CN110524253B - 高铁接触网铝合金零部件自动化打磨设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铁接触网铝合金零部件自动化打磨设备，其中：中央集成控制模块给自动上料模块、自动抓取模块、刀具模块、砂带机组模块以及自动下料模块发送不同的信号；自动上料模块将铝合金铸件上料至抓取处；自动抓取模块将抓取处的铝合金铸件依次抓取至刀具模块、砂带机组模块以及自动下料模块；刀具模块和砂带机组模块分别对铝合金铸件进行打磨，得到铝合金零部件；自动下料模块将铝合金零部件输送；工站模块放置自动上下料模块、自动抓取模块、刀具模块以及砂带机组模块；智能除尘模块对刀具模块、砂带机组模块以及工站模块内的粉尘进行清除。该设备打磨后的零部件合模缝小，毛刺批缝整齐，极大的节省了人工成本。
Description
技术领域
本发明属于自动化设备领域，具体涉及一种高铁接触网铝合金零部件自动化打磨设备。
背景技术
高速铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，高速铁路接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成，这几个组成部分的原材料大多是铝合金，而铝合金零部件大多铸造而成的。
高速铁路接触网中铝合金铸造件的分型线毛刺、合模线、锯切浇冒口处理一直都是生产制造企业的难点；传统的去毛刺是由采用人工和砂轮、砂带以及锉刀等配合搓磨，生产效率低，安全系数低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高铁接触网铝合金零部件自动化打磨设备。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种高铁接触网铝合金零部件自动化打磨设备，具有：中央集成控制模块、自动上料模块、自动抓取模块、刀具模块、砂带机组模块、自动下料模块、工站模块以及智能除尘模块；
所述工站模块为一矩形罩壳结构，所述自动上料模块位于所述工站模块内右侧前方，且部分伸出所述工站模块；所述自动抓取模块位于所述工站模块内，且与所述自动上料模块相对设置；所述刀具模块位于所述工站模块内右侧中部，且与所述自动上料模块成夹角设置；所述自动下料模块位于所述工站模块内右侧后方，并部分伸出所述工站模块，且与所述自动上料模块平行设置；所述砂带机组模块位于所述工站模块内左侧后方，并与所述自动下料模块成夹角设置；所述中央集成控制模块位于所述工站模块外，且嵌入所述工站模块左侧中部；所述智能除尘模块位于所述工站模块外部，并通过管道与所述工站模块连接；
所述中央集成控制模块，分别给所述自动上料模块、所述自动抓取模块、所述刀具模块、所述砂带机组模块以及所述自动下料模块发送上料信号、抓取信号、第一打磨信号、第二打磨信号以及下料信号；
所述自动上料模块，接收所述上料信号将铝合金铸件上料至自动抓取处；
所述自动抓取模块，接收所述抓取信号将自动抓取处的所述铝合金铸件依次抓取至所述刀具模块、所述砂带机组模块以及所述自动下料模块；
所述刀具模块，接收所述第一打磨信号对所述铝合金铸件进行第一次打磨，得到第一铝合金零部件；
所述砂带机组模块，接收所述第二打磨信号对所述第一铝合金零部件进行第二次打磨，得到第二铝合金零部件；
所述自动下料模块，接收所述下料信号将所述第二铝合金零部件输送出去；
所述智能除尘模块，用于收集处理所述刀具模块、所述砂带机组模块产生的粉尘以及所述工站模块内漂浮的粉尘。
在本发明的一个实施例中，所述自动上料模块包括：所述自动上料模块包括：滑轨机构、上料机架、限位固定器、粉尘防护罩、无杆气缸、托盘、上料防护罩、控制按钮以及缓冲垫；其中，
所述限位固定器、所述无杆气缸以及所述控制按钮均与所述中央集成控制模块电连接；
所述滑轨机构、所述无杆气缸均设置于所述上料机架上并与所述上料机架机械连接；所述滑轨机构位于所述无杆气缸的两侧；
所述粉尘防护罩位于所述托盘和所述上料机架之间，并分别与所述托盘和所述上料机架机械连接；所述托盘设置于所述无杆气缸以及所述滑轨机构上，并分别与所述无杆气缸、所述滑轨机构机械连接；所述限位固定器设置于所述上料机架的两侧；
所述上料防护罩位于所述上料机架的一端并与所述上料机架机械连接；所述控制按钮设置在所述上料防护罩上并与所述上料防护罩机械连接；
所述限位固定器包括接近开关和磁性感应块；所述接近开关和所述缓冲垫并排设置于所述上料机架上并与所述机架机械连接，所述磁性感应块设置于所述托盘底部，并与所述缓冲垫相对设置。
在本发明的一个实施例中，所述自动抓取模块包括：连接法兰、机械气缸、传感器、夹爪以及机器人；其中，
所述传感器与所述中央集成控制模块电连接；
所述连接法兰的一端机械连接所述机器人，另一端机械连接所述机械气缸；
