CN110385618B - 微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，属于自动化领域。包括：上下料单元、传送单元、打磨单元、吹扫单元、检测单元、中央处理及控制单元。上下料单元实现工件的上下料搬运，传送单元实现工件在不同处理工位的间歇运动，打磨单元、吹扫单元和检测单元分别实现工件的不同工序处理，中央处理及控制单元对其余各单元进行集中管理及调度，实现不同规格型号工件的柔性生产。本发明的柔性生产线及管理系统使得整个生产过程智能化，提高打磨效率和加工一致性，节约人力成本，更好适应市场变化需求，具有广阔的应用前景。

Description

微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统

技术领域

本发明属于自动化领域，涉及微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统。

背景技术

挤压铸造将被铸金属液直接浇注入涂有润滑剂的金属模中，并在成形冲头上持续施加一定的静压力，使金属液充满型腔，从而获得晶粒细小、组织均匀、力学性能优良的压铸件。在汽车、摩托车铝轮毂/制动器、仪表壳体、铸铁锅/炊具、铜合金轴套等产品生产中广泛使用；但在压铸生产过程中端面和分模面周围不可避免的产生飞边和毛刺，而且随着模具的磨损，飞边和毛刺会越来越多，因而能否对铸件快速清理将直接影响到后续的机械加工过程。铸造行业内对微小型压铸件的打磨仍然以人工或半机械为主，存在着劳动强度大、工作效率低、环境污染严重、安全隐患大、产品质量不稳定等问题；对打磨后工件的外观质量检测同样采用人工进行，其检测精度低、速度慢、误检率高、耗时费力等局限性已不能满足生产线上自动化检测的需求。这些将影响企业自动化、智能化及安全环保等方面改造升级的进程。

同时，随着产品多样化、个性化、小批量、低成本、短生命周期的快速发展，以品种单一、生产周期长、生产批量大为特征的传统生产组织方式已难以适应市场动态变化。在激烈的市场竞争中，柔性生产管理逐渐受到企业的重视，柔性生产管理不仅能使生产系统适应不同产品或零件的加工要求，还能缩短生产系统在不同零件之间的转换时间，及时改变产品品种与规格以满足市场需求，实现产品的多品种差异化发展，已成为提升产品质量和竞争力的一种组织模式。现有技术中，采用旋转支撑架上设置多个打磨工位实现转子工件的快速打磨，提高了打磨效率，但不具有通用性，也没提及柔性加工生产；采用条码管理系统、车载控制系统、调度管理系统、MAS系统和地面光电系统的生产系统实现了建筑构件的柔性生产，但系统复杂庞大，不适用于微小型压铸件的生产管理，不利于系统的小型化和集成化；此外，采用专业机器人打磨的设备昂贵，运营费用高，且关键核心技术被国外垄断，不适用于微小型压铸件的打磨处理。

因此亟需开展微小型压铸件打磨检测工序的自动化改造，提高铸造生产的自动化和智能化水平，从而快速适应市场多样化和不确定的需求，提高生产效能和产品质量，降低生产成本，增强企业竞争力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，可改善作业环境和合理利用企业的制造资源来改进生产过程的柔性化智能化，从而提高生产效率，管理水平以及应对市场变化的响应能力，降低企业成本，改善产品质量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，包括上下料单元、传送单元、打磨单元、吹扫单元、检测单元、中央处理及控制单元；

上下料单元实现工件的上下料搬运，传送单元实现工件在不同处理工位的间歇运动，打磨单元、吹扫单元和检测单元分别实现工件的不同工序处理，中央处理及控制单元对其余各单元进行集中管理及调度，实现不同规格型号工件的柔性生产。

可选的，所述上下料单元包括上料机械手，下料机械手，末端执行器以及废料箱；

上料机械手和下料机械手均为五自由度工业机器人，上料机械手设置在传送带的前端，下料机械手设置在废料箱和转运带之间；

末端执行器是电磁铁吸盘或多通道真空吸盘，工件为铁质压铸件时末端执行器采用电磁铁吸盘分别安装在上料机械手和下料机械手末端，工件为铝或铜非铁质压铸件时末端执行器采用多通道真空吸盘分别安装在上料机械手和下料机械手末端；

