一种自动打磨铸造管件合模线的机器人系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种自动打磨铸造管件合模线的机器人系统，系统设有将待打磨铸管至旋转台上料口旁的上料辊道，所述旋转台旁设有第一打磨机构，所述第一打磨机构旁设有中转台，所述中转台上方固定有用于扫描待打磨铸管的3D视觉相机，所述第一打磨机构设有机械臂，所述机械臂的末端固定有用于夹持待打磨铸管的铸管工装，所述机械臂的活动范围之内设有打磨机。本发明专利技术机器人系统通用性强，对于各种型号铸管的形状特征应用离线规划软件进行离线打磨路径规划，能够提升效率，加快系统部署，同时有助于通过视觉定位偏差调整规划路径提升打磨效果。磨效果。磨效果。

【技术实现步骤摘要】
一种自动打磨铸造管件合模线的机器人系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及机器人打磨领域，尤其涉及机器人离线路径规划和3D视觉检测合模线领域。

技术介绍

[0002]铸铁管由于使用合模工艺进行铸造，在铸造完成后在其表面和端面会有合模线和毛刺等，需要对表面和端面进行处理，同时为了达到铸铁管之间连接容易和连接后具有良好的密封性，需要对球墨铸铁管承口进行处理，将承口中的粘铁和浮砂修磨干净，保证以后使用过程中减少渗漏。
[0003]现有铸铁管打磨为人工手工砂轮打磨，实际生产中靠工人手持砂轮机打磨，工人劳动强度大，砂轮机使用寿命短，设备故障率高，工作环境差，生产效率低，铸管品质难以保证，不能满足生产的需求，同时人工打磨的承口表面差，无法满足工艺要求，现场施工安装密封效果也得不到根本保证。
[0004]目前也有自动化的打磨系统：
[0005]例如申请号为202010419233.0，专利名称为《球磨铸管的承口打磨系统》的公开文献，公开了一种球磨铸管的承口打磨系统，用于铸管内磨区域的承口打磨，包括工业机器人智能识别系统、计算机控制系统和逻辑控制系统PLC，所述工业机器人智能识别系统和所述计算机控制系统均通过控制电缆与所述PLC连接，所述计算机控制系统通过后台处理后与所述PLC采用分散配置远程I/O通讯，通过所述控制电缆实现数据传输，以将需要动作的工业机器人的信号传输给所述PLC并由所述工业机器人自动执行打磨命令。
[0006]例如申请号为202021670937.7，专利名称为《一种用于铸管承口的自动化打磨设备》的公开文献，公开了一种用于铸管承口的自动化打磨设备，所述铸管承口一侧设有带末端执行器的第一机械臂，所述末端执行器包括打磨器、电主轴和砂轮恒力位置检测器，所述电主轴动力输出端与打磨器可拆卸连接、另一端与砂轮恒力位置检测器的一端相连，所述砂轮恒力位置检测器的另一端与第一机械臂相连，所述第一机械臂上还设有识别装置。
[0007]虽然实现部分自动化，但是通用性差，缺乏一种基于机器人轨迹离线规划和3D视觉在线矫正的机器人铸管打磨系统。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决铸管加工过程中合模线的打磨去毛刺的问题，实现一种基于机器人轨迹离线规划和3D视觉在线矫正的机器人铸管打磨系统。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种自动打磨铸造管件合模线的机器人系统，系统设有将待打磨铸管至旋转台上料口旁的上料辊道，所述旋转台旁设有第一打磨机构，所述第一打磨机构旁设有中转台，所述中转台上方固定有用于扫描待打磨铸管的3D视觉相机，所述第一打磨机构设有机械臂，所述机械臂的末端固定有用于夹持待打磨铸管的铸管工装，所述机械臂的活动范围之内设有打磨机。
[0010]所述第一打磨机构的打磨机旁设有粉尘收集装置，所述粉尘收集装置的粉尘出口与用户粉尘收集管道连接。
[0011]所述中转台固定在第一打磨机构和第二打磨机构之间，所述第一打磨机构和第二打磨机构组成结构相同，所述中转台在第一打磨机构和第二打磨机构的机械臂活动范围之内。
[0012]所述旋转台上安装有两排铸管工装夹具，所述铸管工装夹具与旋转台为通过可拆卸方式固定，所述铸管工装夹具设有多套用于固定不同型号的待打磨铸管。
[0013]所述第二打磨机构的机械臂活动范围之内设有外送机构的始端，所述外送机构沿着向外输送的顺序依次包括升降输送线D1、横跨输送线、升降输送线D2和出料输送线。
