CN110000653A - 汽车天窗导轨工件去毛刺装置及其调试方法 - Google Patents

汽车天窗导轨工件去毛刺装置及其调试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车天窗导轨工件去毛刺装置及其调试方法，该装置包括有机械臂以及装设了夹持有待加工导轨工件的夹持机构的回转体，其机械臂通过浮动主轴装配的旋转锉对待加工的导轨工件进行去毛刺磨削，通过使用人口尺寸远小于杜邦丝轮厚度的旋转锉刀具、配合机械臂的灵活动作，可以去除导轨工件待加工位置中杜邦丝轮无法处理的死角等部位。本发明提供的汽车天窗导轨工件去毛刺装置的调试方法，可以准确调试汽车天窗导轨工件去毛刺装置的磨削参数，从而获得最佳的磨削加工程序。

Description

汽车天窗导轨工件去毛刺装置及其调试方法
技术领域
本发明涉及自动化领域，具体的，涉及汽车天窗导轨工件去毛刺装置及其调试方法。
背景技术
汽车天窗导轨工件一般是以铝合金6061等6系铝合金型材经过精密的铣削加工制得的，其加工后的表面会留下很多的毛刺，这些毛刺如果不处理，不仅在组装汽车天窗总成时影响装配质量，而且在装配至汽车天窗上后，也会划伤汽车遮阳布织物。
因此，在其生产过程中，需要消耗大量的人工去除其表面的毛刺。然而人工作业不仅效率低下，而且成本高昂。因此，作为替代，一种通过机械手夹持工件，以使工件在电机带动旋转的杜邦丝轮的工站上进行打磨去除毛刺的设备得到普遍的应用。
但是，在杜邦丝轮对导轨工件的打磨过程中，由于杜邦丝轮的直径比较大，而导轨工件待加工位置的结构又比较紧凑，一些待加工的结构死角使杜邦丝轮无法触及的，即打磨不到这些死角，后续仍将需要人工进行修补。
发明内容
本发明提供了一种汽车天窗导轨工件去毛刺装置及其调试方法，用以解决上述技术问题中的至少一种。
为此，本发明的技术方案是：一种汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其包括：
回转体，所述回转体能沿其竖直方向上的轴线回转，其周向设置有多个用于夹持待加工的导轨工件的夹持机构；
至少一个机械臂，至少一个所述机械臂临近所述回转体设置，其末端通过浮动主轴装配有旋转锉，所述机械臂能够带动其浮动主轴在三维空间中运动进而驱动所述旋转锉对所述夹持机构上待加工的导轨工件进行磨削；
其中，所述夹持机构的数量大于所述机械臂的数量，以使所有所述机械臂通过旋转锉对与其位置对应的夹持机构上的导轨工件进行磨削去毛刺时，至少一个夹持机构处于换料工位，以便对该处于换料工位的夹持机构卸载加工完成的导轨工件或装载待加工的导轨工件。
进一步的，所述夹持机构的数量等于所述机械臂的数量的两倍，当一半数量的夹持机构配合所述机械臂进行磨削去毛刺加工时，另一半数量的夹持机构处于换料工位。
进一步的，处于配合所述机械臂进行磨削去毛刺加工的夹持机构与处于换料工位的夹持机构沿所述回转体的周向交替布置。
进一步的，所述回转体为数控转台，所述数控转台包括具有固定位置的底盘、与所述底盘同心并能通过若干滚轮在所述底盘上沿自身竖直轴线回转的转动架，所述转动架包括呈圆形且上下对置的第一安装板和第二安装板，若干所述夹持机构连接于第一安装板和第二安装板的边缘之间，其中，所述夹持机构倾斜设置，以使其长轴与所述第二安装板所在平面形成一锐角。
进一步的，所述夹持机构包括一丝杆升降台和至少一个夹具，其中，所述丝杆升降台包括丝杆部，以及能在所述丝杆部上下移动的台座，所述台座上固连有数量与所述夹具数量一致的调节机构，所述调节机构用于调节所述夹具相对于所述丝杆部的倾斜角度。
进一步的，所述夹具呈杆状，其包括相对的第一端和第二端，所述调节机构包括固设于所述台座上的一对气缸，一对所述气缸的输出轴分别与所述第一端和第二端连接。
进一步的，所述旋转锉的刃口与所述旋转锉的轴线的夹角介于30至35度之间。
进一步的，所述汽车天窗导轨工件去毛刺装置还包括与所述回转体、夹持机构以及机械臂电性连接的控制系统。
本发明还提供了一种汽车天窗导轨工件去毛刺装置的调试方法，其包括以下步骤：
根据待加工的导轨工件需要磨削的位置信息，在机械臂的示教器中录入浮动主轴所夹持的旋转锉的工具坐标系以及回转体上待加工的导轨工件的工件坐标系；
