CN113560976A - 毛刺去除装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种毛刺去除装置，包括有第一机器人，对设定有去毛刺预定位的被加工物进行抓取；其特征在于：还包括有第一、二、三、四毛刺去除处理区，以及第二机器人和第三机器人，与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过第一、二、三机器人协调配合完成对被加工物的去毛刺加工，其中第三机器人独立地分布在第二机器人所用机械臂的工作区域周向地间隔设置，以独立地针对被加工物进行对应步骤的毛刺去除，同时将第二机器人作为各个第三毛刺去除处理工位的“供料者”，第二机器人还设计成要进行第二步骤的毛刺去除以及将第三毛刺去除处理工位加工完的被加工物移至第四毛刺去除处理工位，最终使得整个毛刺去除装置中各个机器人不停歇工作。

Description

毛刺去除装置

技术领域

本发明涉及压铸铝件的毛刺去除装置，尤其涉及一种毛刺去除装置。

背景技术

目前，机械加工领域内的去毛刺行业自动化水平不高，有相当一部分去毛刺作业是由熟练的工人通过手工完成；特别是汽车用小工件的边缘的去毛刺作业主要是由人工逐件逐边地操作完成。手工去毛刺的作业方式往往需要多次操作、劳动强度大、效率低且花费时间长，不仅容易造成毛刺去除不充分的问题还是成为提高成品制造成本的原因。

基于此，出现了一种机器人自动去毛刺的工作站。如专利号为ZL201720647589.3(授权公告号为CN206912842U)的中国实用新型专利《机器人自动去毛刺工作站》其公开了一种机器人自动去毛刺工作站，包括上下料台、机器人、去毛刺平台和控制柜，所述上下料台包括至少两组平移平台装置，所述去毛刺平台设有去毛刺装置，所述机器人设有工件抓取机构，所述机器人从所述上下料台抓取工件至所述去毛刺平台进行去毛刺，并在加工完成后将工件放回所述上下料台，所述上下料台、所述机器人、所述去毛刺平台分别由所述控制柜控制工作。虽然该去毛刺工作站能够实现智能化的自动化去毛刺，以提高生产效率，但该毛刺工作站仍具有如下的使用局限性：第一、采用去毛刺平台对工件进行毛刺的去除，这必须要求工件去毛刺的部位均位于去毛刺平台之上，而不适用于工件去毛刺的部位与去毛刺平台有贴合的部分或者是位于去毛刺平台的背面；第二、采用机器人从上下料台抓取工件至去毛刺平台所需要的时间一般比在去毛刺平台对工件进行毛刺的去除所花费的时间少，为此机器人在最后将加工完成后的工件放回至上下料台时，就会出现机器人产生间歇性的等待作业时间；第三，采用去毛刺平台对工件进行毛刺的去除，需要多台去毛刺装置呈流水线地一起协调配合完成对一件工件的去毛刺加工，这同样也会出现至少一台去毛刺装置也会产生有间歇性的等待作业时间；综上述，为了能够适应多维度工件的毛刺去除以及尽量避免去毛刺工作站会产生间歇性的等待作业的时间，需要对现有的去毛刺工作站作进一步的改进优化。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够最大程度地实现机器人不停歇工作而有效提高生产效率的毛刺去除装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种在能够对被加工物件的单面、双面和多个角度进行毛刺去除的毛刺去除装置。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能根据去毛刺部位迅速进行刀具或是工位切换以进一步减少间歇性等待作业时间的毛刺去除装置。

本发明所要解决的第四个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能有效避免在去毛刺的工作运行时可能发生的安全事故的毛刺去除装置。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该毛刺去除装置，包括有：

第一机器人，对设定有去毛刺预定位的被加工物进行抓取；以及

第一毛刺去除处理工位，位于所述第一机器人所在作业区下游处，第一机器人将抓取的被加工物至第一毛刺去除处理工位作第一步骤的毛刺去除；

其特征在于：还包括有

第二机器人，位于所述第一机器人的下游处；

第二毛刺去除处理工位，位于第一机器人和第二机器人之间；所述第二机器人抓取完成第一步骤毛刺去除的被加工物于所述第二毛刺去除处理工位作第二步骤的毛刺去除；

第三毛刺去除处理工位，位于第二毛刺去除处理工位下游处，具有转换机构；

第三机器人，具有至少两个，并沿第二机器人所用机械臂的工作区域周向地间隔设置，各个第三机器人均能于各自对应的第三毛刺去除处理工位，独立地对完成第二步骤毛刺去除的被加工物进行第三步骤和第四步骤的毛刺去除，第三步骤和第四步骤的毛刺去除处为反向设置，并借助于所述转换机构，从而实现所述第三机器人进行第三步骤的毛刺去除后能进行第四步骤的毛刺去除；

其中，所述第二机器人的机械臂上安装有切换机构，在完成第二步骤毛刺去除的被加工物放至第三毛刺去除处理工位后，经过切换机构的切换以将完成第四步骤毛刺去除的被加工物移至第四毛刺去除处理工位；

所述第四毛刺去除处理工位，以所述第二毛刺去除处理工位为分隔点，与所述第一毛刺去除处理工位相对设置，将完成第四步骤毛刺去除的被加工物进行第五步骤的毛刺去除，最后由所述第一机器人将完成第五步骤毛刺去除的被加工物移至下料区。

