CN109581956A - 一种货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统及其控制方法，智能取换刀系统包括可编程控制器，控制面板，打磨机器人和取换刀台；可编程控制器和/或控制面板写入有智能取换刀主程序，智能取换刀主程序包括机器人控制子程序，打磨机器人由机器人控制子程序控制作业；可编程控制器包括CPU模块、分别用于传输控制指令的第一通讯模块和第二通讯模块，可编程控制器通过第一通讯模块与打磨机器人沟通互联，可编程控制器通过第二通讯块与控制面板沟通互联；换刀盒在机器人换刀区域与人工换刀区域之间往复滑动。本发明具有自动化程度高、有效提高生产效率、操作方便灵活、降低操作员劳动强度、性能稳定可靠、通用性和实用性强、安全系数提高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥壳打磨工站，特别涉及一种货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统及其控制方法。
背景技术
目前大部分货车桥壳的打磨都是用机器人打磨；参见图1，传统桥壳打磨系统中，打磨机器人和电主轴分别由相应的断路器控制是否工作，电主轴与相应断路器之间设置有输入滤波器和变频器。具体是，当打磨到一定次数后，磨片和刀具磨损达到使用寿命时就需要人工更换磨片或换刀具，传统的更换方式每次都需要把机器人停下来才可实施更换，不但操作员的劳动强度大、更换效率低，而且每次更换作业都需要进入到机器人的工作范围内，此时若有人不小心启动机器人，则会导致严重的安全事故，所以传动的更换方式存在极的安全隐患。
因此，有必要做进一步改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种自动化程度高、有效提高生产效率、操作方便灵活、降低操作员劳动强度、性能稳定可靠、通用性和实用性强、安全系数提高的货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统及其控制方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统，包括
可编程控制器，用于逻辑运算；
控制面板，用于可视化截面操作；
打磨机器人，用于打磨刀具的取换；
取换刀台，包括一个或两个以上用于储放打磨刀具的换刀盒；
其特征在于：所述可编程控制器和/或控制面板写入有智能取换刀主程序，智能取换刀主程序包括机器人控制子程序，打磨机器人由机器人控制子程序控制作业；所述可编程控制器包括CPU模块、分别用于传输控制指令的第一通讯模块和第二通讯模块，可编程控制器通过第一通讯模块与打磨机器人沟通互联，可编程控制器通过第二通讯块与控制面板沟通互联；所述换刀盒在机器人换刀区域与人工换刀区域之间往复滑动。
所述可编程控制器上设置有通信板、集成电源、输入电路和输出电路，根据机器人控制子程序逻辑监视输入并更改输出。
所述第一通讯模块为DEVICENET网络模块；所述第二通讯模块为RS-232串口通讯模块。
所述控制面板为具控制、显示功能的触摸屏；或者，所述控制面板上设置有显示屏和控制键。
上述货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统的控制方法，其特征在于：包括刀具取换工序：
a、智能取换刀主程序对打磨刀具的打磨次数进行统计，当相应的打磨刀具达到它的使用寿命时，可编程控制器收到相关指令，并随即进行逻辑运算，打磨工序暂停；
b、控制面板弹出更换刀具界面，操作员通过更换刀具界面选择需要供打磨机器人更换打磨刀具的换刀盒，系统进入刀具更换状态；
c、与达到使用寿命的打磨刀具配套的换刀盒打开，打磨机器人将达到使用寿命的打磨刀具放回相应的换刀盒中，换刀盒关闭；步骤c中被选择的换刀盒随后打开，打磨机器人从该换刀盒取出新的打磨刀具，换刀盒关闭；
d、操作员通过更换刀具界面确认打磨刀具更换完成，打磨工序继续进行。
控制方法还包括刀具置换工序：
1)至少一换刀盒内有达到使用寿命的打磨刀具时，操作员可通过控制面板控制换刀盒从机器人换刀区域转移至人工换刀区域；
