CN112338689A - 一种全自动打磨机器人的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铸件打磨技术领域，且公开了一种全自动打磨机器人的控制系统，本发明包括控制器、伺服驱动器、六维力传感器、恒力装置、人机界面等，六维力传感器与恒力装置相连，检测出打磨头与待打磨工件接触的力，再与控制器连接，使控制器控制对应的伺服电机速度，人机界面、第一伺服驱动到第八伺服驱动器、驱动装置全部与控制器相连，第一到第五伺服驱动器控制各个机器人关节运动，第六到第八驱动器控制着外部旋转轴运行，驱动装置连接着两个电机打磨头双工位运行。本发明通过使用机器人进行打磨，预先在控制器中示教或者离线编程规划好待打磨产品的打磨路径，使机器人按照路径打磨，提高打磨效率，保证了产品打磨工艺的一致性。

Description

一种全自动打磨机器人的控制系统
技术领域
本发明涉及铸件打磨技术领域，具体为一种全自动打磨机器人的控制系统。
背景技术
目前，市场上很多铸铁加工形状都是不规则的，边角都是有毛刺，这种铸铁件是不能进入下一装配流程中。对于那些铸铁件毛刺都要进行打磨工艺才能成为一个合格的铸铁成品。现有打磨铸铁件的自动化设备大多靠激光传感器监测与工件的距离进行打磨，这种打磨方式不能打磨差异化大的工件且在打磨过程中铁屑和灰尘极易影响激光传感器精度，使设备报错或者打磨出的成品效果不符合工艺要求，在人工操作上也不易操作，激光传感器成本昂贵对使用环境极为苛刻，这种操作，对于产品一致性很难保证，且打磨效率和打磨效果都比较差，打磨成品上很难满足客户的工艺要求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种全自动打磨机器人的控制系统，解决了常用打磨铸铁件的自动化设备制备成品效果不符合工艺要求的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动打磨机器人的控制系统，包括控制器、人机界面、六维力传感器、恒力装置、八个伺服驱动器和打磨驱动装置，所述六维力传感器与恒力装置的硬件连接并通过以太网通讯与控制器电性连接，所述控制器的输出端与打磨头的输入端电性连接，所述打磨头的表面与待打磨工件的表面搭接，所述控制器的输出端与八个伺服驱动器输入端电性连接，所述人机界面、八个伺服驱动器、驱动装置均与控制器相连，八个所述伺服驱动器分别为第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、第四伺服驱动器、第五伺服驱动器、第六伺服驱动器、第七伺服驱动器、第八伺服驱动器，所述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、第四伺服驱动器和第五伺服驱动器的输出轴与各个机器人关节连接，所述第六伺服驱动器、第七伺服驱动器和第八伺服驱动器的输出轴与外部旋转轴的表面进行固定连接，所述驱动装置的输出端分别与两个电机打磨头的固定轴固定连接，所述控制器的内部设置有多个产品打磨程序，所述控制器的输出端与伺服电机的输入端电性连接，所述控制器还精确地控制打磨磨头与待打磨工件的打磨力道。
优选的，所述控制器控制的伺服装置、恒力装置、人机界面等都采用以太网通讯。
优选的，八个所述伺服驱动器分别控制着打磨的各个手臂关节、旋转、大臂、小臂、腕、磨头旋转、AB工位、切换工位与控制器相连，且两个打磨头可以经行打磨和抛光，所述待打磨工件的外部设置有三个变位机，且三个变位机可以将两个待打磨工件同时独立旋转且在线切换。
优选的，所述六维力传感器可以同时检测打磨工件X、Y、Z、Fx、Fy、Fz六个方向的实时力，且控制系统可以控制机器人各个关节使打磨过程中一直保持稳定打磨力道。
优选的，所述控制器通过以太网采集八个伺服驱动器的内部实时运动数据并与控制器形成全闭环反馈系统，同时实时监视和控制打磨力道。
优选的，所述电机驱动装置、恒力装置与控制器通讯相连接，所述控制器内规划好路线，所述驱动系统根据指令进行打磨抛光运行，所述人机界面用于客户输入待打磨产品的切换程序、实时监控打磨进度、查看设备运行状况及异常情况处理。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种全自动打磨机器人的控制系统，具备以下有益效果：该全自动打磨机器人的控制系统，通过实现全自动机器人打磨，保证了打磨工艺的一致性和提高了打磨效率，本发明能够适应多种产品的打磨，只需要预先储存好待打磨产品的轨迹程序，使用时只需要在人机界面上选在该产品即可，方面快捷，本发明能够根据打磨位置需求自动控制打磨力道，使打磨效果满足客户工艺要求。
附图说明
