一种研磨系统技术方案

公开了一种注研磨系统及研磨工艺，机械手臂上装设偏角式传感器，针对研磨工件在空间中的平面上做研磨前后的测量，分析测量结果，判断研磨路径中是否存在凸点，当判断出有凸点存在时，执行局部研磨再加工，此发明专利技术为分析研磨前后平面度，让机械手臂能实时进行再加工，省去重装的步骤，达到在线检测自动化的目的。

A grinding system

【技术实现步骤摘要】
一种研磨系统
本专利技术涉及加工制造领域，更具体地讲，涉及一种注研磨系统及研磨工艺。
技术介绍
随着工业和制造业的迅速发展，焊接是结构件成形中广泛应用的加工方法，具有连接强度高，适应性强，连接密封性好等优点。焊接之后多余的焊接金属材料需要被去除，磨抛去除焊后焊缝不仅是得到光滑一致的被连接件表面的工艺要求，而且还是减小焊接应力的途径，因此，去除结构件焊后焊缝多余的金属材料具有现实意义。目前，结构件焊缝多余金属材料的去除依然通过工人手工磨抛完成，技术工人使用抛光轮等磨抛工具对结构件焊缝进行磨抛，不仅劳动强度大效率低，而且加工精度也难以保障，工人在焊缝磨抛中经常会磨伤母材，更重要的是磨抛过程中产生的粉尘还会危害操作人员的身体健康，操作人员有时还要在高处和狭小的空间进行作业，工作环境恶劣，因此迫切需要结构件焊缝磨抛自动化。如果使用机床进行结构件焊缝的自动化磨抛，需要机床的尺寸大于结构件尺寸，这样的大型设备加工、装配都很困难，加工柔性不足，而且成本昂贵。目前机械手臂在工业上的应用已相当广泛，使用机械手臂进行研磨、抛光及去毛边的机械手臂技术也已经相当普遍，但是，对于直接应用机械手臂对研磨工件的研磨情况的分析相对较少。因为机械手臂各轴累积的误差量大，无法达到高精度检测的要求。对于研磨工件高精度要求的测量，通常会采用三坐标测量仪进行测量，但是，三坐标测量仪的机台工作空间有限，测量时也需要将工件从研磨位置移动至三坐标测量仪，三坐标测量仪相对于机械手臂的自由度也较低，所以目前仍然没有完整且高精度及高自由度的研磨系统能进行研磨后的工件检测。因此急需一种新型的注研磨系统及研磨工艺，以期解决该问题。
技术实现思路
因此，针对现有技术上存在的不足，提供本专利技术的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。按照本专利技术提供的技术方案，本专利技术公开的研磨系统包括机械手臂，机械手臂具有多个自由度，机械手臂的头端设有转接头，转接头能够分别装配有气动研磨工具和偏角式传感器，偏角式传感器与信号处理系统相连，信号处理系统包括PC终端，PC终端内的程序能够读取偏角式传感器的数字输入值、机械手臂的Z轴坐标值和检测点位置，气动研磨工具对研磨工件进行研磨操作，偏角式传感器对研磨工件表面进行测量，信号处理系统分析研磨工件表面的测量结果。进一步的，偏角式传感器为接触式传感器，材质为不锈钢，偏角式传感器的头部具有一个半圆形的感测头，当偏角式传感器碰到研磨工件表面挤压时，当被测量的信号达到定位精度时，偏角式传感器相对应输出一个信号，对应后方信号回路为数值1，否则为0。进一步的，偏角式传感器的数值采集时间间隔不大于0.1s，机械手臂的移动速度不大于10mm/s。进一步的，机械手臂具有6个自由度，机械手臂的末端的重复定位精度为0.01mm。进一步的，气动研磨工具包括研磨砂轮，研磨砂轮材质包括树脂结合剂立方氮化硼和金刚石。本专利技术还公开了一种研磨工艺，该研磨工艺由上述的研磨系统完成，研磨系统能够对的研磨工件的焊缝平面进行研磨，其中，研磨工件是平放在X-Y轴平面的工件，使用Z轴作测量依据，研磨工艺包括如下方法步骤：a.启动机械手臂，校准机械手臂到研磨工件需测量与加工的位置，设定好研磨平面的检测加工路径，对工件的焊缝平面部分进行研磨前的检测，使用偏角式传感器读取检测平面的数值；b.信号处理系统读取偏角式传感器的数字输入值、机械手臂的Z轴坐标值和检测点位置这三项数据，PC终端的屏幕进行图形化表示，分析研磨前的焊缝平面度；c.机械手臂带动气动研磨工具对工件的焊缝平面进行研磨；d.焊缝平面研磨完成后，采用步骤a、b中的研磨前检测方式，分析研磨后的焊缝平面度，此时，需确认偏角式传感器反馈数值是否恒为0，若数值恒为0，则将机械手臂向下移动Z轴坐标差的距离，再进行一次分析研磨焊缝平面度，若向下移动后偏角式传感器反馈数值恒为1，即表示研磨工件平面度检测完成且检测误差落在Z轴坐标差的范围内，倘若向下移动后偏角式传感器反馈数值不恒为1，需再次判断是否恒为0，若反馈数值不恒为0，则操作气动研磨工具对工件的焊缝平面进行局部再研磨；e.持续重复判断分析偏角式传感器反馈数值和局部研磨再加工，直到偏角式传感器反馈值皆恒为0且向下移动Z轴坐标差后，偏角式传感器反馈值皆恒为1，此时研磨完成，且检测误差落在Z轴坐标差的范围内。