通过离线编程软件编写机械臂的动作轨迹离线程序，并将该动作轨迹离线程序烧写至机械臂；
使机械臂依照所述动作轨迹离线程序进行测试磨削，并通过DOE实验核校动作轨迹离线程序，以获得能够得到最佳磨削外观质量的动作轨迹离线程序。
进一步的，所述DOE实验的调整参数包括所述旋转锉刃口边缘与待加工导轨工件需要磨削区域的轮廓边缘的间隙量，以及调整所述旋转锉的进刀量。
本发明具有如下优点：
1、本发明提供的汽车天窗导轨工件去毛刺装置的机械臂通过浮动主轴装配的旋转锉对待加工的导轨工件进行去毛刺磨削，通过使用人口尺寸远小于杜邦丝轮厚度的旋转锉刀具、配合机械臂的灵活动作，可以去除导轨工件待加工位置中杜邦丝轮无法处理的死角等部位。
2、本发明提供的汽车天窗导轨工件去毛刺装置，同时可以以多个机械臂交替配合多个夹持机构同时工作，可以大大提高加工效率。
3、本发明提供的汽车天窗导轨工件去毛刺装置的调试方法，可以准确调试汽车天窗导轨工件去毛刺装置的磨削参数，从而获得最佳的磨削加工程序。
附图说明
图1是本发明中汽车窗导轨工件去毛刺装置的结构示意图；
图2是本发明中机械臂与夹持机构的配合结构示意图；
图3是本发明中夹持机构的结构示意图；
图4是本发明中浮动主轴夹持旋转锉的状态结构示意图；
图中所示：
100、回转体；200、夹持机构；300、机械臂；400、导轨工件；500、旋转锉；
1、浮动主轴；2、底盘；3、滚轮；4、转动架；5、第一安装板；6、第二安装板；7、丝杆升降台；71、丝杆部；72、台座；8、夹具；9、气缸。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参阅图1、图2、图3和图4，作为本发明的第一方面，在于提供一种汽车窗导轨工件去毛刺装置，其包括：
回转体100，所述回转体100能沿其竖直方向上的轴线回转，其周向设置有多个用于夹持待加工的导轨工件400的夹持机构200；
至少一个机械臂300，至少一个所述机械臂300临近所述回转体100设置，其末端通过浮动主轴1装配有旋转锉500，所述机械臂300能够带动其浮动主轴1在三维空间中运动进而驱动所述旋转锉500对所述夹持机构200上待加工的导轨工件400进行磨削；
其中，所述夹持机构200的数量大于所述机械臂300的数量，以使所有所述机械臂300通过旋转锉500对与其位置对应的夹持机构200上的导轨工件400进行磨削去毛刺时，至少一个夹持机构200处于换料工位，以便对该处于换料工位的夹持机构200卸载加工完成的导轨工件400或装载待加工的导轨工件400。
借由上述结构，本发明提供的汽车天窗导轨工件400去毛刺装置的机械臂300通过浮动主轴1装配的旋转锉500对待加工的导轨工件400进行去毛刺磨削，通过使用人口尺寸远小于杜邦丝轮厚度的旋转锉500刀具(如图4所示)、配合机械臂300的灵活动作，可以去除导轨工件400待加工位置中杜邦丝轮无法处理的死角等部位。同时可以以多个机械臂300配合多个夹持机构200同时工作，可以大大提高加工效率。
作为优选，所述夹持机构200的数量是机械臂300数量的两倍，从而一半数量的夹持机构200配合机械臂300进行磨削加工时，另一半数量的夹持机构200处于换料工位，从而使所述汽车天窗导轨工件400去毛刺装置的机械臂300在工作时，可以同时对处于换料工位的夹持机构200卸载加工完成的导轨工件400并装载待加工的导轨工件400，从而减少机械臂300的停机等待时间。
更进一步的，处于配合所述机械臂300进行磨削去毛刺加工的夹持机构200与处于换料工位的夹持机构200沿所述回转体100的周向交替布置。这样，可以通过最小程度的转动回转体100，切换各个夹持机构200的工位，最大限度地缩短机械臂300的停机等待时间，以提高加工效率。
具体的，所述回转体100为数控转台，所述数控转台包括具有固定位置的底盘2、与所述底盘2同心并能通过若干滚轮3在所述底盘2上沿自身竖直轴线回转的转动架4，所述转动架4包括呈圆形且上下对置的第一安装板5和第二安装板6，若干所述夹持机构200连接于第一安装板5和第二安装板6的边缘之间，其中，所述夹持机构200倾斜设置，以使其长轴与所述第二安装板6所在平面形成一锐角。设置该锐角的目的在于可以是所述夹持机构200上夹持的导轨工件400的待加工面具有朝向所述机械臂300的趋势，从而配合尖角状的旋转锉500刃口获得最佳的切削进给角度。