优选地，所述第一毛刺去除处理工位包括有：

第一工作台，所述第一工作台的顶部敞口；

搁置板，包括有封闭部和开放部，所述开放部与所述第一工作台的顶部敞口连通；

定位板，垂直设置在所述搁置板上，用于定位被加工物；

顶杆去毛刺组件，搁置在所述搁置板的封闭部上，包括有至少两根朝所述搁置板的开放部方向穿过所述定位板的凸柱，各个所述凸柱前端设置有去毛刺部且各个所述凸柱后端设置有弹性件，从而使得各个所述凸柱前端的去毛刺部始终具有顶开所述被加工物的趋势，而所述顶杆去毛刺组件与外露出所述第一工作台外的驱动件之动力输出端连接，用来驱动所述顶杆去毛刺组件相对被加工件所在位置于下述动作的至少一个动作：前进、后退或是旋转；以及

第一毛刺收集部，设置在所述第一工作台内并位于所述搁置板的开放部之下，用于收集落入搁置板之开放部中的毛刺。

其中，需强调的是：将定位板与搁置板垂直设置具有如下好处：第一、使得第一机器人能够侧向地、直接更顺畅地将被加工物放入至定位板上；第二、去毛刺过程中产生的毛刺经搁置板的开放部掉落至第一工作台的顶部敞口后直接掉入第一毛刺收集部，可以避免毛刺影响驱动件；若被加工物不是侧向地定位在定位板上，而是将被加工物直接垂直地搁置在搁置板上，则驱动件只有两种设置方式，即竖直向上或竖直向下，当驱动件竖直向下设置时，则加工后的毛刺会掉落至驱动件中，进而影响驱动件正常的工作运行；当驱动件竖直向上设置时，则比侧向设置多一道工序，即需要先将驱动件自下而上向上移开，才能驱动第一机器人抓取被加工物至第一工作台。

为解决第二个技术问题，优选地，所述第二毛刺去除处理工位包括有第二毛刺去除组件以及位于第二毛刺去除组件之下以收集毛刺的第二毛刺收集部，而所述第三毛刺去除处理工位则包括有：

第三工作台，所述第三工作台的顶部敞口；

承载部，用于支承被加工物，位于所述第三工作台的顶部敞口之上；

压紧部，设置在所述承载部上，用于压紧被加工物；

所述转换机构，设置在所述第三工作台之顶部敞口的相对周缘处，并与所述承载部相连，以将经所述压紧部压紧于承载部上的被加工物转换至第三步骤或第四步骤的毛刺去除的预定工位；以及

第三毛刺收集部，能拆卸地连接在所述第三工作台的顶部敞口之下，用于收集落入顶部敞口的毛刺。在第二毛刺去除组件对被加工物进行毛刺去除后，通过第二机器人将其移至第三毛刺去除处理工位上，由于承载部与转换机构相连，使得用于支承被加工物的承载部能够执行180度的翻转，从而适合于被加工物需针对两面反向设置的毛刺去除处进行毛刺的去除，当然也可以根据被加工物的毛刺去除处而执行360度的任意旋转。

进一步地，所述第三步骤和第四步骤的毛刺去除的预定工作区域分别为对称设置的第一工位和第二工位，所述第一工位和第二工位呈由所述承载部对应周缘处向中央逐渐凹陷的缺口状，并且所述压紧部邻近于所述第一工位和第二工位的周围间隔设置有至少两个，所述第三工作台邻近所述第三毛刺收集部设置有用于检测毛刺去除工具是否断刀的检测部、供所述检测部设置其上的收集槽以及与所述收集槽相连通的喷油装置，所述喷油装置用于向毛刺去除工具进行喷油操作。 由于第一工位和第二工位呈缺口状，这样当承载部被转换机构翻转时，能够直接暴露被加工物中第四步骤的毛刺去除处，这样第三机器人在完成第三步骤的毛刺可以维持大致相同的位置和姿势对被加工物直接进行第四步骤的毛刺去除，以进一步提高去毛刺的加工效率，利用检测部以及喷油装置能够防止毛刺去除工具的断刀以及增加毛刺去除工具的顺滑且快速。

为解决第三个技术问题，优选地，所述第三机器人的机械臂的前端部安装具有至少两个刀具的刀具盘，所述刀具盘和所述机械臂的前端部连接有调换件，从而能选择性地对刀具盘上的刀具进行调换，所述调换件包括有连接在所述刀具盘中央的驱动轴以及驱动所述驱动轴旋转的电机，所述驱动轴铰接在所述第三机器人的机械臂的前端部，所述第四毛刺去除处理工位则包括有第四工作台，所述第四工作台上设置有对被加工物压紧的至少两个压紧机构，各个压紧机构之间设置有对被加工物进行第五步骤的毛刺去除的去除部；所述压紧机构包括有用于压紧住位于其上被加工物的压紧头以及供所述压紧头铰接的铰接座，所述铰接座中设置有驱动所述压紧头夹紧或松开被加工物的驱动源，所述铰接座包括有设置在所述压紧头中部并相对设置的第一铰接臂、第二铰接臂以及连接第一铰接臂、第二铰接臂的连接块，定位柱低于所述连接块设置，而所述驱动源包括有供所述铰接座的连接块连接的缸体，所述压紧头的末端通过外伸出所述缸体的活塞杆连接，所述活塞杆在所述缸体的驱动下能带动所述压紧头的末端上下移动，从而实现：所述压紧头能以其自身中部为铰接点发生压紧头夹紧或松开被加工物。

其中，第三机器人的机械臂之前端部通过去毛刺处的位置而调整刀具盘而选择对应的刀具，实现了多角度换向，解决了被加工物的双面或多面加工，刀具可以执行多角度加工操作，并且可以在所有方向执行切削操作，故可以通过合理编程就能精确地控制刀具的运动轨迹，而为了快速地对放置在第四工作台上的被加工物进行夹紧，驱动源的缸体为气缸，其可以与磁性开关或是相关控制装置实现自动化控制，使被加工物夹紧或松开从而提高工作效率。

