一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站制造技术

本发明专利技术涉及一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站，包括外周侧的打磨安全房，打磨安全房内部安装工业机器人、工件夹具、砂带机、抛光机、上料工作台、除尘系统和控制系统，整体结构设计合理，工件加工过程在安全打磨房中加工，一方面可防止粉尘污染，另一方面也保障操作人员的人身安全，工业机器人按照预设的轨迹通过夹具夹取工件移动，移动的工件分别经过砂带机、抛光机，进行打磨抛光加工，全过程自动化操作，大幅度缩短作业员的操作时间，除尘系统进一步提升工作站的除尘、消尘能力，能充分回收加工过程中产生的粉尘，不至粉尘从打磨安全房中漏出，改善工作环境。

An industrial robot grinding and polishing workstation based on off-line programming

The invention relates to a polishing robot off-line programming based on workstation, including the peripheral side of the grinding security room, security room is installed inside the industrial robot grinding workpiece, fixture, belt machine, polishing machine, feeding table, dust removal system and control system, the overall structure of reasonable design, machining the workpiece in grinding room security on the one hand processing, to prevent dust pollution, but also ensure the safety of operating personnel, industrial robot according to the preset trajectory through the fixture clamping workpiece, the workpiece moving through belt machine, polishing machine, polishing machine, full automatic operation, greatly shorten the operation time of the operator. Dust and dust removal system to further enhance the workstation dust removal ability, can fully recover the dust generated in the process, not to dust Leakage from sanding safety room to improve working environment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站
本专利技术涉及打磨加工设备领域，具体涉及一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站。
技术介绍
当前，水龙头等卫浴行业的绝大多数产品仍然依赖人工进行打磨和抛光，工人劳动强度大，且污染严重，产生的粉尘对工人具有极大伤害，自动化程度低、生产速度慢，已经不能满足生产需要，另外，由于工人的熟练程度不同，导致产品一致性较差，不良率居高，随着工人数量的减少，用工成本的提高，企业迫切需要采用自动化设备代替人工作业，因此市面上一些自动打磨设备对水龙头进行打磨抛光加工，这些自动打磨设备用机器人替代了人工进行打磨，虽然提高了生产效率，但采用的都是传统的机器人示教方法，针对表面非常复杂的卫浴产品编程时，作业员需要消耗大量的时间和精力来反复示教，修正运动轨迹，这样对作业员的要求大大提高，而且更换产品所需时间很长，导致设备稼动率低下。
技术实现思路
