研磨系统和研磨方法
技术领域
本发明涉及陶瓷加工领域,特别是涉及一种研磨系统和研磨方法。
背景技术
我国作为陶瓷卫浴产销大国,对于陶瓷产品的质量要求较高。陶瓷产品的生产过程中,研磨过程为影响产品质量的关键因素。陶瓷坯体的材料多以高岭土为主,材质松软,研磨环境恶劣。为提高陶瓷坯体研磨过程的效率,且避免人工研磨过程中粉尘对工作人员的影响,采用机器人实现研磨过程的自动化。但是一般研磨系统的加工效率较低,在批量生产中无法满足生产需求。
发明内容
基于此,本发明提供了一种研磨系统和研磨方法,提高研磨系统的加工效率,以满足批量生产中的生产需求。
其技术方案如下:
一种研磨系统,包括旋转变位转台、升降旋转台、机器人和研磨装置,所述研磨装置与所述机器人的机械臂的输出端连接,所述研磨装置、机器人和升降旋转台组成研磨工位,所述旋转变位转台的四周分布着多个所述研磨工位,所述旋转变位转台包括沿不同方位分布的多个支架,所述支架上设有用于支撑坯体的安装位,当所述旋转变位转台旋转到其中一个安装位与所述研磨工位对应时,其他研磨工位均会对应一个安装位,与所述安装位对应的研磨工位的升降旋转台的工作台能够顶升起所述安装位上的坯体。
上述提供了一种研磨系统,包括旋转变位转台、升降旋转台、机器人和研磨装置。其中升降旋转台、研磨装置和机器人共同组成研磨工位。旋转变位转台的四周分布多个所述研磨工位,且旋转变位转台通过旋转能够使各个研磨工位均对应一个安装位。所述研磨系统通过旋转变位转台的旋转将安装位上的坯体输送至研磨工位。各个研磨工位的升降旋转台的工作台顶升使坯体脱离安装位,然后各个研磨工位的机器人控制与机械臂连接的研磨装置实施相应工位的研磨过程。各个研磨工位完成研磨过程后,升降旋转台的工作台下降,使得坯体落回至安装位。然后旋转变位转台再次旋转,将各个研磨工位当前对应的安装位上的坯体同步移出当前研磨工位,同时将下一组安装位上的坯体同步输送至各个研磨工位。从而实现多个坯体在不同研磨工位上的同时研磨和同步输送,提高研磨系统的加工效率,以满足批量生产中的加工需求。且研磨工位的升降旋转台通过工作台的顶升使得坯体脱离安装位,然后再由研磨装置实施研磨过程。研磨过程在升降旋转台上实施,通过升降旋转台与机器人的配合能够加工较复杂的表面,且各个研磨工位只需实施相应工位的研磨过程,提高了研磨质量,使得研磨系统的整体加工质量稳定。
进一步地,所述研磨系统包括三个所述研磨工位,所述旋转变位转台包括旋转本体和四个支架,所述支架悬设在所述旋转本体上,各个支架依次呈90°夹角设置。
进一步地,所述升降旋转台包括内筒体、外筒体、工作台和为所述工作台提供旋转动力的旋转组件,所述外筒体套设在所述内筒体上,所述外筒体与所述内筒体滑动密封连接,所述旋转组件位于所述内筒体内,所述内筒体与所述外筒体之间形成上腔体和下腔体,当所述上腔体和下腔体内的气体体积变化时,所述内筒体与所述外筒体发生相对滑动,当所述外筒体固定时,所述旋转组件与所述内筒体连接,或者当所述内筒体固定时,所述旋转组件与所述外筒体连接,所述旋转组件的输出端与所述工作台连接。
进一步地,所述研磨系统还包括将所述旋转变位转台、所述升降旋转台、所述机器人和所述研磨装置罩在内的研磨房,所述研磨装置设有导气通孔,用于传导压缩气体,所述研磨房上设有除尘装置,所述除尘装置的吸入口与所述研磨房罩设的空间导通。
进一步地,所述研磨装置与所述机械臂的输出端之间设有恒力缓冲装置,所述恒力缓冲装置包括可伸缩的缓冲单元,所述缓冲单元与所述研磨装置连接。
进一步地,所述恒力缓冲装置还包括固定件、防尘罩和第一气管接头,所述防尘罩可伸缩,所述防尘罩的一端与所述缓冲单元连接,所述防尘罩的另一端与所述固定件连接,形成容纳所述缓冲单元的腔体,所述第一气管接头位于所述固定件上,所述第一气管接头的一端与所述腔体导通,所述第一气管接头的另一端能够通过管路与外界导通。