所述机械气缸的端面与所述夹爪机械连接；所述机械气缸的侧面，并与所述夹爪相对的位置设置有凹槽，所述凹槽内设置有所述传感器，所述传感器与所述机械气缸机械连接。
在本发明的一个实施例中，所述自动抓取模块上设置有三个夹爪，所述夹爪上还设置有优力胶，所述机械气缸的端面与三个所述夹爪机械连接；所述优力胶镶嵌在每个所述夹爪内；所述机械气缸的侧面，并与任意两个所述夹爪相对的位置设置有两个凹槽，所述凹槽内设置有所述传感器，所述传感器与所述机械气缸机械连接。
在本发明的一个实施例中，所述刀具模块包括：第一刀具架、第二刀具架、第三刀具架、刀具调节板、浮动磨头、第一电主轴铣刀、第二电主轴铣刀以及第一接尘斗；其中，
所述浮动磨头、所述第一电主轴铣刀、第二电主轴铣刀分别与所述中央集成控制模块电连接；所述第一电主轴铣刀、第二电主轴铣刀一侧均设置有断刀传感器，且所述断刀传感器与所述中央集成控制模块电连接；所述第一接尘斗与所述智能除尘模块机械连接。
所述浮动磨头、所述第一电主轴铣刀、第二电主轴铣刀分别通过所述刀具调节板设置于所述第一刀具架、所述第二刀具架以及所述第三刀具架上，并与所述第一刀具架、所述第二刀具架以及所述第三刀具架机械连接；所述第一接尘斗位于所述浮动磨头、所述第一电主轴铣刀、第二电主轴铣刀的下方并与所述第二刀具架机械连接。
在本发明的一个实施例中，所述砂带机组模块包括：机架、电机与驱动轮、随动轮、砂带、控制单元、涨紧机构、浮动机构以及第二接尘斗；其中，
所述电机与驱动轮与所述中央集成控制模块电连接；所述第二接尘斗与所述智能除尘模块机械连接；
所述电机与驱动轮、所述随动轮、所述控制单元、所述涨紧机构以及所述浮动机构均设置于所述机架上，并与所述机架机械连接；所述第二接尘斗位于所述砂带下方并与所述机架机械连接；
所述砂带连接所述电机与驱动轮以及所述随动轮；
所述控制单元分别控制所述涨紧机构、所述浮动机构。
在本发明的一个实施例中，所述自动下料模块包括：第一检测光栅、第二检测光栅、下料线机架、调速电机以及传送带；其中，
所述调速电机、所述第一检测光栅以及所述第二检测光栅均与所述中央集成控制模块电连接；
所述传送带安装在所述下料线机架的上方，且所述传送带通过所述调速电机驱动；
所述第一检测光栅和所述第二检测光栅分别设置于所述传送带前端的所述下料线机架两侧和所述传送带末端的所述下料线机架两侧；
所述调速电机设置于所述下料线机架一端并与所述下料线机架机械连接。
在本发明的一个实施例中，所述智能除尘模块包括：第一接尘管道、第二接尘管道以及烟尘净化器；其中，
所述第一接尘管道与所述工站模块机械连接；所述第二接尘管道分别与所述第一接尘斗、所述第二接尘斗机械连接；
所述第一接尘管道、所述第二接尘管道均与所述烟尘净化器机械连接。
本发明的有益效果：
1、本发明通过设置刀具模块和砂带机组模块，保证了零件在打磨过程中的尺寸精度以及外观的一致性，并且通过设置自动抓取模块，提高了打磨的效率，同时能高强度连续生产作业，安全可靠，极大地提高了产品的竞争力，满足生产自动化、智能化的需要；
2、本发明通过设置智能除尘模块，降低了粉尘危害，提高了安全生产效率。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明的模块结构示意图；
图2为本发明一种实施例的具体结构俯视图；
图3为本发明一种实施例的具体结构立体图；
图4为本发明一种实施例的自动上料模块的结构示意图；
图5为图4中A部分的结构示意图；
图6为本发明一种实施例提供的自动抓取模块的结构示意图；
图7为本发明一种实施例提供的自动抓取模块的主视结构示意图；
图8为图7中A-A的结构示意图；
图9为本发明一种实施例提供的刀具模块的结构示意图；
图10为本发明一种实施例提供的砂带机组模块的结构示意图；
图11为本发明一种实施例提供的自动下料模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
请同时参见图1、图2和图3，本发明实施例提供了一种高铁接触网铝合金零部件自动化打磨设备，该设备包括：
自动上料模块1、中央集成控制模块2、自动抓取模块3、刀具模块4、砂带机组模块5、自动下料模块6、工站模块7以及智能除尘模块8；其中，
工站模块7为一矩形罩壳结构，自动上料模块1位于工站模块7内右侧前方，且部分伸出工站模块7；自动抓取模块3位于工站模块7内，且与自动上料模块1相对设置；刀具模块4位于工站模块7内右侧中部，且与自动上料模块1成夹角设置；自动下料模块6位于工站模块7内右侧后方，并部分伸出工站模块7，且与自动上料模块1平行设置；砂带机组模块5位于工站模块7内左侧后方，并与自动下料模块6成夹角设置；中央集成控制模块2位于工站模块7外，且嵌入工站模块7左侧中部；智能除尘模块8位于工站模块7外部，并通过管道与工站模块7连接；
