曲面部件自动砂光设备及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种曲面部件自动砂光设备。所述曲面部件自动砂光设备包括支架、设于所述支架且可沿第一方向往复滑动的工作台、设于所述工作台上方并可沿第二方向往复滑动的打磨部件、与所述打磨部件连接用于检测工件曲面形状并形成表面散点云图的检测机构及控制系统，所述控制系统根据散点云图规划形成所述工作台及所述打磨部件的运动轨迹，并控制两者按照运动轨迹运动，且控制所述打磨部件以恒定研抛力打磨工件；其中所述第一方向与所述第二方向垂直。本发明专利技术提供的曲面部件自动砂光设备，采用恒定压力自适应砂光方式，不仅可以提高弯曲部件砂光效果，且可减轻砂光劳动强度，提高砂光效率。本发明专利技术还提供一种曲面部件自动砂光设备的控制方法。

Automatic Sanding Equipment for Curved Surface Components and Its Control Method

The invention discloses an automatic sanding device for curved surface parts. The automatic sanding device for curved surface components includes a support, a workbench which can slide reciprocally in the first direction, a grinding component which can slide reciprocally in the second direction above the workbench, a detection mechanism and a control system which are connected with the grinding component to detect the surface shape of the workpiece and form a surface scattered point cloud map, and the control system is based on the scattered point cloud map. The motion trajectory of the worktable and the grinding component is planned and controlled to move in accordance with the motion trajectory, and the grinding component is controlled to grind the workpiece with a constant polishing force; the first direction is perpendicular to the second direction. The automatic sanding equipment for curved surface parts provided by the invention adopts constant pressure adaptive sanding method, which can not only improve sanding effect of bending parts, but also reduce sanding labor intensity and improve sanding efficiency. The invention also provides a control method of an automatic sanding device for curved surface components.

【技术实现步骤摘要】
曲面部件自动砂光设备及其控制方法
本专利技术涉及家具加工设备
，特别涉及一种曲面部件自动砂光设备及其控制方法。
技术介绍