进一步地,所述恒力缓冲装置上设有第二气管接头和与所述导气通孔对应的连接孔,所述连接孔连通所述腔体与所述导气通孔,所述气管接头通过所述连接孔与所述导气通孔导通。
进一步地,所述研磨装置的研磨机的研磨头为方形,所述研磨装置包括用于与机械臂的输出端连接的转接件,所述转接件的中心偏置于所述研磨头的一个摩擦角,所述转接件与所述机械臂连接的面为输入面,所述转接件上与所述输入面相交的外周面为外侧面,所述导气通孔的出口位于所述转接件的外侧面。
本发明还提供了一种研磨方法,包括以下步骤:
旋转变位转台通过旋转将各个安装位上的坯体输送至各个研磨工位;
各个研磨工位的升降旋转台的工作台升起,将安装位上的坯体顶升至脱离安装位;
各个研磨工位的机器人控制相应的研磨装置研磨升降旋转台上的坯体;
各个研磨工位的研磨过程完成后,升降旋转台的工作台下降,使坯体落回安装位;
旋转变位转台通过旋转,同步更换各个研磨工位所对应的安装位。
上述提供了一种研磨方法,通过旋转变位转台的旋转实现各个安装位上坯体的输送,当坯体被输送至研磨工位后,升降旋转台的工作台升起,将安装位上的坯体顶升至脱离安装位,然后机器人再控制相应的研磨装置研磨升降旋转台上的坯体。当各个研磨工位的研磨过程完成后,升降旋转台的工作台下降,使坯体落回安装位。然后旋转变位转台再通过旋转,同步更换各个研磨工位所对应的安装位。通过采用上述研磨方法实现多个坯体的同时加工,同步移动,提高加工效率,以满足批量生产的需求。
进一步地,预先将坯体的加工表面划分为多个加工区域,各个加工区域对应不同的研磨工位,当升降旋转台将各个研磨工位的坯体顶升至脱离安装位后,各个研磨工位的机器人控制研磨装置对升降旋转台上坯体的相应加工区域实施研磨过程。
附图说明
图1为本实施例所述的研磨系统的结构示意图;
图2为本实施例所述的研磨系统另一视角的结构示意图;
图3为本实施例所述的升降旋转台的结构示意图;
图4为本实施例所述的恒力缓冲装置的结构示意图;
图5为本实施例所述的研磨装置的结构示意图;
图6为本实施例所述的研磨方法的流程图。
附图标记说明:
10、研磨系统,11、旋转变位转台,111、支架,112、安装位,113、旋转本体,12、升降旋转台,121、内筒体,122、外筒体,123、工作台,124、旋转组件,125、上腔体,126、下腔体,13、机器人,131、机械臂,14、研磨装置,141、研磨机,142、研磨头,143、转接件,15、研磨工位,16、上下料工位,17、研磨房,171、除尘装置,18、恒力缓冲装置,181、固定件、182、第一气管接头,183、第二气管接头。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于名称的区分。
如图1和图2所示,本发明在一个实施例中提供了一种研磨系统10,包括旋转变位转台11、升降旋转台12、机器人13和研磨装置14,所述研磨装置14与所述机器人13的机械臂131的输出端连接,所述研磨装置14、机器人13和升降旋转台12组成研磨工位15,所述旋转变位转台11的四周分布着多个所述研磨工位15,所述旋转变位转台11包括沿不同方位分布的多个支架111,所述支架111上设有用于支撑坯体的安装位112,当所述旋转变位转台11旋转到其中一个安装位112与所述研磨工位15对应时,其他研磨工位15均会对应一个安装位112,与所述安装位112对应的研磨工位15的升降旋转台12的工作台123能够顶升起所述安装位112上的坯体。