中央集成控制模块2，分别给自动上料模块1、自动抓取模块3、刀具模块4、砂带机组模块5以及自动下料模块6发送上料信号、抓取信号、第一打磨信号、第二打磨信号以及下料信号；
自动上料模块1，接收上料信号将铝合金铸件上料至自动抓取处；
自动抓取模块3，接收抓取信号将自动抓取处的铝合金铸件依次抓取至刀具模块4、砂带机组模块5以及自动下料模块6；
刀具模块4，接收第一打磨信号对铝合金铸件上的进行第一次打磨，得到第一铝合金零部件；
砂带机组模块5，接收第二打磨信号对第一铝合金零部件进行第二次打磨，得到第二铝合金零部件；
自动下料模块6，接收下料信号将第二铝合金零部件输送出去；
智能除尘模块8，用于收集处理刀具模块4、砂带机组模块5产生的粉尘以及工站模块内漂浮的粉尘。
进一步地，请参见图4，自动上料模块1包括：滑轨机构10、上料机架11、限位固定器12、粉尘防护罩13、无杆气缸14、托盘15、上料防护罩16、控制按钮17以及缓冲垫18；其中，
限位固定器12、无杆气缸14以及控制按钮17均与中央集成控制模块2电连接；
滑轨机构10、无杆气缸14均设置于上料机架11上，并与上料机架11通过螺栓连接；滑轨机构10位于无杆气缸14的两侧；
粉尘防护罩13位于托盘15和上料机架11之间，并分别与托盘15和上料机架11通过螺栓连接；托盘15设置于无杆气缸14以及滑轨机构10上，并分别与无杆气缸14、滑轨机构10通过螺栓连接，托盘15用于放置定位工装，定位工装上放置有待打磨的铝合金铸件，利用中央集成控制模块2控制无杆气缸14上气，从而使托盘15带着铝合金铸件沿着滑轨机构10进行滑动，到达自动抓取处。
上料防护罩16位于上料机架11装料处的一端，并与上料机架11通过螺栓连接，上料防护罩16有两个作用，一是为了保护电气设备，比如各种传输线；二是可以避免操作人员在上料端时衣物被夹入，或者被机架的挂伤。
进一步地，控制按钮17设置在上料防护罩16上并与上料防护罩16通过螺栓连接。控制按钮17包括两个，一个是上料确认键171，另一个是急停键172。
进一步地，粉尘防护罩13为矩形风琴式防护罩，其材质为橡胶，将粉尘防护罩13固定在上料机架11与托盘15之间，托盘15在移动的时候，粉尘防护罩13随着托盘15在无杆气缸14上移动。
需要说明的是，每个自动上料模块1上，设置有两个粉尘防护罩13，使托盘15在送料过程，以及送料结束后，托盘15在回到装料处的时候，均可以利用粉尘防护罩13防止铝粉进入无杆气缸14内。
限位固定器12设置于上料机架11的两端，并与上料机架11的两端进行固定，用于对托盘15的位置进行限定，限位固定器12包括两个NPN型接近开关121和两个磁性感应块122，请参见图5，两个接近开关121和两个缓冲垫18并排设置于与无杆气缸14两端连接的上料机架11上并与上料机架11通过固定板19连接，固定板19通过螺栓固定于上料机架11上，两个磁性感应块122分别设置于托盘15底部并与托盘15通过螺栓连接，同时，两个磁性感应块分别与对应的缓冲垫18相对设置；在上料的过程中，当无杆气缸14带动托盘15运动到一定位置时，托盘15下方的磁性感应块会接触到缓冲垫18上，从而使无杆气缸14缓慢停止运动，同时，位于零件接收端的上料机架11上的接近开关121感应到磁性感应器122，输出信号到中央集成控制模块2，中央集成控制模块2控制自动抓取模块3抓取铝合金铸件进行打磨；当定位工装内的零件被打磨完之后，机器人给PLC发出指令，PLC控制无杆气缸14，从而使无杆气缸14带动托盘15，同时带动带动定位工装回到装料处，位于装料端的上料机架11上的接近开关121感应到磁性感应块122，输出信号到中央集成控制模块2，中央集成控制模块2则控制自动抓取模块3不在与装料端对应的自动抓取处抓取铝合金铸件。
进一步地，缓冲垫18的材质为橡胶，缓冲垫18与磁性感应块122相抵接，起到限位的作用。
进一步地，自动上料模块1的一端通过上料机架11支撑，另一端支撑在工站模块7上，达到平衡的作用。
自动上料模块1采用无杆气缸14推动，无杆气缸14的型号为CY1B系列的任意一种型号，具体可根据实际需要进行选择；当定位工装上摆满铝合金铸件后，操作人员按下上料确认键171，上料确认键171将信号传递给中央集成控制模块2，中央集成控制模块2给无杆气缸14发送指令，无杆气缸14推动托盘15滑动至机器人抓取处；当需要急停的时候，按下急停键172，急停键172将信号传递给中央集成控制模块2，中央集成控制模块2控制整套设备停止动作。
进一步地，自动上料模块1采用定位工装设计，定位工装设计采用零点定位系统，同时避开铝合金铸件所需打磨部位的毛刺及浇冒口提高重复抓取定位精度。