针对现有技术中水龙头等卫浴产品在打磨抛光加工所遇到的自动化程度低、稼动率低下、成本高等问题，本专利技术提供一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站，具体技术方案如下：一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站，包括外周侧的打磨安全房，打磨安全房内部安装工业机器人、工件夹具、砂带机、抛光机、上料工作台、除尘系统和控制系统，控制系统控制工业机器人、工件夹具、砂带机、抛光机、上料工作台、除尘系统实现相继联动，工件夹具夹取放置在上料工作台上的待加工工件，工业机器人驱动工件夹具按预设的轨迹分步移动到砂带机、抛光机进行打磨、抛光加工，除尘系统收集加工过程中产生的粉尘。作为本专利技术的一种优选方案，所述除尘系统包括集尘器、换气座、换气气缸、吸尘软管、栅格玻璃钢和集尘抽屉，集尘器安装在打磨安全房内部角落处，集尘器连通换气座，换气座上方安装换气气缸，换气座通过吸尘软管连通砂带机、抛光机的集尘接口，换气气缸控制相应的吸尘软管导通从而对工作的砂带机或抛光机进行集尘，栅格玻璃钢安装在打磨安全房底部，砂带机、抛光机放置在栅格玻璃钢上，栅格玻璃钢下方安装集尘抽屉。作为本专利技术的一种优选方案，所述控制系统包括中央处理器、工件模型预存模块、设备模型预存模块、离线编程模块、机器人运动仿真模块、代码生成模块、工作原点校准模块、砂带报警模块、抛光报警模块，工件模型预存模块内预先存储有不同规格型号的工件模型，设备模型预存模块内预先存储有不同数量组合的砂带机、抛光机模型，离线编程模块分别从工件模型预存模块、设备模型预存模块调入工件3D模型、设备3D模型，中央处理器根据调入的工件3D模型、设备3D模型生成机器人运动轨迹，机器人运动仿真模块根据运动轨迹虚拟模拟机器人运动，检查测试机器人运动过程中有无机械限位或碰撞产生，若机器人运动轨迹正常，则代码生成模块根据机器人运动轨迹生成后置代码直接输送到机器人控制柜，操作员通过工作原点校准模块校准机器人模拟运动轨迹的原点和实际砂带机、抛光机的原点，进一步提高机器人运动轨迹的精确度，砂带报警模块自动计算单根砂带的打磨量，当打磨量达到预设值时，砂带报警模块发出警报提示操作者更换，抛光报警模块通过传感器自动监测抛光蜡和抛光轮的损耗，当损耗殆尽时，抛光报警模块发出警报提示操作者更换。作为本专利技术的一种优选方案，所述砂带机包括打磨单元、移动单元和底座，底座内部安装移动单元，移动单元驱动打磨单元整体移动靠近待打磨工件，所述打磨单元包括大立板、砂带、电机、动力轮、第一惰轮、凸胶轮、张紧装置、打磨轮和第二惰轮，大立板下部固定安装电机，电机输出轴连接动力轮，张紧装置安装于大立板且设有可移动的张紧轮，电机驱动动力轮转动，砂带缠绕在动力轮、第一惰轮、凸胶轮、张紧轮、打磨轮和第二惰轮的外周侧回转，调整张紧装置水平安装或竖直安装从而改变砂带缠绕结构。作为本专利技术的一种优选方案，所述工件夹具包括夹紧气缸、连接筒、气缸接头和连杆组件,夹紧气缸安装于连接筒上方,连接筒中部成型有贯穿的安装腔室，夹紧气缸活塞杆伸入安装腔室内连接气缸接头，连杆组件由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆组成，第一连杆首端铰接气缸接头，第二连杆首端铰接气缸接头，第一连杆与铰接气缸的铰接点、第二连杆与铰接气缸的铰接点相互重合，第一连杆末端铰接第三连杆，第二连杆末端铰接第四连杆，第三连杆中部铰接第四连杆中部，第三连杆末端、第四连杆末端成型有镜像对称的柔性爪，柔性爪从连接筒底部伸出。作为本专利技术的一种优选方案，所述打磨安全房边侧设有可打开的安全门，安全门上安装有防止安全门误开的电子锁，打磨安全房内部安装人体传感器，人体传感器检测到打磨安全房内部有人时，控制系统的控制打磨抛光工作站不能启动。作为本专利技术的一种优选方案所述上料工作台分为左右两个，每个上料工作台下方安装上下料气缸，工业机器人通过工件夹具夹取一个上料工作台上工件打磨加工时，上下料气缸驱动另一个上料工作台移出打磨安全房便于操作员上下料。作为本专利技术的一种优选方案，所述抛光机包括底座、机架、转动机构、抛光轮、送蜡机构和激光位移传感器，底座上方安装机架，机架上方内部安装转动机构，送蜡机构往抛光轮外周侧输送抛光蜡，转动机构驱动抛光轮开始转动，激光位移传感器发送激光到达抛光轮外周侧记录激光走过的位移量L1，抛光轮工作一段时间后，激光位移传感器发送激光到达抛光轮外周侧记录激光走过的位移量L2，L1与L2的差值为抛光轮的磨损量，机器人根据此磨损量改变抛光接触点位置。本专利技术的有益效果：基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站整体结构设计合理，工件加工过程在安全打磨房中加工，一方面可防止粉尘污染，另一方面也保障操作人员的人生安全，工业机器人按照预设的轨迹通过夹具夹取工件移动，移动的工件分别经过砂带机、抛光机，进行打磨抛光加工，全过程自动化操作，大幅度缩短作业员的操作时间；砂带机、抛光机的数量根据实际加工工序而可增加或减少，砂带机优选有3台，抛光机优选有2台，控制系统会根据砂带机、抛光机的数量而控制工业机器人的运行轨迹；除尘系统进一步提升工作站的除尘、消尘能力，能充分回收加工过程中产生的粉尘，不至粉尘从打磨安全房中漏出，改善工作环境。