CN116765942A - 自动示教组件及连续可变角度磨削设备及其自动示教工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动示教组件，属于磨削或抛光的机床领域，可以用于各类产品的侧面轨迹测量和侧面倾斜角度测量，具体可应用于鞋底、瑜伽垫等，本发明还涉及一种自动示教工艺，将自动示教组件应用于鞋底示教，首先固定鞋底，通过示教轮测绘成品鞋底的轮廓轨迹；根据轮廓轨迹示教轮沿着成品鞋底周面进行移动，观察示教伺服电机数值变化，数值变化过大重新进行测量轮廓轨迹，数值正常则示教轮测量成品鞋底周面倾斜度，存储测量的数值。本发明还涉及了一种应用了自动示教组件的连续可变角度磨削设备进行作业，首先示教组件对成品鞋底进行示教并且储存数值，根据自动示教组件的示教后的储存数值，驱动打磨组件对待加工鞋底进行加工，自动化程度高。

Description

自动示教组件及连续可变角度磨削设备及其自动示教工艺

技术领域

本发明属于磨削或抛光的机床技术领域，具体涉及自动示教组件及连续可变角度磨削设备及其自动示教工艺。

背景技术

鞋底打磨主要分为两类人工打磨和机械打磨，人工打磨主要通过人工手持鞋底，通过鞋底靠近打磨机打磨端，达到打磨鞋底侧面的目的。这种人工打磨的方式缺点在于，人工打磨的效果很大程度上是依赖作业人员的技术和经验，鞋底打磨的轨迹不稳定，而且打磨的效率低，而现有的机械打磨采用数控机床进行打磨，需要对打磨的鞋底周面轨迹进行设定，设定打磨角度等一系列前期操作，每次更换一个新样式的鞋底就需要重新更换夹具模板，打磨效率低下且十分的不便捷，有鉴于此，遂有了本方案的产生。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供自动示教组件及连续可变角度磨削设备及其自动示教工艺，它能够自动示教，自动调整角度并进行打磨。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自动示教组件，所述示教组件用于测量鞋底轮廓轨迹和鞋底侧面倾斜度，所述示教组件包括示教轮和示教移动组件，所述示教移动组件驱动示教轮移动，所述示教移动组件包括示教伺服电机和示教移动座，所述示教轮设置在示教移动座上，所述示教伺服电机驱动示教移动座远离或者靠近鞋底。

进一步，所述示教移动组件还包括两个皮带轮和传送带，所述传送带两端分别与示教移动座两端固定连接，两个所述皮带轮位于导轨的两侧，两个所述皮带轮驱动传送带转动，所述示教伺服驱动电机驱动任一皮带轮转动。

一种连续可变角度磨削设备，包括自动示教组件、前后移动组件、左右移动组件、上下移动组件、转动盘、打磨组件和鞋底转动固定平台，所述前后移动组件驱动左右移动组件前后移动，所述左右移动组件驱动上下移动组件左右移动，所述上下移动组件驱动转动盘上下移动，所述打磨组件和示教组件安装在转动盘上，所述鞋底转动固定平台用于限位鞋底且带动鞋底转动。

进一步，所述鞋底转动固定平台包括第一转动座、压合板和第一顶出体，所述第一转动座位于打磨组件的一侧，所述压合板位于第一转动座的上方，所述第一顶出体的输出端与压合板上表面连接，所述压合板绕第一顶出体输出端轴线转动。

一种自动示教工艺，包括以下步骤：

S1、固定成品鞋底；

S2、通过示教轮测绘成品鞋底的轮廓轨迹；

S3、根据轮廓轨迹示教轮沿着成品鞋底周面进行移动，观察示教伺服电机数值变化；

S4、数值变化过大回到步骤S2，数值正常，则示教轮沿轮廓轨迹多次测量成品鞋底侧面倾斜度。

进一步，所述步骤S2中具体操作步骤如下：鞋底转动固定平台带动成品鞋底进行360°转动，示教移动组件中的示教伺服电机驱动示教移动座移动，从而使得示教轮触碰到鞋底，控制器控制示教伺服电机输出力矩，直至示教伺服电机输出力矩到达设定值，且示教轮位置1秒内变化小于0.1毫米，示教轮抵顶到鞋底侧面，X轴为前后移动组件移动的轴，Y轴为左右移动组件移动的轴，记录示教轮中心与X轴的位置，先测量鞋头，鞋尾，计算出鞋底的长度，再测量鞋尾左侧和右侧，计算鞋尾宽度，得到大致轮廓范围，通过转动平台和示教伺服电机的配合，测量出示教轮两侧轮廓轨迹。

