CN110883687A - 一种智能化自吸尘打磨抛光终端装置 - Google Patents

一种智能化自吸尘打磨抛光终端装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其装置包括自吸尘偏心打磨机和气动机械臂；主动自适应法兰组件，其一端法兰与所述气动机械臂连接，另一端法兰与所述自吸尘偏心打磨机连接；在工作时，所述主动自适应法兰组件根据预设压力值，维持其两端的法兰之间的压力恒定。本发明通过采用主动自适应法兰组件分别连接自吸尘偏心打磨机和气动机械臂；在工作时，主动自适应法兰组件能够根据预设压力值，维持其两端的法兰之间的压力恒定，从而使自吸尘偏心打磨机的打磨头的表面接触压力始终等于预设压力值，因此无需再依靠操作者控制打磨抛光时的表面接触压力，就能使打磨抛光表面去除率均匀。

Description

一种智能化自吸尘打磨抛光终端装置
技术领域
本发明涉及一种装备表面处理的智能化自吸尘式打磨抛光气动机械装置，属于机器人打磨抛光设备技术领域，尤其是指以自吸尘式打磨抛光气动机械臂为核心技术的各种智能化打磨抛光设备通用解决方案。
背景技术
我国是装备制造大国，随着制造技术的不断发展，已经涉足大规模制造商用飞机、高速轨道交通列车、舰船、巨型油轮和海洋工程等大型产品设备，产品种类繁多和外轮廓形状复杂。而前述这些大型产品设备的制造和维修均有需要表面打磨、抛光和涂装，其中打磨抛光工序仍然大多依靠工人手握打磨机手工作业。
发明专利CN108356656A公开了一种气动机械臂及采用该机械臂的自吸尘打磨抛光终端装置，它可以单人操控、能够连续完成装备各种形状和曲面连贯部位的打磨抛光工序，结构简单，无需编程，操控灵活，提高生产效率和装备表面打磨抛光质量，并最大限度減少环境污染和对工人健康伤害。但是，它完全依靠操作者操控打磨抛光的表面接触压力，因此很难保证打磨抛光表面去除率均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能化自吸尘打磨抛光终端装置，该装置可以自动保持打磨抛光时的表面接触压力恒定，从而使打磨抛光表面去除率均匀。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其包括：
自吸尘偏心打磨机和气动机械臂；
主动自适应法兰组件，其一端法兰与所述气动机械臂连接，另一端法兰与所述自吸尘偏心打磨机连接；
在工作时，所述主动自适应法兰组件根据预设压力值，维持其两端的法兰之间的压力恒定。
本发明的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，通过采用主动自适应法兰组件分别连接自吸尘偏心打磨机和气动机械臂；在工作时，主动自适应法兰组件能够根据预设压力值，维持其两端的法兰之间的压力恒定，从而使自吸尘偏心打磨机的打磨头的表面接触压力始终等于预设压力值，因此无需再依靠操作者控制打磨抛光时的表面接触压力，就能使打磨抛光表面去除率均匀。
进一步地，所述主动自适应法兰组件内设有压力传感器，所述压力传感器用于获取所述主动自适应法兰组件两端的法兰之间的实时压力值；
该智能化自吸尘式打磨抛光气动机械装置还包括控制终端，所述控制终端分别与所述压力传感器、气动机械臂信号连接；
当所述实时压力值大于所述预设压力值时，所述控制终端控制所述气动机械臂停止工作。
本发明的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，通过主动自适应法兰组件内设的压力传感器获取主动自适应法兰组件两端的法兰之间的实时压力值，该实时压力值即为打磨抛光的表面接触压力；压力传感器与控制终端信号连接，当实时压力值大于预设压力值时，控制终端控制气动机械臂停止工作，从而避免在实时压力值大于预设压力值的情况下，气动机械臂仍驱动自吸尘偏心打磨机移动，碰撞薄壁设备表面造成设备永久性损坏。
进一步地，在所述主动自适应法兰组件与所述自吸尘偏心打磨机之间还设有安装座，所述安装座上设有网络化摄像头组件，其与所述控制终端信号连接；
所述网络化摄像头组件用于获取所述自吸尘偏心打磨机的打磨区域的实时视频图像，且将所述打磨区域的实时视频图像传递到所述控制终端。
进一步地，在所述安装座上还设有激光测距传感组件，其与所述控制终端信号连接；
