设有用于控制自动打磨系统的按钮盒。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：本发明实施例中的自动打磨系统采用的至少两个供料机构分别供应不同的打磨介质，以及配合打磨机器人实现对打磨过程中打磨介质进行更换卸料机构，能够在一次打磨中，机械手先从一个供料机构上装备第一种打磨介质进行一阶段打磨， 之后在卸料机构中卸除第一种打磨介质，在另一个供料机构上装备第二种打磨介质进行二阶段打磨，若被打磨工件还需要更多的打磨阶段，可继续更换打磨介质进行打磨，实现自动更换多种打磨介质进行打磨，从而使得需要多次打磨的被打磨工件由本发明实施例的自动打磨系统一次性完成，提高打磨效率，进而提高产品生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的自动打磨系统的一个实施例图；

图2为本发明实施例的自动打磨系统的另一个实施例图；

图3为本发明实施例的自动打磨系统的另一个实施例图。

上述附图中各部件如下：

1、打磨机器人，11、底座，111、旋转台，12、第一机械臂，13、第二机械臂，131、第一旋转支座，132、旋转臂，133、第二旋转支座，134、第三驱动机构，14、浮动机构，15、打磨机，151、底盘，16、出液管，17、第一驱动机构，18、第二驱动机构，2、控制箱，3、供料工位，31、供料机构，311、砂纸筒，312、供砂机构，313、位置传感器，32、卸料机构，321、砂纸夹，4、打磨工位，41、打磨台，42、集液槽，43、夹具，44、转动机构，5、安全围栏，6、按钮盒，61、绿色带灯按钮，62、黄色带灯按钮，63、急停按钮，7、框架，8、液体循环机构。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种自动打磨系统，用于自动打磨系统中，通过自动更换不同的打磨介质，能够提高打磨效率，进而提高产品生产效率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

以下分别进行详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

请参阅图1和图2，图1为本发明实施例的自动打磨系统的一个实施例图，图2为本发明实施例的自动打磨系统的另一个实施例图，该自动打磨系统可包括框架7，框架上设有供料工位和与供料工位3相邻的打磨工位4，供料工位上设有用于供应至少两种打磨介质的供料机构31和用于卸掉打磨介质的卸料机构32，打磨工位上设有用于固定被打磨工件的打磨台41，打磨工位的一侧设有用于从供料机构取出打磨介质并对打磨台上的工件进行打磨的打磨机器人1。

可以看出，本发明实施例中的自动打磨系统采用的至少两个供料机构分别供应不同的打磨介质，以及配合打磨机器人实现对打磨过程中打磨介质进行更换卸料机构，能够在一次打磨中，机械手先从一个供料机构上装备第一种打磨介质进行一阶段打磨，之后在卸料机构中卸除第一种打磨介质，在另一个供料机构上装备第二种打磨介质进行二阶段打磨，若被打磨工件还需要更多的打磨阶段，可继续更换打磨介质进行打磨，实现自动更换多种打磨介质进行打磨，从而使得需要多次打磨的被打磨工件由本发明实施例的自动打磨系统一次性完成，提高打磨效率，进而提高产品生产效率。

可选的，打磨机器人包括机器人本体和连接在机器人本体末端的打磨机15，打磨机的底部设有安装打磨介质的底盘151。

其中，打磨机可以是气动打磨机，打磨机的底部设有安装打磨介质的底盘，该底盘可以安装多种不同的打磨介质。

可选的，打磨介质为砂纸，供料机构包括砂纸筒311，砂纸筒底部设有升降板，砂纸筒底部设有驱动升降板运动的供砂机构312。

可选的，砂纸为背面植绒砂纸，背面植绒砂纸能够自粘于所述底盘。

其中，砂纸可包括粗磨砂纸、精磨砂纸和抛光砂纸，多数被打磨工件都需要采用这三种砂纸进行依次打磨，若采用这三种砂纸，则本实施例中的供料机构可设置为三个，分别对应这三种砂纸，砂纸均为背面植绒砂纸。

可以理解的是，供料机构为砂纸筒，砂纸筒可堆叠多个砂纸，在打磨机器人运动到砂纸筒处时，由设置于砂纸筒底部的升降板，将砂纸推动至设于打磨机器人末端的打磨机的底盘上，完成砂纸的安装过程，其中供砂机构可以是电机也可以是气缸。

可选的，砂纸筒上还设有用于检测砂纸筒内砂纸状态的光电传感器313。

可以理解的是，砂纸筒上的光电传感器主要是为了检测砂纸筒内砂纸状态，本发明实施例中砂纸状态包括有砂纸状态和无砂纸状态，光电传感器的设置方式可以有多种，光电传感器一般包括发射端和接收端，其中，发射端可设置于砂纸筒的顶部，也可设置于砂纸筒的内侧壁上，接收端设置于砂纸筒的底部，保证发射端到接收端之间的光线被砂纸筒内的砂纸隔断，当接收端能够接收到发射端的发出的光线时，表示该砂纸筒处于无砂纸状态，当接收端能够无法接收发射端的发出的光线时，标识该砂纸筒处于有砂纸状态，鉴于砂纸筒内还设有升降板，优选的将发射端设于砂纸筒的顶部，而将接收端设于砂纸筒的升降板或底部。