本毛刺去除装置能适用于基本满足有如下结构的汽车用部件的加工，优选地，所述被加工物包括有本体，所述本体的背面包括有至少两条连接筋，各个连接筋交叉连接以形成有至少两个相互隔开的窝状穴，各个窝状穴对应第四步骤的毛刺去除处，而各个连接筋的交叉点则对应第一步骤的毛刺去除处，所述本体的端点具有至少两个用于定位的定位部，其中第一定位部对应第二步骤的毛刺去除处，所述本体正面具有孔口部，所述孔口部与所述第一定位部之间的部分朝逐渐远离所述背面的方向隆起而形成倒置“V”字型的隆起区，而所述正面中较所述隆起区更低的外周区域与所述隆起区的周缘边形成有浇口部，而“V”字型的隆起区的中间尖端部位与外周区域则形成有凹点处，所述孔口部、浇口部、中间尖端部凹点处以及第二定位部共同对应第三步骤的毛刺去除处，所述“V”字型的所述隆起区的两个侧壁与对应的外周区域包围形成有三角区，所述三角区中具有第一定位销孔，而邻近所述第二定位部具有第二定位销孔，所述第一定位销孔和第二定位销孔对应第五步骤的毛刺去除处。其中孔口部和第二定位部适用于垂直方向的毛刺去除、中间尖端部凹点处适用于斜向方向的毛刺去除，而浇口部适用于平行于被加工物的方向进行毛刺的去除，借此能对被加工物形成多位置、多角度及多维度的毛刺去除的加工，也可大幅增加加工效率。

为了防止在第一毛刺去除处理工位中被加工物具有固定不稳定的问题，优选地，所述第一机器人的机械臂前端上安装有：

图像采集机构，与第一机器人控制装置通讯连接，具备摄像机以及图像处理部，所述图像采集机构要执行通过所述摄像机拍摄的所述被加工物所得到的图像，并通过所述图像处理部进行处理来检测被加工物的实际位置，从而所述第一机器人通过第一机器人控制装置输出的控制信号使各关节旋转，以获得所述第一机器人对应的抓取姿势；

第一定位部件，通过所述第一机器人的抓取姿势的改变以适应性地将所述被加工物定位在所述第一机器人的机械臂前端；以及用于夹持住所述隆起区之孔口部的第一夹紧机构，所述第一夹紧机构位于中间区域，所述第一夹紧机构包括有能在驱动源的驱动作用下完成夹紧动作的第一夹紧件和第二夹紧件，所述第一夹紧件和第二夹紧件呈“L”型，被限制于滑座上，均包括有用于夹持被加工物的竖向夹持部和横向滑移部，所述横向滑移部连接在能在滑座对应的滑槽中滑移的滑块上，从而在驱动源的驱动作用下能完成第一夹紧件和第二夹紧件中对应竖向夹持部的夹持动作。

为解决第四个技术问题，优选地，所述毛刺去除装置被限制在组装成大体呈长方体状的机箱中，所述机箱包括有与所述第一机器人所在作业区相对设置的第一壁板以及连接在第一壁板两侧的第二壁板和第三壁板，所述第二壁板和第三壁板相对平行设置，所述第二壁板和第三壁板所形成的开口中并排设置有第一活动门和第二活动门，所述第一活动门和第二活动门之间设置有分隔壁板，所述第一机器人邻近所述分隔壁板设置，而所述第一活动门和第二活动门的开口通路中分别设置有用于搬入带有规定毛刺的被加工物的上料区以及用于放置经第五步骤毛刺去除完成的被加工物的下料区。

第一活动门和第二活动门的独立设置的目的在于：由于第一活动门和第二活动门的开口通路内均独立设置有上料区和下料区，这样能够最大程度地实现第一机器人在完成对应第一活动门内的被加工物的抓取和被加工物的下料后，再转向第二活动门对应的被加工物的抓取和被加工物的下料，这样工作人员可以在第一机器人对应的开口通路中搬出已完成的被加工物的下料区而重新搬入带有规定毛刺的被加工物的上料区，能确保工作人员安全的同时还能不停歇工作而有效提高生产效率的毛刺去除装置。

进一步地，所述上料区和下料区均包括有至少两个自上而下依次搁叠的分隔板，各个分隔板的截面呈倒置“U”型，相邻分隔板之间形成有用于放置被加工物的空间，所述上料区和下料区并排设置，对应地，所述第一机器人上还连接有用于辅助吸附各个分隔板的吸引机构。当然，在第一机器人对设定有去毛刺预定位的被加工物进行抓取时，被加工物若是被限定在多层分隔板结构中，即完成一层被加工物的抓取后，通过吸引机构能将其对应分隔板吸附住而移开，从而重新暴露出待加工的被加工物，进行下一轮的抓取。

为了实现第二机器人在完成第二步骤毛刺去除的被加工物放至第三毛刺去除处理工位后，经过切换机构的切换以将完成第四步骤毛刺去除的被加工物移至第四毛刺去除处理工位，优选地，所述第二机器人的机械臂上安装有用于抓取被加工物的架体，所述架体包括有相互平行设置的第一架板和第二架板以及连接第一架板和第二架板的第三架板，所述第三架板用于连接所述切换机构，而所述第一架板和第二架板之间连接有至少两根使二者保持稳定状态的保持杆，所述第一架板和第二架板上分别设置有用于定位被加工物的第二定位部件和第二夹紧机构。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过第一机器人、第二机器人和第三机器人协调配合完成对被加工物的去毛刺加工，自动化程度高，劳动强度小，生产效率高，其中第三机器人独立地分布在第二机器人所用机械臂的工作区域周向地间隔设置，以独立地针对被加工物进行对应步骤的毛刺去除，可以有效提高效率，同时将第二机器人作为各个第三毛刺去除处理工位的“供料者”，而为了能与各个第三机器人去毛刺的时间统筹计算好，即实现各个机器人不间断地工作，第二机器人还设计成要进行第二步骤的毛刺去除以及将第三毛刺去除处理工位加工完的被加工物移至第四毛刺去除处理工位，由于第二机器人的增加能统筹好第一机器人和各个第三机器人的时间，最终使得整个毛刺去除装置中各个机器人不停歇工作而有效提高生产效率，可实现不同规格铸铝件的柔性加工。