在一个具体实施例中，自动上料模块1采用双工位交互式上料平台，即设置有两套自动上料模块1，当一个自动上料模块1的铝合金铸件上料完成之后，回到装料点进行装料时，另一个自动上料模块1进行上料，从而节省了装料时间，图4为了方便示意，在其中一套自动上料模块1上未画出粉尘防护罩13和托盘15。
进一步地，请同时参见图6、图7和图8，自动抓取模块3包括：连接法兰30、机械气缸31、传感器32、夹爪33以及机器人35；其中，
传感器32与中央集成控制模块2电连接；
连接法兰30的一端通过螺栓连接机器人35的法兰，另一端通过螺栓连接机械气缸31；
机械气缸31的端面与夹爪33通过螺栓连接；机械气缸31的侧面，并与夹爪33相对的位置设置有凹槽，凹槽内设置有传感器32，传感器32通过固定片与机械气缸31螺栓连接。
进一步地，在一个具体实施例中，自动抓取模块3上设置有三个夹爪33，夹爪33上还设置有优力胶34；机械气缸31的端面与三个夹爪33通过螺栓连接；三个优力胶34分别镶嵌在对应的夹爪33内；机械气缸31的侧面，并与任意两个夹爪33相对的位置设置有两个凹槽，凹槽内设置有传感器32，传感器32通过固定片与机械气缸31螺栓连接。
需要说明的是，机器人35为6轴机器人，连接法兰30连接在6轴机器人的第6轴的法兰上，从而使机器人35的手腕在进行圆周运动的时候能带动连接的其余部分进行圆周运动，从而实现任意空间姿态；在一个具体实施例中，6轴机器人的型号为ABB IRB4600，负载为60kg、体积小运动半径大、重复定位精度高达±0.08mm，配合机械气缸31对铝合金零部件进行抓取作业；机器人35的动作由机器人控制柜来进行控制，机器人控制柜可以摆放在任意合适的位置。
进一步地，连接法兰30的另一端和机械气缸31通过螺栓进行连接，从而使机械气缸31顺利安装在机器人上；机械气缸31通过进气和出气，达到控制夹爪33加紧和松开的效果。
进一步地，两个传感器32包括第一传感器321和第二传感器322，均为PNP型接近开关，还设置有与之对应的第一磁性感应块和第二磁性感应块(附图中未画出)，第一传感器321、第二传感器322均与中央集成控制模块2电连接，第一磁性感应块以及第二磁性感应块与对应的PNP型接近开关形成信号输入和信号输出，并将信号通过中央集成控制模块2反馈给机器人控制柜，自动抓取模块3在抓取状态时第一传感器321有信号，第二传感器322无信号；自动抓取模块3在松开状态均时第二传感器322有信号，第一传感器321无信号；且当自动抓取模块3未抓取到铝合金铸件或者未抓取到位时，夹爪33会撑开到最大行程，进而将第一电磁感应块会离开第一传感器321的感应范围，两个传感器32都不会产生信号输出，此时，机器人控制柜未接收到信号，将会给中央集成控制模块2发送信号，中央集成控制模块2会发送信号给指示灯(图中未画出)，指示灯发出警报提醒操作人员，或者机器人控制柜控制自动抓取模块3自动跳至下一工位抓取铝合金零部件进行打磨作业，有效地避免了自动抓取模块3空爪造成的设备损坏。
进一步地，指示灯位于工站模块7顶部，并与中央集成控制模块2电连接，用于接收中央集成控制模块2发送的信号，并进行报警。
进一步地，夹爪33用于抓取铝合金零部件，当抓取铝合金铸件时，夹爪33伸进铝合金零部件内，在机械气缸31的作用下，向外撑开，从而抓取铸件；本发明实施例采用三爪定心来抓取铝合金铸件，即设计了三副夹爪33，使得抓取时更稳固，机械气缸31的型号为AF46-75-CP。
进一步地，第一传感器321和第二传感器322分别位于任意两个夹爪33的下方，与其对应的第一磁性感应块和第二磁性感应块分别设置在与夹爪33相连的气缸滑块36上，该气缸滑块36与夹爪33螺纹连接，可以在夹爪33夹紧或松开时，带动磁性感应块与对应的传感器32进行感应并产生感应信号。
进一步地，为了使铝合金铸件与夹爪33之间的作用力更大，且不会对铝合金铸件造成磨损，在夹爪33的外表面设置凹槽，将优力胶34镶嵌进夹爪33内，优力胶34具有塑料的刚性，又具有橡胶的弹性，提高了铝合金铸件与夹爪33之间的摩擦力，又能防止夹爪33在抓取的过程中损伤零件，有效降低了抓取铝合金铸件时夹爪33速度过快从而产生撞击，进而对夹爪33以及机械气缸31造成损害。
进一步地，在机械气缸31的端面，三副夹爪33的夹角处设置有缓冲弹垫37，该缓冲弹垫37通过弹簧与机械气缸31的端面连接，从而使铝合金铸件在碰到机械气缸31端面的时候会有一个缓冲力，而不至于会对铝合金铸件造成磕碰。通过夹爪33以及缓冲弹垫37，操作者可以直观的看出铝合金铸件是否被抓取到，同时保证了零件抓取的准确性以及实现防碰撞功能。
当上料完成之后，机器人控制柜控制机器人35动起来，到自动抓取处，然后机器人控制柜感应到接近开关121的信号，并给中央集成控制模块2发送信号，中央集成控制模块2发送指令给机械气缸31，机械气缸31的夹爪33然后执行抓取动作，抓取到零件之后，第一传感器321有信号，信号通过中央集成控制模块2反馈给机器人控制柜，机器人控制柜控制机器人执行下一个指令动作。