2)操作员可通过控制面板打开一个以上换刀盒；
3)人工将新的打磨刀具与达到使用寿命的打磨刀具置换；
4)完成置换后，操作员可通过控制面板关闭相应的换刀盒；
操作员可通过控制面板控制换刀盒从人工换刀区域返回机器人换刀区域。
本发明通过智能取换刀系统的自动更换刀具控制具有以下有益效果：
1.可避免打磨刀具超过使用寿命时，打磨刀具对桥壳的打磨不干净，不光滑，部分毛刺存留等问题；
2.还可根据不同型号的桥壳自动匹配对应的打磨刀具和/或刀具的使用寿命，不再需要每换一次不同型号的桥壳就需要更换相适应的打磨刀具，打磨机器人从相应的换刀盒即可更换相适应的打磨刀具，通用性和实用性强；
3.人工可设置不同打磨刀具的使用寿命，更加方便灵活，更具人性化，更易把控打磨刀具的回收；
4.刀具更换工作可在打磨工序中途进行，且更换刀具时打磨机器人不需要停机，打磨工序一直保持运行状态，这样能节省打磨时间，提高生产效率；
5.更换刀具过程中，操作员通过控制面板即可完成相关操控；此外，需要置换换刀盒中达到使用寿命的打磨刀具时，可控制换刀盒转移至远离打磨机器人的人工换刀区域进行置换打磨刀具工作，置换完打磨刀具后换刀盒会自动退回至靠近打磨机器人的机器人换刀区域；可见，整个过程中，操作员不需要进入打磨机器人的工作范围进行打磨刀具更换，使操作员与打磨机器人分隔开，有效防止出现打磨机器人误触发导致操作员受伤的情况，操作起来更安全，安全系数更高。
附图说明
图1为传统桥壳打磨电路图。
图2为本发明一实施例中智能取换刀系统的架构图。
图3为本发明一实施例中控制面板的操控界面。
图4为本发明一实施例中智能取换刀系统的主回路电路图。
图5为本发明一实施例中可编辑控制器的结构示意图。
图6为本发明一实施例中可编辑控制器的控制电路图。
图7为本发明一实施例中智能取换刀系统的网络接线图。
图8为本发明一实施例中智能取换刀系统的变频器电路图。
图9为本发明一实施例中智能取换刀系统的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图2-图9，本货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统，包括
可编程控制器(PLC)，用于逻辑运算；
控制面板，用于可视化截面操作；
打磨机器人，用于打磨刀具的取换；
取换刀台，包括一个或两个以上用于储放打磨刀具的换刀盒；
可编程控制器和/或控制面板写入有智能取换刀主程序，智能取换刀主程序包括机器人控制子程序，打磨机器人由机器人控制子程序控制作业；可编程控制器包括CPU模块、分别用于传输控制指令的第一通讯模块和第二通讯模块，可编程控制器通过第一通讯模块与打磨机器人沟通互联，可编程控制器通过第二通讯块与控制面板沟通互联；换刀盒在机器人换刀区域与人工换刀区域之间往复滑动。
进一步说，可编程控制器上设置有通信板、集成电源、输入电路和输出电路，根据机器人控制子程序逻辑监视输入并更改输出；机器人控制子程序包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算、运动控制以及与其它智能设备的通信等功能。
进一步说，第一通讯模块为DEVICENET网络模块；第二通讯模块为RS-232串口通讯模块。
进一步说，本实施例的控制面板为具控制、显示功能的触摸屏(HMI)；控制面板还可以是设置有显示屏和控制键。
进一步说，图4为智能取换刀系统的主回路电路图，其中，打磨机器人依次与相应的断路器和稳压器连接，电主轴依次与保险丝和相应的断路器连接。
进一步说，图6为可编辑控制器的控制电路图，其中，可编程控制器的输入端接入系统、输出端连接取换刀台上的进出电磁阀，及各换刀盒的电磁阀。
进一步说，图7为智能取换刀系统的网络接线图，其中，PLC模块与打磨机器人通过DeviceNet通讯方式相互沟通互联。
进一步说，图8为智能取换刀系统的变频器电路图，其中，电主轴依次连接有变频器、输入滤波器和断路器。
进一步说，上述货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统的控制方法，其特征在于：包括刀具取换工序：