附图说明

图1为本发明实施例的毛刺去除装置的基本构成结构图；

图2为图1一个角度的结构示意图；

图3为本发明实施例中被加工物以汽车用部件的后支架为例的正面结构图；

图4为本发明实施例中被加工物以汽车用部件的后支架为例的背面结构图；

图5为本发明实施例中第一机器人抓取被加工物的结构示意图；

图6为本发明实施例中第一机器人的机械臂前端设置的图像采集机构、第一定位部件以及第一夹紧机构的结构示意图；

图7为图5中第一夹紧机构的分解结构示意图；

图8为本发明实施例中第一机器人处于对被加工物进行拍照、利用第一定位部件进行定位抓取被加工物的状态示意图；

图9为本发明实施例中第一机器人处于抓取被加工物至第一毛刺去除处理工位的状态示意图(并示出顶杆去毛刺组件的放大示意图)；

图10为本发明实施例中第一机器人处于其自身作业区中转向第四毛刺去除处理工位的结构示意图；

图11为本发明实施例中第一机器人处于将完成第五步骤毛刺去除的被加工物移至下料区的状态示意图；

图12为本发明实施例中第二机器人处于其自身作业区中转向第一毛刺去除处理工位以抓取被加工物的状态示意图；

图13为图12中第四毛刺去除处理工位的B处放大示意图；

图14为图13中第四毛刺去除处理工位的压紧机构的结构示意图；

图15为本发明实施例中第二机器人处于其自身作业区中从第一毛刺去除处理工位抓取被加工物至第二毛刺去除处理工位的状态示意图；

图16为本发明实施例中第二机器人处于其自身作业区中从第二毛刺去除处理工位抓取被加工物至第三毛刺去除处理工位的状态示意图；

图17为本发明实施例中第二机器人自身作业区中第三毛刺去除处理工位的结构示意图；

图18为本发明实施例中第二机器人处于其自身作业区中在完成第二步骤毛刺去除的被加工物放至第三毛刺去除处理工位后，经过切换机构的切换以将完成第四步骤毛刺去除的被加工物抓取至架体上的状态示意图；

图19为本发明实施例中第二机器人处于其自身作业区中在完成第二步骤毛刺去除的被加工物放至第三毛刺去除处理工位后，经过切换机构的切换以将完成第四步骤毛刺去除的被加工物抓取至架体上，最后移至第四毛刺去除处理工位的状态示意图；

图20为本发明实施例中第三机器人处于对放置在第三毛刺去除处理工位上的被加工物进行毛刺去除状态的状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下，参考图1~图20，具体说明本发明的毛刺去除装置的状态。

1. 基本构成

参考图1和2所示，本毛刺去除装置被限制在组装成大体呈长方体状的机箱9中，机箱9包括有与第一机器人1所在作业区相对设置的第一壁板91以及连接在第一壁板91两侧的第二壁板92和第三壁板93，第二壁板92和第三壁板93相对平行设置，第二壁板92和第三壁板93所形成的开口中并排设置有第一活动门94和第二活动门95，第一活动门94和第二活动门95之间设置有分隔壁板98，第一机器人1邻近分隔壁板98设置，而第一活动门94和第二活动门95的开口通路中分别设置有用于搬入带有规定毛刺的被加工物2的上料区96以及用于放置经第五步骤毛刺去除完成的被加工物2的下料区97，并在第一壁板91、第二壁板92和第三壁板93上可以设置有控制装置、电柜等电控设备。

(1)毛刺去除机器人

第一机器人1、第二机器人4和第三机器人7的机械臂均是，如箭头所示，在互相正交的X 轴、Y轴、Z轴的3轴方向上适当移动，且可以以支柱的基台为中心旋转驱动。即通过伺服马达或脉冲马达，可以向360°方向的任意位置移动，与此同时，能够被加工物2移动至规定位置；

第一机器人1负责：

a、其机械臂前端上安装有与第一机器人1的控制装置通讯连接的图像采集机构11，该图像采集机构11具备摄像机以及图像处理部，图像采集机构11要执行通过摄像机拍摄的被加工物2所得到的图像，并通过图像处理部进行处理来检测被加工物2的实际位置，从而第一机器人1通过第一机器人控制装置输出的控制信号使各关节旋转，以获得第一机器人1对应的抓取姿势，进而负责将上料区96的去毛刺预定位的被加工物2进行抓取，而第一机器人1调整好对应被加工物2所在位置的抓取姿势后，利用第一定位部件12定位对应的定位部，再通过如光电传感器给予第一夹紧机构13信号，该第一夹紧机构13包括有能在驱动源的驱动作用下完成夹紧动作的第一夹紧件131和第二夹紧件132，第一夹紧件131和第二夹紧件132呈“L”型，被限制于滑座14上，均包括有用于夹持被加工物2的竖向夹持部1311和横向滑移部1312，横向滑移部1312连接在能在滑座14对应的滑槽15中滑移的滑块16上，从而在驱动源的驱动作用下能使得第一夹紧机构13的第一夹紧件131和第二夹紧件132能夹紧于被加工物2的孔口部25中完成夹紧动作，并将被加工物2抓取至第一毛刺去除处理工位3作第一步骤的毛刺去除；

b、第一机器人1将完成第五步骤毛刺去除的被加工物2移至下料区97；

c、当完成一层被加工物2的抓取后，通过吸引机构17能将其对应分隔板(未示出)吸附住而移开，从而重新暴露出待加工的被加工物2，进行下一轮的抓取，该吸引机构17可以采用现有技术中海绵吸盘，如图5~11所示，具体结构不再赘述；