进一步地，请参见图9，刀具模块4包括：第一刀具架40、第二刀具架41、第三刀具架42、刀具调节板43、浮动磨头44、第一电主轴铣刀45、第二电主轴铣刀46以及第一接尘斗47；其中，
浮动磨头44、第一电主轴铣刀45和第二电主轴铣刀46均与中央集成控制模块2电连接；第一电主轴铣刀45、第二电主轴铣刀46一侧均设置有断刀传感器48，且断刀传感器48与中央集成控制模块2电连接；第一接尘斗47与智能除尘模块8通过螺栓连接。
浮动磨头44、第一电主轴铣刀45、第二电主轴铣刀46分别通过刀具调节板43设置于第一刀具架40、第二刀具架41以及第三刀具架42上，刀具调节板43分别与第一刀具架40、第二刀具架41以及第三刀具架42通过螺栓连接，浮动磨头44、第一电主轴铣刀45以及第二电主轴铣刀46均与对应的刀具调节板43通过螺栓连接；第一接尘斗47位于浮动磨头44、第一电主轴铣刀45、第二电主轴铣刀46的下方且与第一刀具架40通过螺栓连接。
浮动磨头44、第一电主轴铣刀45以及第二电主轴铣刀46可以通过各自的刀具调节板43在第一刀具架40、第二刀具架41以及第三刀具架42上左右调节；在第一刀具架、第二刀具架41以及第三刀具架42水平部分设置有若干螺栓孔，通过将各自的刀具调节板按照需要的位置在对应的螺栓孔处进行固定，达到左右调节的目的；此外，浮动磨头44所在的第一刀具架40和第二电主轴铣刀46所在的第三刀具架42可以沿着第一电主轴铣刀45所在的第二刀具架41上下调节，在第二刀具架41垂直于地面部分有若干螺栓孔，通过将第一刀具架40和第三刀具架42按照需要位置的螺栓孔进行固定，从而达到上下调节的目的，从而避免零件在打磨的时候收到干扰。
刀具由两个5.5KW的第一电主轴铣刀45、第二电主轴铣刀46和一个360°浮动磨头44组成，第一主轴铣刀43型号为旭昌GWD5500：该第一电主轴铣刀45直径较小，转速高且稳定，用于对铝合金铸件分型线以及侧面边孔毛刺去除；第二电主轴铣刀46型号为旭昌GWD5500，该第二电主轴铣刀46直径较大，用于铝合金铸件的局部粗铣，如铝合金零部件的较大毛刺以及浇冒口；再通过360°浮动磨头44对较小内槽、小孔径、批缝以及较小毛刺进行去除，浮动磨头44为气孔浮动去毛刺主轴，型号为AF30型；打磨完成后，得到第一铝合金零部件；在中央集成控制模块2以及机器人控制柜的控制作用下，三种刀具可以有效的对非标准铝合金铸件的各个批缝、分型线毛刺进行打磨。
其中，第一电主轴铣刀45可以根据实际零件的打磨要求进行刀具更换，本发明实施例在此不再具体赘述。
对铝合金铸件进行打磨的时候，打磨产生的铝屑会进入第一接尘斗45内，第一接尘斗45内的铝屑会通过管道进入智能除尘模块8内，从而防止铝屑污染工站室。
机器人抓取零件到刀具模块4的任一刀具位置时，机器人控制柜会输入信号给中央集成控制模块2，中央集成控制模块2控制刀具开启，进行打磨工作，依次类推，完成三种刀具的打磨，其中，在第一电主轴铣刀45和第二电主轴铣刀46的一侧均设置有断刀传感器48，断刀传感器48分别通过螺栓设置在第一电主轴铣刀45和第二电主轴铣刀46所在的刀具调节板43上，该断刀传感器48为光电传感器，型号为欧姆龙E3Z-T61；在刀具模块使用前，需要用断刀传感器48来检测刀具是否正常，断刀传感器48与第一电主轴铣刀45、第二电主轴铣刀46处于一定距离内时，即第一电主轴铣刀45、第二电主轴铣刀46处于各自的断刀传感器48的感应范围内时，断刀传感器48会产生信号，并将信号通过中央集成控制模块2反馈给机器人控制柜，机器人控制柜控制自动抓取模块3进行正常打磨，当第一电主轴铣刀45或者第二电主轴铣刀46刀具断掉后，脱离了对应的断刀传感器48的感应范围，此时，中央集成控制模块2接收不到信号，会控制指示灯发出报警信号。
第一刀具架40、第三刀具架42均通过螺栓安装在第二刀具架41上，第二刀具架41起支撑的作用。进一步地，请参见图10，较大的浇冒口锯切端面使用砂带机组模块5进行打磨；砂带机组模块5包括：机架50、电机与驱动轮51、随动轮52、砂带53、控制单元54、涨紧机构55、浮动机构56以及第二接尘斗57；其中，
电机与驱动轮51与中央集成控制模块2电连接；第二接尘斗57与智能除尘模块8通过螺栓连接。
电机与驱动轮51、随动轮52、控制单元54、涨紧机构55、浮动机构56均设置于机架50上且与机架50通过螺栓连接；且控制单元54通过气管分别控制涨紧机构55和浮动机构56。
砂带53连接电机与驱动轮51以及随动轮52；砂轮缠绕在电机与驱动轮51以及随动轮52上，电机与驱动轮51以及随动轮52转动的时候，带动砂带53一起转动，将第一铝合金零部件与砂带53摩擦，从而起到打磨的作用。
