CN208681209U - 一种柔性打磨装置和柔性打磨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种柔性打磨装置和柔性打磨系统，包括供料组件、打磨机械臂组件、打磨头组件、激光测距仪、磨砂轮更换组件、控制台、防护隔离网，本实用新型采用激光测量仪、激光测距仪分别实时监控工件的焊缝高度以及磨砂片的直径变化，结合PLC控制系统根据各个信息重新在线规范工件的打磨轨迹，同时控制并调整打磨支臂和磨砂片的角度以及打磨深度，进而得到合格的打磨产品，在保证打磨质量的前提下提高了打磨效率。

Description

一种柔性打磨装置和柔性打磨系统

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件加工装置和控制系统，尤其涉及一种柔性打磨装置和柔性打磨系统。

背景技术

随着经济与社会的发展，人们对出行的要求日益高涨，对汽车的需求量越来越大，由此促使汽车行业往无人化、智能化、现代化发展。

尤其是在汽车门框等工件的工艺中，其需要经过注塑、PUR&油漆、CNC、打磨抛光等工序，而在生产过程中，每道工序都会在应力、时间、温度等因素影响下导致变形，使得汽车内饰整体的形变量难以控制；而传统的打磨系统是根据点位轨迹进行打磨，由于工件的一致性差，容易出现打磨过深或打磨过高等问题，从而导致打磨后的产品表面质量不均匀、打磨后产品表面不合格等结果，也增大了产品的报废率，影响正常生产效率和生产效益。

为此，到目前为止，几乎所有类似企业未来保证生产质量，采用人工打磨，生产效率低、劳动强度大不说，产品质量难控制，且打磨产生的粉尘危害人体健康。

实用新型内容

针对上述现有技术的现状，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种在工件形变量不可控的情况下，能对产品实施有效的、高质量高效率的汽车门框的PLC通信模板。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种柔性打磨装置，包括：

供料组件，用于输送需要打磨的工件，该供料组件包括伺服输送平台，设在伺服输送平台上的输送带，设在输送带上的工装定位基板，以及设置在工装定位基板上用于固定打磨工件的定位工装；

打磨机械臂组件，用于实时调整打磨角度和深度，该打磨机械臂组件包括底座、旋转安装座、上支臂和下支臂，其中，所述旋转安装座通过第一电机与底座转动连接，所述下支臂的一端通过第二电机与旋转安装座铰接，该下支臂的另一端通过第三电机与上支臂的一端铰接，该上支臂上接设有可使上支臂转动的旋转电机组，且该上支臂的另一端通过第四电机铰接有法兰座；

打磨头组件，用于打磨汽车门框的焊缝，该打磨头组件包括安装座、打磨电机和磨砂轮机构，所述安装座通过法兰与法兰座连接，所述打磨电机固定在安装座上，该打磨电机的输出端与磨砂轮机构连接；

激光测距仪，用于测量工件的焊缝的高度，该激光测距仪固定在打磨电机上；

磨砂轮更换组件，用于更换多次打磨需要更换磨砂轮机构，该磨砂轮更换组件包括放置有磨砂轮机构的置物台，设置在置物台上并用于监控打磨头组件上磨砂轮机构磨损情况的激光测量仪；

控制台，用于监控各个组件的运作，该控制台与供料组件、打磨机械臂组件、打磨头组件、激光测量仪、激光测距仪连接；

防护隔离网，该防护隔离网将供料组件、打磨机械臂组件、打磨头组件、磨砂轮更换组件、控制台圈在一个环境内。

优选的，所述定位工装包括均定位销、压紧气缸和方形块，所述压紧气缸、方形块均通过定位销固定在工装定位基板上，且所述压紧气缸的伸缩端与方形块相对称设置，继而咬住工件达到固定的效果，便于后期打磨工作。

优选的，所述磨砂轮机构包括强力刀柄、磨砂片，所述磨砂轮机构通过强力刀柄与打磨电机的输出端锁紧连接，所述磨砂片通过螺母与强力刀柄锁紧连接，从而达到便于更换磨砂轮机构的效果。