附图说明图1是本专利技术的整体立体图；图2是本专利技术隐藏打磨安全房顶壳的立体图；图3是本专利技术隐藏打磨安全房顶壳的俯视图；图4是本专利技术隐藏打磨安全房的主视图；图5是本专利技术的除尘系统的整体示意图；图6是本专利技术的除尘系统的部分示意图；图7是本专利技术的控制系统的框架图；图8是本专利技术的砂带机的整体立体图；图9是本专利技术的砂带机去除外罩后的立体图；图10是本专利技术的砂带机砂带布局实施例1的示意图；图11是本专利技术的砂带机砂带布局实施例2的示意图；图12是本专利技术的砂带机的张紧装置的立体图；图13是本专利技术的工业机器人与工业夹具的安装示意图；图14是本专利技术的工业夹具的立体图；图15是本专利技术的工业夹具的分解图；图16是本专利技术的工业夹具的夹紧状态的示意图；图17是本专利技术的工业夹具的松开状态的示意图；图18是本专利技术的工业夹具的夹紧气缸和连杆组件的配合示意图；图19是本专利技术的上料工作台的示意图；图20是本专利技术的抛光机的外部立体图；图21是本专利技术的抛光机的内部立体图；图22是本专利技术的抛光机的激光位移传感器的检测示意图；图23是本专利技术的抛光机的转动机构的立体图；图24是本专利技术的抛光机的送蜡机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站，其特征在于：包括外周侧的打磨安全房，打磨安全房内部安装工业机器人、工件夹具、砂带机、抛光机、上料工作台、除尘系统和控制系统，控制系统控制工业机器人、工件夹具、砂带机、抛光机、上料工作台、除尘系统实现相继联动，工件夹具夹取放置在上料工作台上的待加工工件，工业机器人驱动工件夹具按预设的轨迹分步移动到砂带机、抛光机进行打磨、抛光加工，除尘系统收集加工过程中产生的粉尘。

【技术特征摘要】
1.一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站，其特征在于：包括外周侧的打磨安全房，打磨安全房内部安装工业机器人、工件夹具、砂带机、抛光机、上料工作台、除尘系统和控制系统，控制系统控制工业机器人、工件夹具、砂带机、抛光机、上料工作台、除尘系统实现相继联动，工件夹具夹取放置在上料工作台上的待加工工件，工业机器人驱动工件夹具按预设的轨迹分步移动到砂带机、抛光机进行打磨、抛光加工，除尘系统收集加工过程中产生的粉尘。2.根据权利要求1所述的一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站，其特征在于：所述除尘系统包括集尘器、换气座、换气气缸、吸尘软管、栅格玻璃钢和集尘抽屉，集尘器安装在打磨安全房内部角落处，集尘器连通换气座，换气座上方安装换气气缸，换气座通过吸尘软管连通砂带机、抛光机的集尘接口，换气气缸控制相应的吸尘软管导通从而对工作的砂带机或抛光机进行集尘，栅格玻璃钢安装在打磨安全房底部，砂带机、抛光机放置在栅格玻璃钢上，栅格玻璃钢下方安装集尘抽屉。3.根据权利要求1所述的一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站，其特征在于：所述控制系统包括中央处理器、工件模型预存模块、设备模型预存模块、离线编程模块、机器人运动仿真模块、代码生成模块、工作原点校准模块、砂带报警模块、抛光报警模块，工件模型预存模块内预先存储有不同规格型号的工件模型，设备模型预存模块内预先存储有不同数量组合的砂带机、抛光机模型，离线编程模块分别从工件模型预存模块、设备模型预存模块调入工件3D模型、设备3D模型，中央处理器根据调入的工件3D模型、设备3D模型生成机器人运动轨迹，机器人运动仿真模块根据运动轨迹虚拟模拟机器人运动，检查测试机器人运动过程中有无机械限位或碰撞产生，若机器人运动轨迹正常，则代码生成模块根据机器人运动轨迹生成后置代码直接输送到机器人控制柜，操作员通过工作原点校准模块校准机器人模拟运动轨迹的原点和实际砂带机、抛光机的原点，进一步提高机器人运动轨迹的精确度，砂带报警模块自动计算单根砂带的打磨量，当打磨量达到预设值时，砂带报警模块发出警报提示操作者更换，抛光报警模块通过传感器自动监测抛光蜡和抛光轮的损耗，当损耗殆尽时，抛光报警模块发出警报提示操作者更换。4.根据权利要求1所述的一种基于离线编程的工业机器人打磨抛光工作站，其特征在于：所述砂带机包括打磨单元、移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浪，
申请(专利权)人：北京华航唯实机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11