可选的，机器人本体末端还设有出液管。

其中，该出液管中的液体为磨削液，该磨削液一方面是冲洗掉被打磨工件以及砂纸上的打磨碎屑，另一方面也是对被打磨工件即底盘进行冷却，最常见的一种磨削液是水。此外，该底盘为搭扣底盘，便于与砂纸进行结合。

可选的，打磨机器人为六轴机器人，打磨机和出液管连接于机器人本体的手部。

举例来说，打磨机器人包括底座11，底座上设有旋转台111，旋转台上活 动连接有第一机械臂12，第一机械臂的自由端活动连接有第二机械臂13，第二机械臂的自由端连接有打磨机，打磨机的底部设有安装打磨介质的底盘，第二机械臂的自由端还设有出液管16。其中，第一机械臂上与旋转台连接的一端设有驱动第一机械臂运动的第一驱动机构17，第二机械臂与第一机械臂连接的一端设有驱动第二机械臂运动的第二驱动机构18。其中，第二机械臂包括与第一机械臂活动连接的第一旋转支座131，旋转支座上驱动连接有旋转臂132，旋转臂的末端铰接有第二旋转支座133，第二旋转支座上驱动连接有浮动机构14，浮动机构上连接有打磨机，第一旋转支座上设有驱动旋转臂转动的第三驱动机构134，第二旋转支座上设有驱动驱动浮动机构转动的第四驱动机构。

可以理解的是，本发明实施例的打磨机器人包括两个机械臂，该打磨机器人为工业机器人中的一种，其第一机械臂可在底座的旋转台上进行转动，且第一机械臂和第二机械臂上的连接处均为活动连接，能够任意运动，使得打磨机器人能调整成多种姿态，打磨机设置于第二机械臂的自由端，相对于第二机械臂也是可活动的，此外，为了使得第一机械臂和第二机械臂整体能够运动，设置第一驱动机构驱动第一机械臂运动，设置第二驱动机构驱动第二机械臂运动，第一驱动机构和第二驱动机构均可以是气缸或者是电机等产生驱动力的装置。其中，上述旋转台配合第一机械臂和第二机械臂并不能实现立体全向的运动，因此第二机械臂首先设置一旋转臂，并且旋转臂的末端设置第二旋转支座，该旋转支座驱动连接浮动机构，使得机械手结构为六轴机械手，从而能够实现浮动机构能够立体全向运动，能够对被打磨工件的任意部位进行打磨。

可选的，卸料机构位于至少两个供料机构之间，卸料机构包括用于夹取砂纸的砂纸夹321。

举例来说，装砂纸时，打磨机器人带动打磨机运行至相应的供料工位，供料机构将砂纸顶出至打磨机的底盘，砂纸自粘在打磨机的底盘上，完成装砂纸。卸砂纸时.打磨机器人带动打磨机运行至卸料机构，卸料机构的夹具夹取砂纸的边缘，打磨机器人背离卸料机构，将砂纸从打磨机的底盘上撕下，完成卸砂纸。

可以理解的是，卸料机构位于至少两个供料之间是为了快速卸料加上 料，由于机械手运动同样需要一定时间，因此设置在机械手换砂纸的路径上能够减少装斜砂纸的时间。

可选的，打磨台包括集液槽42，集液槽内设有至少一个用于固定被打磨工件的夹具43。

可以理解的是，集液槽用于对冲洗及冷却后的液体进行集中。

可选的，自动打磨系统的外部还设有安全围栏5，集液槽内设有两个夹具，两个夹具分别位于安全围栏的内部和外部，框架上还设有带动夹具转动的转动机构44。

可以理解的是，设置于安全围栏上的按钮盒便于人工对自动打磨系统的控制，提高安全性，框架上的转动机构用于带动夹具转动，该夹具运动的中心并非夹具的中心，不论是一个夹具还是两个以上的夹具，都是围绕转动中心分布的，在转动机构转动时，能够带动两个以上的夹具围绕中心旋转，根据转动的位置不同设置不同的工作位置。此外，集液槽内设有两个夹具，两个夹具分别位于安全围栏的内部和外部，每次仅在外部的夹具上上料，而后旋转180度到达打磨位置，打磨完成的工件也旋转180度，便可从安全围栏的外部取出，提高安全性。