上述提供的研磨系统10,主要包括旋转变位转台11、升降旋转台12、机器人13和研磨装置14。其中升降旋转台12、研磨装置14和机器人13共同组成研磨工位15。旋转变位转台11的四周分布多个所述研磨工位15,且旋转变位转台11通过旋转能够使各个研磨工位15均对应一个安装位112。具体运作过程为,首先旋转变位转台11通过旋转使得各个研磨工位15均对应一个安装位112,各个研磨工位15的升降旋转台12的工作台123升起,直至工作台123能够将相应安装位112上的坯体顶升至脱离安装位112。然后各个研磨工位15的机器人13控制研磨装置14实施研磨过程。当各个研磨装置14实施完相应研磨工位15的研磨过程后,升降旋转台12的工作台123下降,使得各个坯体能够放回至各个安装位112。最后旋转变位转台11通过旋转使得各个研磨工位15当前对应的安装位112转出当前研磨工位15,同时将下一组安装位112转入各个研磨工位15。从而使得各个安装位112上的坯体能够被同步输送至相应研磨工位15,然后各个研磨工位15同时对相应坯体实施研磨过程,实现坯体的同时加工、同步输送,从而提高研磨系统10的加工效率,满足批量生产的加工需求。
且上述提供的研磨系统10,在安装位112旋转到与研磨工位15对应后,升降旋转台12的工作台123通过顶升,承接起安装位112上的坯体,然后研磨过程在升降旋转台12和机器人13控制的研磨装置14的协同作用下进行。一方面升降旋转台12的支撑更加稳定,提高了研磨系统10的加工质量。另一方面升降旋转台12能够与研磨装置14协同作用,完成更加复杂的加工过程,扩大了研磨系统10的使用范围。
进一步地,上述研磨系统10中旋转变位转台11的支架111设置和研磨工位15的安装,只要满足旋转变位转台11通过旋转使得各个研磨工位15均能够对应一个安装位112即可。具体地,支架111和研磨工位15的个数只要能够满足前述要求即可。例如,在一个实施例中,如图2所示,所述研磨系统10包括三个所述研磨工位15,所述旋转变位转台11包括旋转本体113和四个支架111,所述支架111悬设在所述旋转本体113上,各个支架111依次呈90°夹角设置。采用此种结构设置后,在使用过程中,旋转变位转台每次旋转90°即能将各个安装位112依次顺移至各自的下一研磨工位15。且旋转变位转台11的其中一个支架111上的安装位112将对应上下料工位16,依次通过3各个研磨工位15的坯体将随安装位112旋转至上下料工位16,然后被移出研磨系统10。同时在上下料工位16对应的安装位112上放置一个坯体,等待下次旋转后进入研磨工位15。
进一步地,上述研磨系统10中需要通过升降旋转台12的升降和旋转功能实现研磨过程,因此只要能够实现工作台123的升降和旋转运功的升降旋转台12均符合上述情况。具体地,如图3所示,在一个实施例中,所述升降旋转台12包括内筒体121、外筒体122、工作台123和为所述工作台123提供旋转动力的旋转组件124,所述外筒体122套设在所述内筒体121上,所述外筒体122与所述内筒体121滑动密封连接,所述旋转组件124位于所述内筒体121内,所述内筒体121与所述外筒体122之间形成上腔体125和下腔体126,当所述上腔体125和下腔体126内的气体体积变化时,所述内筒体121与所述外筒体122发生相对滑动,当所述外筒体122固定时,所述旋转组件124与所述内筒体121连接,或者当所述内筒体121固定时,所述旋转组件124与所述外筒体122连接,所述旋转组件124的输出端与所述工作台123连接。
上述升降旋转台12包括内筒体121和外筒体122,通过内筒体121和外筒体122之间的配合形成上腔体125和下腔体126,通过上腔体125和下腔体126内气体的改变实现工作台123的升降,且通过旋转组件124实现工作台123的旋转运动,满足研磨系统10对升降旋转台12的加工需求。而研磨过程中,将会有大量粉尘产生,通过内筒体121和外筒体122的设置,在满足研磨系统10对升降旋转台12加工需求的同时,将旋转组件124封装在内筒体121内,在一定程度上实现旋转组件124与粉尘之间的隔离,避免粉尘对升降旋转台12的加工能力的影响,提高研磨系统10的加工性能。