第二机器人4负责：

d、第二机器人4抓取完成第一步骤毛刺去除的被加工物2于第二毛刺去除处理工位5作第二步骤的毛刺去除；

e、第二机器人4的机械臂上安装有切换机构41，在完成第二步骤毛刺去除的被加工物2放至第三毛刺去除处理工位6后，经过切换机构41的切换以将完成第四步骤毛刺去除的被加工物2移至第四毛刺去除处理工位8；而第二机器人4的机械臂上还安装有用于抓取被加工物2的架体42，架体42包括有相互平行设置的第一架板421和第二架板422以及连接第一架板421和第二架板422的第三架板423，第三架板423用于连接切换机构41，而第一架板421和第二架板422之间连接有至少两根使二者保持稳定状态的保持杆424，第一架板421和第二架板422上分别设置有用于定位被加工物2的第二定位部件426和第二夹紧机构425，在完成第二步骤毛刺去除的被加工物2放至第三毛刺去除处理工位6后，如C面所在位置，经过切换机构41的切换以抓取经过第三机器人7去将完成第四步骤毛刺去除的被加工物，如D面所在位置，其中C面所在位置和D面所在位置于180度转换，最后可移至第四毛刺去除处理工位8，具体可参考图12~18所示；

第三机器人7负责：

f、在各自对应的第三毛刺去除处理工位6，独立地对完成第二步骤毛刺去除的被加工物2进行第三步骤和第四步骤的毛刺去除；第三机器人7的机械臂的前端部安装具有至少两个刀具的刀具盘71，刀具盘71和机械臂的前端部连接有调换件72，从而能选择性地对刀具盘71上的刀具进行调换，其中调换件72包括有连接在刀具盘71中央的驱动轴721以及驱动驱动轴721旋转的电机722，驱动轴721铰接在第三机器人7的机械臂的前端部，具体可参考图20所示。

(2) 被加工物2如汽车用部件的后支架

该后支架容易发生多个大小毛刺，对外观上、安全上要求平滑的表面，如被加工物2包括有本体，本体的背面包括有至少两条连接筋21，各个连接筋21交叉连接以形成有至少两个相互隔开的窝状穴23，各个窝状穴23对应第四步骤的毛刺去除处；而各个连接筋21的交叉点211则对应第一步骤的毛刺去除处，即对应13处的顶杆毛刺；

本体的端点具有至少两个用于定位的定位部，其中第一定位部24对应第二步骤的毛刺去除处，即对应第一R角处；

本体正面具有孔口部25，孔口部25与第一定位部24之间的部分朝逐渐远离背面的方向隆起而形成倒置“V”字型的隆起区26，而正面中较隆起区26更低的外周区域与隆起区26的周缘边形成有浇口部27，而“V”字型的隆起区26的中间尖端部位与外周区域则形成有凹点处28，孔口部25、浇口部27、中间尖端部凹点处28以及第二定位部241，即共同对应第三步骤的毛刺去除处；

“V”字型的隆起区26的两个侧壁与对应的外周区域包围形成有三角区29，三角区29中具有第一定位销孔291，而邻近第二定位部241具有第二定位销孔292，第一定位销孔291和第二定位销孔292，即对应第五步骤的毛刺去除处，具体可参考图3和4所示。

(3) 毛刺去除处理工位

3.1 第一毛刺去除处理工位3：

第一工作台31，第一工作台31的顶部敞口；

搁置板32，包括有封闭部321和开放部322，开放部322与第一工作台31的顶部敞口连通；

定位板33，垂直设置在搁置板32上，用于定位被加工物2；

顶杆去毛刺组件34，搁置在搁置板32的封闭部321上，包括有至少两根朝搁置板32的开放部322方向穿过定位板33的凸柱341，各个凸柱341前端设置有去毛刺部342且各个凸柱341后端设置有弹性件343，从而使得各个凸柱341前端的去毛刺部342始终具有顶开被加工物2的趋势，而顶杆去毛刺组件34与外露出第一工作台31外的驱动件35之动力输出端连接，用来驱动顶杆去毛刺组件34相对被加工件所在位置于下述动作的至少一个动作：前进、后退或是旋转；以及

第一毛刺收集部36，设置在第一工作台31内并位于搁置板32的开放部322之下，用于收集落入搁置板32之开放部322中的毛刺。将定位板33与搁置板32垂直设置具有如下好处：第一、使得第一机器人1能够侧向地、直接更顺畅地将被加工物2放入至定位板33上；第二、去毛刺过程中产生的毛刺经搁置板32的开放部322掉落至第一工作台31的顶部敞口后直接掉入第一毛刺收集部36，可以避免毛刺影响驱动件35，可参考图12~15所示；

3.2 第二毛刺去除处理工位5：

第二毛刺去除处理工位5包括有去除R角毛刺的第二毛刺去除组件51以及位于第二毛刺去除组件51之下以收集毛刺的第二毛刺收集部52，可参考图15、16和18所示；

3.3 第三毛刺去除处理工位6：

第三工作台62，第三工作台62的顶部敞口；

承载部63，用于支承被加工物2，位于第三工作台62的顶部敞口之上；

压紧部64，设置在承载部63上，用于压紧被加工物2；

转换机构61，设置在第三工作台62之顶部敞口的相对周缘处，并与承载部63相连，以将经压紧部64压紧于承载部63上的被加工物2转换至第三步骤或第四步骤的毛刺去除的预定工位，其中第三步骤和第四步骤的毛刺去除的预定工作区域分别为对称设置的第一工位631和第二工位632，第一工位631和第二工位632呈由承载部63对应周缘处向中央逐渐凹陷的缺口状，并且压紧部64邻近于第一工位631和第二工位632的周围间隔设置有至少两个；以及