废料箱为带滚轮的敞口式收集箱，便于加工过程产生废品的回收与转运，废料箱设置在传送带末端的下料机械手同侧。

可选的，所述传送单元包括传送带、托盘及托盘固定板、伺服电机和转运带；

传送带为链板传送带或倍速链传送带，传送带上等间距分布有托盘及托盘固定板，用于存放待处理的工件；

托盘为带锥度的环带，且设置有释放槽以减少对工件的径向压紧力，托盘安装在托盘固定板上，托盘固定板中心设置有方形孔便于上顶气缸的活塞杆通过；

托盘固定板安装在传送带上，并通过伺服电机拖动传送带实现托盘在各工位之间的间歇运动，其运行速度由生产节拍确定；

在传送带的末端还设置有与之构成L型的转运带，用于加工后工件的下料转运，转运带采用PU/PVC柔性材质的皮带以避免转运过程中对工件表面造成损伤。

可选的，所述打磨单元包括压紧杆、上压或下压的压紧气缸、旋转气缸、刀具机构、打磨防护罩及除尘机构；

所述压紧杆为底端带有调节弹簧板，圆周方向均布有3-6个相同调节支腿的压紧结构，实现压紧工件过程中的浮动调节和自动对中功能，各调节件均设置有20mm的压缩调节范围，以满足不同尺寸型号工件的调节压紧需求；

采用上压工件形式时在打磨工位固定板下方设置有向上伸缩的压紧气缸，将工件从托盘中顶出至压紧杆的调节弹簧板进行压紧固定，当采用下压工件形式时将压紧气缸与压紧杆相连，实现对工件的压紧固定；

所述刀具机构包括浮动刀具、刀具连接件、刀具座和连接法兰，浮动刀具的末端设置有拉伸弹簧固定到刀具连接件上，使得浮动刀具接触到飞边时能够浮动调节并紧贴在飞边表面，刀具打磨部截面为圆形、三角形或正方形，且刀具打磨部附着有一层金刚砂，在去除飞边的同时对工件边沿进行初步磨削处理，为后续的精加工做准备；

刀具连接件上设置有多个安装孔，便于轴向调节浮动刀具与工件的距离以适应不同规格型号工件的打磨需求；

刀具座上设置有3-6个刀具连接件安装孔以装配多把浮动刀具，刀具座与连接法兰固定后通过带座轴承与旋转气缸相连，由旋转气缸带动浮动刀具旋转实现对工件无死角打磨；

打磨防护罩由多块防护板固定在打磨单元的外围，并且在工件进出打磨单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将打磨单元构成一个相对封闭的工作空间，避免打磨过程产生的碎屑和粉尘乱溅；

除尘机构由设置在打磨工位正下方的喇叭状接渣槽及负压吸附除尘器构成，除尘器的管道连接至车间外部，使车间环境干净整洁。

可选的，所述吹扫单元包括风刀、夹爪、提升气缸、摆动气缸和吹扫防护罩；

风刀通过高压气管连接后安装在风刀固定板上，风刀固定板与摆动气缸的输出转动轴相连，并由其带动风刀摆动吹扫，风刀的数量根据实际工况设置一个或多个；

夹爪为快速机械夹爪，安装在提升气缸上，提升气缸与工件轴线成一定偏心距安装，使得工件提升时形成一定的倾斜角度，便于将掉落到工件内部的碎屑及粉尘吹扫干净；

吹扫防护罩由多块防护板固定在吹扫单元的外围，并且在工件进出吹扫单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将吹扫单元构成一个相对封闭的工作空间，避免吹扫出的碎屑和粉尘乱溅；

在吹扫单元正下方设置有与打磨工位相同的除尘机构，以保持车间满足环保要求。

可选的，所述检测单元包括光源、CCD相机、图像采集卡、图像处理软件及遮光防护罩；

光源为多个可调光强的LED柱状光布设在检测单元的四周侧壁上，提高检测区域的光照均匀度；

CCD相机设置在工件正上空的横梁上，检测工件内表面是否存在夹渣、卷起、变形、裂纹和划伤缺陷，CCD相机与图像采集卡相连；

图像采集卡与中央处理及控制单元相互连接，当检测到有工件时开启光源及CCD相机进行图像采集，并通过图像处理软件评判工件质量，然后将检测结果经中央处理及控制单元传输给下料机械手；

遮光防护罩由多块防护板固定在检测单元的外围，且各防护板内侧均涂覆有黑色吸光材料以减少检测区域内杂散光对图像采集的干扰，同时在工件进出检测单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将吹扫单元构成一个相对封闭的光学暗室以提高图像检测分析的准确性。