所述激光测距传感组件用于获取所述自吸尘偏心打磨机的实时去除涂层厚度值，且将所述实时去除涂层厚度值传递到所述控制终端。
进一步地，所述安装座向靠近所述自吸尘偏心打磨机的打磨头一侧延伸形成第一安装部；
所述网络化摄像头组件和激光测距传感组件安装在所述第一安装部上，以使所述网络化摄像头组件和激光测距传感组件正对所述自吸尘偏心打磨机的打磨头。
作为一种具体实施方式，所述控制终端内设有无线通信单元、显示单元；
所述无线通信单元用于接收所述实时压力值、所述打磨区域的实时视频图像和所述实时去除涂层厚度值；
所述显示单元用于显示所述实时压力值、所述打磨区域的实时视频图像和所述实时去除涂层厚度值。
作为一种具体实施方式，所述无线通信单元通过以太网TCP/IP与所述主动自适应法兰组件和/或所述激光测距传感组件的外部通信接口连接。
作为一种具体实施例，所述控制终端为平板电脑。
进一步地，所述安装座向远离所述自吸尘偏心打磨机的打磨头一侧延伸形成第二安装部；
在所述第二安装部上设有静电清除组件，所述静电清除组件包括离子发生器和风机；
所述离子发生器用于产生带有正负电荷，所述风机用于将所述正负电荷吹向所述自吸尘偏心打磨机，以中和所述自吸尘偏心打磨机上的高压静电电荷，防止靜电引发金属粉尘爆作。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、本发明是一种适应各种规格和种类装备表面接触压力恒定、连续打磨抛光的气动机械臂，其表面接触压力预先在平板电脑上设定；当接触压力超过设定值时，自动切换气动机械臂的气路将停止运动，避免碰撞薄壁设备表面造成设备永久性损坏；在连续打磨抛光过程中，保证装备表面打磨质量均匀；
2、本发明采用网络化摄像头实时视频显示打磨抛光区域图像，操作者根据平板电脑上的图像移动气动机械臂，从而控制打磨抛光机；例如当停留在较厚的油漆补丁或填充物斑点上的时间更长时，不需要操纵者不断观察打磨抛光区域的去除轨跡，通过操纵杆手柄连续执行前后往复扫描动作；
3、本发明采用激光测距传感组件在线测量实时去除涂层厚度，并在平板电脑上实时显示去除涂层厚度值；当去除涂层厚度值减小时，提示操作者及时更换打磨机头砂碟，有效提高生产效率和减少耗材成本。
4、本发明采用静电清除装置，当装备表面所带为负电荷，它会吸引气流中的正电荷，当物体表面所带为正电荷时，它会吸引气流中的负电荷，从而使物体表面上的静电被中和，避免高压靜电引起金属粉尘爆炸的危险。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明实施例的智能化自吸尘打磨抛光终端装置的结构示意图；
图2是本发明实施例的智能化自吸尘打磨抛光终端装置的各部件连接示意图。
具体实施方式
为了更好地阐述本发明，下面参照附图对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，一种智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其包括：
自吸尘偏心打磨机1和气动机械臂2；
主动自适应法兰组件3，其一端法兰与所述自吸尘偏心打磨机1连接，另一端法兰与所述气动机械臂2连接；
具体地，主动自适应法兰组件3一端的法兰301与气动机械臂2末端的法兰201固接；
在所述主动自适应法兰组件3与所述自吸尘偏心打磨机1之间还设有安装座4；具体地，自吸尘偏心打磨机1的连接支架101固定在一安装座4的中部，安装座4的中部设有一连接法兰401，主动自适应法兰组件3另一端的法兰302与该连接法兰401固接，且主动自适应法兰组件3的轴线与自吸尘偏心打磨机1本体的轴线同心。
在工作时，所述主动自适应法兰组件3根据预设压力值，维持其两端的法兰之间的压力恒定。
本实施例的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，通过采用主动自适应法兰组件分别连接自吸尘偏心打磨机和气动机械臂；在工作时，主动自适应法兰组件能够根据预设压力值，维持其两端的法兰之间的压力恒定，从而使自吸尘偏心打磨机的打磨头的表面接触压力始终等于预设压力值，因此无需再依靠操作者控制打磨抛光时的表面接触压力，就能使打磨抛光表面去除率均匀。
优选地，该智能化自吸尘式打磨抛光气动机械装置还包括控制终端5。
具体地，所述控制终端5为平板电脑。