第三毛刺收集部65，能拆卸地连接在第三工作台62的顶部敞口之下，用于收集落入顶部敞口的毛刺，第三工作台62邻近第三毛刺收集部65设置有用于检测毛刺去除工具是否断刀的检测部66、供检测部66设置其上的收集槽67以及与收集槽67相连通的喷油装置68，喷油装置68用于向毛刺去除工具进行喷油操作，如包括喷头681、喷管682以及储油筒683，其中压紧部64可以采用现有技术中的杠杆气缸，如图16、17所示；

3.4 第四毛刺去除处理工位8：

以第二毛刺去除处理工位5为分隔点，与第一毛刺去除处理工位3相对设置，用于去除第一定位销孔291和第二定位销孔292的毛刺。其中，第四毛刺去除处理工位8则包括有第四工作台81，第四工作台81上设置有对被加工物2压紧的至少两个压紧机构82，各个压紧机构82之间设置有对被加工物2进行第五步骤的毛刺去除的去除部83；压紧机构82包括有用于压紧住位于其上被加工物2的压紧头821以及供压紧头821铰接的铰接座822，铰接座822中设置有驱动压紧头821夹紧或松开被加工物2的驱动源，铰接座822包括有设置在压紧头821中部并相对设置的第一铰接臂822a、第二铰接臂822b以及连接第一铰接臂822a、第二铰接臂822b的连接块822c，定位柱84低于连接块822c设置，而驱动源包括有供铰接座822的连接块822c连接的缸体，压紧头821的末端通过外伸出缸体的活塞杆85连接，活塞杆85在缸体的驱动下能带动压紧头821的末端上下移动，从而实现：压紧头821能以其自身中部为铰接点发生压紧头821夹紧或松开被加工物2，其中缸体为气缸，其可以与磁性开关或是相关控制装置实现自动化控制，使被加工物2夹紧或松开从而提高工作效率，具体可参考图12、13、14所示。

2. 总的毛刺去除工序

A1、第一机器人1拍照、抓取被加工物2至第一毛刺去除处理工位3即十三轴去顶杆毛刺工位去毛刺；

A2、第二机器人4将去十三轴去顶杆毛刺工位去毛刺后的被加工物2取下至第二毛刺去除处理工位5，即去除第一处的R角毛刺处；

A3、第二机器人4抓取被加工物2进行第一处的R角毛刺去除；

A4、去除完毕后第二机器人4将被加工物2搬运至第三毛刺去除处理工位6，并取下打磨完成的被加工物2，此过程通过切换机构41进行切换；

A5、第三机器人7在第三毛刺去除处理工位6去除产品毛刺，并由第二机器人4取下毛刺去除完成的被加工物2；

A6、第二机器人4将毛刺去除完成的被加工物2搬运至第四毛刺去除处理工位，进行第一定位销孔291和第二定位销孔292的毛刺；

A7、第一定位销孔291和第二定位销孔292完成后，由第一机器人1将被加工物2搬运至下料区97。

3. 第一机器人1毛刺去除的时序

B1、第一机器人1拍照用时7S；

B2、抓取被加工物2上料到第一毛刺去除处理工位3以去除13处顶杆毛刺用时5S；

B3、第四毛刺去除处理工位的定位销绞孔(即第一定位销孔291和第二定位销孔292)去除，至下料到托盘用时5S；

B4、吸隔板用时0.4S；

B5、合计7S+5S+5S+0.4S=17.4S，这毛刺去除装置的整体系统中，每17.4s出一件产品，一小时产出206件，每天20小时一天产出:4137件

一个月产出:4137*26天=107586件。以上节拍不包含切换料时间；

B6、每天22小时=4532*28天=126896件。

4. 第二机器人4毛刺去除的时序

C1、第二机器人4抓取除顶杆毛刺产品至除R角毛刺工位，打磨1处用时5S；

C2、打磨完成后，第二机器人4上料到第三毛刺去除处理工位6 (即分度翻转工作台)即用时5S；

C3、第三毛刺去除处理工位6的被加工物2毛刺去除后，第二机器人4搬运至第四毛刺去除处理工位8(即铰刀定位孔工作台)合计用时7S；

C4、合计6S+3S+7S=17S,工作站每17s出一件产品。一小时产出211件

每天20小时一天产出:4235件，一个月产出:4235*26天=110117件。以上节拍不包含切换料时间；

C5、每天22小时=4642*28天=129976件。

5. 第三机器人7毛刺去除的时序

D1、分度翻转3次完成一个产品，翻转用时6S；

D2、毛刺位置孔口部25、浇口部27、中间尖端部凹点处28以及第二定位部241用时42S；

D3、去除第二定位部241的R角毛刺用时5S；

D4、合计6S+42S+5S=53S，工作站每53s÷3=17.6s出一件产品，一小时产出204件,每天20小时一天产出:4090件一个月出:4090*26天=106363件。以上节拍不包含切换料时间；

D5、每天22小时=4488*28天=125664件。

由于第二机器人4(用时17s)的增加能统筹好第一机器人1(用时17.4S)和各个第三机器人7(用时17.6s)的时间，使第一机器人1、第二机器人4和第三机器人7的用时基本一致，最终使得整个毛刺去除装置中各个机器人不停歇工作而有效提高生产效率，可实现不同规格铸铝件的柔性加工。

Claims (10)

