CN209664991U - 一种耐热钢铸件智能打磨单元 - Google Patents

Abstract

一种耐热钢铸件智能打磨单元，它涉及打磨设备技术领域；底座上安装有机械手臂，机械手臂一端连接有机器人抓手，机械手臂上安装有机器人走线架，机械手臂的一侧设置有隔断屏，隔断屏的一侧安装有刚性电主轴和打磨砂轮机，打磨砂轮机的下方设置有接料车，打磨砂轮机的一侧安装有柔性电主轴；所述的底座的一侧设置有机器人控制柜、油冷机和PLC控制柜，机器人控制柜上安装有空压机和液压站，底座的另一侧设置有工件转换台，工件转换台的一侧设置有出料槽；所述的机器人控制柜、液压站和油冷机与PLC控制柜电路连接。本实用新型工作效率高、打磨质量好、耗材低、自动化程度高的耐热钢铸件智能打磨单元。

Description

一种耐热钢铸件智能打磨单元

技术领域

本实用新型涉及打磨设备技术领域，具体涉及一种耐热钢铸件智能打磨单元。

背景技术

耐热钢铸件主要指内燃机排气管、涡轮壳的作用主要是将内燃机内燃料燃烧后的气体，导入到机器的内部，以提供能量。这一传导的过程用“水深火热”来形容，一点都不过。汽油、柴油等燃料的燃烧产生的温度极高，一般材质难以抵挡这种高温的烘烤，所以涡轮壳都采用耐热钢作为铸造材质。

1)耐热钢硬度极高，无疑给自动化打磨提出了新的挑战。

2)内燃机排气管的结构也比较复杂，披锋主要呈现在曲面的主体结构上，一致性很差，打磨难度很大，夹具定位更是困难。

3)检测校对因素。铸件的物理表面比较粗糙，因而经常会使激光测量、激光检测出现很大的偏差，即使是补偿计算也有很大的误差，这就给涡轮壳的测量和精准定位带来困难。

基于以上难点，以铸造业下游领域铸件清理打磨行业为例，国内绝大多数厂商还采用传统的人工打磨方式。这种方式打磨效率低，产品质量不稳定，生产环境污染程度高，最重要的打磨工人的身体健康问题在行业内广泛存在。

目前针对这种耐热钢铸件的打磨国内绝大多数厂商还采用传统的人工打磨方式，主要采用的方式及流程如下：

1)锤子敲击铸件大飞边；

2)粗打磨：人工手持工件在砂轮机上进行反复打磨，将铸件中较大较厚的飞边去除；

3)气动铲去除砂轮无法到达的工件表面；能够使工件内部区域和狭小区域的飞边毛刺得到去除；

4)精打磨：人工手持气动打磨机安装旋转锉等工具进行飞边的精打磨，保证铸件表面无大的残留。

自动化打磨机床-安装有大功率电主轴的五轴机床配套金刚石砂轮及合金旋转锉进行打磨耐热钢铸件。对相对独立的两个工作台上的工件同时进行分型线的打磨。刀具位置相对固定。针对不同工件，可调整工作台的位置满足两个磨轮打磨位置精度的要求。该设备能够适应同类别不锈钢内燃机排气管，工件交换轴可控制托盘180度旋转4-5秒内即可完成新、旧铸件的交换，无需停机；替代传统停机拆卸夹具交换铸件的方式，大大减少上下料时间，能实现极速上下料，大量实验证明可提高20％-40％的打磨效率。该设备存在以下问题：