请具体参阅图2和图3，所述夹持机构200包括一丝杆升降台7和至少一个夹具8，其中，所述丝杆升降台7包括丝杆部71，以及能在所述丝杆部71上下移动的台座72，所述台座72上固连有数量与所述夹具8数量一致的调节机构，所述调节机构用于调节所述夹具8相对于所述丝杆部71的倾斜角度。作为优选，任一所述丝杆升降台7上设置有两个夹具8，从而能在所述机械臂300对这两个夹具8上的导轨工件400进行一次磨削时，向所述夹持机构200上装夹更多数量的导轨工件400，进一步缩短大数量的导轨工件400进行磨削加工时的装卸载总等待耗时。
请具体参阅图3，所述夹具8呈杆状，其包括相对的第一端和第二端，所述调节机构包括固设于所述台座72上的一对气缸9，一对所述气缸9的输出轴分别与所述第一端和第二端连接。通过控制所述气缸9的伸缩对所述夹具8进行角度调节，进而调节导轨工件400与所述机械臂300上旋转锉500的相对角度，同时通过所述丝杆升降台7调节所述导轨工件400的高度位置，使得本装置的工作时可以最大限度地消除磨削四角，避免因个别位置磨削不到/不全而依靠人工修补的弊端。
在一个优选的实施方式中，所述旋转锉500的刃口与所述旋转锉500的轴线的夹角介于30至35度之间。以利于磨削过程中的排屑。
其中，本实施例中所述浮动主轴1可以选用气动式浮动主轴1，所述旋转锉500的刀柄可以为6mm，以便于通用夹持。
进一步的，所述汽车天窗导轨工件400去毛刺装置还包括与所述回转体100、夹持机构200以及机械臂300电性连接的控制系统。所述控制器可以为工控机、过基于PLC的控制器见等，涉及参数调试等将在下文详细说明。
作为本发明的第二方面，本发明还提供了一种汽车天窗导轨工件400去毛刺装置的调试方法，其包括以下步骤：
步骤一：根据待加工的导轨工件400需要磨削的位置信息，在机械臂300的示教器中录入浮动主轴1所夹持的旋转锉500的工具坐标系以及回转体100上待加工的导轨工件400的工件坐标系。
具体的，按照数模的尺寸，在机械臂300示教器中输入工具坐标系(TCP)参数，和工件坐标系(WOBJ)的坐标数据。启动机械臂300，测试机械臂300的TCP坐标设置的偏差是否满足加工要求；
步骤二：通过离线编程软件编写机械臂300的动作轨迹离线程序，并将该动作轨迹离线程序烧写至机械臂300；
例如，通过离线编程软件Sprutcam，上载机械臂300、旋转锉500及夹具8的数模；定义旋转锉500的刀具尺寸；依照所述导轨工件400所需要加工的部位的轮廓线，生成机械臂300动作的轨迹曲线；导出离线程序；生成机械臂300软件程序并烧写至机械臂300。
步骤三：使机械臂300依照所述动作轨迹离线程序进行测试磨削，并通过DOE实验核校动作轨迹离线程序，以获得能够得到最佳磨削外观质量的动作轨迹离线程序。
该步骤的目的在于机械臂300加工的系统偏差校准。具体的，运行已烧写入软件程序的机械臂300，机械臂300按照软件程序在夹持于夹具8上的导轨工件400待磨削部位的轮廓上模拟加工，通过DOE实验所述旋转锉500刃口边缘与待加工导轨工件400需要磨削区域的轮廓边缘的间隙量，以及调整所述旋转锉500的进刀量等参数。
具体的，这些参数的统计对比可按照下表1：
表1
偏距- 偏距+
间隙- 外观质量1 外观质量2
间隙+ 外观质量3 外观质量4
表1中：“间隙”为所述旋转锉500刃口边缘与待加工导轨工件400需要磨削区域的轮廓边缘的间隙量；“偏距”为所述旋转锉500的进刀量。
根据DOE实验的外观质量的结果，得到最合适的偏距值及间隙量。
通过上述最合适的偏距值及间隙量进行对软件程序的校核后，即可小批次生产验证，例如，选择不同批次的工件，进行小批次生产验证加工的稳定性。
综上，本发明使通过机械臂300握持浮动主轴1，浮动主轴1装夹旋转锉500，对夹具8上装夹的汽车天窗导轨工件400根据配方定义的轨迹和路径、加工的进给量定义，对天窗导轨工件400上的待铣削去毛刺部位进行加工。加工完成后，数控转台将夹持有加工完成的天窗导轨工件400的夹持机构200转到换料工位，通过机械或人工取下导轨工件400，再装夹上未加工的导轨工件400，使对应的夹持机构200进入新的加工流程。