可选的，所述中央处理及控制单元包括系统管理平台、物联网云端模块、显示输出模块、中央处理及控制单元通过现场总线对其余各单元进行连接和管理，通过Internet网络连接到远程云端；

系统管理平台实现整个生产线的控制及管理：控制系统负责加工处理的全过程，协调各工位的动作顺序及生产节拍；管理系统实现生产管理和数据管理功能，生产管理包括设备监控、能源控制、进度控制和质量把控方面；

数据管理包括实时数据采集、历史数据查询、报表打印分析、数据传输共享和故障预警诊断方面，使用户能实时掌握生产线的生产信息和状态信息，并通过物联网云端模块实现信息远程访问和数据共享；

采用自适应模糊神经网络、改进免疫遗传算法，模拟退火粒子群算法智能算法实时分析工件的各加工进程状态，并根据订单更改、订单取消、临时紧急订单和设备故障突发状况动态调整生产计划，协调优化加工效率，提高系统的柔性生产与管理水平；

物联网云端模块，实现数据的统一传输与存储，并对采集的生产数据进行分析处理得到生产运行的优化控制策略，并反馈到系统管理平台进行统一调度；

显示输出模块将生产进度、设备状态、能源消耗、产品质量统计和报表分析的相关分析处理结果按照不同的知悉使用权限分别在不同的显示终端如LED大屏幕看板、手机和电脑设备上以图表和曲线形式进行显示输出。

本发明的有益效果在于：

1)采用多刀具浮动旋转加工，有效提高去除飞边过程的自动化程度，提高产品的加工精度和产品质量，改善生产劳动环境，满足环保要求；同时，浮动打磨飞边减少刀具与工件之间的冲击，延长刀具的使用寿命；

2)通过全面及时的数据处理，实现信息驱动的打磨检测管理，及时评估生产设备的健康状态，降低设备故障率，减少生产管理成本，实现多样化生产，满足客户产品的变化需求；

3)机器视觉结合模糊自适应等智能算法实现工件表面质量缺陷的快速检测，提高检测的灵敏度和准确性，提高后续分拣下料的可靠性；

4)柔性生产管理过程实现企业生产制造的信息化和智能化，提高企业对制造资源的利用率，增强生产效益；同时提高企业对市场动态变化的响应能力，优化调整生产调度安排，确保生产任务的完成和生产秩序的相对稳定；

5)通过大数据分析和物联网云端平台实现生产过程的实时监控、数据共享、远程管理，为管理决策提供方便的信息查询和技术支撑。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为柔性生产线总体结构组成示意图；

图2为打磨工位结构组成示意图；

图3为吹扫工位结构组成示意图；

图4为传送带上托盘及固定板工装结构示意图；

图5为打磨工位的压紧杆结构示意图；

图6为打磨工位的刀具机构示意图；

图7为柔性生产管理系统架构示意图；

图8为生产过程流程图。

附图标记：1.上料机械手；101.末端执行器；2.传送带；201.托盘；202.托盘固定板；3.打磨机构；301.上顶气缸；302回转气缸；303.压紧杆；3031.调节弹簧板；3032.调节支腿；3033.压缩弹簧；3034.导轮；304.浮动刀具；3041.拉伸弹簧；305.刀具连接件；3051.限位调节块；306.刀具座；307.连接法兰；308.带座轴承；309.气缸连接件；4.吹扫机构；401.夹爪；402.提升气缸；403.摆动气缸；404.风刀；405.高压气管；406.风刀固定板；5.视觉检测机构；6.下料机械手；7.废料箱；8.除尘机构；9.转运带。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例以灰铸铁压铸的320型平底锅具为例加以说明。本实施例的一种微小型压铸件智能化打磨检测的柔性生产线及管理系统，主要包括上下料单元、传送单元、打磨单元、吹扫单元、检测单元、中央处理及控制单元。上下料单元实现工件的上下料搬运，传送单元实现工件在不同处理工位的间歇运动，打磨单元、吹扫单元和检测单元分别实现工件的不同工序处理，中央处理及控制单元对其余各单元进行集中管理及调度，实现不同规格型号工件的柔性生产。