砂光加工是家具生产中的重要环节，对产品最终质量有着决定性作用。木质材料在经过刨切铣削等加工后，在进行涂胶、喷漆、涂饰、组装成型前必须经过砂光处理，以提高工件尺寸精度，减少各类板材的表面缺陷，增大表面平整性和光洁性。磨削加工占家具材料切削加工的30％左右，工作强度大、操作环境差、自动化程度低。一些家具企业为了降低劳动成本和改善工作环境，针对一些简单木质部件，采用机械砂光设备代替人工砂光。但是对表面凹凸不平、变形程度大的复杂工件，如床头面板、抽屉面板等，仍然采用手工打磨或者手持砂光设备进行磨削处理。人工砂光存在诸多弊端，首先需要加工人员具有一定的经验，否则很难控制加工精度和表面质量，容易发生过砂、漏砂或者砂光不均匀等问题，严重影响着产品质量；其次砂光过程中会产生大量的粉尘，这些粉尘会影响工人的身体健康，甚至会引起火灾；再次手工方式严重降低了生产效率，使生产成本增大。鉴于此，开发一种适用于弯曲面木质部件自动砂光设备，是家具行业亟需解决的难点问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种曲面部件自动砂光设备，采用恒定压力自适应砂光方式，不仅可以提高弯曲部件砂光效果，且可减轻砂光劳动强度，提高砂光效率。为了解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：一种曲面部件自动砂光设备，包括支架、设于所述支架且可沿第一方向往复滑动的工作台、设于所述工作台上方并可沿第二方向往复滑动的打磨部件、与所述打磨部件连接用于检测工件曲面形状并形成表面散点云图的检测机构及控制系统，所述控制系统根据散点云图规划形成所述工作台及所述打磨部件的运动轨迹，并控制两者按照运动轨迹运动，且控制所述打磨部件以恒定研抛力打磨工件；其中所述第一方向与所述第二方向垂直。进一步地，所述打磨部件包括主动轮、驱动所述主动轮转动的第一驱动装置、与所述主动轮相对设置的支撑轮、绕所述主动轮和所述支撑轮设置的砂带、用于张紧所述砂带的张紧轮、与所述张紧轮连接的张紧轮气缸、与所述支撑轮连接的支撑轮气缸、及与所述张紧轮气缸和所述支撑轮气缸连接的供气系统，所述控制系统控制所述支撑轮气缸和所述张紧轮气缸的输出压力。进一步地，所述支撑轮与所述支撑轮气缸通过连接架连接，所述连接架与所述支撑轮气缸的气缸杆铰接；所述打磨部件还包括与所述第一驱动装置连接的支撑板、与所述支撑板连接的旋转轴，所述支撑轮气缸的缸体与所述旋转轴可转动连接。进一步地，所述供气系统包括与气源连接且分别用于为所述张紧轮气缸和所述支撑轮气缸提供气源的第一气流通道和第二气流通道、分别设于所述第一气流通道和所述第二气流通道的减压阀、设于所述第一气流通道的第一换向阀、及设于所述第二气流通道的第二换向阀。进一步地，所述支架包括左立柱、右立柱、滑动连接于所述左立柱和右立柱内侧并用于支撑所述工作台的纵滑台、连接所述左立柱和右立柱并用于支撑所述打磨部件的连接部、用于驱动所述连接部作升降运动的升降机构、用于推动所述打磨部件沿所述第二方向往复滑动的平移机构，所述工作台与所述纵滑台滑动连接，且所述工作台沿所述第一方向往复滑动。进一步地，所述升降机构包括左涡轮、右涡轮、由所述左涡轮驱动的左顶升蜗杆、由所述右涡轮驱动的右顶升蜗杆、驱动所述左涡轮或右涡轮转动的第二驱动装置，所述左涡轮与所述右涡轮刚性连接，所述连接部与所述左顶升蜗杆和右顶升蜗杆连接。进一步地，所述平移机构包括第三涡轮、由所述第三涡轮驱动且沿第二方向设置的第三蜗杆，所述打磨部件与所述第三蜗杆连接；所述连接部包括与所述第三蜗杆平行间隔设置的滑杆，所述打磨部件与所述滑杆滑动连接。进一步地，所述打磨部件还包括包裹于所述支撑轮表面的弹性材料层，所述弹性材料层与所述砂带接触。基于所述曲面部件自动砂光设备，本专利技术还提供一种曲面部件自动砂光设备的控制方法。一种曲面部件自动砂光设备的控制方法，包括如下步骤：步骤S1，检测机构检测工件表面的散点位置，形成表面散点云图；步骤S2，控制系统根据获取的散点云图数据信息，获得工作台和打磨部件的运动轨迹及运动参数；步骤S3，控制系统根据运动轨迹和运动参数控制工作台及打磨部件运动至工作位；步骤S4，控制系统控制打磨部件以恒定研抛力打磨工件。进一步地，所述打磨部件包括主动轮、驱动所述主动轮转动的第一驱动装置、与所述主动轮相对设置的支撑轮、绕所述主动轮和所述支撑轮设置的砂带、用于张紧所述砂带的张紧轮、与所述张紧轮连接的张紧轮气缸、与所述支撑轮连接的支撑轮气缸、及与所述张紧轮气缸和所述支撑轮气缸连接的供气系统；步骤S4中，所述控制系统控制所述打磨部件的工作步骤包括：步骤S41，开机启动后，控制系统控制所述张紧轮气缸提供恒定压力F1，控制支撑轮气缸的气缸杆顶死缸筒，使砂带张紧，砂带张紧力为F1；步骤S42，打磨作业时，控制系统控制支撑轮气缸的无杆腔输出压力为F2，实现以恒定研抛力F打磨工件。