1.一种毛刺去除装置，包括有：

第一机器人(1)，对设定有去毛刺预定位的被加工物(2)进行抓取；以及

第一毛刺去除处理工位(3)，位于所述第一机器人(1)所在作业区下游处，第一机器人(1)将抓取的被加工物(2)至第一毛刺去除处理工位(3)作第一步骤的毛刺去除；

其特征在于：还包括有

第二机器人(4)，位于所述第一机器人(1)的下游处；

第二毛刺去除处理工位(5)，位于第一机器人(1)和第二机器人(4)之间；所述第二机器人(4)抓取完成第一步骤毛刺去除的被加工物(2)于所述第二毛刺去除处理工位(5)作第二步骤的毛刺去除；

第三毛刺去除处理工位(6)，位于第二毛刺去除处理工位(5)下游处，具有转换机构(61)；

第三机器人(7)，具有至少两个，并沿第二机器人(4)所用机械臂的工作区域周向地间隔设置，各个第三机器人(7)均能于各自对应的第三毛刺去除处理工位(6)，独立地对完成第二步骤毛刺去除的被加工物(2)进行第三步骤和第四步骤的毛刺去除，第三步骤和第四步骤的毛刺去除处为反向设置，并借助于所述转换机构(61)，从而实现第三机器人(7)进行第三步骤的毛刺去除后能进行第四步骤的毛刺去除；

其中，所述第二机器人(4)的机械臂上安装有切换机构(41)，在完成第二步骤毛刺去除的被加工物(2)放至第三毛刺去除处理工位(6)后，经过切换机构(41)的切换以将完成第四步骤毛刺去除的被加工物(2)移至第四毛刺去除处理工位(8)；

所述第四毛刺去除处理工位(8)，以所述第二毛刺去除处理工位(5)为分隔点，与所述第一毛刺去除处理工位(3)相对设置，将完成第四步骤毛刺去除的被加工物(2)进行第五步骤的毛刺去除，最后由所述第一机器人(1)将完成第五步骤毛刺去除的被加工物(2)移至下料区(97)。

2.根据权利要求1所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述第一毛刺去除处理工位(3)包括有：

第一工作台(31)，所述第一工作台(31)的顶部敞口；

搁置板(32)，包括有封闭部(321)和开放部(322)，所述开放部(322)与所述第一工作台(31)的顶部敞口连通；

定位板(33)，垂直设置在所述搁置板(32)上，用于定位被加工物(2)；

顶杆去毛刺组件(34)，搁置在所述搁置板(32)的封闭部(321)上，包括有至少两根朝所述搁置板(32)的开放部(322)方向穿过所述定位板(33)的凸柱(341)，各个所述凸柱(341)前端设置有去毛刺部(342)且各个所述凸柱(341)后端设置有弹性件(343)，从而使得各个所述凸柱(341)前端的去毛刺部(342)始终具有顶开所述被加工物(2)的趋势，而所述顶杆去毛刺组件(34)与外露出所述第一工作台(31)外的驱动件(35)之动力输出端连接，用来驱动所述顶杆去毛刺组件(34)相对被加工件所在位置于下述动作的至少一个动作：前进、后退或是旋转；以及

第一毛刺收集部(36)，设置在所述第一工作台(31)内并位于所述搁置板(32)的开放部(322)之下，用于收集落入搁置板(32)之开放部(322)中的毛刺。

3.根据权利要求2所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述第二毛刺去除处理工位(5)包括有第二毛刺去除组件(51)以及位于第二毛刺去除组件(51)之下以收集毛刺的第二毛刺收集部(52)，而所述第三毛刺去除处理工位(6)则包括有：

第三工作台(62)，所述第三工作台(62)的顶部敞口；

承载部(63)，用于支承被加工物(2)，位于所述第三工作台(62)的顶部敞口之上；

压紧部(64)，设置在所述承载部(63)上，用于压紧被加工物(2)；

所述转换机构(61)，设置在所述第三工作台(62)之顶部敞口的相对周缘处，并与所述承载部(63)相连，以将经所述压紧部(64)压紧于承载部(63)上的被加工物(2)转换至第三步骤或第四步骤的毛刺去除的预定工位；以及

第三毛刺收集部(65)，能拆卸地连接在所述第三工作台(62)的顶部敞口之下，用于收集落入顶部敞口的毛刺。

4.根据权利要求3所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述第三步骤和第四步骤的毛刺去除的预定工作区域分别为对称设置的第一工位(631)和第二工位(632)，所述第一工位(631)和第二工位(632)呈由所述承载部(63)对应周缘处向中央逐渐凹陷的缺口状，并且所述压紧部(64)邻近于所述第一工位(631)和第二工位(632)的周围间隔设置有至少两个，所述第三工作台(62)邻近所述第三毛刺收集部(65)设置有用于检测毛刺去除工具是否断刀的检测部(66)、供所述检测部(66)设置其上的收集槽(67)以及与所述收集槽(67)相连通的喷油装置(68)，所述喷油装置(68)用于向毛刺去除工具进行喷油操作。