1)自动化打磨机床效率较人工打磨提高了不少，但是较机器人自动化打磨效率来说还是较低；

2)自动化打磨机床主要针对一种或者几种产品进行，对于工件的大小重量有一定要求，柔性机器人打磨较差；

3)自动化打磨机床采用的金刚石砂轮及磨轮在打磨耐热钢时由于材质黏容易糊死，导致更换砂轮的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种工作效率高、打磨质量好、耗材低、自动化程度高的耐热钢铸件智能打磨单元。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包含机器人抓手、机械手臂、机器人走线架、隔断屏、出料槽、底座、刚性电主轴、打磨砂轮机、接料车、柔性电主轴、空压机、机器人控制柜、液压站、油冷机、PLC控制柜、工件转换台；所述的底座上安装有机械手臂，机械手臂一端连接有机器人抓手，机械手臂上安装有机器人走线架，机械手臂的一侧设置有隔断屏，隔断屏的一侧安装有刚性电主轴和打磨砂轮机，打磨砂轮机的下方设置有接料车，打磨砂轮机的一侧安装有柔性电主轴；所述的底座的一侧设置有机器人控制柜、油冷机和PLC控制柜，机器人控制柜上安装有空压机和液压站，底座的另一侧设置有工件转换台，工件转换台的一侧设置有出料槽；所述的机器人控制柜、液压站和油冷机与PLC控制柜电路连接。

作为优选，所述的出料槽的一侧安装有冒口切割单元，冒口切割单元的下方设置有自动排屑机。

作为优选，所述的底座上连接有操作屏，操作屏与PLC控制柜电路连接。

作为优选，所述的机器人抓手由液压油缸驱动。

所述的机器人抓手实现工件的抓取定位，实现机器人从工件转换台上抓取工件进行打磨操作；

所述的机器人走线架，为保证机器人打磨运动过程中保持连接到端部的线缆及气管等部件不受损坏。

所述的隔断屏：阻止打磨飞溅及粉尘飞向机器人侧，保证机器人本体的防尘；

所述的出料槽：机器人抓取工件在各个工序都完成打磨后，将工件通过出料槽运出；

所述的底座：整套装置的安装支座，具有足够的刚度和强度，保证打磨过程的稳定；

所述的冒口切割单元：针对未切割冒口的铸件设置，机器人抓取工件现将浇筑冒口切割后再进行打磨，根据客户需求选配；

所述的自动排削机：实现将切割单元切除掉的冒口进行运输收集，待后续处理；

所述的刚性电主轴为高速电主轴，转速可达25000r/min，前端工具可配套铣刀及旋转锉，保证铸件的粗加工。

所述的打磨砂轮机：实现对于铸件切割残余部分及周边大的飞边毛刺进行打磨处理工作。

所述的接料车：机器人抓取工件在砂轮机及电主轴打磨残余废削进行集中收集，最终通过接料小车进行汇集处理。

所述的柔性电主轴：通过气浮动结构将刚性电主轴变换为柔性电主轴，主要能够实现铸件精打磨时由于工件偏差造成的损害工件基体的现象。

所述的空压机：为整个工作站提供压缩气体供应，主要包括滤水滤油、过滤杂质等功能。

所述的机器人控制柜：机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置。

所述的液压站：液压系统的作用为通过改变压强增大作用力，给机器人抓手提供夹紧力。

所述的油冷机：为电主轴提供冷却介质，两台电主轴公用一个冷水机，保证电主轴的寿命和使用性能。

所述的PLC控制柜用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

所述的工件转换台：分为两个工位，装件工位和抓取工位，能够实现工件的装件与抓取的转换，保持机器人一直在工作状态。

所述的操作屏：人机交互界面的窗口，上位与PLC系统连接，能够在触摸屏上设置操作程序，并手动控制设备的运转。

采用上述结构后，本实用新型产生的有益效果为：

(1)工作效率高：原来有人工需要8分钟能够完成的一个铸件的打磨，采用自动化设备只需要2-3分钟；

(2)打磨质量好，成品率高：由于采用自动化打磨，避免了由于人为主观因素造成的铸件打磨表面一致性差、成品率低等问题；

(3)耗材低，打磨成本大幅度下降；自动化打磨中采用的砂轮及磨头都是专门根据工件材质进行定制，能够达到平均每个工具打磨5000个工件，大大降低了工具的损耗率。

(4)自动化程度高，改善人工作业环境：整个加工过程在一个密闭的工作站进行，工作站中设置除尘净化及废料收集装置，保证了作业人员的人身安全及作业环境；

(5)设备包括多种快换模块。工件转换台可根据不同工件更换定位工装，实现同类产品的打磨，工作站中包括砂轮打磨机、刚性主轴、柔性主轴等模块，可以根据客户需求进行更改，实现资源的充分利用。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构图；