进一步地,如图1所示,所述研磨系统10还包括将所述旋转变位转台11、所述升降旋转台12、所述机器人13和所述研磨装置14罩在内的研磨房17,所述研磨装置14设有导气通孔,用于传导压缩气体,所述研磨房17上设有除尘装置171,所述除尘装置171的吸入口与所述研磨房17罩设的空间导通。
研磨过程中,粉尘的产生不可避免,特别是在陶瓷卫浴加工领域,研磨过程将会产生大量粉尘。上述研磨系统10包括将所述旋转变位转台11、所述升降旋转台12、所述机器人13和所述研磨装置14罩设在内的研磨房17。且在研磨房17上设置除尘装置171,研磨过程中产生的粉尘被研磨装置14上的导气通孔所传导的压缩气体吹扬,被吹扬的粉尘通过除尘装置171的吸入口被吸走。从而避免了粉尘沉积在研磨系统10中,影响研磨系统10的加工性能。且研磨装置14是使粉尘产生的最直接装置,将导气通孔设置在研磨装置14上,能够第一时间通过压缩气体将粉尘吹扬,被吹扬的粉尘再被除尘装置171吸走,可以更加彻底的被清除,提升研磨系统10的除尘效果,提高研磨系统10的加工质量。
进一步地,如图1所示,所述研磨装置14与所述机械臂131的输出端之间设有恒力缓冲装置18,所述恒力缓冲装置18包括可伸缩的缓冲单元,所述缓冲单元与所述研磨装置14连接。研磨过程的质量直接影响着产品的质量,上述研磨系统10,通过在研磨装置14和机械臂131的输出端之间设置恒力缓冲装置18。加工过程中,通过缓冲单元的伸缩实现恒力输出,使得与缓冲单元连接的研磨装置14能够适应加工表面的变化,实现恒力研磨,提高研磨精度,提升研磨系统10的加工质量。
进一步具体地,如图4所示,在一个实施例中,所述恒力缓冲装置18还包括固定件181、防尘罩和第一气管接头182,所述防尘罩可伸缩,所述防尘罩的一端与所述缓冲单元连接,所述防尘罩的另一端与所述固定件181连接,形成容纳所述缓冲单元的腔体,所述第一气管接头182位于所述固定件上,所述第一气管接头的一端与所述腔体导通,所述第一气管接头的另一端能够通过管路与外界导通。
研磨系统10中的恒力缓冲装置18主要通过缓冲单元的伸缩来实现恒力输出,基于其伸缩运动的特点,一般的防尘方式无法实现恒力缓冲装置18的全密封。而上述恒力缓冲装置18,通过将缓冲单元设置在防尘罩内,且防尘罩能够与缓冲单元同步伸缩。进一步再通过第一气管接头182的设置,所述第一气管接头182的一端与容纳所述缓冲单元的腔体连通,所述第一气管接头182的另一端能够通过管路与外界导通。在防尘罩随缓冲单元伸缩的过程中,所述第一气管接头182实现所述腔体内气体的自由导通。从而在实现缓冲单元防尘的情况下保障恒力缓冲装置18的正常运转。将粉尘完全隔离在恒力缓冲装置18外,使得恒力缓冲装置18的伸缩过程更加精准,提升研磨装置14的加工精度,提高研磨系统10的加工质量。
进一步地,如图4所示所述恒力缓冲装置18上设有第二气管接头183和与所述导气通孔对应的连接孔,所述连接孔连通所述腔体与所述导气通孔,所述气管接头通过所述连接孔与所述导气通孔导通。基于研磨装置14连接在缓冲单元上,为使研磨系统10的整体结构更加紧凑简洁,在所述恒力缓冲装置18上设置第二气管接头183和连接孔,且所述连接孔将研磨装置14上的导气通孔与腔体连通,所述第二气管接头183通过连接孔与导气通孔导通,压缩气体由第二气管接头183经过管路,通过连接孔进入导气通孔,然后再吹扬研磨生成的粉尘。通过第二气管接头183和连接孔的设置,使得压缩气体能够从恒力缓冲装置18内的管路传导至导气通孔,从而精简研磨系统10整体结构。