进一步，所述上下料单元包括上料机械手1，下料机械手6，末端执行器101以及废料箱7。上料机械手1和下料机械手6均为五自由度BRTISE150T型工业机器人，上料机械手1设置在传送带2的前端，下料机械手6设置在废料箱7和转运带9之间；末端执行器101是DC24-XADZ120/30型电磁铁吸盘,分别安装在上料机械手1和下料机械手6末端；废料箱7为带滚轮的敞口式收集箱，便于加工过程产生废品的回收与转运，废料箱7设置在传送带2末端的下料机械手6同侧。

进一步，所述传送单元包括传送带2，托盘201及托盘固定板202、伺服电机、转运带9。传送带2为链板传送带或倍速链传送带，优选的，为HCBS-15000DZ型倍速链传送带，传送带2上等间距1000mm分布有托盘201及托盘固定板202，用于存放待处理的工件；所述托盘201为带锥度的环带，且设置有释放槽以减少对工件的径向压紧力，托盘201安装在托盘固定板202上，托盘固定板202中心设置有120mm*120mm的方形孔便于上顶气缸301的活塞杆通过；托盘固定板202安装在传送带2上，并通过伺服电机拖动传送带2实现托盘201在各工位之间的间歇运动，其运行速度由生产节拍确定，根据生产实践选定为0.5m/s；在传送带2的末端还设置有与之构成L型的转运带9，用于加工后工件的下料转运，转运带2采用PU/PVC等柔性材质的皮带以避免转运过程中对工件表面造成损伤。

进一步，所述打磨单元包括压紧杆303，上压或下压的压紧气缸，回转气缸302，刀具机构，打磨防护罩及除尘机构8。所述压紧杆303为底端带有调节弹簧板3031，圆周方向均布有3个相同调节支腿3032的压紧结构，实现压紧工件过程中的浮动调节和自动对中功能，各调节件均设置有20mm的压缩调节范围，以满足不同尺寸型号工件的调节压紧需求；在打磨工位固定板下方设置有向上伸缩的上顶气缸301，可将工件从托盘中顶出至压紧杆的调节弹簧板3031进行压紧固定，气缸行程根据工件的高度尺寸而定，优选为150mm的行程范围满足生产需求；所述刀具机构包括浮动刀具304，刀具连接件305，刀具座306、连接法兰307等，浮动刀具304的末端设置有拉伸弹簧3041固定到刀具连接件305上，使得浮动刀具304接触到飞边时可浮动调节并紧贴在飞边表面，浮动刀具304打磨部截面为圆形且打磨部表面附着有一层金刚砂，在去除飞边的同时对工件边沿进行初步磨削处理，为后续的精加工做准备；刀具连接件305上设置有多个安装孔，便于轴向调节浮动刀具304与工件的距离以适应不同规格型号工件的打磨需求；所述刀具座306上设置有4个刀具连接件安装孔以装配4把浮动刀具304，刀具座306与连接法兰307固定后通过带座轴承与回转气缸302相连，由回转气缸302带动浮动刀具304旋转实现对工件无死角打磨，回转气缸转动角度为100度，转动5次；所述打磨防护罩由多块防护板固定在打磨单元的外围，并且在工件进出打磨单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将打磨单元构成一个相对封闭的工作空间，避免打磨过程产生的铁屑和粉尘乱溅；所述除尘机构8由设置在打磨工位正下方的喇叭状接渣槽801及负压吸附除尘器802构成，除尘器802的风量为1000m³/小时，考虑打磨工位含细铁屑，选取过滤风速控制在1.0m/min以内，其管道连接至车间外部，使车间环境干净整洁。

进一步，所述吹扫单元包括风刀404，夹爪401，提升气缸402，摆动气缸403，吹扫防护罩等。所述风刀404为F型FD-150不锈钢风刀，通过高压气管连接后安装在风刀固定板406上，风刀固定板406与摆动气缸403的输出转动轴相连，并由其带动风刀来回摆动90度吹扫，风刀的数量可根据实际工况设置为2个，风刀的出口风速约为20m/s；所述夹爪401为快速机械夹爪，安装在提升气缸402上，提升气缸402与工件轴线成偏心距40mm安装，使得工件提升时形成20°的倾斜角度，便于将掉落到工件内部的铁屑及粉尘吹扫干净；所述吹扫防护罩由多块防护板固定在吹扫单元的外围，并且在工件进出吹扫单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将吹扫单元构成一个相对封闭的工作空间，避免吹扫出的铁屑和粉尘乱溅；此外，在吹扫单元正下方设置有与打磨工位相同的除尘机构，以保持车间满足环保要求。

