高精度自动打磨多边形工件的装置及打磨方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高精度自动打磨多边形工件的装置及打磨方法，包括打磨机器人、夹持手爪、涮洗箱、垛机料仓和砂带机；夹持手爪与打磨机器人通过法兰连接；涮洗箱由箱体、支腿和箱盖组件组成；垛机料仓包括竖梁、横梁、夹持手臂、多个料盘和两个料车；砂带机包括壳体和电机，壳体内部设置调偏轮、胀紧轮、随动轮和主动轮，砂带缠绕于调偏轮、胀紧轮、随动轮和主动轮外部，主动轮与电机驱动轴连接。本发明专利技术实现自动化去除多边形薄壁零件的边缘毛刺，减少人的参与、降低成本、提高效率同时提高打磨的稳定性，为实现自动化生产线扫除障碍。

【技术实现步骤摘要】
高精度自动打磨多边形工件的装置及打磨方法
本专利技术属于自动化打磨设备领域，具体涉及一种高精度自动打磨多边形工件的装置及打磨方法。
技术介绍
通过铣削加工的多边形薄壁零件在铣削过程中会在零件的每一个棱边的上下边沿产生毛刺，毛刺的产生会对零件的加工精度、装配精度、使用要求、操作安全和外观质量等许多方面都会产生不良影响。当前，加工车间在去除多边形薄壁零件边缘毛刺方法上依然较为传统，采用人工手持油石，将工件放在平台上，一只手把持工件，另一只手沿着多边形薄壁零件的边沿进行打磨。但是，对于高精度类的工件，都要求工件的上下边沿在打磨过程中不能出现过大的倒角(不能大于0.2mm)，这就要求打磨力度的掌握必须非常熟练，，否则极易出现打磨过度或毛刺未打磨干净的情况。同时，由于去除毛刺过程中的辅助环节(例如：搬运工件、装卸工件、手工打磨等)均由操作者完成，自动化程度不高且人为因素对加工的结果仍存在较大影响，对于整个多边形薄壁零件类的于高精度加工要求的工件的加工过程造成了时间的浪费，人员的浪费，操作的不安全。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中存在去除毛刺过程自动化程度不高且人为因素对加工的结果存在较大影响的缺点而提出的，其目的是提供一种高精度自动打磨多边形工件的装置及打磨方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高精度自动打磨多边形工件的装置，包括打磨机器人、夹持手爪、涮洗箱、垛机料仓和砂带机；所述夹持手爪与打磨机器人的机械臂自由端通过法兰连接；所述涮洗箱包括箱体，设置于箱体底部的支腿，以及左右箱盖组件，所述左箱盖组件包括左箱盖、固定于左箱盖底部边缘的左连接件以及固定于箱体后侧壁的左气缸，左气缸的气缸杆自由端与左连接件固定连接；所述右箱盖组件包括右箱盖、固定于右箱盖底部边缘的右连接件以及固定于箱体前侧壁的右气缸，右气缸的气缸杆自由端与右连接件固定连接；所述垛机料仓包括竖梁、横梁、夹持手臂、多个料盘和两个料车，纵移电机驱动横梁在竖梁上竖直移动，横移电机驱动夹持手臂在横梁上水平移动，多个料盘叠放于料车上，两个料车平行设置于竖梁前侧；所述砂带机包括壳体和电机，壳体内部设置调偏轮、胀紧轮、随动轮和主动轮，砂带缠绕于调偏轮、胀紧轮、随动轮和主动轮外部，主动轮与电机驱动轴连接。在上述技术方案中，所述垛机料仓和砂带机以打磨机器人为中心呈90°夹角设置；所述垛机料仓和涮洗箱以打磨机器人为中心呈90°夹角设置。所述涮洗箱设置于砂带机和打磨机器人之间。在上述技术方案中，所述打磨机器人的型号为FANUC-M20i。在上述技术方案中，所述夹持手爪采用内撑式夹取方式，其由三根紧固于打磨机器人的圆柱形张紧气缸上的钢制手抓组成；所述钢制手抓为倒L型结构，其与工件中心孔接触面设置尼龙层。在上述技术方案中，所述左气缸与右气缸的气缸杆运动方向相反；左气缸的轴线与左连接件的轴线垂直设置；右气缸的轴线与右连接件的轴线垂直设置。在上述技术方案中，所述壳体上部设置控制按钮；壳体靠近调偏轮和随动轮的一侧形成豁口，豁口下方的外壁上设置集尘罩，豁口上方的外壁上设置安全挡板。在上述技术方案中，所述调偏轮和主动轮对角设置，胀紧轮和随动轮对角设置，且主动轮位于胀紧轮下方。在上述技术方案中，所述料盘包括盘体和设置于盘体四角的上定位柱，盘体均布多个定位凹槽；定位凹槽的形状与工件的边沿形状一致，上定位柱顶部为圆锥形，底部形成与顶部圆锥形相契合的凹槽；所述料车包括板状车体，车体底部四角通过设置滚轮，顶部四角设置下定位柱，下定位柱顶部为圆锥形，且与上定位柱底部凹槽相契合。一种高精度自动打磨多边形工件的打磨方法，包括以下步骤：(ⅰ)料盘上料工人将待打磨的工件准确放入料盘的定位凹槽内，并将放满待打磨工件的料盘依次堆垛于料车上；(ⅱ)料车分区将装载满料盘的料车推入垛机料仓的上料区，将另一空置的料车推入下料区；(ⅲ)垛机料仓识别料盘启动垛机料仓，夹持手臂依据红外传感器识别上料区是否有料盘，若识别到最上部的料盘，则进入步骤，若无则进入步骤；(ⅳ)垛机料仓上料夹持手臂将料盘抓起；(ⅴ)夹持手爪抓料打磨机器人带动夹持手爪依次将夹持手臂抓起的料盘内工件抓取至砂带机；(ⅵ)打磨砂带机转动，打磨机器人根据设定的动作轨迹打磨工件的各个位置；(ⅶ)涮洗箱涮洗打磨完成后，打磨机器人将工件抓取至涮洗箱涮洗；(ⅷ)夹持手爪放料涮洗完成后，打磨机器人带动夹持手爪将工件放回夹持手臂抓起的料盘内；(ⅸ)垛机料仓下料待料盘内工件6全部打磨完毕，打磨机器人向垛机料仓发出完成信号；垛机料仓的夹持手臂带动料盘移动至下料区的料车上，并重新回到上料区，重复步骤(ⅹ)装料请求夹持手臂依据红外传感器识别上料区内无料盘后，垛机料仓发出信号，工人将下料区的料车及料盘拉出。