CN112157541A - 一种机器人打磨抛光系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种机器人打磨抛光系统，包括，打磨纸供给装置、机器人，以及系统控制装置，其中，所述打磨纸供给装置，其将打磨纸带按照预先设置的长度进行切割成打磨纸段并安装到打磨头装置上；所述机器人，其带动安装有打磨纸段的打磨头装置对工件毛孔进行打磨抛光；所述系统控制装置，其对所述打磨纸供给装置和所述机器人的工作进行控制。本发明还提供一种机器人打磨抛光方法，实现了在工件生成过程中对毛孔打磨抛光的完全自动化无人值守的打磨作业，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，提高了产品质量稳定性。

Description

一种机器人打磨抛光系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化生产技术领域，尤其涉及工件毛孔的打磨抛光系统及方法。

背景技术

在工件生产过程中，在工件表面的加工孔时会形成毛刺、切削瘤和加工应力（如在曲轴和曲轴连杆连接的轴径表面加工油孔时会形成毛刺、切削瘤和加工应力），在进行打坡口处理后，还会有些加工应力的存在和产生新的毛刺。毛刺清理不掉，一方面会引起工件刮伤，另一方面毛刺进入工件内部会损坏零部件。加工应力也应去除，否则会引起曲轴爆裂甚至断轴。坡口表面的光洁度也是质量要求的一项重要指标。因此需要对毛孔进行打磨抛光处理。

现有技术中，毛孔的打磨抛光由人工利用电钻装卡成型树脂磨头进行打磨，去除毛刺、应力和切削瘤。采用人工打磨抛光的方法，存在质量不稳定、工人劳动强度大、工作环境恶劣（产生大量粉尘）、工作效率低，以及产品成本高等缺点。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种机器人打磨抛光系统及方法，可自动更换打磨纸、对毛孔打磨抛光，实现工件毛孔全自动打磨抛光处理。

为实现上述目的，本发明提供的机器人打磨抛光系统，包括，打磨纸供给装置、机器人，以及系统控制装置，其中，

所述打磨纸供给装置，其将打磨纸带按照预先设置的长度进行切割成打磨纸段并安装到打磨头装置上；

所述机器人，其带动安装有打磨纸段的打磨头装置对工件毛孔进行打磨抛光；

所述系统控制装置，其对所述打磨纸供给装置和所述机器人的工作进行控制。

进一步地，所述打磨纸供给装置，其去除打磨头装置上的打磨纸段。

进一步地，所述打磨纸供给装置，还包括，机构安装台、切段机构、移载机构、随动机构，以及去除机构，其中，

所述切段机构、所述移载机构、所述随动机构，以及所述去除机构分别安装在所述机构安装台表面；

所述切段机构，其将打磨纸带按照预先设置的长度进行切割成打磨纸段并输出给所述移载机构；

所述移载机构，其将所述打磨纸段移送到所述随动机构；

所述随动机构，其将所述打磨纸段安装到打磨头装置上；

所述去除机构，其将废打磨纸段从打磨头装置上去除。

进一步地，所述切段机构，还安装有光电传感器，用于检测打磨纸带是否有断带，并将检测信号发送给所述系统控制装置。

进一步地，所述切段机构，还包括防止打磨纸带后退的止退机构。

进一步地，所述切段机构，包括，软弹簧结构、硬弹簧结构和真空吸盘。

进一步地，所述随动机构，其采用夹指气缸带动卡指，将打磨纸段固定在打磨头装置上。

更进一步地，所述机器人安装有电主轴抓手，所述电主轴抓手，包括，连接法兰、浮动气缸和电主轴，其中，

所述连接法兰与机器人相连接；所述浮动气缸安装在所述连接法兰下部；所述电主轴安装在所述浮动气缸的活塞杆上，打磨头装置安装在所述电主轴上。

为实现上述目的，本发明还提供一种机器人打磨抛光方法，包括以下步骤：

1）将打磨纸带切割成打磨纸段并输出；

2）将所述打磨纸段进行移送；

3）将所述打磨纸段安装到打磨头装置上；

4）机器人带动打磨头装置对工件毛孔进行打磨抛光；

5）从打磨头装置上去除废磨纸段。

进一步地，还包括以下步骤：

检测打磨纸带是否有断带；

对电主轴抓手浮动气缸的压力进行检测；

对去除机构的负压进行检测。

本发明的机器人打磨抛光系统及方法，具有如下有益效果：

1、实现了在工件生成过程中对毛孔打磨抛光的完全自动化无人值守的打磨作业；

2.打磨质量稳定，对每个毛孔的坡口打磨时更换新的打磨纸保证了孔的磨削质量；

3.弥补了毛孔加工时尺寸位置偏差造成的不利影响；

4.极大地提高了生产效率，降低了生产成本，提高了产品质量稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的机器人打磨抛光系统示意图；