5.根据权利要求4所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述第三机器人(7)的机械臂的前端部安装具有至少两个刀具的刀具盘(71)，所述刀具盘(71)和所述机械臂的前端部连接有调换件(72)，从而能选择性地对刀具盘(71)上的刀具进行调换，所述调换件(72)包括有连接在所述刀具盘(71)中央的驱动轴(721)以及驱动所述驱动轴(721)旋转的电机(722)，所述驱动轴(721)铰接在所述第三机器人(7)的机械臂的前端部，所述第四毛刺去除处理工位(8)则包括有第四工作台(81)，所述第四工作台(81)上设置有对被加工物(2)压紧的至少两个压紧机构(82)，各个压紧机构(82)之间设置有对被加工物(2)进行第五步骤的毛刺去除的去除部(83)；所述压紧机构(82)包括有用于压紧住位于其上被加工物(2)的压紧头(821)以及供所述压紧头(821)铰接的铰接座(822)，所述铰接座(822)中设置有驱动所述压紧头(821)夹紧或松开被加工物(2)的驱动源，所述铰接座(822)包括有设置在所述压紧头(821)中部并相对设置的第一铰接臂(822a)、第二铰接臂(822b)以及连接第一铰接臂(822a)、第二铰接臂(822b)的连接块(822c)，定位柱(84)低于所述连接块(822c)设置，而所述驱动源包括有供所述铰接座(822)的连接块(822c)连接的缸体，所述压紧头(821)的末端通过外伸出所述缸体的活塞杆(85)连接，所述活塞杆(85)在所述缸体的驱动下能带动所述压紧头(821)的末端上下移动，从而实现：所述压紧头(821)能以其自身中部为铰接点发生压紧头(821)夹紧或松开被加工物(2)。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述被加工物(2)包括有本体，所述本体的背面包括有至少两条连接筋(21)，各个连接筋(21)交叉连接以形成有至少两个相互隔开的窝状穴(23)，各个窝状穴(23)对应第四步骤的毛刺去除处，而各个连接筋(21)的交叉点(211)则对应第一步骤的毛刺去除处，所述本体的端点具有至少两个用于定位的定位部，其中第一定位部(24)对应第二步骤的毛刺去除处，所述本体正面具有孔口部(25)，所述孔口部(25)与所述第一定位部(24)之间的部分朝逐渐远离所述背面的方向隆起而形成倒置“V”字型的隆起区(26)，而所述正面中较所述隆起区(26)更低的外周区域与所述隆起区(26)的周缘边形成有浇口部(27)，而“V”字型的隆起区(26)的中间尖端部位与外周区域则形成有凹点处(28)，所述孔口部(25)、浇口部(27)、中间尖端部凹点处(28)以及第二定位部(241)共同对应第三步骤的毛刺去除处，所述“V”字型的所述隆起区(26)的两个侧壁与对应的外周区域包围形成有三角区(29)，所述三角区(29)中具有第一定位销孔(291)，而邻近所述第二定位部(241)具有第二定位销孔(292)，所述第一定位销孔(291)和第二定位销孔(292)对应第五步骤的毛刺去除处。

7.根据权利要求6所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述第一机器人(1)的机械臂前端上安装有：

图像采集机构(11)，与第一机器人(1)控制装置通讯连接，具备摄像机以及图像处理部，所述图像采集机构(11)要执行通过所述摄像机拍摄的所述被加工物(2)所得到的图像，并通过所述图像处理部进行处理来检测被加工物(2)的实际位置，从而所述第一机器人(1)通过第一机器人控制装置输出的控制信号使各关节旋转，以获得所述第一机器人(1)对应的抓取姿势；

第一定位部件(12)，通过所述第一机器人(1)的抓取姿势的改变以适应性地将所述被加工物(2)定位在所述第一机器人(1)的机械臂前端；以及用于夹持住所述隆起区(26)之孔口部(25)的第一夹紧机构(13)，所述第一夹紧机构(13)位于中间区域，所述第一夹紧机构(13)包括有能在驱动源的驱动作用下完成夹紧动作的第一夹紧件(131)和第二夹紧件(132)，所述第一夹紧件(131)和第二夹紧件(132)呈“L”型，被限制于滑座(14)上，均包括有用于夹持被加工物(2)的竖向夹持部(1311)和横向滑移部(1312)，所述横向滑移部(1312)连接在能在滑座(14)对应的滑槽(15)中滑移的滑块(16)上，从而在驱动源的驱动作用下能完成第一夹紧件(131)和第二夹紧件(132)中对应竖向夹持部(1311)的夹持动作。

8.根据权利要求7所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述毛刺去除装置被限制在组装成大体呈长方体状的机箱(9)中，所述机箱(9)包括有与所述第一机器人(1)所在作业区相对设置的第一壁板(91)以及连接在第一壁板(91)两侧的第二壁板(92)和第三壁板(93)，所述第二壁板(92)和第三壁板(93)相对平行设置，所述第二壁板(92)和第三壁板(93)所形成的开口中并排设置有第一活动门(94)和第二活动门(95)，所述第一活动门(94)和第二活动门(95)之间设置有分隔壁板(98)，所述第一机器人(1)邻近所述分隔壁板(98)设置，而所述第一活动门(94)和第二活动门(95)的开口通路中分别设置有用于搬入带有规定毛刺的被加工物(2)的上料区(96)以及用于放置经第五步骤毛刺去除完成的被加工物(2)的下料区(97)。

9.根据权利要求8所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述上料区(96)和下料区(97)均包括有至少两个自上而下依次搁叠的分隔板，各个分隔板的截面呈倒置“U”型，相邻分隔板之间形成有用于放置被加工物(2)的空间，所述上料区(96)和下料区(97)并排设置，对应地，所述第一机器人(1)上还连接有用于辅助吸附各个分隔板的吸引机构(17)。

10.根据权利要求9所述的毛刺去除装置，其特征在于：所述第二机器人(4)的机械臂上安装有用于抓取被加工物(2)的架体(42)，所述架体(42)包括有相互平行设置的第一架板(421)和第二架板(422)以及连接第一架板(421)和第二架板(422)的第三架板(423)，所述第三架板(423)用于连接所述切换机构(41)，而所述第一架板(421)和第二架板(422)之间连接有至少两根使二者保持稳定状态的保持杆(424)，所述第一架板(421)和第二架板(422)上分别设置有用于定位被加工物(2)的第二定位部件(426)和第二夹紧机构(425)。

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