进一步，记录示教轮中心与X轴的位置记录次数为3000-4000次，组成二维平面的离散点，形成轮廓轨迹。

进一步，所述步骤S3中具体操作步骤如下：在前后移动组件的驱动下示教轮沿着第一次测量出的轮廓轨迹移动，示教移动组件驱动示教轮保持贴合鞋底侧面，通过左右移动组件的一端代替步骤S2中示教移动组件的移动，观察示教伺服电机输出力矩，轨迹正确则示教伺服电机输出力矩无变化，轨迹出现偏差示教伺服电机转动驱动示教轮贴近鞋底使其示教伺服电机输出力矩达到设定值，示教轮移动的距离再补偿给左右移动组件，示教轮移动的距离在正负0.3毫米之间，进行下一步测量，反之重新进行新的一次轮廓轨迹测量。

进一步，所述步骤S4具体操作步骤如下：测量的鞋底上周面和下周面的点上下相对应，测量鞋底下周面任意一点的示教轮与X轴的距离A，示教轮朝上移动N毫米，N毫米为鞋底的厚度，得到鞋底上周面任意一点的示教轮与X轴的距离B，测量距离A和距离B时示教轮需要贴合鞋底侧面且示教伺服电机输出力矩到达设定值，通过三角函数可获得鞋周面的夹角数值。

进一步，所述一种自动示教工艺还包括步骤S5；步骤S5、存储测量的数值，固定待加工鞋底，打磨组件开始运作，打磨组件沿轮廓轨迹对待加工鞋底进行加工，且在沿轮廓轨迹移动时根据测量的倾斜度数值进行摆动角度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明采用的自动示教组件，可以用于各类产品的侧面轨迹测量和侧面倾斜角度测量，具体可应用于鞋底、瑜伽垫等，将自动示教组件应用于鞋底示教后，提供了一种自动示教工艺，能够自动对成品鞋底周面的轮廓轨迹的进行测绘，测绘结束后还能对其进行检测校正，最后测量出鞋底周面的倾斜度，将测量数值进行存储，应用于连续可变角度磨削设备设备上，该工艺采用了一种连续可变角度磨削设备进行运作，打磨组件沿轮廓轨迹对待加工鞋底进行加工，且在沿轮廓轨迹移动时根据测量的倾斜度数值进行摆动角度。

2.成品鞋底固定设置在鞋底转动固定平台上，鞋底可360°转动，示教移动组件中的示教伺服电机驱动示教移动座移动，从而使得示教轮触碰到成品鞋底，控制器控制示教伺服电机输出力矩达到设定值（到达设定值，且示教轮到达设定值时1秒内位置变化小于0.1毫米，说明示教轮已经贴合鞋底侧面），记录示教轮中心与X轴的位置，先测量鞋头，鞋尾，计算出鞋底的长度，再测量鞋尾左侧和右侧，计算鞋尾宽度，得到大致轮廓范围（矩形范围内），通过转动平台和示教伺服电机的配合，测量出鞋底两侧轮廓轨迹，然后示教轮沿着第一次测量出的轮廓轨迹移动，观测示教伺服电机力矩保持不变，如果示教伺服电机力矩发生变化，示教伺服电机驱动示教移动座移动使得示教轮朝鞋底移动并且贴合鞋底，这时示教伺服电机的力矩到达设定值（记录示教移动座的移动距离并且补偿移动数值给左右移动组件也就是Y轴），第一次沿轮廓轨迹移动时示教移动座的移动距离在正负0.3毫米范围内，即可进行下一步测量，反之重新进行新的一次轮廓轨迹测量，轮廓轨迹测量完毕后，示教轮沿着鞋底轮廓轨迹移动，测量成品鞋底下周面任意一点的示教轮与X轴的距离A，示教轮朝上移动10毫米（鞋底厚度多少就上移多少），得到鞋底上周面任意一点的示教轮与X轴的距离B，通过三角函数，计算出鞋底侧面各点的夹角=arctan（（B-A）/10），至此示教完毕，打磨组件的磨头根据示教数据对待加工鞋底进行摆动角度和打磨。