a、智能取换刀主程序对打磨刀具的打磨次数进行统计，当相应的打磨刀具达到它的使用寿命时，可编程控制器收到相关指令，并随即进行逻辑运算，打磨工序暂停；
b、控制面板弹出更换刀具界面，操作员通过更换刀具界面选择需要供打磨机器人更换打磨刀具的换刀盒，系统进入刀具更换状态；
c、与达到使用寿命的打磨刀具配套的换刀盒打开，打磨机器人将达到使用寿命的打磨刀具放回相应的换刀盒中，换刀盒关闭；步骤c中被选择的换刀盒随后打开，打磨机器人从该换刀盒取出新的打磨刀具，换刀盒关闭；
d、操作员通过更换刀具界面确认打磨刀具更换完成，打磨工序继续进行。
进一步说，控制方法还包括刀具置换工序：
1)至少一换刀盒内有达到使用寿命的打磨刀具时，操作员可通过控制面板控制换刀盒从机器人换刀区域转移至人工换刀区域；
2)操作员可通过控制面板打开一个以上换刀盒；
3)人工将新的打磨刀具与达到使用寿命的打磨刀具置换；
4)完成置换后，操作员可通过控制面板关闭相应的换刀盒；
操作员可通过控制面板控制换刀盒从人工换刀区域返回机器人换刀区域。
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统，包括
可编程控制器，用于逻辑运算；
控制面板，用于可视化截面操作；
打磨机器人，用于打磨刀具的取换；
取换刀台，包括一个或两个以上用于储放打磨刀具的换刀盒；
其特征在于：所述可编程控制器和/或控制面板写入有智能取换刀主程序，智能取换刀主程序包括机器人控制子程序，打磨机器人由机器人控制子程序控制作业；所述可编程控制器包括CPU模块、分别用于传输控制指令的第一通讯模块和第二通讯模块，可编程控制器通过第一通讯模块与打磨机器人沟通互联，可编程控制器通过第二通讯块与控制面板沟通互联；所述换刀盒在机器人换刀区域与人工换刀区域之间往复滑动。
2.根据权利要求1所述货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统，其特征在于：所述可编程控制器上设置有通信板、集成电源、输入电路和输出电路，根据机器人控制子程序逻辑监视输入并更改输出。
3.根据权利要求2所述货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统，其特征在于：所述第一通讯模块为DEVICENET网络模块；所述第二通讯模块为RS-232串口通讯模块。
4.根据权利要求3所述货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统，其特征在于：所述控制面板为具控制、显示功能的触摸屏；或者，所述控制面板上设置有显示屏和控制键。
5.如权利要求1-4任一项所述货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统的控制方法，其特征在于：包括刀具取换工序：
a、智能取换刀主程序对打磨刀具的打磨次数进行统计，当相应的打磨刀具达到它的使用寿命时，可编程控制器收到相关指令，并随即进行逻辑运算，打磨工序暂停；
b、控制面板弹出更换刀具界面，操作员通过更换刀具界面选择需要供打磨机器人更换打磨刀具的换刀盒，系统进入刀具更换状态；
c、与达到使用寿命的打磨刀具配套的换刀盒打开，打磨机器人将达到使用寿命的打磨刀具放回相应的换刀盒中，换刀盒关闭；步骤c中被选择的换刀盒随后打开，打磨机器人从该换刀盒取出新的打磨刀具，换刀盒关闭；
d、操作员通过更换刀具界面确认打磨刀具更换完成，打磨工序继续进行。
6.根据权利要求5所述货车桥壳打磨工站的智能取换刀系统的控制方法，其特征在于：还包括刀具置换工序：
1)至少一换刀盒内有达到使用寿命的打磨刀具时，操作员可通过控制面板控制换刀盒从机器人换刀区域转移至人工换刀区域；
2)操作员可通过控制面板打开一个以上换刀盒；
3)人工将新的打磨刀具与达到使用寿命的打磨刀具置换；
4)完成置换后，操作员可通过控制面板关闭相应的换刀盒；
5)操作员可通过控制面板控制换刀盒从人工换刀区域返回机器人换刀区域。
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