进一步地，控制单元54包括浮动机构56的手动推阀、调压阀以及压力表以及涨紧机构55的手动推阀、调压阀以及压力表；手动推阀用于停止向浮动机构56、涨紧机构55充气，从而可以更换砂带；调压阀用于控制浮动机构56、涨紧机构55的进气量大小、压力表用于显示浮动机构56、涨紧机构55的气体压力大小。
进一步地，第二接尘斗57位于砂带53下方并与机架50通过螺栓连接，打磨过程中产生的铝粉落入第二接尘斗57内，并通过智能除尘模块8除去。
砂带机组模块5采用浮动机构56进行浮动补偿，浮动机构56会根据控制单元54给的气压大小来前后移动，从而控制打磨第一铝合金零部件时需要多大的力，从而不伤及第一铝合金零部件表面；同时，当需要的打磨力不够时，通过涨紧机构55来调节砂带53的松紧能力，通过向涨紧机构55充气，使涨紧机构55将砂带53往外拉伸，从而达到拉紧砂带53从而增加打磨力的目的。
需要说明的是，浮动机构56和涨紧机构55均为能使砂带53拉紧的结构，两者区别在于运动轨迹不同。
需要说明的是，在实际使用过程中，由于铝合金零部件大小的不同，需要打磨的砂带53可以分为窄砂带和宽砂带，因此，可以准备两台不同的砂带机组模块5，根据实际铝合金零部件的大小选择合适的砂带53。
需要说明的是，本发明实施例中的自动化打磨设备还可以包括旋转气缸，旋转气缸置于砂带机组模块3旁边；当有的铝合金零部件两个端面都需要砂带53打磨的时候，一个端面打磨完成后，需要将铝合金零部件旋转到另一个面进行打磨，此时，需要用到旋转气缸将零件进行旋转，然后自动抓取模块3抓取已经打磨过的一端，将未打磨过的一端暴露出来，进行打磨；旋转气缸与自动抓取模块3的机械气缸31的工作原理类似，本发明实施例在此不再赘述；具体的抓取过程类似于自动抓取模块3从自动上料模块1抓取铝合金铸件的过程相同，本发明实施例在此也不再赘述。
中央集成控制模块2向电机与驱动轮51发送信号，使电机与驱动轮51进行转动，从而带动随动轮52以及砂带53进行转动，将第一铝合金零部件置于砂带53上，两者之间进行相互作用，从而达到打磨的目的；同时，通过控制单元54来调节浮动机构56和涨紧机构55的位置，从而调节砂带53的松紧，使得第一铝合金零部件打磨的力度合适，且不会伤及产品表面，得到第二铝合金零部件，也就是打磨完成后的铝合金零部件。
需要说明的是，本发明实施例中使用的气体均为压强为0.6MPa～1.2MPa的压缩空气，空气通过空压机，压缩成0.6MPa～1.2MPa的压缩空气，再通过排气管进入储气罐中进行存储，储气罐出气管通入干燥机内，干燥机的出气管接总阀门，经过总阀门的出气管分成若干支管，分别经过对应的电磁阀接到无杆气缸14上、机械气缸31以及砂带机组模块5的控制单元54上；需要说明的是，中央集成控制模块2控制无杆气缸14、机械气缸31，本质上控制的是无杆气缸14、机械气缸31对应的电磁阀；且所有的电磁阀均位于自动上料模块1的上料机架11的一端，方便维修和保养；由于砂带机组模块5开启时保持持续充气，因此，只需要将总阀门打开，砂带机组模块5的浮动机构56和涨紧机构57就会开始工作，将砂带53撑紧。
进一步地，请参见图11，自动下料模块6包括：第一检测光栅60、第二检测光栅61、下料线机架62、调速电机63以及传送带64；其中，
调速电机63、第一检测光栅60以及第二检测光栅61均与中央集成控制模块2电连接；
传送带64安装在下料线机架62的上方，且传送带64通过调速电机63驱动；
第一检测光栅60和第二检测光栅61分别设置于传送带64前端的下料线机架62两侧和传送带64末端的下料线机架62两侧，且均与下料线机架62两侧通过螺栓连接；
调速电机63设置于下料线机架62一端且与下料线机架62通过螺栓连接。
进一步地，第一检测光栅60和第二检测光栅61均为光电传感器，其型号均为SICKGIE6；机器人将打磨完成后的第二铝合金零部件放置到传送带64上，当位于传送带64前端的第一检测光栅60检测到有产品，则发送信号给中央集成控制模块2，中央集成控制模块2控制调速电机63驱动传送带64进行传输，当第二铝合金零部件传送到传送带64末端时，第二检测光栅61检测到有产品，则发送信号给中央集成控制模块2，中央集成控制模块2控制调速电机63停止驱动，以防止产品掉落出去。
进一步地，调速电机63的型号为：沿硕电机5IK系列，若是大小有差异或者长度有差异的零件，若按照原来的传送速度，可能会导致下料时零件撞在一起，因此，通过调速电机63来保证零件与零件之间的距离相同。
进一步地，该传送带64为PVC耐磨材质。
进一步地，自动下料模块6的一端通过下料线机架62支撑，另一端支撑在工站模块7上，达到平衡的作用。