优选的，所述上支臂包括外支臂和内支臂，该内支臂通过轴承穿设并转动连接在外支臂内，所述下支臂通过第三电机与外支臂铰接，所述旋转电机固定在外支臂上，且该旋转电机的输出端与内支臂连接，所述法兰座与内支臂铰接，从而达到上支臂的360°转动的效果，方便调整打磨角度和深度。

优选的，所述下支臂的臂身上活动接设有辅撑杆，该辅撑杆的另一端与旋转安装座活动连接，从而增加整个打磨支臂运行的稳定性，提高设备打磨的质量。

一种柔性打磨系统，包括激光模块、PLC控制模块、打磨模块、更换模块，所述激光模块位于PLC控制上端，所述打磨模块、更换模块均位于PLC控制模块之下，其中：

激光模块，该激光模块包括激光测距仪、激光测量仪、激光位移传感器、模拟量采集、数据传输基板，其中，所述激光测距仪、激光测量仪均包括激光发生器、激光接收器，所述激光位移传感器根据激光发生器、激光接收器来分别计算测量打磨头组件上磨砂片的直径以及工装定位基板上工件焊缝的位置偏差和高度，并将数据通过数据传输基板传送到PLC控制模块；

PLC控制模块，该PLC控制模块包括PLC控制器、PLC通信模板、模拟量输入和输出，其中，激光位移传感器传输的数据信息通过 PLC通信模板发送至模拟量输入和输出进行分析比较，并将结果发送至PLC控制器，PLC控制器根据数据发送指令给打磨模块和更换模块；

打磨模块，该打磨模块包括第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和旋转电机组，该第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和旋转电机组均与PLC控制器电连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型采用激光测量仪、激光测距仪分别实时监控工件的焊缝高度以及磨砂片的直径变化，结合PLC控制系统根据各个信息重新在线规范工件的打磨轨迹，同时控制并调整打磨支臂和磨砂片的角度以及打磨深度，进而得到合格的打磨产品，在保证打磨质量的前提下提高了打磨效率，本实用新型设计合理，符合市场需求，适合推广。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型打磨机械臂组件和定位工装的结构示意图；

图3为本实用新型打磨机械臂组件和磨砂轮更换组件的机构的机构示意图；

图4为本实用新型打磨头组件的结构示意图；

图5为本实用新型汽车门框的柔性打磨系统结构图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种柔性打磨装置，包括：

供料组件1，用于输送需要打磨的工件，该供料组件1包括伺服输送平台1-1，设在伺服输送平台1-1上的输送带1-2，设在输送带 1-2上的工装定位基板1-3，以及设置在工装定位基板1-3上用于固定打磨工件的定位工装1-4，所述定位工装1-4包括均定位销1-4-1、压紧气缸1-4-2和方形块1-4-3，所述压紧气缸1-4-2、方形块1-4-3均通过定位销1-4-1固定在工装定位基板1-3上，且所述压紧气缸1-4-2 的伸缩端与方形块1-4-3相对称设置，继而咬住工件达到固定的效果，便于后期打磨工作；

打磨机械臂组件2，用于实时调整打磨角度和深度，该打磨机械臂组件2包括底座2-1、旋转安装座2-2、上支臂2-3和下支臂2-4，其中，所述旋转安装座2-2通过第一电机2-5与底座2-1转动连接，所述下支臂2-4的一端通过第二电机2-6与旋转安装座2-2铰接，该下支臂2-4的另一端通过第三电机2-7与上支臂2-3的一端铰接，该上支臂2-3上接设有可使上支臂2-3转动的旋转电机组2-8，且该上支臂2-3的另一端通过第四电机2-9铰接有法兰座2-10，同时，所述上支臂2-3包括外支臂2-3-1和内支臂2-3-2，该内支臂2-3-2通过轴承穿设并转动连接在外支臂2-3-1内，所述下支臂2-4通过第三电机 2-7与外支臂2-3-1铰接，所述旋转电机组2-8固定在外支臂2-3-1上，且该旋转电机组2-8的输出端与内支臂2-3-2连接，所述法兰座2-10 与内支臂2-3-2铰接，所述下支臂2-3-1的臂身上活动接设有辅撑杆8，该辅撑杆8的另一端与旋转安装座2-2活动连接；