附图说明

图1为本发明一种连续可变角度磨削设备的立体结构示意图；

图2为本发明中前后移动组件、左右移动组件和上下移动组件的立体结构示意图；

图3为本发明图2中A处的局部放大结构示意图；

图4为本发明中打磨组件和示教组件的立体结构示意图；

图5为本发明中示教组件的立体结构示意图；

图6为本发明中示教组件的剖视结构示意图；

图7为本发明中转动盘的立体结构示意图；

图8为本发明步骤S4中鞋底周面的夹角的测量原理示意图。

图中标记：1、前后移动组件；2、左右移动组件；3、上下移动组件；4、转动盘；41、延伸板；5、打磨组件；6、示教组件；61、示教轮；611、伸出板；62、示教移动组件；621、示教伺服电机；622、皮带轮；623、传送带；624、导轨；625、示教移动座；7、鞋底转动固定平台；71、第一转动座；72、压合板；73、第一顶出体。

具体实施方式

为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1-7所示，本实施例提供一种连续可变角度磨削设备，包括前后移动组件1、左右移动组件2、上下移动组件3、转动盘4、打磨组件5、示教组件6和鞋底转动固定平台7。

前后移动组件1驱动左右移动组件2前后移动，具体地，前后示教组件6包括承载框架、前后移动座、前后移动螺杆和前后轨道，前后轨道固定设置在承载框架上前后移动螺杆设置在承载框架内，前后移动座具有第一螺纹孔，第一螺纹孔与前后移动螺杆适配，左右移动组件2固定设置在前后移动座上表面。

左右移动组件2驱动上下移动组件3左右移动，具体地，左右移动组件2包括左右移动座、左右移动螺杆和左右轨道，左右轨道设置在前后移动座的上表面，左右移动螺杆转动连接在前后移动座的上表面，左右移动座上具有第二螺纹孔，第二螺纹孔与左右移动螺杆相适配，上下移动组件3设置在左右移动座上表面。

上下移动组件3驱动转动盘4上下移动，具体地，上下移动组件3包括上下移动座和上下移动螺杆，上下移动螺杆竖直转动设置在左右移动座上，上下移动座上具有第三螺纹孔，第三螺纹孔与上下移动螺杆适配，转动盘4连接在上下移动座上。

转动盘4上具有延伸板41，打磨组件5和示教组件6安装在延伸板41上，防止转动的时候产生干涉。

打磨组件5包括打磨机，示教组件6包括示教轮61和示教移动组件62，示教移动组件62驱动示教轮61移动，示教移动组件62包括示教伺服电机621、示教移动座625、两个皮带轮622、导轨624和传送带623，示教移动座625在导轨624上滑动，示教轮61设置在示教移动座625上，具体地，示教移动座625上设置有伸出板611，示教轮61转动连接在伸出板611朝外的端面上，传送带623两端分别与示教移动座625两端固定连接，两个皮带轮622位于导轨624的两侧，两个皮带轮622驱动传送带623转动，示教伺服驱动电机驱动任一皮带轮622转动，伺服驱动电机能够通过力矩变化确定示教轮61是否抵顶到物品。

鞋底转动固定平台7用于限位鞋底且带动鞋底转动，鞋底转动固定平台7数量为两个，鞋底转动固定平台7位于打磨组件5的一侧，鞋底转动固定平台7包括第一转动座71、压合板72和第一顶出体73，第一转动座71位于打磨组件5的一侧，压合板72位于第一转动座71的上方，第一顶出体73的输出端与压合板72上表面连接，压合板72绕第一顶出体73输出端轴线转动，当第一顶出体73顶出时，压合板72压合鞋底上表面，第一转动座71转动时，压合板72会跟随转动。