进一步地，中央集成控制模块2为PLC系统，PLC系统为可编程逻辑控制器，专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程；本发明实施例中的PLC系统通过接受不同的信号以及发送不同的信号，从而控制整个打磨自动化生产设备的运行和停止。
进一步地，由于砂带机组模块5、刀具模块4进行打磨处理时，会产生噪音，这些噪音会对操作人员的身体造成损害，因此设置了工站模块7，工站模块7即为静音隔离式工站，将打磨设备以及机器人本体防止在独立静音隔离式工站内，有效隔绝了噪音。
进一步地，由于铝具有可燃性，铝合金铸件打磨时，产生的粉尘会漂浮在空气中，铝粉的密度一旦过高，会引起爆炸，因此，为了防止铝粉漂浮在空气中被人体吸入造成危害以及引起爆炸，因此，设置了智能除尘模块8，请再次参见图3，智能除尘模块8包括第一除尘管道80、第二除尘管道81以及烟尘净化器82，烟尘净化器82的型号为凯森KSDC-5A；在工站顶部设计吸尘口，用第一除尘管道80将吸尘口与烟尘净化器82连接，吸尘口与烟尘净化器82均与第一除尘管道80螺纹连接，并将缝隙与工站顶部焊接起来，同时通过锡纸进行密封，防止烟尘从缝隙处飘出来；用第二除尘管道81分别将第一接尘斗47和第二接尘斗57连接到烟尘净化器82上，烟尘净化器82有其独立的控制开关，打开烟尘净化器82的开关，使第一接尘斗47、第二接尘斗57以及工站模块7内的铝粉均通过各自的除尘管道进入到烟尘净化器82内，进行净化。
进一步地，该自动化打磨设备，还包括人工修搓台9，打磨完后的第二铝合金零部件若还有问题，可以通过人工修搓台9进行修整。
该自动化打磨设备，采用工作站式的工作模式，利用隔音式工站模块7，该隔音式工站模块7采用增加隔音棉设计，将设备及控制单元54都在隔音的环境下打磨产品，首先，由人工将铝合金铸件摆放到自动上料模块1的定位工装上，自动上料模块1将铝合金铸件送到自动抓取处，机器人控制柜控制机器人运动到自动抓取处，感应到信号后，机器人控制柜给中央集成控制模块2发送信息，中央集成控制模块2控制机械气缸31的电磁阀向机械气缸31充气，从而带动夹爪33执行抓取动作，抓取到铝合金铸件之后，机器人控制柜会给中央集成控制模块2一个信号，中央集成控制模块2会反馈回一个信号，然后机器人控制柜控制机器人运动到刀具模块4上，机器人控制柜会输入信号给中央集成控制模块2，中央集成控制模块2控制刀具开启，进行打磨工作，依次类推，完成三种刀具的打磨，得到第一铝合金零部件；打磨完成之后，机器人控制柜会给中央集成控制模块2发送信号，中央集成控制模块2会反馈回一个信号，然后机器人控制柜控制机器人运动到砂带机组模块5，机器人控制柜会输入信号给中央集成控制模块2，中央集成控制模块2控制砂带机组模块5中的电机与驱动轮51开启，从而带动砂带53进行转动，利用砂带53进行第一铝合金零部件的打磨，得到第二铝合金零部件；同时，在用刀具模块4和砂带机组模块5进行打磨过程中均会产生铝屑，还会有微小的粉尘漂浮于整个工作站内，利用智能除尘模块8对该工站模块7内部进行吸尘处理，打磨完成后的第二铝合金零部件若还有问题，可以通过人工修搓台9进行再次修整。
本发明实施例通过设置刀具模块和砂带机组模块，保证了零件在打磨过程中的尺寸精度以及外观的一致性，并且通过设置自动抓取模块，提高了打磨的效率，同时能高强度连续生产作业，安全可靠，极大地提高了产品的竞争力，满足生产自动化、智能化的需要；
此外，本发明实施例通过设置智能除尘模块，降低了粉尘危害，提高了安全生产效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“末”、“内”“左”、“右”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，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种高铁接触网铝合金零部件自动化打磨设备，具有：中央集成控制模块、自动上料模块、自动抓取模块、刀具模块、砂带机组模块、自动下料模块、工站模块以及智能除尘模块；
所述工站模块为一矩形罩壳结构，所述自动上料模块位于所述工站模块内右侧前方，且部分伸出所述工站模块；所述自动抓取模块位于所述工站模块内，且与所述自动上料模块相对设置；所述刀具模块位于所述工站模块内右侧中部，且与所述自动上料模块成夹角设置；所述自动下料模块位于所述工站模块内右侧后方，并部分伸出所述工站模块，且与所述自动上料模块平行设置；所述砂带机组模块位于所述工站模块内左侧后方，并与所述自动下料模块成夹角设置；所述中央集成控制模块位于所述工站模块外，且嵌入所述工站模块左侧中部；所述智能除尘模块位于所述工站模块外，并通过管道与所述工站模块连接；