打磨头组件3，用于打磨汽车门框的焊缝，该打磨头组件3包括安装座3-1、打磨电机3-2和磨砂轮机构3-3，所述安装座3-1通过法兰3-4与法兰座2-10连接，所述打磨电机3-2固定在安装座3-1上，该打磨电机3-2的输出端与磨砂轮机构3-3连接，所述磨砂轮机构3-3包括强力刀柄3-3-1、磨砂片3-3-2，所述磨砂轮机构3-3通过强力刀柄3-3-1与打磨电机3-2的输出端锁紧连接，所述磨砂片3-3-2通过螺母与强力刀柄锁3-3-1紧连接；

激光测距仪4，用于测量工件的焊缝的高度，该激光测距仪4固定在打磨电机3-2上；

磨砂轮更换组件5，用于更换多次打磨需要更换磨砂轮机构3-3，该磨砂轮更换组件5包括放置有磨砂轮机构3-3的置物台5-1，设置在置物台5-1上并用于监控打磨头组件3上磨砂轮机构3-3磨损情况的激光测量仪5-2；

控制台6，用于监控各个组件的运作，该控制台6与供料组件1、打磨机械臂组件2、打磨头组件3、激光测量仪4、激光测距仪5-2 连接；

防护隔离网7，该防护隔离网7将供料组件1、打磨机械臂组件 2、打磨头组件3、磨砂轮更换组件5、控制台6圈在一个环境内。

如图5所示，一种柔性打磨系统，包括激光模块、PLC控制模块、打磨模块、更换模块，所述激光模块位于PLC控制上端，所述打磨模块、更换模块均位于PLC控制模块之下，其中：

激光模块，该激光模块包括激光测距仪、激光测量仪、激光位移传感器、模拟量采集、数据传输基板，其中，所述激光测距仪、激光测量仪均包括激光发生器、激光接收器，所述激光位移传感器根据激光发生器、激光接收器来分别计算测量打磨头组件上磨砂片的直径以及工装定位基板上工件焊缝的位置偏差和高度，并将数据通过数据传输基板传送到PLC控制模块；

PLC控制模块，该PLC控制模块包括PLC控制器、PLC通信模板、模拟量输入和输出，其中，激光位移传感器传输的数据信息通过 PLC通信模板发送至模拟量输入和输出进行分析比较，并将结果发送至PLC控制器，PLC控制器根据数据发送指令给打磨模块和更换模块；

打磨模块，该打磨模块包括第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和旋转电机组，该第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和旋转电机组均与PLC控制器电连接。

打磨前，工装定位基板上的升降定位气缸下降使得上夹座与下夹座咬住工件，传送带将工装定位基板传送至打磨位，激光测距仪对工件的焊缝进行扫描并发送至汽车门框的柔性打磨系统，同时，激光测量仪扫描检测磨砂片的直径并将数据发送至汽车门框的柔性打磨系统，汽车门框的柔性打磨系统根据输入的数据分析在线规划处打磨轨迹，并控制各个电机运作调整磨砂轮的磨砂角度和深度，系统发送指令控制各个电机运作进行打磨，打磨时，系统根据经验值推断磨轮磨损程度，每4件打磨完成，系统准确测量一次磨轮直径，磨砂轮直径少于一定值后，进行磨砂轮更换，打磨后，打磨支臂带离磨砂轮，准备进入下一轮打磨。

本实用新型采用激光测量仪、激光测距仪分别实时监控工件的焊缝高度以及磨砂片的直径变化，结合PLC控制系统根据各个信息重新在线规范工件的打磨轨迹，同时控制并调整打磨支臂和磨砂片的角度以及打磨深度，进而得到合格的打磨产品，在保证打磨质量的前提下提高了打磨效率，本实用新型设计合理，符合市场需求，适合推广。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (6)