举例来说，当仅有一个夹具时，其转动中心为夹具的一端，当转动某一位置进行上料，继续转动180度到达打磨位置；当具有两个夹具时，转动中心为两个夹具的中间位置，转动机构能带动两个夹具绕中间位置旋转，从而可以实现一个夹具上料不影响另外一个夹具上的被打磨工件的打磨。可见，当采用两个夹具时，每次转动180度进行上料，当采用三个夹具时，每次转动120度进行上料，当采用四个夹具时，每次转动90度进行上料。

可选的，框架上位于打磨台的底部还设有用于收集集水槽内液体并供给出水管的液体循环机构8。

可以理解的是，出液管中的液体通常采用水，出液管出的液体通过集液槽流至液体循环机构，经过简单的过滤处理即可重新供应给出水管，通过液体循环，大大减少水的浪费。

可选的，请参阅图3，图3为本发明实施例的自动打磨系统的另一个实施例图，供料工位的一侧还设有控制自动打磨系统的控制箱2，自动打磨系统的 外部还设有安全围栏，安全围栏上还设有用于控制自动打磨系统的按钮盒6。可以理解的是，控制箱中将所有控制系统均设置在内，便于对自动打磨系统的调试，自动打磨系统外部的安全围栏能够使得操作人员与自动打磨系统之间隔离开来，提高安全性，两个夹具分别位于安全围栏的内部和外部，配合转动机构能够实现在安全围栏外部进行上料，即可在工作过程中进行上料，在保证安全性的同时，提高生产效率，。

一般来说，按钮盒6由急停按钮63、黄色带灯按钮62、绿色带灯按钮61组成；急停按钮63用于安全及故障紧急处理，黄色带灯按钮62用于上料请求操作及指示；绿色带灯按钮61用于上料完成确认操作及指示；

通常，打磨机器人按照取砂纸、打磨、卸砂纸基本过程实现自动换砂纸打磨。当位置传感器有信号时，砂纸用完，此时黄色带灯按钮点亮，提示操作者装砂纸，人工装砂纸完成后按下绿色带灯按钮,输入给打磨机器人“上料完成”信号，打磨机器人可以按照正常流程装载和卸载砂纸；同样地，人工卸载成品和装载毛坯完成后，需要按下绿色带灯按钮61，输入给打磨机器人“上料完成”信号，打磨机器人一个工位打磨作业完成后，打磨工作台的转动机构摆动180°，打磨机器人开始另一工位的打磨作业，人工开始卸载成品，装载毛坯。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1. 一种自动打磨系统，其特征在于：包括框架，所述框架上设有供料工位和与所述供料工位相邻的打磨工位，所述供料工位上设有用于供应至少两种打磨介质的供料机构和用于卸掉所述打磨介质的卸料机构，所述打磨工位上设有用于固定被打磨工件的打磨台，所述打磨工位的一侧设有用于从供料筒机构取出打磨介质并对打磨台上的工件进行打磨的打磨机器人。
2. 根据权利要求1所述的自动打磨系统，其特征在于：所述打磨机器人包括机器人本体和连接在机器人本体末端的打磨机，所述打磨机的底部设有安装打磨介质的底盘。
3. 根据权利要求2所述的自动打磨系统，其特征在于：所述打磨介质为砂纸，所述供料机构包括砂纸筒，所述砂纸筒底部设有升降板，所述砂纸筒底部设有驱动所述升降板运动的供砂机构。
4. 根据权利要求3所述的自动打磨系统，其特征在于：所述砂纸为背面植绒砂纸，所述背面植绒砂纸能够自粘于所述底盘。
5. 根据权利要求3所述的自动打磨系统，其特征在于：所述砂纸筒的顶部还设有用于检测砂纸筒内砂纸状态的光电传感器。
6. 根据权利要求2所述的自动打磨系统，其特征在于，所述机器人本体末端还设有出液管。
7. 根据权利要求6所述的自动打磨系统，其特征在于，所述打磨机器人为六轴机器人，所述打磨机和所述出液管连接于所述机器人本体的手部。
8. 根据权利要求1所述的自动打磨系统，其特征在于：所述卸料机构位于所述至少两个供料机构之间，所述卸料机构包括用于夹取所述砂纸的砂纸夹。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的自动打磨系统，其特征在于：所述打磨台包括集液槽，所述集液槽内设有至少一个用于固定所述被打磨工件的夹具。
10. 根据权利要求9所述的自动打磨系统，其特征在于，所述自动打磨系统的外部还设有安全围栏；

    所述集液槽内设有两个所述夹具，两个所述夹具分别位于所述安全围栏的 内部和外部，所述框架上还设有带动所述夹具转动的转动机构。
11. 根据权利要求9所述的自动打磨系统，其特征在于：所述框架上位于所述打磨台的底部还设有用于收集所述集水槽内液体并供给出水管的液体循环机构。
12. 根据权利要求10所述的自动打磨系统，其特征在于：所述供料工位的一侧还设有控制所述自动打磨系统的控制箱，所述安全围栏上还设有用于控制所述自动打磨系统的按钮盒。