本专利技术针对机械手臂在研磨前后的工件进行检测，并分析检测的结果提出相关的因应的研磨工艺，机械手臂要检测研磨前后的工件，必须具备高精度且体积小的感测装置，能在机器手臂执行研磨制程任务时，不影响加工过程并能感测工件的表面情形。过去研磨工艺的完成度没有固定的检测依据，经常依据加工现场人员的肉眼观察及人手触碰，判断是否有凹凸的研磨不均匀表面，本专利技术将使用偏角传感器辅助检测研磨后的工件平面度。但机械手臂本身存在各轴误差，本专利技术主要被影响的为路径中的线性误差，本专利技术主要提供一种线上检测方式，利用机械手臂的多自由度，进行在线检测，提升大范围工作空间的优势，在工作空间中的平面进行工件测量，以图形化测量后的数据，分析图形化数据结果，判断是否研磨表面是否需再进行局部加工。机械手臂上装设偏角式传感器，针对研磨工件在空间中的平面上做研磨前后的测量，分析测量结果，判断研磨路径中是否存在凸点，当判断出有凸点存在时，执行局部研磨再加工。持续研磨到将研磨路径中的凸点磨除后，向下移动一个坐标差的范围(研磨平面在X-Y轴平面上，则Z轴移动)，判断传感器反馈的数值数据是否恒为0，当数值反馈皆一致时，则表示此焊缝研磨的平面度落在坐标差范围内。附图说明图1为本专利技术的研磨系统示意图。图2为本专利技术的研磨工艺后示意图。图3为本专利技术的检测数据示意图。图4为本专利技术的Z轴坐标差的示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。本专利技术的研磨系统主要利用机械手臂的多自由度，进行线上实时量测的优点，研磨前先测量研磨工件的平面度，进行研磨操作后，不须将工件拆下或取出，直接测量研磨后工件的平面误差是否过大，当研磨后平面度不符合预期，直接进行局部的研磨再加工，重复上述的动作直到测量结果符合要求，减少重装的造成的误差和时间消耗。如图1所示，为整体系统架构图，图中左侧为硬件架构，右侧为信号处理架构，具体的，研磨系统包括机械手臂，机械手臂具有多个自由度，机械手臂的头端设有转接头，转接头能够分别装配有气动研磨工具和偏角式传感器，偏角式传感器与信号处理系统相连，信号处理系统包括PC终端，PC终端内的程序能够读取偏角式传感器的数字输入值、机械手臂的Z轴坐标值和检测点位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨系统，所述的研磨系统包括机械手臂，所述的机械手臂具有多个自由度，其特征在于，所述的机械手臂的头端设有所述的转接头，所述的转接头能够分别装配有气动研磨工具和偏角式传感器，所述的偏角式传感器与信号处理系统相连，所述的信号处理系统包括PC终端，所述的PC终端内的程序能够读取所述的偏角式传感器的数字输入值、所述的机械手臂的Z轴坐标值和检测点位置，所述的气动研磨工具对研磨工件进行研磨操作，所述的偏角式传感器对所述的研磨工件表面进行测量，所述的信号处理系统分析研磨工件表面的测量结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种研磨系统，所述的研磨系统包括机械手臂，所述的机械手臂具有多个自由度，其特征在于，所述的机械手臂的头端设有所述的转接头，所述的转接头能够分别装配有气动研磨工具和偏角式传感器，所述的偏角式传感器与信号处理系统相连，所述的信号处理系统包括PC终端，所述的PC终端内的程序能够读取所述的偏角式传感器的数字输入值、所述的机械手臂的Z轴坐标值和检测点位置，所述的气动研磨工具对研磨工件进行研磨操作，所述的偏角式传感器对所述的研磨工件表面进行测量，所述的信号处理系统分析研磨工件表面的测量结果。


2.根据权利要求1所述的一种研磨系统，其特征在于，所述的偏角式传感器为接触式传感器，材质为不锈钢，所述的偏角式传感器的头部具有一个半圆形的感测头，当所述的偏角式传感器碰到所述的研磨工件表面挤压时，当被测量的信号达到定位精度时，所述的偏角式传感器相对应输出一个信号，对应后方信号回路为数值1，否则为0。


3.根据权利要求1所述的一种研磨系统，其特征在于，所述的偏角式传感器的数值采集时间间隔不大于0.1s，所述的机械手臂的移动速度不大于10mm/s。


4.根据权利要求1所述的一种研磨系统，其特征在于，所述的机械手臂具有6个自由度，所述的机械手臂的末端的重复定位精度为0.01mm。


5.根据权利要求1所述的一种研磨系统，其特征在于，所述的气动研磨工具包括研磨砂轮，所述的研磨砂轮材质包括树脂结合剂立方氮化硼和金刚石。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令城，刘伟，
申请(专利权)人：苏州亨允晟机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32