进一步，所述检测单元包括光源，CCD相机，图像采集卡，图像处理软件及遮光防护罩。所述光源为4个可调光强的LED柱状光布设在检测单元的四周侧壁上，提高检测区域的光照均匀度；所述CCD相机为500万像素的MD-UB500MC型工业相机，设置在工件正上空的横梁上，检测工件内表面是否存在夹渣、卷起、变形、裂纹、划伤等缺陷，CCD相机与图像采集卡相连；所述图像采集卡与中央处理及控制单元相互连接，当检测到有工件时开启光源及CCD相机进行图像采集，并通过图像处理软件评判工件质量，然后将检测结果经中央处理及控制单元传输给下料机械手；所述遮光防护罩由多块防护板固定在检测单元的外围，且各防护板内侧均涂覆有黑色吸光材料以减少检测区域内杂散光对图像采集的干扰，同时在工件进出检测单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将吹扫单元构成一个相对封闭的光学暗室以提高图像检测分析的准确性。

进一步，所述中央处理及控制单元包括系统管理平台，物联网云端模块，显示输出模块，中央处理及控制单元通过现场总线对其余各单元进行连接和管理，通过Internet网络连接到远程云端。所述系统管理平台实现整个生产线的控制及管理：控制系统负责加工处理的全过程，协调各工位的动作顺序及生产节拍；管理系统实现生产管理和数据管理等功能，生产管理包括设备监控、能源控制、进度控制和质量把控等方面；数据管理包括实时数据采集、历史数据查询、报表打印分析、数据传输共享、故障预警诊断等方面，使用户能实时掌握生产线的生产信息和状态信息，并通过物联网云端模块实现信息远程访问和数据共享；采用自适应模糊神经网络、改进免疫遗传算法，模拟退火粒子群算法等智能算法实时分析工件的各加工进程状态，并根据订单更改、订单取消、临时紧急订单、设备故障等突发状况动态调整生产计划，协调优化加工效率，提高系统的柔性生产与管理水平。所述物联网云端模块，实现数据的统一传输与存储，并对采集的生产数据进行分析处理得到生产运行的优化控制策略，并反馈到系统管理平台进行统一调度。所述显示输出模块将生产进度、设备状态、能源消耗、产品质量统计，报表分析等相关分析处理结果按照不同的知悉使用权限分别在不同的显示终端如LED大屏幕看板、手机、电脑等设备上以图表，曲线等形式进行显示输出。

实施例二

如图1所示，本实施例以6061铝合金压铸的28型仪器盘状壳体为例进行说明。本实施例的一种微小型压铸件智能化打磨检测的柔性生产线及管理系统，主要包括上下料单元、传送单元、打磨单元、吹扫单元、检测单元、中央处理及控制单元。上下料单元实现工件的上下料搬运，传送单元实现工件在不同处理工位的间歇运动，打磨单元、吹扫单元和检测单元分别实现工件的不同工序处理，中央处理及控制单元对其余各单元进行集中管理及调度，实现不同规格型号工件的柔性生产。

进一步，所述上下料单元包括上料机械手1，下料机械手6，末端执行器101以及废料箱7。上料机械手1和下料机械手6均为五自由度BRTISE150T型工业机器人，上料机械手1设置在传送带2的前端，下料机械手6设置在废料箱7和转运带9之间；末端执行器101是QDX-D-6A型6通道真空吸盘,分别安装在上料机械手1和下料机械手6末端；废料箱7为带滚轮的敞口式收集箱，便于加工过程产生废品的回收与转运，废料箱7设置在传送带2末端的下料机械手6同侧。

进一步，所述传送单元包括传送带2，托盘201及托盘固定板202、伺服电机、转运带9。传送带2为链板传送带或倍速链传送带，优选的，为HCBS-15000DZ型倍速链传送带，传送带2上等间距800mm分布有托盘201及托盘固定板202，用于存放待处理的工件；所述托盘201为带锥度的环带，且设置有释放槽以减少对工件的径向压紧力，托盘201安装在托盘固定板202上，托盘固定板202中心设置有120mm*120mm的方形孔便于上顶气缸301的活塞杆通过；托盘固定板202安装在传送带2上，并通过伺服电机拖动传送带2实现托盘201在各工位之间的间歇运动，其运行速度由生产节拍确定，根据生产实践选定为0.3m/s；在传送带2的末端还设置有与之构成L型的转运带9，用于加工后工件的下料转运，转运带2采用PU/PVC等柔性材质的皮带以避免转运过程中对工件表面造成损伤。

