CN111872809A - 一种自动打磨工作平台 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种自动打磨工作平台，包括打磨执行器，所述打磨执行器包括六轴机器人，所述机器人末端通过力矩控制器连接打磨装置，所述机器人驱动所述打磨装置移动和旋转，所述力矩控制器用于检测所述打磨装置打磨时的压力大小；操作台，位于所述打磨执行器的一端；所述操作台上置有锁定被打磨物的锁定机构，所述锁定机构包括多组弹性吸盘组件、定位升降杆以及在所述操作台上来回移动的移动装卡组件；PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述打磨执行器和所述操作台上的锁定机构电连接。本发明采用六自由度工业机器人替代传统人工打磨带来的生产效率低下、人工打磨力度不均匀，容易造成零件基材损伤的问题。

Description

一种自动打磨工作平台
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，尤其涉及一种工业机器人自动打磨工作平台。
背景技术
航空复合材料在进行喷漆和组装前，需要对基材进行表面处理，目前需要人工手持气动打磨器进行打磨零件表面，使被隐藏的针孔缺陷充分暴露，然后用胶进行填充修补，由于人工打磨时力道的不均匀，容易造成基材的损伤，而人工打磨由于稳定性低差效率低，容易导致批量产品的一致性差，而且打磨出的粉尘和颗粒也容易对人的身体造成危害。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种油漆分装装置。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种自动打磨工作平台，其特征在于，包括打磨执行器，所述打磨执行器包括六轴机器人，所述机器人末端通过力矩控制器连接打磨装置，所述机器人驱动所述打磨装置移动和旋转，所述力矩控制器用于检测所述打磨装置打磨时的压力大小；操作台，位于所述打磨执行器的一端；所述操作台上置有锁定被打磨物的锁定机构，所述锁定机构包括多组弹性吸盘组件、定位升降杆以及在所述操作台上来回移动的移动装卡组件；PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述打磨执行器和所述操作台上的所述锁定机构电连接。
优选地，所述打磨装置包括连接所述力矩控制器的恒力执行器，所述恒力执行器的末端连接柔性打磨头，所述柔性打磨头上粘有打磨砂纸。
优选地，所述弹性吸盘组件用于吸附所述被打磨物，包括吸盘、驱动所述吸盘上下活动的驱动气缸、以及抽取所述吸盘内气体的抽气泵。
优选地，所述移动装卡组件用于固定所述被打磨物的边缘，包括在所述操作台上前后滑动的第一滑动锁定机构，连接于所述第一滑动锁定机构且相对所述第一滑动锁定机构可进行左右滑动的第二滑动锁定机构，上下滑动的升降机构以及旋转夹紧机构。
优选地，所述第一滑动锁定机构包括固定于所述操作台两侧的第一滑道，在所述第一滑道上滑动且具有锁扣的第一锁紧滑轨。
优选地，第二滑动锁定机构包括连接于操作台上两侧所述第一锁紧滑轨之间的第二滑道，所述第二滑道上设有第二锁紧滑轨，所述锁紧滑轨上连接有相对第二滑道可升降运动的升降机构，所述升降机构一侧还连接有旋转夹紧机构；所述旋转夹紧机构包括旋转气缸，以及由所述旋转气缸驱动旋转的夹杆。
优选地，还包括与所述PLC控制系统电连接的砂纸自动更换装置，所述砂纸自动更换装置包括工作台、置于工作台上的卸料装置和位于所述卸料装置的供料装置。
优选地，所述卸料装置包括用于铲除砂纸的刀片，定位所述柔性打磨头位置的第一定位气缸，夹紧所述柔性打磨头与所述刀片的夹紧气缸，以及检测砂纸是否铲除的检测部件，所述刀片固定于所述第一定位气缸与所述工作台面之间。