本发明还提供一种自动示教工艺，包括以下步骤：

S1、固定成品鞋底和待加工鞋底，具体操作步骤如下：将成品鞋底和待加工鞋底分别放置在第一转动座71上，第一顶出体73顶出压合板72固定两个鞋底，当成品鞋底示教完毕后，将成品鞋底换成待加工鞋底，打磨组件5在两个第一转动座71之间来回进行打磨。

S2、通过示教轮61测绘成品鞋底的轮廓轨迹；具体操作步骤如下：鞋底转动固定平台7带动成品鞋底进行360°转动，示教移动组件62中的示教伺服电机621驱动示教移动座625移动，从而使得示教轮61触碰到鞋底，控制器控制示教伺服电机621输出力矩，直至示教伺服电机621输出力矩到达设定值，且示教轮61位置1秒内变化小于0.1毫米，示教轮61抵顶到鞋底侧面，X轴为前后移动组件1移动的轴，Y轴为左右移动组件2移动的轴，记录示教轮61中心与X轴的位置，测量鞋头，鞋尾，计算出鞋底的长度，再测量鞋尾左侧和右侧，计算鞋尾宽度，得到大致轮廓范围，通过转动平台和示教伺服电机621的配合，记录示教轮61中心与X轴的位置记录次数为3000-4000次，组成二维平面的离散点，形成轮廓轨迹。

S3、根据轮廓轨迹示教轮61沿着成品鞋底周面进行移动，观察示教伺服电机621数值变化；具体操作步骤如下：在前后移动组件1的驱动下示教轮61沿着第一次测量出的轮廓轨迹移动，示教移动组件62驱动示教轮61保持贴合鞋底侧面，通过左右移动组件2的一端代替步骤S2中示教移动组件62的移动，观察示教伺服电机621输出力矩，轨迹正确则示教伺服电机621输出力矩无变化，轨迹出现偏差示教伺服电机621转动驱动示教轮61贴近鞋底使其示教伺服电机621输出力矩达到设定值，示教轮61移动的距离再补偿给左右移动组件2，示教轮61移动的距离在正负0.3毫米之间，进行下一步测量，反之重新进行新的一次轮廓轨迹测量。

S4、数值变化过大回到步骤S2，数值正常，着示教轮61沿轮廓轨迹多次测量成品鞋底侧面倾斜度；具体操作步骤如下：测量的鞋底上周面和下周面的点上下相对应，测量鞋底下周面任意一点的示教轮61与X轴的距离A，示教轮61朝上移动N毫米，N毫米为鞋底的厚度，得到鞋底上周面任意一点的示教轮61与X轴的距离B，测量距离A和距离B时示教轮61需要贴合鞋底侧面且示教伺服电机621输出力矩到达设定值，如图8所示，通过三角函数可获得鞋底周面的夹角数值。

S5、根据测量的数值，打磨组件5根据轮廓轨迹进行摆动角度，且沿轮廓轨迹对待加工鞋底进行加工，具体操作步骤如下：转动盘4转动到打磨组件5工位，在前后移动组件1、左右移动组合、鞋底转动固定平台7和转动盘4的配合下，打磨组件5沿着轮廓轨迹边调节角度边进行打磨。

本发明提供一种自动示教工艺对同一产品只需要示教一次即可，示教结束后储存该测量的数值，在需要使用的时候调出数值应用到磨削设备中，即可对待加工鞋底进行打磨。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种连续可变角度磨削设备，其特征在于：包括示教组件、前后移动组件、左右移动组件、上下移动组件、转动盘、打磨组件和鞋底转动固定平台，所述示教组件用于测量鞋底轮廓轨迹和鞋底侧面倾斜度；所述前后移动组件驱动左右移动组件前后移动，所述左右移动组件驱动上下移动组件左右移动，所述上下移动组件驱动转动盘上下移动，所述打磨组件和示教组件安装在转动盘上，所述鞋底转动固定平台用于限位鞋底且带动鞋底转动；