进一步地，步骤S42中，支撑轮气缸的无杆腔输出压力F2的计算方法包括：根据砂光工艺要求设定期望研抛力Fd；实时测量实际研抛力为Fa；利用重力补偿算法消除打磨工件的重力影响，得到研抛力F，其中Fa＝2F1-G+F，G表示支撑轮重力；计算研抛力F与期望研抛力Fd之差ΔF，ΔF＝F2。与现有技术相比，本专利技术提供的曲面部件自动砂光设备及其控制方法，有益效果在于：一、本专利技术提供的曲面部件自动砂光设备，砂光过程中，控制系统控制打磨部以恒定研抛力打磨工件，有利于弯曲工件表面的整体砂光效果的一致性和均匀性；采用检测机构检测工件表面形状形成散点云图，并根据散点云图形成工作台及打磨部件的运动轨迹，使打磨部件按照运动轨迹实现精确打磨，克服了弯曲面冷压成型过程产生的外形误差，打磨精度高。二、本专利技术提供的曲面部件自动砂光设备，支撑轮与支撑轮气缸通过连接架连接，且连接架与所述支撑轮气缸的气缸杆铰接，使支撑轮可相对转动；同时，通过设置与支撑轮气缸缸体可转动连接的旋转轴，使支撑轮气缸可绕旋转轴旋转。支撑轮的相对转动，使其能够更好地贴合工件表面局部不平的部位，砂光效果更好。三、本专利技术提供的曲面部件自动砂光设备，打磨部件还包括包裹于支撑轮表面的弹性材料层，且弹性材料层与砂带直接接触，可增加支撑轮的被动弹性，当工件表面存在微小凹凸面时，由于弹性材料的被动弹性变形，可防止微小凸面过渡磨削而导致砂穿。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的曲面部件自动砂光设备的结构示意图；图2是图1所示曲面部件自动砂光设备中打磨部件的结构示意图；图3是图1所示曲面部件自动砂光设备中供气系统的结构示意图；图4是本专利技术提供的曲面部件自动砂光设备控制方法的流程示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲面部件自动砂光设备，其特征在于，包括支架、设于所述支架且可沿第一方向往复滑动的工作台、设于所述工作台上方并可沿第二方向往复滑动的打磨部件、与所述打磨部件连接用于检测工件曲面形状并形成表面散点云图的检测机构及控制系统，所述控制系统根据散点云图规划形成所述工作台及所述打磨部件的运动轨迹，并控制两者按照运动轨迹运动，且控制所述打磨部件以恒定研抛力打磨工件；其中所述第一方向与所述第二方向垂直。

【技术特征摘要】
1.一种曲面部件自动砂光设备，其特征在于，包括支架、设于所述支架且可沿第一方向往复滑动的工作台、设于所述工作台上方并可沿第二方向往复滑动的打磨部件、与所述打磨部件连接用于检测工件曲面形状并形成表面散点云图的检测机构及控制系统，所述控制系统根据散点云图规划形成所述工作台及所述打磨部件的运动轨迹，并控制两者按照运动轨迹运动，且控制所述打磨部件以恒定研抛力打磨工件；其中所述第一方向与所述第二方向垂直。2.根据权利要求1所述的曲面部件自动砂光设备，其特征在于，所述打磨部件包括主动轮、驱动所述主动轮转动的第一驱动装置、与所述主动轮相对设置的支撑轮、绕所述主动轮和所述支撑轮设置的砂带、用于张紧所述砂带的张紧轮、与所述张紧轮连接的张紧轮气缸、与所述支撑轮连接的支撑轮气缸、及与所述张紧轮气缸和所述支撑轮气缸连接的供气系统，所述控制系统控制所述支撑轮气缸和所述张紧轮气缸的输出压力。3.根据权利要求2所述的曲面部件自动砂光设备，其特征在于，所述支撑轮与所述支撑轮气缸通过连接架连接，所述连接架与所述支撑轮气缸的气缸杆铰接；所述打磨部件还包括与所述第一驱动装置连接的支撑板、与所述支撑板连接的旋转轴，所述支撑轮气缸的缸体与所述旋转轴可转动连接。4.根据权利要求1所述的曲面部件自动砂光设备，其特征在于，所述支架包括左立柱、右立柱、滑动连接于所述左立柱和右立柱内侧并用于支撑所述工作台的纵滑台、连接所述左立柱和右立柱并用于支撑所述打磨部件的连接部、用于驱动所述连接部作升降运动的升降机构、用于推动所述打磨部件沿所述第二方向往复滑动的平移机构，所述工作台与所述纵滑台滑动连接，且所述工作台沿所述第一方向往复滑动。5.根据权利要求4所述的曲面部件自动砂光设备，其特征在于，所述升降机构包括左涡轮、右涡轮、由所述左涡轮驱动的左顶升蜗杆、由所述右涡轮驱动的右顶升蜗杆、驱动所述左涡轮或右涡轮转动的第二驱动装置，所述左涡轮与所述右涡轮刚性连接，所述连接部与所述左顶升蜗杆和右顶升蜗杆连接。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍希志，李贤军，杨湘粤，史金桥，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43