进一步，所述打磨单元包括压紧杆303，上压或下压的压紧气缸，回转气缸302，刀具机构，打磨防护罩及除尘机构8。所述压紧杆303为底端带有调节弹簧板3031，圆周方向均布有3个相同调节支腿3032的压紧结构，实现压紧工件过程中的浮动调节和自动对中功能，各调节件均设置有20mm的压缩调节范围，以满足不同尺寸型号工件的调节压紧需求；在打磨工位固定板下方设置有向上伸缩的上顶气缸301，可将工件从托盘中顶出至压紧杆的调节弹簧板3031进行压紧固定，气缸行程根据工件的高度尺寸而定，优选为100mm的行程范围满足生产需求；所述刀具机构包括浮动刀具304，刀具连接件305，刀具座306、连接法兰307等，浮动刀具304的末端设置有拉伸弹簧3041固定到刀具连接件305上，使得浮动刀具304接触到飞边时可浮动调节并紧贴在飞边表面，浮动刀具304打磨部截面为三角形且打磨部表面附着有一层金刚砂，在去除飞边的同时对工件边沿进行初步磨削处理，为后续的精加工做准备；刀具连接件305上设置有多个安装孔，便于轴向调节浮动刀具304与工件的距离以适应不同规格型号工件的打磨需求；所述刀具座306上设置有4个刀具连接件安装孔以装配4把浮动刀具304，刀具座306与连接法兰307固定后通过带座轴承与回转气缸302相连，由回转气缸302带动浮动刀具304旋转实现对工件无死角打磨，回转气缸转动角度为100度，转动3次；所述打磨防护罩由多块防护板固定在打磨单元的外围，并且在工件进出打磨单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将打磨单元构成一个相对封闭的工作空间，避免打磨过程产生的铝屑和粉尘乱溅；所述除尘机构8由设置在打磨工位正下方的喇叭状接渣槽801及负压吸附除尘器802构成，除尘器802的风量为1000m³/小时，考虑打磨工位含细铝屑，选取过滤风速控制在0.8m/min以内，其管道连接至车间外部，使车间环境干净整洁。

进一步，所述吹扫单元包括风刀404，夹爪401，提升气缸402，摆动气缸403，吹扫防护罩等。风刀404通过高压气管连接后安装在风刀固定板406上，风刀固定板406与摆动气缸403的输出转动轴相连，并由其带动风刀来回摆动90度吹扫，风刀的数量可根据实际工况设置为1个，风刀的出口风速约为10m/s；所述夹爪401为快速机械夹爪，安装在提升气缸402上，提升气缸402与工件轴线成偏心距40mm安装，使得工件提升时形成10°的倾斜角度，便于将掉落到工件内部的碎屑及粉尘吹扫干净；所述吹扫防护罩由多块防护板固定在吹扫单元的外围，并且在工件进出吹扫单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将吹扫单元构成一个相对封闭的工作空间，避免吹扫出的碎屑和粉尘乱溅；此外，在吹扫单元正下方设置有与打磨工位相同的除尘机构，以保持车间满足环保要求。

进一步，所述检测单元包括光源，CCD相机，图像采集卡，图像处理软件及遮光防护罩。所述光源为4个可调光强的LED柱状光布设在检测单元的四周侧壁上，提高检测区域的光照均匀度；所述CCD相机为500万像素的MD-UB500MC型工业相机，设置在工件正上空的横梁上，检测工件内表面是否存在夹渣、卷起、变形、裂纹、划伤等缺陷，CCD相机与图像采集卡相连；所述图像采集卡与中央处理及控制单元相互连接，当检测到有工件时开启光源及CCD相机进行图像采集，并通过图像处理软件评判工件质量，然后将检测结果经中央处理及控制单元传输给下料机械手；所述遮光防护罩由多块防护板固定在检测单元的外围，且各防护板内侧均涂覆有黑色吸光材料以减少检测区域内杂散光对图像采集的干扰，同时在工件进出检测单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将吹扫单元构成一个相对封闭的光学暗室以提高图像检测分析的准确性。