优选地，所述主动自适应法兰组件3内设有压力传感器，所述压力传感器用于获取所述主动自适应法兰组件3两端的法兰之间的实时压力值；
所述控制终端5分别与所述压力传感器、气动机械臂2信号连接；
当所述实时压力值大于所述预设压力值时，所述控制终端5控制所述气动机械臂2停止工作。
本实施例的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，通过主动自适应法兰组件内设的压力传感器获取主动自适应法兰组件两端的法兰之间的实时压力值，该实时压力值即为打磨抛光的表面接触压力；压力传感器与控制终端信号连接，当实时压力值大于预设压力值时，控制终端控制气动机械臂停止工作，从而避免在实时压力值大于预设压力值的情况下，气动机械臂仍驱动自吸尘偏心打磨机移动，碰撞薄壁设备表面造成设备永久性损坏。
优选地，所述安装座4上设有网络化摄像头组件6，其与所述控制终端5信号连接；
所述网络化摄像头组件6用于获取所述自吸尘偏心打磨机1的打磨区域的实时视频图像，且将所述打磨区域的实时视频图像传递到所述控制终端5。
具体地，网络化摄像头组件6包括有CCD图像传感器组件和镜头组件。
优选地，在所述安装座4上还设有激光测距传感组件7，其与所述控制终端5信号连接；
所述激光测距传感组件7用于获取所述自吸尘偏心打磨机1的实时去除涂层厚度值，且将所述实时去除涂层厚度值传递到所述控制终端5。
优选地，激光测距传感组件7包括激光传感器、内部集成放大器和数字转换器，并经TCP/IP协议以太网接口与平板电脑链接，该组件整体与网络化摄像头组件安装在安装支座的同一侧端，提供实时去除涂层厚度值。
优选地，所述安装座4向靠近所述自吸尘偏心打磨机1的打磨头一侧延伸形成第一安装部410；
所述网络化摄像头组件6和激光测距传感组件7安装在所述第一安装部410上，以使所述网络化摄像头组件6和激光测距传感组件7正对所述自吸尘偏心打磨机1的打磨头。
具体地，所述控制终端5内设有无线通信单元、显示单元；
所述无线通信单元用于接收所述实时压力值、所述打磨区域的实时视频图像和所述实时去除涂层厚度值；
所述显示单用于显示所述实时压力值、所述打磨区域的实时视频图像和所述实时去除涂层厚度值。
具体地，所述无线通信单元通过以太网TCP/IP与所述主动自适应法兰组件3和所述激光测距传感组件7的外部通信接口连接。
优选地，所述安装座4向远离所述自吸尘偏心打磨机1的打磨头一侧延伸形成第二安装部420；
在所述第二安装部420上设有静电清除组件8，所述静电清除组件8包括离子发生器和风机；
所述离子发生器用于产生带有正负电荷，所述风机用于将所述正负电荷吹向所述自吸尘偏心打磨机，以中和所述自吸尘偏心打磨机上的高压静电电荷，防止靜电引发金属粉尘爆作。
优选地，该智能化自吸尘打磨抛光终端装置除了平板电脑5外，还包括有用于将平板电脑固定在气动机械臂上的移动机架、无线路由器9、锂蓄电池及其电源逆变器10和逻辑控制单元11；其中：锂蓄电池及其电源逆变器10分别为所述平板电脑5和无线路由器9提供DC 5V电源，为所述主动自适应法兰3、网络化摄像头组件6、激光测距传感组件7和逻辑控制单元11提供DC 24V电源，为所述静电清除组件8提供AC 220V电源。
如图2所示，所述主动自适应法兰300经以太网线15接入无线路由器9，再经WIFI与平板电脑5连接，其中：预先在平板电脑上设定气动机械臂打磨抛光的表面接触压力，主动自适应法兰3自主维持接触压力恒定，保证涂层表面质量均匀；当打磨抛光机的表面接触压力超过设定值时，逻辑控制单元11切断气动机械臂的气源，气动机械臂将停止运动，避免碰撞薄壁设备表面造成设备永久性损坏；所述网络化摄像头组件6经以太网线15接入无线路由器9，再经WIFI与平板电脑10链接，其中：平板电脑5显示网络化摄像头组件6的实时视频，操作者根据平板电脑上的打磨抛光区域图像，允许操作者根据需要引导移动气动臂末端打磨抛光机，具有直观的操纵杆控制功能：例如当停留在较厚的油漆补丁或填充物斑点上的时间更长时，不需要操纵者不断观察打磨抛光区域的去除轨跡，通过操纵杆手柄连续执行前后往复扫描动作；所述激光测距传感组件7经以太网线接入无线路由器9，再经WIFI与平板电脑5连接，其中：预先在平板电脑5上设定原涂层和去除涂层厚度差值，实时显示去除涂层厚度值；当去除涂层厚度值减小时(主动自适应法兰3自主维持接触压力恒定，但打磨抛光机头砂碟上的磨粒磨削力逐渐下降，造成实时去除涂厚度值变小)，提示操作者及时更换打磨抛光机头砂碟，有效提高生产效率和减少耗材成本；所述静电清除装置经逻辑控制单元11与平板电脑5连接，其中：预先在平板电脑上设定离子风力大小和发射针毛刷自动清洁时间间隔，当风机起动运行时，可产生大量的带有正负电荷的气流，可以将设备上所带的电荷中和掉，避免高压靜电引起金属粉尘爆炸的危险(静电为正电荷与气流中的负电荷中和，静电为负电荷与气流中的正电荷中和)。