图1为本发明系统结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种全自动打磨机器人的控制系统，包括控制器、人机界面、六维力传感器、恒力装置、八个伺服驱动器和打磨驱动装置；六维力传感器与恒力装置硬件连接并通过以太网通讯接入控制器中，控制器在打磨过程中实时检测打磨头与待打磨工件接触的力，然后通过控制器内部先进算法控制八个伺服电机的转速和位置，使打磨头保持恒定打磨力道，人机界面、八个伺服驱动器、驱动装置均与控制器相连，八个伺服驱动器分别为第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、第四伺服驱动器、第五伺服驱动器、第六伺服驱动器、第七伺服驱动器、第八伺服驱动器，第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、第四伺服驱动器和第五伺服驱动器的输出轴与各个机器人关节连接，第六伺服驱动器、第七伺服驱动器和第八伺服驱动器的输出轴与外部旋转轴的表面进行固定连接，控制器可以内置多个产品打磨程序，人机界面用于客户输入待打磨产品的切换程序、实时监控打磨进度、查看设备运行状况及异常情况处理，控制器与伺服电机相连，控制着机器人各个关节和外部待打磨产品的位置旋转，控制器精确地控制打磨头与待打磨工件的打磨力道，控制器控制的伺服装置、恒力装置、人机界面等都采用以太网通讯，减少干扰和外部接线，八个伺服驱动器、打磨驱动装置全部与控制器相连，且两个打磨头可以经行打磨和抛光，八个伺服驱动器分别控制着打磨的各个手臂关节、旋转、大臂、小臂、腕、磨头旋转、AB工位、切换工位与控制器相连，且两个打磨头可以经行打磨和抛光，外部设置的三个变位机可以将两个待打磨工件同时独立旋转且在线切换，六维力传感器可以同时检测打磨工件X、Y、Z、Fx、Fy、Fz六个方向的实时力，控制系统可以控制机器人各个关节使打磨过程中一直保持稳定打磨力道，可以保证成品工件的工艺一致性，提高打磨效率，人工参与量少，控制器通过以太网同时采集第一伺服驱动器到第八伺服驱动器的内部控制器实时运行数据如：电机电流、电压值、转动位置值、实时打磨力、异常报警点等并将数据传送到控制器和人机界面中，电机驱动装置、恒力装置与控制器通讯相连接，控制器内规划好路线，驱动系统根据指令进行打磨抛光运行。
该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
综上所述，该全自动打磨机器人的控制系统，通过实现全自动机器人打磨，保证了打磨工艺的一致性和提高了打磨效率，本发明能够适应多种产品的打磨，只需要预先储存好待打磨产品的轨迹程序，使用时只需要在人机界面上选在该产品即可，方面快捷，本发明能够根据打磨位置需求自动控制打磨力道，使打磨效果满足客户工艺要求。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种全自动打磨机器人的控制系统，包括控制器、人机界面、六维力传感器、恒力装置、八个伺服驱动器和打磨驱动装置，其特征在于：所述六维力传感器与恒力装置的硬件连接并通过以太网通讯与控制器电性连接，所述控制器的输出端与打磨头的输入端电性连接，所述打磨头的表面与待打磨工件的表面搭接，所述控制器的输出端与八个伺服驱动器输入端电性连接，所述人机界面、八个伺服驱动器、驱动装置均与控制器相连，八个所述伺服驱动器分别为第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、第四伺服驱动器、第五伺服驱动器、第六伺服驱动器、第七伺服驱动器、第八伺服驱动器，所述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、第四伺服驱动器和第五伺服驱动器的输出轴与各个机器人关节连接，所述第六伺服驱动器、第七伺服驱动器和第八伺服驱动器的输出轴与外部旋转轴的表面进行固定连接，所述驱动装置的输出端分别与两个电机打磨头的固定轴固定连接，所述控制器的内部设置有多个产品打磨程序，所述控制器的输出端与伺服电机的输入端电性连接，所述控制器还精确地控制打磨磨头与待打磨工件的打磨力道。
2.根据权利要求1所述的一种全自动打磨机器人的控制系统，其特征在于：所述控制器控制的伺服装置、恒力装置、人机界面等都采用以太网通讯。
3.根据权利要求1所述的一种全自动打磨机器人的控制系统，其特征在于：八个所述伺服驱动器分别控制着打磨的各个手臂关节、旋转、大臂、小臂、腕、磨头旋转、AB工位、切换工位与控制器相连，且两个打磨头可以经行打磨和抛光，所述待打磨工件的外部设置有三个变位机，且三个变位机可以将两个待打磨工件同时独立旋转且在线切换。
4.根据权利要求1所述的一种全自动打磨机器人的控制系统，其特征在于：所述六维力传感器可以同时检测打磨工件X、Y、Z、Fx、Fy、Fz六个方向的实时力，且控制系统可以控制机器人各个关节使打磨过程中一直保持稳定打磨力道。
5.根据权利要求1所述的一种全自动打磨机器人的控制系统，其特征在于：所述控制器通过以太网采集八个伺服驱动器的内部实时运动数据并与控制器形成全闭环反馈系统，同时实时监视和控制打磨力道。
6.根据权利要求1所述的一种全自动打磨机器人的控制系统，其特征在于：所述电机驱动装置、恒力装置与控制器通讯相连接，所述控制器内规划好路线，所述驱动系统根据指令进行打磨抛光运行，所述人机界面用于客户输入待打磨产品的切换程序、实时监控打磨进度、查看设备运行状况及异常情况处理。
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