进一步，所述中央处理及控制单元包括系统管理平台，物联网云端模块，显示输出模块，中央处理及控制单元通过现场总线对其余各单元进行连接和管理，通过Internet网络连接到远程云端。所述系统管理平台实现整个生产线的控制及管理：控制系统负责加工处理的全过程，协调各工位的动作顺序及生产节拍；管理系统实现生产管理和数据管理等功能，生产管理包括设备监控、能源控制、进度控制和质量把控等方面；数据管理包括实时数据采集、历史数据查询、报表打印分析、数据传输共享、故障预警诊断等方面，使用户能实时掌握生产线的生产信息和状态信息，并通过物联网云端模块实现信息远程访问和数据共享；采用自适应模糊神经网络、改进免疫遗传算法，模拟退火粒子群算法等智能算法实时分析工件的各加工进程状态，并根据订单更改、订单取消、临时紧急订单、设备故障等突发状况动态调整生产计划，协调优化加工效率，提高系统的柔性生产与管理水平。所述物联网云端模块，实现数据的统一传输与存储，并对采集的生产数据进行分析处理得到生产运行的优化控制策略，并反馈到系统管理平台进行统一调度。所述显示输出模块将生产进度、设备状态、能源消耗、产品质量统计，报表分析等相关分析处理结果按照不同的知悉使用权限分别在不同的显示终端如LED大屏幕看板、手机、电脑等设备上以图表，曲线等形式进行显示输出。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，其特征在于：包括上下料单元、传送单元、打磨单元、吹扫单元、检测单元、中央处理及控制单元；

上下料单元实现工件的上下料搬运，传送单元实现工件在不同处理工位的间歇运动，打磨单元、吹扫单元和检测单元分别实现工件的不同工序处理，中央处理及控制单元对其余各单元进行集中管理及调度，实现不同规格型号工件的柔性生产；

所述打磨单元包括压紧杆、上压或下压的压紧气缸、旋转气缸、刀具机构、打磨防护罩及除尘机构；

所述压紧杆为底端带有调节弹簧板，圆周方向均布有3-6个相同调节支腿的压紧结构，实现压紧工件过程中的浮动调节和自动对中功能，各调节件均设置有20mm的压缩调节范围，以满足不同尺寸型号工件的调节压紧需求；

采用上压工件形式时在打磨工位固定板下方设置有向上伸缩的压紧气缸，将工件从托盘中顶出至压紧杆的调节弹簧板进行压紧固定，当采用下压工件形式时将压紧气缸与压紧杆相连，实现对工件的压紧固定；

所述刀具机构包括浮动刀具、刀具连接件、刀具座和连接法兰，浮动刀具的末端设置有拉伸弹簧固定到刀具连接件上，使得浮动刀具接触到飞边时能够浮动调节并紧贴在飞边表面，刀具打磨部截面为圆形、三角形或正方形，且刀具打磨部附着有一层金刚砂，在去除飞边的同时对工件边沿进行初步磨削处理，为后续的精加工做准备；

刀具连接件上设置有多个安装孔，便于轴向调节浮动刀具与工件的距离以适应不同规格型号工件的打磨需求；

刀具座上设置有3-6个刀具连接件安装孔以装配多把浮动刀具，刀具座与连接法兰固定后通过带座轴承与旋转气缸相连，由旋转气缸带动浮动刀具旋转实现对工件无死角打磨；

打磨防护罩由多块防护板固定在打磨单元的外围，并且在工件进出打磨单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将打磨单元构成一个相对封闭的工作空间，避免打磨过程产生的碎屑和粉尘乱溅；

除尘机构由设置在打磨工位正下方的喇叭状接渣槽及负压吸附除尘器构成，除尘器的管道连接至车间外部，使车间环境干净整洁。

2.根据权利要求1所述的微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，其特征在于：所述上下料单元包括上料机械手，下料机械手，末端执行器以及废料箱；

上料机械手和下料机械手均为五自由度工业机器人，上料机械手设置在传送带的前端，下料机械手设置在废料箱和转运带之间；

末端执行器是电磁铁吸盘或多通道真空吸盘，工件为铁质压铸件时末端执行器采用电磁铁吸盘分别安装在上料机械手和下料机械手末端，工件为铝或铜非铁质压铸件时末端执行器采用多通道真空吸盘分别安装在上料机械手和下料机械手末端；