图2为根据本发明的打磨纸供给装置的立体结构示意图；

图3为根据本发明打磨纸段安装示意图；

图4a为根据本发明的机器人电主轴抓手立体结构示意图；

图4b为根据本发明的机器人电主轴抓手主视图；

图4c为根据本发明的机器人电主轴抓手左视图；

图5为根据本发明的机器人打磨抛光方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的机器人打磨抛光系统示意图，如图1所示，本发明的机器人打磨抛光系统，包括，打磨纸供给装置10、机器人20，以及系统控制装置30，其中，

打磨纸供给装置10，其将来自打磨纸带盘的打磨纸带按照预先设置的长度进行切割，将切割后打磨纸段安装到打磨头装置上。

本发明实施例中，打磨纸供给装置10还用于去除打磨头装置上的打磨纸段。

机器人20，带动安装有打磨纸段的打磨头装置对工件毛孔进行打磨抛光。

系统控制装置30，对打磨纸供给装置10和机器人20的工作进行控制。

本发明实施例中，系统控制装置30控制打磨纸供给装置10进行打磨纸段的切割、移送、安装和去除，以及机器人20对工件毛孔的打磨抛光。

本发明实施例中，系统控制装置30，控制打磨纸供给装置10对打磨纸段的切割、移送进行监控，保证打磨纸供给装置10工作的正常进行。

本发明实施例中，打磨纸带为砂纸带。

图2为根据本发明的打磨纸供给装置的立体结构示意图，如图2所示，本发明的打磨纸供给装置10，包括，机构安装台201、切段机构202、移载机构203、随动机构204，以及去除机构205，其中，

机构安装台201，为切段机构202、移载机构203、随动机构204，以及去除机构205提供安装支撑。

切段机构202、移载机构203、随动机构204，以及去除机构205分别按照在机构安装台201的表面。

切段机构202，其从打磨纸带盘中将打磨纸带抽出、切割为预先设置的长度打磨纸段并输出到移载机构203。

本发明实施例中，切段机构202还安装有用于检测打磨纸带是否有断带的光电传感器，并将检测信号发送给系统控制装置30提示打磨纸带用完，需要更换新的打磨纸带盘。

本发明实施例中，切段机构202还包括止退机构，防止打磨纸带在使用过程中因打磨纸带张力造成的打磨纸带后退，使打磨纸带只能单向向前移动，从而保证了出纸的稳定长度和打磨纸带盘的力的隔离。

本发明实施例中，为保证在切纸时打磨纸段不掉落，角度不变切段机构202设计成上面软弹簧结构，下面硬弹簧结构加真空吸盘。

移载机构203，其将切好的打磨纸段移送到随动机构204，并保证移送过程中不掉落、位置不变、角度不变。

随动机构204，其将移载机构203移送的打磨纸段安装到打磨头装置206上。

本发明实施例中，随动机构204通过使用夹指气缸带动卡指的方式，将打磨纸段可靠的成形并固定在打磨头装置206上。

图3为根据本发明打磨纸段安装示意图，如图3所示，打磨头装置206为套筒结构，随动机构204将打磨纸段安装到打磨头装置206上，使打磨纸段夹在打磨头装置206的套筒和打磨头中间，在打磨时会形成一个自适应的飞刀一样的夹角，在打磨毛孔时可浮动适应相贯线。

在本发明实施例中，在打磨头的尖端设计了尖角，以打磨纸段，保证在打磨抛光过程中不脱落。

去除机构205，其用于将废打磨纸段从打磨头装置206上去除。

在本发明实施例中，去除机构205利用风琴吸盘通正、负压的方式将打磨纸段从打磨头装置206上吸出吹走，实现将废打磨纸段从打磨头装置206上去除的效果。

图4a为根据本发明的机器人电主轴抓手立体结构示意图，图4b为根据本发明的机器人电主轴抓手主视图，图4c为根据本发明的机器人电主轴抓手左视图，如图4a-4c所示，本发明的机器人电主轴抓手，包括，连接法兰301、浮动气缸302和电主轴303，其中，连接法兰301，其用于与机器人相连接；浮动气缸302安装在连接法兰301下部；电主轴303安装在浮动气缸302的活塞杆上，打磨头装置206安装在电主轴303上。

本发明的机器人电主轴抓手，在机器人的带动下，靠近工件的毛孔进行打磨作业，打磨完成后在去除机构上将用过的打磨纸段去除，并继续下一个毛孔的打磨，浮动气缸302的主要作用是保证打磨纸作用在毛孔处的打磨轴向力恒定，保证打磨出来的油孔面光滑无凹坑。

图5为根据本发明的机器人打磨抛光方法流程图，下面将参考图5，对本发明的机器人打磨抛光方法进行详细描述。

首先，在步骤501，对打磨纸带按预定长度切割成打磨纸段。

在本发明实施例中，工人将打磨纸带盘装到切段机构202上并抽出打磨纸带，切段机构202按预定长度将打磨纸带切割成打磨纸段。

在该步骤中，系统控制装置30还通过光电传感器检测打磨纸带是否有断带，并提示打磨纸带用完，需要更换新的打磨纸带盘。

在步骤502，将打磨纸段移送到随动机构。

在本发明实施例中，采用移载机构203将切割好的打磨纸段移送到随动机构204，并保证移送过程中不掉落、位置不变、角度不变。

在步骤503，将打磨纸段安装到打磨头装置上。

本发明实施例中，机器人通过电主轴抓手带动打磨头装置206移动到随动机构204的位置，随动机构204与机器人协作，通过使用夹指气缸带动卡指的方式，将打磨纸段可靠的成形并固定在打磨头装置206上。