所述中央集成控制模块，分别给所述自动上料模块、所述自动抓取模块、所述刀具模块、所述砂带机组模块以及所述自动下料模块发送上料信号、抓取信号、第一打磨信号、第二打磨信号以及下料信号；
所述自动上料模块，接收所述上料信号将铝合金铸件上料至自动抓取处；
所述自动上料模块包括：滑轨机构、上料机架、限位固定器、粉尘防护罩、无杆气缸、托盘、上料防护罩、控制按钮以及缓冲垫；其中，
所述限位固定器、所述无杆气缸以及所述控制按钮均与所述中央集成控制模块电连接；
所述滑轨机构、所述无杆气缸均设置于所述上料机架上并与所述上料机架机械连接；所述滑轨机构位于所述无杆气缸的两侧；
所述粉尘防护罩位于所述托盘和所述上料机架之间，并分别与所述托盘和所述上料机架机械连接；所述托盘设置于所述无杆气缸以及所述滑轨机构上，并分别与所述无杆气缸、所述滑轨机构机械连接；所述限位固定器设置于所述上料机架的两侧；
所述上料防护罩位于所述上料机架的一端并与所述上料机架机械连接；所述控制按钮设置在所述上料防护罩上并与所述上料防护罩机械连接；
所述限位固定器包括接近开关和磁性感应块；所述接近开关和所述缓冲垫并排设置于所述上料机架上并与所述机架机械连接，所述磁性感应块设置于所述托盘底部，并与所述缓冲垫相对设置；
所述自动抓取模块，接收所述抓取信号将自动抓取处的所述铝合金铸件依次抓取至所述刀具模块、所述砂带机组模块以及所述自动下料模块；
所述刀具模块，接收所述第一打磨信号对所述铝合金铸件进行第一次打磨，得到第一铝合金零部件；
所述砂带机组模块，接收所述第二打磨信号对所述第一铝合金零部件进行第二次打磨，得到第二铝合金零部件；
所述自动下料模块，接收所述下料信号将所述第二铝合金零部件输送出去；
所述智能除尘模块，用于收集处理所述刀具模块、所述砂带机组模块产生的粉尘以及所述工站模块内漂浮的粉尘；
所述自动抓取模块包括：连接法兰、机械气缸、传感器、夹爪以及机器人；其中，
所述传感器与所述中央集成控制模块电连接；
所述连接法兰的一端机械连接所述机器人，另一端机械连接所述机械气缸；
所述机械气缸的端面与所述夹爪机械连接；所述机械气缸的侧面，并与所述夹爪相对的位置设置有凹槽，所述凹槽内设置有所述传感器，所述传感器与所述机械气缸机械连接；
所述刀具模块包括：第一刀具架、第二刀具架、第三刀具架、刀具调节板、浮动磨头、第一电主轴铣刀、第二电主轴铣刀以及第一接尘斗；其中，
所述浮动磨头、所述第一电主轴铣刀、所述第二电主轴铣刀分别与所述中央集成控制模块电连接；所述第一电主轴铣刀、所述第二电主轴铣刀一侧均设置有断刀传感器，且所述断刀传感器与所述中央集成控制模块电连接；所述第一接尘斗与所述智能除尘模块机械连接；
所述浮动磨头、所述第一电主轴铣刀、所述第二电主轴铣刀分别通过所述刀具调节板设置于所述第一刀具架、所述第二刀具架以及所述第三刀具架上，并与所述第一刀具架、所述第二刀具架以及所述第三刀具架机械连接；所述第一接尘斗位于所述浮动磨头、所述第一电主轴铣刀、所述第二电主轴铣刀的下方并与所述第二刀具架机械连接；
所述砂带机组模块包括：机架、电机与驱动轮、随动轮、砂带、控制单元、涨紧机构、浮动机构以及第二接尘斗；其中，
所述电机与驱动轮与所述中央集成控制模块电连接；所述第二接尘斗与所述智能除尘模块机械连接；
所述电机与驱动轮、所述随动轮、所述控制单元、所述涨紧机构以及所述浮动机构均设置于所述机架上，并与所述机架机械连接；所述第二接尘斗位于所述砂带下方并与所述机架机械连接；
所述砂带连接所述电机与驱动轮以及所述随动轮；
所述控制单元分别控制所述涨紧机构、所述浮动机构；
所述自动下料模块包括：第一检测光栅、第二检测光栅、下料线机架、调速电机以及传送带；其中，
所述调速电机、所述第一检测光栅以及所述第二检测光栅均与所述中央集成控制模块电连接；
所述传送带安装在所述下料线机架的上方，且所述传送带通过所述调速电机驱动；
所述第一检测光栅和所述第二检测光栅分别设置于所述传送带前端的所述下料线机架两侧和所述传送带末端的所述下料线机架两侧；
所述调速电机设置于所述下料线机架一端并与所述下料线机架机械连接；
所述智能除尘模块包括：第一接尘管道、第二接尘管道以及烟尘净化器；其中，
所述第一接尘管道与所述工站模块机械连接；所述第二接尘管道分别与所述第一接尘斗、所述第二接尘斗机械连接；
所述第一接尘管道、所述第二接尘管道均与所述烟尘净化器机械连接。
2.根据权利要求1所述的高铁接触网铝合金零部件自动化打磨设备，其特征在于，所述自动抓取模块上设置有三个夹爪，所述夹爪上还设置有优力胶，所述机械气缸的端面与三个所述夹爪机械连接；所述优力胶镶嵌在每个所述夹爪内；所述机械气缸的侧面，并与任意两个所述夹爪相对的位置设置有两个凹槽，所述凹槽内设置有所述传感器，所述传感器与所述机械气缸机械连接。
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