废料箱为带滚轮的敞口式收集箱，便于加工过程产生废品的回收与转运，废料箱设置在传送带末端的下料机械手同侧。

3.根据权利要求1所述的微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，其特征在于：所述传送单元包括传送带、托盘及托盘固定板、伺服电机和转运带；

传送带为链板传送带或倍速链传送带，传送带上等间距分布有托盘及托盘固定板，用于存放待处理的工件；

托盘为带锥度的环带，且设置有释放槽以减少对工件的径向压紧力，托盘安装在托盘固定板上，托盘固定板中心设置有方形孔便于上顶气缸的活塞杆通过；

托盘固定板安装在传送带上，并通过伺服电机拖动传送带实现托盘在各工位之间的间歇运动，其运行速度由生产节拍确定；

在传送带的末端还设置有与之构成L型的转运带，用于加工后工件的下料转运，转运带采用PU/PVC柔性材质的皮带以避免转运过程中对工件表面造成损伤。

4.根据权利要求1所述的微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，其特征在于：所述吹扫单元包括风刀、夹爪、提升气缸、摆动气缸和吹扫防护罩；

风刀通过高压气管连接后安装在风刀固定板上，风刀固定板与摆动气缸的输出转动轴相连，并由其带动风刀摆动吹扫，风刀的数量根据实际工况设置一个或多个；

夹爪为快速机械夹爪，安装在提升气缸上，提升气缸与工件轴线成一定偏心距安装，使得工件提升时形成一定的倾斜角度，便于将掉落到工件内部的碎屑及粉尘吹扫干净；

吹扫防护罩由多块防护板固定在吹扫单元的外围，并且在工件进出吹扫单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将吹扫单元构成一个相对封闭的工作空间，避免吹扫出的碎屑和粉尘乱溅；

在吹扫单元正下方设置有与打磨工位相同的除尘机构，以保持车间满足环保要求。

5.根据权利要求1所述的微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，其特征在于：所述检测单元包括光源、CCD相机、图像采集卡、图像处理软件及遮光防护罩；

光源为多个可调光强的LED柱状光布设在检测单元的四周侧壁上，提高检测区域的光照均匀度；

CCD相机设置在工件正上空的横梁上，检测工件内表面是否存在夹渣、卷起、变形、裂纹和划伤缺陷，CCD相机与图像采集卡相连；

图像采集卡与中央处理及控制单元相互连接，当检测到有工件时开启光源及CCD相机进行图像采集，并通过图像处理软件评判工件质量，然后将检测结果经中央处理及控制单元传输给下料机械手；

遮光防护罩由多块防护板固定在检测单元的外围，且各防护板内侧均涂覆有黑色吸光材料以减少检测区域内杂散光对图像采集的干扰，同时在工件进出检测单元的左右防护板下段设置有橡胶遮帘，将吹扫单元构成一个相对封闭的光学暗室以提高图像检测分析的准确性。

6.根据权利要求1所述的微小型压铸件打磨检测的柔性生产系统，其特征在于：所述中央处理及控制单元包括系统管理平台、物联网云端模块、显示输出模块、中央处理及控制单元通过现场总线对其余各单元进行连接和管理，通过Internet网络连接到远程云端；

系统管理平台实现整个生产线的控制及管理：控制系统负责加工处理的全过程，协调各工位的动作顺序及生产节拍；管理系统实现生产管理和数据管理功能，生产管理包括设备监控、能源控制、进度控制和质量把控方面；

数据管理包括实时数据采集、历史数据查询、报表打印分析、数据传输共享和故障预警诊断方面，使用户能实时掌握生产线的生产信息和状态信息，并通过物联网云端模块实现信息远程访问和数据共享；

采用自适应模糊神经网络、改进免疫遗传算法，模拟退火粒子群算法智能算法实时分析工件的各加工进程状态，并根据订单更改、订单取消、临时紧急订单和设备故障突发状况动态调整生产计划，协调优化加工效率，提高系统的柔性生产与管理水平；

物联网云端模块，实现数据的统一传输与存储，并对采集的生产数据进行分析处理得到生产运行的优化控制策略，并反馈到系统管理平台进行统一调度；

显示输出模块将生产进度、设备状态、能源消耗、产品质量统计和报表分析的相关分析处理结果按照不同的知悉使用权限分别在不同的显示终端，包括LED大屏幕看板、手机和电脑，以图表和曲线形式进行显示输出。

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