在步骤504，对工件的毛孔进行打磨抛光。

本发明实施例中，机器人通过电主轴抓手带动安装有打磨纸的打磨头装置206移动到工件的毛孔处，对毛孔的倒角面进行打磨和抛光。

本发明实施例中，还包括对电主轴抓手浮动气缸的压力进行检测，并将检测结果发送给系统控制装置，控制打磨头装置206对工件毛孔的打磨和抛光作业。

在步骤505，去除打磨纸段。

本发明实施例中，机器人通过电主轴抓手带动安装有废打磨纸的打磨头装置206移动到去除机构205位置，去除机构205与机器人协作将打磨过的打磨纸段吹走。

本发明实施例中，去除机构205利用风琴吸盘通正、负压的方式将打磨纸段从打磨头装置206上吸出吹走，实现将打磨纸段从打磨头装置206上去除的效果。

本发明实施例中，还包括对去除机构205的负压进行检测，并将检测结果发送给系统控制装置，控制去除机构205的废打磨纸段的去除作业。

本发明实施例中，通过重复步骤503-505，可以实现自动化无人值守的攻坚毛孔的打磨作业。

采用本发明的机器人打磨抛光系统及方法，可以对发动机曲轴上的小油孔的表面进行自动化打磨抛光。

发动机曲轴上的小油孔的表面的自动化打磨是业界难题，主要是因为孔是斜孔，即孔与曲轴的轴径是斜交的关系，而打坡口处理是二次加工，二次加工会导致坡口与对应油孔的相对位置关系具有随机性，另外坡口的形状也具有一定的随机性，所以对于这样的坡口进行抛光处理时，磨具与坡口表面的充分接触是一个比较难解决的问题，磨具的耐磨性或者可自动化更换性都是自动化作业必须具备的。采用本发明的机器人打磨抛光系统及方法，对发动机曲轴中上的小油孔的表面的自动化打磨抛光，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，提高了产品质量稳定性。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人打磨抛光系统，包括，打磨纸供给装置、机器人，以及系统控制装置，其特征在于，

所述打磨纸供给装置，其将打磨纸带按照预先设置的长度进行切割成打磨纸段并安装到打磨头装置上；

所述机器人，其带动安装有打磨纸段的打磨头装置对工件毛孔进行打磨抛光；

所述系统控制装置，其对所述打磨纸供给装置和所述机器人的工作进行控制。

2.根据权利要求1所述的机器人打磨抛光系统，其特征在于，所述打磨纸供给装置，其去除打磨头装置上的打磨纸段。

3.根据权利要求1所述的机器人打磨抛光系统，其特征在于，所述打磨纸供给装置，还包括，机构安装台、切段机构、移载机构、随动机构，以及去除机构，其中，

所述切段机构、所述移载机构、所述随动机构，以及所述去除机构分别安装在所述机构安装台表面；

所述切段机构，其将打磨纸带按照预先设置的长度进行成打磨纸段并输出给所述移载机构；

所述移载机构，其将所述打磨纸段移送到所述随动机构；

所述随动机构，其将所述打磨纸段安装到打磨头装置上；

所述去除机构，其将废打磨纸段从打磨头装置上去除。

4.根据权利要求3所述的机器人打磨抛光系统，其特征在于，所述切段机构，还安装有光电传感器，用于检测打磨纸带是否有断带，并将检测信号发送给所述系统控制装置。

5.根据权利要求3所述的机器人打磨抛光系统，其特征在于，所述切段机构，还包括防止打磨纸带后退的止退机构。

6.根据权利要求3所述的机器人打磨抛光系统，其特征在于，所述切段机构，包括，软弹簧结构、硬弹簧结构和真空吸盘。

7.根据权利要求3所述的机器人打磨抛光系统，其特征在于，所述随动机构，其采用夹指气缸带动卡指，将打磨纸段固定在打磨头装置上。

8.根据权利要求1所述的机器人打磨抛光系统，其特征在于，所述机器人安装有电主轴抓手，所述电主轴抓手，包括，连接法兰、浮动气缸和电主轴，其中，

所述连接法兰与机器人相连接；所述浮动气缸安装在所述连接法兰下部；所述电主轴安装在所述浮动气缸的活塞杆上，打磨头装置安装在所述电主轴上。

9.一种机器人打磨抛光方法，包括以下步骤：

1）将打磨纸带切割成打磨纸段并输出；

2）将所述打磨纸段进行移送；

3）将所述打磨纸段安装到打磨头装置上；

4）机器人带动打磨头装置对工件毛孔进行打磨抛光；

5）从打磨头装置上去除废磨纸段。

10.根据权利要求9所述的机器人打磨抛光方法，其特征在于，还包括以下步骤：

检测打磨纸带是否有断带；

对电主轴抓手浮动气缸的压力进行检测；

对去除机构的负压进行检测。

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