优选地，所述供料装置包括定位所述打磨头位置的第二定位气缸以及砂纸盒，所述砂纸盒下方设有向上推送砂纸向上移动的升降气缸。
优选地，还包括安全护栏。
本发明的有益效果在于，打磨采用打磨砂纸进行打磨，成本低，便于更换；采用六自由度工业机器人替代传统人工打磨带来的生产效率低下、人工打磨力度不均匀，容易造成零件基材损伤的问题；六自由度工业机器人可自行定位及打磨，提高了工作效率，减少了人员支出；采用安全围栏作为防护，减少打磨时对人工带来的伤害；在打磨过程中，设有砂纸更换设备，实现了砂纸的自动更换，当打磨到一定次数、距离、时间后重复以上动作。无需人工操作，解决了现有技术中存在的安全隐患可根据预先设定的程序进行自行更换砂纸。
附图说明
附图1-2为本发明的整体结构示意图。
附图3为本发明中操作台的俯视图。
附图4为本发明中弹性吸盘组件的结构示意图。
附图5为本发明中移动装卡组件的结构示意图。
附图6为本发明中砂纸自动更换装置的俯视图。
附图7为本发明中砂纸自动更换装置的主视图。
附图8为本发明中砂纸自动更换装置的刀片位置放大图。
其中，10-打磨执行器；11-力矩控制器；12-恒力执行器；12-柔性打磨头；20-操作台；21-弹性吸盘组件；211-吸盘；212-驱动气缸；213-锁紧气缸；214-抽气泵；22-定位升降杆；23-移动装卡组件；241-第一滑道；242-第一锁紧滑轨；251-第二滑道；252-第二锁紧滑轨；261-升降机构；271-旋转气缸271；272-夹杆；30-PLC控制系统；40-砂纸更换装置；41-工作台；42-卸料装置；421-刀片；422-第一定位气缸；422-夹紧气缸；423-检测部件；43-供料装置；431-第二定位气缸；432-砂纸盒；433-升降气缸。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种自动打磨工作平台，包括：打磨执行器10，所述打磨执行器10包括六轴机器人，与所述六轴机器人末端通过力矩控制器11连接打磨装置，所述六轴机器人驱动所述打磨装置的移动和旋转；操作台20，位于所述打磨执行器10的一端，所述操作台20上置有锁定被打磨物的锁定机构；PLC控制系统30，分别与打磨执行器10和所述操作台20上的锁定机构电连接。
具体地，如图1所示，所述打磨装置包括连接所述力矩控制器11的恒力执行器12，以及与连接恒力执行器12末端的柔性打磨头13，所述柔性打磨头13上粘有打磨砂纸。
本实施例中的力矩控制器11电连接PLC控制系统30，力矩控制器11用于检测所述打磨装置打磨时的压力大小，当压力超出预先设定的压力范围时，六轴机器人将会自动停止打磨，并发出警示，能够消除因压力过大过度打磨造成的零件损伤。
其中六轴机器人是指现有技术中的机器人，将打磨装置与六轴机器人的手臂连接，机器人的手臂即可带动打磨装置移动和旋转，给机器人编好程序，即可自动进行对被打磨物打磨工作。
如图3所示，所述锁定机构包括多组弹性吸盘组件21、定位升降杆22以及在所述操作台上来回移动的移动装卡组件23。
如图4所示，所述弹性吸盘组件21设有多组，遍布安装于所述操作台20上，用于吸附所述被打磨物，包括吸盘211、驱动所述吸盘211上下活动的驱动气缸212、锁紧气缸213、以及抽取所述吸盘内气体的抽气泵214，在进行吸附被打磨物时，首先驱动气缸212向上驱动，带动吸盘211向上运动，当吸盘211与被打磨物之间产生一定压力后，驱动气缸212停止工作，由锁紧气缸213锁紧空气，这时抽气泵214开始工作，吸取吸盘211内的空气，使吸盘211完全吸附于所述被打磨物上。
本实施例中的驱动气缸212、锁紧气缸213以及抽气泵214均与PLC控制系统电连接，PLC控制系统根据预设指定驱动上述驱动气缸212、锁紧气缸213以及抽气泵214的启动与停止。