在上述技术方案中，所述设定动作轨迹方法具体为：首先控制打磨机器人(1)使得工件某一圆角三个位置a、b、c，均依次接触砂带，读取其坐标值；然后，利用公式求出对应圆角的圆心坐标(XO，YO，ZO)，重复动作，计算出所有圆角的圆心坐标后，输入到打磨机器人(1)程序中，机器人以圆角的圆心为轴，匀速转动；所述公式为：R2＝(Xo-Xa)2+(Yo-Ya)2+(Zo-Za)2；R2＝(Xo-Xb)2+(Yo-Yb)2+(Zo-Zb)2；R2＝(Xo-Xc)2+(Yo-Yc)2+(Zo-Zc)2；其中：R为已知的圆角半径，(XO,YO,ZO)为圆心坐标，(Xa/b/c,Ya/b/c,Za/b/c)为a、b、c三个位置的坐标。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种高精度自动打磨多边形工件的装置及打磨方法，实现自动化去除多边形薄壁零件的边缘毛刺，减少人的参与、降低成本、提高效率同时提高打磨的稳定性，为实现自动化生产线扫除障碍。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中打磨机器人和夹持手爪的结构示意图；图3是图2中A部分的放大结构示意图；图4是本专利技术中垛机料仓的结构示意图；图5是本专利技术中料车的结构示意图；图6是本专利技术中料盘的结构示意图；图7是本专利技术中涮洗箱的立体图；图8是本专利技术中涮洗箱的主视图图9是本专利技术中涮洗箱的左视图；图10是本专利技术中砂带机的结构示意图；图11是本专利技术中工件的结构示意图；图12是本专利技术中砂带机的电机与总PLC控制器之间的接线图；图13是本专利技术高精度自动打磨多边形工件的打磨方法的流程图。其中：1打磨机器人2夹持手爪3涮洗箱31箱体32支腿33左箱盖34左连接件35左气缸36右箱盖37右连接件38右气缸39滑轨30滑块4垛机料仓41竖梁42横梁43夹持手臂44横移电机45纵移电机4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度自动打磨多边形工件的装置，其特征在于：包括打磨机器人(1)、夹持手爪(2)、涮洗箱(3)、垛机料仓(4)和砂带机(5)；所述夹持手爪(2)与打磨机器人(1)的机械臂自由端通过法兰连接；/n所述涮洗箱(3)包括箱体(31)，设置于箱体(31)底部的支腿(32)，以及左右箱盖组件，所述左箱盖组件包括左箱盖(33)、固定于左箱盖(33)底部边缘的左连接件(34)以及固定于箱体(31)后侧壁的左气缸(35)，左气缸(35)的气缸杆自由端与左连接件(34)固定连接；所述右箱盖组件包括右箱盖(36)、固定于右箱盖(36)底部边缘的右连接件(37)以及固定于箱体(31)前侧壁的右气缸(38)，右气缸(38)的气缸杆自由端与右连接件(37)固定连接；/n所述垛机料仓(4)包括竖梁(41)、横梁(42)、夹持手臂(43)、多个料盘(46)和两个料车(47)，纵移电机(45)驱动横梁(42)在竖梁(41)上竖直移动，横移电机(44)驱动夹持手臂(43)在横梁(42)上水平移动，多个料盘(46)叠放于料车(47)上，两个料车(47)平行设置于竖梁(41)前侧；/n所述砂带机(5)包括壳体(51)和电机(50)，壳体(51)内部设置调偏轮(52)、胀紧轮(53)、随动轮(54)和主动轮(55)，砂带(56)缠绕于调偏轮(52)、胀紧轮(53)、随动轮(54)和主动轮(55)外部，主动轮(55)与电机(50)驱动轴连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高精度自动打磨多边形工件的装置，其特征在于：包括打磨机器人(1)、夹持手爪(2)、涮洗箱(3)、垛机料仓(4)和砂带机(5)；所述夹持手爪(2)与打磨机器人(1)的机械臂自由端通过法兰连接；
所述涮洗箱(3)包括箱体(31)，设置于箱体(31)底部的支腿(32)，以及左右箱盖组件，所述左箱盖组件包括左箱盖(33)、固定于左箱盖(33)底部边缘的左连接件(34)以及固定于箱体(31)后侧壁的左气缸(35)，左气缸(35)的气缸杆自由端与左连接件(34)固定连接；所述右箱盖组件包括右箱盖(36)、固定于右箱盖(36)底部边缘的右连接件(37)以及固定于箱体(31)前侧壁的右气缸(38)，右气缸(38)的气缸杆自由端与右连接件(37)固定连接；
所述垛机料仓(4)包括竖梁(41)、横梁(42)、夹持手臂(43)、多个料盘(46)和两个料车(47)，纵移电机(45)驱动横梁(42)在竖梁(41)上竖直移动，横移电机(44)驱动夹持手臂(43)在横梁(42)上水平移动，多个料盘(46)叠放于料车(47)上，两个料车(47)平行设置于竖梁(41)前侧；
所述砂带机(5)包括壳体(51)和电机(50)，壳体(51)内部设置调偏轮(52)、胀紧轮(53)、随动轮(54)和主动轮(55)，砂带(56)缠绕于调偏轮(52)、胀紧轮(53)、随动轮(54)和主动轮(55)外部，主动轮(55)与电机(50)驱动轴连接。