1.一种柔性打磨装置，其特征在于，包括：

供料组件，用于输送需要打磨的工件，该供料组件包括伺服输送平台，设在伺服输送平台上的输送带，设在输送带上的工装定位基板，以及设置在工装定位基板上用于固定打磨工件的定位工装；

打磨机械臂组件，执行实时调整打磨角度、深度和打磨运动，该打磨机械臂组件包括底座、旋转安装座、上支臂和下支臂，其中，所述旋转安装座通过第一电机与底座转动连接，所述下支臂的一端通过第二电机与旋转安装座铰接，该下支臂的另一端通过第三电机与上支臂的一端铰接，该上支臂上接设有可使上支臂转动的旋转电机组，且该上支臂的另一端通过第四电机铰接有法兰座；

打磨头组件，用于打磨汽车门框的焊缝，该打磨头组件包括安装座、打磨电机和磨砂轮机构，所述安装座通过法兰与法兰座连接，所述打磨电机固定在安装座上，该打磨电机的输出端与磨砂轮机构连接；

激光测距仪，用于测量工件的焊缝的高度，该激光测距仪固定在打磨电机上；

磨砂轮更换组件，用于更换多次打磨需要更换磨砂轮机构，该磨砂轮更换组件包括放置有磨砂轮机构的置物台，设置在置物台上并用于监控打磨头组件上磨砂轮机构磨损情况的激光测量仪；

控制台，用于监控各个组件的运作，该控制台与供料组件、打磨机械臂组件、打磨头组件、激光测量仪、激光测距仪连接；

防护隔离网，该防护隔离网将供料组件、打磨机械臂组件、打磨头组件、磨砂轮更换组件、控制台圈在一个环境内。

2.根据权利要求1所述的一种柔性打磨装置，其特征在于，所述定位工装包括均定位销、压紧气缸和方形块，所述压紧气缸、方形块均通过定位销固定在工装定位基板上，且所述压紧气缸的伸缩端与方形块相对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种柔性打磨装置，其特征在于，所述磨砂轮机构包括强力刀柄、磨砂片，所述磨砂轮机构通过强力刀柄与打磨电机的输出端锁紧连接，所述磨砂片通过螺母与强力刀柄锁紧连接。

4.根据权利要求3所述的一种柔性打磨装置，其特征在于，所述上支臂包括外支臂和内支臂，该内支臂通过轴承穿设并转动连接在外支臂内，所述下支臂通过第三电机与外支臂铰接，所述旋转电机固定在外支臂上，且该旋转电机的输出端与内支臂连接，所述法兰座与内支臂铰接。

5.根据权利要求4所述的一种柔性打磨装置，其特征在于，所述下支臂的臂身上活动接设有辅撑杆，该辅撑杆的另一端与旋转安装座活动连接。

6.一种柔性打磨系统，其特征在于，包括激光模块、PLC控制模块、打磨模块、更换模块，所述激光模块位于PLC控制上端，所述打磨模块、更换模块均位于PLC控制模块之下，其中：

激光模块，该激光模块包括激光测距仪、激光测量仪、激光位移传感器、模拟量采集、数据传输基板，其中，所述激光测距仪、激光测量仪均包括激光发生器、激光接收器，所述激光位移传感器根据激光发生器、激光接收器来分别计算测量打磨头组件上磨砂片的直径以及工装定位基板上工件焊缝的位置偏差和高度，并将数据通过数据传输基板传送到PLC控制模块；

PLC控制模块，该PLC控制模块包括PLC控制器、PLC通信模板、模拟量输入和输出，其中，激光位移传感器传输的数据信息通过PLC通信模板发送至模拟量输入和输出进行分析比较，并将结果发送至PLC控制器，PLC控制器根据数据发送指令给打磨模块和更换模块；

打磨模块，该打磨模块包括第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和旋转电机组，该第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和旋转电机组均与PLC控制器电连接。