研磨过程中,基于加工产品的形态各异,当所需加工的表面较复杂,特别是当部分表面向内部凹陷时,一般的研磨机141无法完成研磨任务。如图5所示,在一个实施例中,为使得研磨系统10能够适应更加复杂的加工任务,采用研磨机141的研磨头142为方形的研磨装置14,所述研磨装置14包括用于与机械臂131的输出端连接的转接件143,所述转接件143的中心偏置于所述研磨头142的一个摩擦角,所述转接件143与所述机械臂131连接的面为输入面,所述转接件143上与所述输入面相交的外周面为外侧面,所述导气通孔的出口位于所述转接件143的外侧面。研磨过程中,通过转接件143偏置的方式和方形研磨头142的协同作用,机械臂131能够将所述研磨装置14的研磨头142伸入凹陷在内部的加工区域,完成研磨过程。且进一步将导气通孔的出口设置在转接件143的外侧面,通过转接件143与研磨头142空间位置的设置,使得压缩气体能够更加容易吹到粉尘。
本发明在另一实施例中提供了一种研磨方法,如图6所示,包括以下步骤:
S10、旋转变位转台11通过旋转将各个安装位112上的坯体输送至各个研磨工位15;
S11、各个研磨工位15的升降旋转台12的工作台123升起,将安装位112上的坯体顶升至脱离安装位112;
S12、各个研磨工位15的机器人13控制相应的研磨装置14研磨升降旋转台12上的坯体;
S13、各个研磨工位15的研磨过程完成后,升降旋转台12的工作台123下降,使坯体落回安装位112;
S14、旋转变位转台11通过旋转,同步更换各个研磨工位15所对应的安装位112。
上述提供的研磨方法,首先通过旋转变位转台11的旋转实现各个安装位112上坯体的输送。然后升降旋转台12的工作台123再将相应安装位112上的坯体顶升至脱离安装位112。当工作台123完全承接了坯体的重量后,相应研磨工位15的机器人13控制研磨装置14实施研磨过程。各个研磨工位15完成研磨过程后,工作台123下降,将坯体放回安装位112。旋转变位转台11再次旋转,将各个研磨工位15所对应的安装位112同步更换。从而实现多个研磨过程同步进行,各个安装位112上的坯体同步输送,提高加工效率,以满足批量生产的需求。
进一步地,在坯体完成一个研磨工位15的研磨过程后,记录坯体已完成的研磨过程,若坯体已完成所有研磨过程,则将所述坯体输送至上下料工位16,然后将所述坯体由上下料工位16移出研磨系统10。在研磨过程中,若旋转变位转台的旋转是顺次进行的,则经过旋转一周的坯体将完成所有研磨过程,进入上下料工位16。具体地,如图2所示,当研磨方法所采用的旋转变位转台11包括悬设在旋转本体113上,且依次呈90°夹角设置的4个支架111,研磨系统10中对应安装3个研磨工位15,3个研磨工位15均匀分布在旋转变位转台11的四周时。旋转变位转台的4个支架111中其中有一个对应上下料工位16,首次进入研磨系统10的坯体先放置在上下料工位16所对应的安装位112上。旋转变位转台11每次通过旋转90°完成坯体研磨工位15的更换。更换研磨工位15后的坯体进行相应研磨工位15的研磨过程,依次类推,经过旋转一周后到达上下料工位16的坯体完成了所有研磨工位15的研磨过程,则将从上下料工位16的坯体移出研磨系统10。
上述研磨方法中,可以同时加工多个坯体,具体地,各个坯体可以在一个研磨工位15上完成所有研磨过程,同时获得多个产品。或者预先将坯体的加工表面划分为多个加工区域,各个加工区域对应不同的研磨工位15,当升降旋转台12将各个研磨工位15的坯体顶升至脱离安装位112后,各个研磨工位15的机器人13控制研磨装置14对升降旋转台12上坯体的相应加工区域实施研磨过程,坯体经过所有研磨工位15的加工后才能够完成所有加工区域的研磨过程。通过将整体研磨过程分割,在不同研磨工位15上实施不同研磨过程,一方面使得所述研磨方法能够加工较复杂的加工表面。另一方面也可以使得研磨方法所获得的产品质量更加稳定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。