2.根据权利要求1所述的高精度自动打磨多边形工件的装置，其特征在于：所述垛机料仓(4)和砂带机(5)以打磨机器人(1)为中心呈90°夹角设置；所述垛机料仓(4)和涮洗箱(3)以打磨机器人(1)为中心呈90°夹角设置。所述涮洗箱(3)设置于砂带机(5)和打磨机器人(1)之间。


3.根据权利要求1所述的高精度自动打磨多边形工件的装置，其特征在于：所述打磨机器人(1)的型号为FANUC-M20i。


4.根据权利要求1所述的高精度自动打磨多边形工件的装置，其特征在于：所述夹持手爪(2)采用内撑式夹取方式，其由三根紧固于打磨机器人(1)的圆柱形张紧气缸上的钢制手抓组成；所述钢制手抓为倒L型结构，其与工件中心孔接触面设置尼龙层。


5.根据权利要求1所述的高精度自动打磨多边形工件的装置，其特征在于：所述左气缸(35)与右气缸(38)的气缸杆运动方向相反；左气缸(35)的轴线与左连接件(34)的轴线垂直设置；右气缸(38)的轴线与右连接件(37)的轴线垂直设置。


6.根据权利要求1所述的高精度自动打磨多边形工件的装置，其特征在于：所述壳体(51)上部设置控制按钮(50)；壳体(51)靠近调偏轮(52)和随动轮(54)的一侧形成豁口，豁口下方的外壁上设置集尘罩(57)，豁口上方的外壁上设置安全挡板(58)。


7.根据权利要求1所述的高精度自动打磨多边形工件的装置，其特征在于：所述调偏轮(52)和主动轮(55)对角设置，胀紧轮(53)和随动轮(54)对角设置，且主动轮(55)位于胀紧轮(53)下方。


8.根据权利要求1所述的高精...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琪，程绍杨，刘世然，樊蕾，贾秀云，孟子茹，
申请(专利权)人：中核天津机械有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12