定位升降杆22设有多组，均安装于所述操作台20上，定位升降杆22均与PLC控制系统电连接，当被打磨物置于操作台上时，PLC控制系统驱动定位升降杆22上升或下降来固定被打磨物的位置。
如图5所示，所述移动装卡组件23用于固定所述被打磨物的边缘，设有多组，本实施例中设有三组，其中每组移动装卡组件23包括连接于所述操作台20且相对所述操作台20前后滑动的第一滑动锁定机构，连接于所述第一滑动锁定机构且相对第一滑动锁定机构可进行左右滑动的第二滑动锁定机构，上下滑动的升降机构以及旋转夹紧机构；在固定被打磨物时，可以根据被打磨物的形状、大小，调整第一滑动锁定机构和第二滑动锁定机构、升降机构的位置，当被打磨物时位置固定好后，旋转夹紧机构夹紧被打磨物，防止被打磨物位置移动。
具体地，所述第一滑动锁定机构包括固定于所述操作台两侧的第一滑道241，在所述第一滑道241上滑动且具有锁扣的第一锁紧滑轨242。
第二滑动锁定机构包括连接于操作台20上两侧所述第一锁紧滑轨242之间的第二滑道251，所述第二滑道251上设有第二锁紧滑轨252，所述第二锁紧滑轨252上连接有相对第二滑道251升降运动的升降机构261，所述升降机构261一侧还连接有旋转夹紧机构。
所述旋转夹紧机构电连接PLC控制系统30，包括旋转气缸271，以及由所述旋转气缸驱动旋转的夹杆272。
本实施例中的第一滑道、第二滑道以及升降机构上均设有定位标尺，方便更好的定位被打磨物的位置。
在进行锁定操作时，将被打磨物置于操作台20上，首先，PLC控制系统30驱动定位升降杆22向上运动，使定位升降杆22上升到与被打磨物接触；其次，用户将第一滑动锁定机构、第二滑动锁定机构和升降机构进行位置的调整使其能够将被打磨物进行位置固定，PLC控制系统30再驱动旋转夹杆272进行旋转使其夹紧被打磨物；再次，PLC控制系统30驱动弹性吸盘组件开始启动，将弹性吸盘组件21吸附于被打磨物上，这时，PLC控制系统30再次驱动旋转气缸271使夹杆272进行旋转回归到原点，用户再将第一滑动锁定机构、第二滑动锁定机构以及升降机构滑动使其回到原点，完成被打磨物的锁定工作，进一步可进行打磨操作。
如图6至图8所示，为了方便打磨砂纸的自动更换，还包括与所述PLC控制系统30电连接的砂纸自动更换装置40，所述PLC控制系统控制柔性打磨头13上砂纸的铲除及更换，用户可以提前预设要求砂纸在每打磨一定的长度和/或时间后更换砂纸。
具体地，所述砂纸自动更换装置40包括工作台41，置于工作台上的卸料装置42以及位于所述卸料装置42旁边的供料装置43。
所述卸料装置42包括用于铲除砂纸的刀片421，定位所述柔性打磨头位置的第一定位气缸422以及夹紧柔性打磨头与所述刀片421的夹紧气缸423，以及检测砂纸是否被铲除的检测部件424，所述刀片421固定于工作台41上且位于所述第一定位气缸422与所述工作台41台面之间；进行卸料操作时，工业机器人移动柔性打磨头至卸料装置42位置处，第一定位气缸422驱动柔性打磨头位置进行微小调整，使柔性打磨头上的砂纸位于刀片421的下方，此时第一位气缸422向上运动使其夹紧砂纸，机器人慢慢移动，刀片把旧砂纸撕下，当旧砂纸未撕下时，检测部件423会发出警报，本实施例中的检测部件为激光检测器。
所述供料装置43包括定位所述打磨头位置的第二定位气缸431以及砂纸盒432，所述砂纸盒下方设有向上推送砂纸向上移动的升降气缸433，当旧砂纸撕下后，机器人移动到新砂纸正上面，升降气缸433把新砂纸压到柔性打磨头上，机器人移开，完成新砂纸粘贴。
为了安全起见，本实施例还包括安全护栏，打磨执行器和操作台置于安全护栏中心，作为防护，减少打磨时对人工带来的伤害；由于在打磨过程会有粉尘飞扬，本实施例中在打磨头位置连接吸尘设备，可以实现在一边打磨的时候一边吸走粉尘。
本发明的工作流程如下：