在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (9)

1.一种智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于，包括：
自吸尘偏心打磨机和气动机械臂；
主动自适应法兰组件，其一端法兰与所述气动机械臂连接，另一端法兰与所述自吸尘偏心打磨机连接；
在工作时，所述主动自适应法兰组件根据预设压力值，维持其两端的法兰之间的压力恒定。
2.根据权利要求1所述的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于：
所述主动自适应法兰组件内设有压力传感器，所述压力传感器用于获取所述主动自适应法兰组件两端的法兰之间的实时压力值；
该智能化自吸尘式打磨抛光气动机械装置还包括控制终端，所述控制终端分别与所述压力传感器、气动机械臂信号连接；
当所述实时压力值大于所述预设压力值时，所述控制终端控制所述气动机械臂停止工作。
3.根据权利要求2所述的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于：
在所述主动自适应法兰组件与所述自吸尘偏心打磨机之间还设有安装座，所述安装座上设有网络化摄像头组件，其与所述控制终端信号连接；
所述网络化摄像头组件用于获取所述自吸尘偏心打磨机的打磨区域的实时视频图像，且将所述打磨区域的实时视频图像传递到所述控制终端。
4.根据权利要求3所述的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于：
在所述安装座上还设有激光测距传感组件，其与所述控制终端信号连接；
所述激光测距传感组件用于获取所述自吸尘偏心打磨机的实时去除涂层厚度值，且将所述实时去除涂层厚度值传递到所述控制终端。
5.根据权利要求4所述的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于：
所述安装座向靠近所述自吸尘偏心打磨机的打磨头一侧延伸形成第一安装部；
所述网络化摄像头组件和激光测距传感组件安装在所述第一安装部上，以使所述网络化摄像头组件和激光测距传感组件正对所述自吸尘偏心打磨机的打磨头。
6.根据权利要求5所述的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于：
所述安装座向远离所述自吸尘偏心打磨机的打磨头一侧延伸形成第二安装部；
在所述第二安装部上设有静电清除组件，所述静电清除组件包括离子发生器和风机；
所述离子发生器用于产生带有正负电荷，所述风机用于将所述正负电荷吹向所述所述自吸尘偏心打磨机，以中和所述自吸尘偏心打磨机上的高压静电电荷。
7.根据权利要求6所述的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于：
所述控制终端内设有无线通信单元、显示单元；
所述无线通信单元用于接收所述实时压力值、所述打磨区域的实时视频图像和所述实时去除涂层厚度值；
所述显示单元用于显示所述实时压力值、所述打磨区域的实时视频图像和所述实时去除涂层厚度值。
8.根据权利要求7所述的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于：
所述无线通信单元通过以太网TCP/IP与所述所述主动自适应法兰组件、所述激光测距传感组件和/或所述静电清除组件的外部通信接口连接。
9.根据权利要求2-8任一项所述的智能化自吸尘打磨抛光终端装置，其特征在于：
所述控制终端为平板电脑。
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