本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其特征在于，包括：
回转体，所述回转体能沿其竖直方向上的轴线回转，其周向设置有多个用于夹持待加工的导轨工件的夹持机构；
至少一个机械臂，至少一个所述机械臂临近所述回转体设置，其末端通过浮动主轴装配有旋转锉，所述机械臂能够带动其浮动主轴在三维空间中运动进而驱动所述旋转锉对所述夹持机构上待加工的导轨工件进行磨削；
其中，所述夹持机构的数量大于所述机械臂的数量，以使所有所述机械臂通过旋转锉对与其位置对应的夹持机构上的导轨工件进行磨削去毛刺时，至少一个夹持机构处于换料工位，以便对该处于换料工位的夹持机构卸载加工完成的导轨工件或装载待加工的导轨工件。
2.根据权利要求1所述的汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其特征在于，所述夹持机构的数量等于所述机械臂的数量的两倍，当一半数量的夹持机构配合所述机械臂进行磨削去毛刺加工时，另一半数量的夹持机构处于换料工位。
3.根据权利要求2所述的汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其特征在于，处于配合所述机械臂进行磨削去毛刺加工的夹持机构与处于换料工位的夹持机构沿所述回转体的周向交替布置。
4.根据权利要求1所述的汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其特征在于，所述回转体为数控转台，所述数控转台包括具有固定位置的底盘、与所述底盘同心并能通过若干滚轮在所述底盘上沿自身竖直轴线回转的转动架，所述转动架包括呈圆形且上下对置的第一安装板和第二安装板，若干所述夹持机构连接于第一安装板和第二安装板的边缘之间，其中，所述夹持机构倾斜设置，以使其长轴与所述第二安装板所在平面形成一锐角。
5.根据权利要求1所述的汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其特征在于，所述夹持机构包括一丝杆升降台和至少一个夹具，其中，所述丝杆升降台包括丝杆部，以及能在所述丝杆部上下移动的台座，所述台座上固连有数量与所述夹具数量一致的调节机构，所述调节机构用于调节所述夹具相对于所述丝杆部的倾斜角度。
6.根据权利要求5所述的汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其特征在于，所述夹具呈杆状，其包括相对的第一端和第二端，所述调节机构包括固设于所述台座上的一对气缸，一对所述气缸的输出轴分别与所述第一端和第二端连接。
7.根据权利要求1所述的汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其特征在于，所述旋转锉的刃口与所述旋转锉的轴线的夹角介于30至35度之间。
8.根据权利要求1所述的汽车天窗导轨工件去毛刺装置，其特征在于，所述汽车天窗导轨工件去毛刺装置还包括与所述回转体、夹持机构以及机械臂电性连接的控制系统。
9.一种汽车天窗导轨工件去毛刺装置的调试方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据待加工的导轨工件需要磨削的位置信息，在机械臂的示教器中录入浮动主轴所夹持的旋转锉的工具坐标系以及回转体上待加工的导轨工件的工件坐标系；
通过离线编程软件编写机械臂的动作轨迹离线程序，并将该动作轨迹离线程序烧写至机械臂；
使机械臂依照所述动作轨迹离线程序进行测试磨削，并通过DOE实验核校动作轨迹离线程序，以获得能够得到最佳磨削外观质量的动作轨迹离线程序。
10.根据权利要求9所述的汽车天窗导轨工件去毛刺装置的调试方法，其特征在于，所述DOE实验的调整参数包括所述旋转锉刃口边缘与待加工导轨工件需要磨削区域的轮廓边缘的间隙量，以及调整所述旋转锉的进刀量。
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