1.编写程序：由于被打磨物的形状不一，需要给工业机器人编写程序，为了能够更准确地定位被打磨物的位置，需将实体被打磨物进行数据进行采集，包括形状、位置、姿态等数据进行采集处理确定好被打磨物的三维物理坐标，本实施例中编写程序部分是采用机器人中自带的编写环境进行编写。
2.定位：根据已得到的物理坐标，将被打磨物放置于操作台上，先用定位升降杆和移动装卡组件进行定位被打磨物的各边缘，再用弹性吸盘组件吸附将被打磨物，最后撤离移动装组件，完成被打磨物的准确定位。
3、打磨：工业机器人带动打磨装置在被打磨物上进行移动和打磨操作，并在打磨过程中，可由力矩控制器检测打磨力度是否超过预设范围，如果是停止打磨，并且在打磨过程中还可以根据提前预设的指令更换砂纸操作，更换完毕后，六轴机器人继续移动到操作台上继续打磨，打磨结束后，机器人移出操作台，PCL控制系统控制弹性吸盘组件松开被打磨物，移出被打磨物，即可完成打磨操作。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种自动打磨工作平台，其特征在于，包括
打磨执行器，所述打磨执行器包括六轴机器人，所述机器人末端通过力矩控制器连接打磨装置，所述机器人驱动所述打磨装置移动和旋转，所述力矩控制器用于检测所述打磨装置打磨时的压力大小；
操作台，位于所述打磨执行器的一端；所述操作台上置有锁定被打磨物的锁定机构，所述锁定机构包括多组弹性吸盘组件、定位升降杆以及在所述操作台上来回移动的移动装卡组件。
PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述打磨执行器和所述操作台上的所述锁定机构电连接。
2.根据权利要求1所述的自动打磨工作平台，其特征在于，所述打磨装置包括连接所述力矩控制器的恒力执行器，所述恒力执行器的末端连接柔性打磨头，所述柔性打磨头上粘有打磨砂纸。
3.根据权利要求1所述的自动打磨工作平台，其特征在于，所述弹性吸盘组件用于吸附所述被打磨物，包括吸盘、驱动所述吸盘上下活动的驱动气缸、以及抽取所述吸盘内气体的抽气泵。
4.根据权利要求1所述的自动打磨工作平台，其特征在于，所述移动装卡组件用于固定所述被打磨物的边缘，包括在所述操作台上前后滑动的第一滑动锁定机构，连接于所述第一滑动锁定机构且相对所述第一滑动锁定机构可进行左右滑动的第二滑动锁定机构，上下滑动的升降机构以及旋转夹紧机构。
5.根据权利要求4所述的自动打磨工作平台，其特征在于，所述第一滑动锁定机构包括固定于所述操作台两侧的第一滑道，在所述第一滑道上滑动且具有锁扣的第一锁紧滑轨。
6.根据权利要求4所述的自动打磨工作平台，其特征在于，第二滑动锁定机构包括连接于操作台上两侧所述第一锁紧滑轨之间的第二滑道，所述第二滑道上设有第二锁紧滑轨，所述锁紧滑轨上连接有相对第二滑道可升降运动的升降机构，所述升降机构一侧还连接有旋转夹紧机构；所述旋转夹紧机构包括旋转气缸，以及由所述旋转气缸驱动旋转的夹杆。
7.根据权利要求1所述的自动打磨工作平台，其特征在于，还包括与所述PLC控制系统电连接的砂纸自动更换装置，所述砂纸自动更换装置包括工作台、置于工作台上的卸料装置和位于所述卸料装置的供料装置。
8.根据权利要求7所述的自动打磨工作平台，其特征在于，所述卸料装置包括用于铲除砂纸的刀片，定位所述柔性打磨头位置的第一定位气缸，夹紧所述柔性打磨头与所述刀片的夹紧气缸，以及检测砂纸是否铲除的检测部件，所述刀片固定于所述第一定位气缸与所述工作台面之间。
9.根据权利要求7所述的自动打磨工作平台，其特征在于，所述供料装置包括定位所述打磨头位置的第二定位气缸以及砂纸盒，所述砂纸盒下方设有向上推送砂纸向上移动的升降气缸。
10.根据权利要求1所述的自动打磨工作平台，其特征在于，还包括安全护栏。
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