所述示教组件包括示教轮和示教移动组件，所述示教移动组件驱动示教轮移动，所述示教移动组件包括示教伺服电机和示教移动座，所述示教轮设置在示教移动座上，所述示教伺服电机驱动示教移动座远离或者靠近鞋底。

2.根据权利要求1所述的一种连续可变角度磨削设备，其特征在于：所述示教移动组件还包括两个皮带轮和传送带，所述传送带两端分别与示教移动座两端固定连接，两个所述皮带轮位于导轨的两侧，两个所述皮带轮驱动传送带转动，所述示教伺服驱动电机驱动任一皮带轮转动。

3.根据权利要求1所述的一种连续可变角度磨削设备，其特征在于：所述鞋底转动固定平台包括第一转动座、压合板和第一顶出体，所述第一转动座位于打磨组件的一侧，所述压合板位于第一转动座的上方，所述第一顶出体的输出端与压合板上表面连接，所述压合板绕第一顶出体输出端轴线转动。

4.一种基于权利要求 1-3 任意一项所述一种连续可变角度磨削设备的自动示教工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、固定成品鞋底；

S2、通过示教轮测绘成品鞋底的轮廓轨迹；

S3、根据轮廓轨迹示教轮沿着成品鞋底周面进行移动，观察示教伺服电机数值变化；

S4、数值变化过大回到步骤S2，数值正常，则示教轮沿轮廓轨迹多次测量成品鞋底侧面倾斜度。

5.根据权利要求4所述的一种自动示教工艺，其特征在于：所述步骤S2中具体操作步骤如下：鞋底转动固定平台带动成品鞋底进行360°转动，示教移动组件中的示教伺服电机驱动示教移动座移动，从而使得示教轮触碰到鞋底，控制器控制示教伺服电机输出力矩，直至示教伺服电机输出力矩到达设定值，且示教轮位置1秒内变化小于0.1毫米，示教轮抵顶到鞋底侧面，X轴为前后移动组件移动的轴，Y轴为左右移动组件移动的轴，记录示教轮中心与X轴的位置，先测量鞋头，鞋尾，计算出鞋底的长度，再测量鞋尾左侧和右侧，计算鞋尾宽度，得到大致轮廓范围，通过转动平台和示教伺服电机的配合，测量出示教轮两侧轮廓轨迹。

6.根据权利要求5所述的一种自动示教工艺，其特征在于：记录示教轮中心与X轴的位置记录次数为3000-4000次，组成二维平面的离散点，形成轮廓轨迹。

7.根据权利要求5所述的一种自动示教工艺，其特征在于：所述步骤S3中具体操作步骤如下：在前后移动组件的驱动下示教轮沿着第一次测量出的轮廓轨迹移动，示教移动组件驱动示教轮保持贴合鞋底侧面，通过左右移动组件的一端代替步骤S2中示教移动组件的移动，观察示教伺服电机输出力矩，轨迹正确则示教伺服电机输出力矩无变化，轨迹出现偏差示教伺服电机转动驱动示教轮贴近鞋底使其示教伺服电机输出力矩达到设定值，示教轮移动的距离再补偿给左右移动组件，示教轮移动的距离在正负0.3毫米之间，进行下一步测量，反之重新进行新的一次轮廓轨迹测量。

8.根据权利要求4所述的一种自动示教工艺，其特征在于：所述步骤S4具体操作步骤如下：测量的鞋底上周面和下周面的点上下相对应，测量鞋底下周面任意一点的示教轮与X轴的距离A，示教轮朝上移动N毫米，N毫米为鞋底的厚度，得到鞋底上周面任意一点的示教轮与X轴的距离B，测量距离A和距离B时示教轮需要贴合鞋底侧面且示教伺服电机输出力矩到达设定值，通过三角函数可获得鞋周面的夹角数值。

9.根据权利要求4所述的一种自动示教工艺，其特征在于：所述一种自动示教工艺还包括步骤S5；

步骤S5、存储测量的数值，固定待加工鞋底，打磨组件开始运作，打磨组件沿轮廓轨迹对待加工鞋底进行加工，且在沿轮廓轨迹移动时根据测量的倾斜度数值进行摆动角度。