图2是本实用新型的平面结构图。

附图标记说明：

机器人抓手1、机械手臂2、机器人走线架3、隔断屏4、出料槽5、底座6、刚性电主轴7、打磨砂轮机8、接料车9、柔性电主轴10、空压机11、机器人控制柜12、液压站13、油冷机14、PLC控制柜15、工件转换台16、冒口切割单元17、自动排削机18、操作屏19。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参看如图1——图2所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含机器人抓手1、机械手臂2、机器人走线架3、隔断屏4、出料槽5、底座6、刚性电主轴7、打磨砂轮机8、接料车9、柔性电主轴10、空压机11、机器人控制柜12、液压站13、油冷机14、PLC控制柜15、工件转换台16；所述的底座6上安装有机械手臂2，机械手臂2一端连接有机器人抓手1，机械手臂2上安装有机器人走线架3，机械手臂2的一侧设置有隔断屏4，隔断屏4的一侧安装有刚性电主轴7和打磨砂轮机8，打磨砂轮机8的下方设置有接料车9，打磨砂轮机8的一侧安装有柔性电主轴10；所述的底座6的一侧设置有机器人控制柜12、油冷机14和PLC控制柜15，机器人控制柜12上安装有空压机11和液压站13，底座6的另一侧设置有工件转换台16，工件转换台16的一侧设置有出料槽5；所述的机器人控制柜12、液压站13和油冷机14与PLC控制柜15电路连接。

所述的出料槽5的一侧安装有冒口切割单元17，冒口切割单元17的下方设置有自动排屑机18。

所述的底座6上连接有操作屏19，操作屏19与PLC控制柜15电路连接。

所述的机器人抓手1由液压油缸驱动。

本具体实施方式操作时：

第一步：启动机器人控制柜、PLC控制柜、油冷机、自动排削机，开启压缩空气；

第二步：人工换模具，装件，根据需要生产的产品的类别选择对应模具，将工件放置到模具指定位置进行定位；

第三步：根据要加工的工件的种类人工调用加工程序，点击启动按钮整套程序开始；

第四步：工件转换台旋转180度，将工件旋转至机器人抓取工位，另一侧转到装件位置人工装件；

第五步：机器人接到转台到位信号后，到达抓取工位抓取工件，按照预先设定的轨迹依次进行冒口切割(客户选配带冒口切割功能设备)、砂轮机打磨冒口残余及大飞边、刚性电主轴打磨大飞边及曲线处飞边、柔性主轴打磨根部飞边，按照以上步骤将铸件打磨完成后，机器人将工件放置到工件出料槽滑至料框内；

第六步：工件转换台接到机器人打磨完毕信号后，旋转180度，将装好工件到达抓取工位，重复以上4-5步，实现铸件的自动化打磨工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种耐热钢铸件智能打磨单元，其特征在于：它包含机器人抓手、机械手臂、机器人走线架、隔断屏、出料槽、底座、刚性电主轴、打磨砂轮机、接料车、柔性电主轴、空压机、机器人控制柜、液压站、油冷机、PLC控制柜、工件转换台；所述的底座上安装有机械手臂，机械手臂一端连接有机器人抓手，机械手臂上安装有机器人走线架，机械手臂的一侧设置有隔断屏，隔断屏的一侧安装有刚性电主轴和打磨砂轮机，打磨砂轮机的下方设置有接料车，打磨砂轮机的一侧安装有柔性电主轴；所述的底座的一侧设置有机器人控制柜、油冷机和PLC控制柜，机器人控制柜上安装有空压机和液压站，底座的另一侧设置有工件转换台，工件转换台的一侧设置有出料槽；所述的机器人控制柜、液压站和油冷机与PLC控制柜电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种耐热钢铸件智能打磨单元，其特征在于：所述的出料槽的一侧安装有冒口切割单元，冒口切割单元的下方设置有自动排屑机。

3.根据权利要求1所述的一种耐热钢铸件智能打磨单元，其特征在于：所述的底座上连接有操作屏，操作屏与PLC控制柜电路连接。

4.根据权利要求1所述的一种耐热钢铸件智能打磨单元，其特征在于：所述的机器人抓手由液压油缸驱动。