[0014]系统设有控制柜和两个控制器，所述控制柜连接并输出控制信号至打磨机、3D视觉相机、升降输送线D1、横跨输送线、升降输送线，两个控制器分别控制第一打磨机构和第二打磨机构。
[0015]一种自动打磨铸造管件合模线的机器人系统的控制方法：
[0016]上料辊道输送待打磨铸管至旋转台旁，并将待打磨铸管放置到旋转台上；
[0017]第一打磨机构的机械臂从旋转台上取下一个待打磨铸管，运动至3D视觉相机处，检测需要打磨的合模线，检测合模线偏差；
[0018]第一打磨机构的机械臂根据合模线偏差计算打磨路径补偿值，将待打磨铸管运动至第一打磨机构的打磨机处进行合模线打磨；
[0019]第一打磨机构的打磨好的铸管放置到中转台上；
[0020]第二打磨机构的机械臂将中转台上打磨好的铸管放置到外送机构的始端。
[0021]若第二打磨机构空闲时，第一打磨机构的机械臂将待打磨铸管放置到中转台上；
[0022]第二打磨机构的机械臂从中转台上取下待打磨铸管，运动至3D视觉相机处，检测需要打磨的合模线，检测合模线偏差；
[0023]第二打磨机构的机械臂根据合模线偏差计算打磨路径补偿值，将待打磨铸管运动至第二打磨机构的打磨机处进行合模线打磨；
[0024]第二打磨机构的机械臂将打磨好的铸管放置到外送机构的始端。
[0025]待打磨铸管更换时，换型控制方法包括：
[0026]系统回零、断电；
[0027]拆卸旋转台上已有型号铸管的工装，更换为待打磨型号铸管的工装；
[0028]拆卸两个机械臂末端法兰上的工装，更换为待打磨型号铸管的工装；
[0029]拆卸中转台上安装的现有型号的铸管工装，更换为待打磨型号铸管的工装；
[0030]控制系统切换打磨型号，机器人切换打磨运动程序。
[0031]本专利技术机器人系统通用性强，对于各种型号铸管的形状特征应用离线规划软件进行离线打磨路径规划，能够提升效率，加快系统部署，同时有助于通过视觉定位偏差调整规划路径提升打磨效果；通过使用3D视觉相机对铸管合模线进行精确定位，同时对系统部分组件之间进行精确标定来进行离线规划的打磨路径和3D视觉定位的铸管合模线位置关系的转换，实现机器人打磨路径偏差的补偿。通过视觉定位进行机器人路径补偿能够提升机器人打磨精度，修正工件装夹定位后其合模线相对于机器人法兰坐标系存在的偏差，还能够降低成本、提高生产效率和工业自动化水平。
附图说明
[0032]下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
[0033]图1为自动打磨铸造管件合模线的机器人系统原理图；
[0034]图2为自动打磨铸造管件合模线的机器人系统控制流程图。
具体实施方式
[0035]下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0036]铸管打磨机器人成套系统，通过设计多套铸管工装夹具、设计多台打磨主轴及砂轮机、依靠机械臂夹持铸管进行高效打磨去毛刺作业，如图1所示，下面对各个部件详细说明如下：
[0037]上料辊道，输送待打磨铸管至旋转台上料口，便于用户就近上料至旋转台，上料辊道由用户提供；
[0038]旋转台，可旋转，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动打磨铸造管件合模线的机器人系统，其特征在于：系统设有将待打磨铸管至旋转台上料口旁的上料辊道，所述旋转台旁设有第一打磨机构，所述第一打磨机构旁设有中转台，所述中转台上方固定有用于扫描待打磨铸管的3D视觉相机，所述第一打磨机构设有机械臂，所述机械臂的末端固定有用于夹持待打磨铸管的铸管工装，所述机械臂的活动范围之内设有打磨机。2.根据权利要求1所述自动打磨铸造管件合模线的机器人系统，其特征在于：所述第一打磨机构的打磨机旁设有粉尘收集装置，所述粉尘收集装置的粉尘出口与用户粉尘收集管道连接。3.根据权利要求1所述自动打磨铸造管件合模线的机器人系统，其特征在于：所述中转台固定在第一打磨机构和第二打磨机构之间，所述第一打磨机构和第二打磨机构组成结构相同，所述中转台在第一打磨机构和第二打磨机构的机械臂活动范围之内。4.根据权利要求3所述自动打磨铸造管件合模线的机器人系统，其特征在于：所述旋转台上安装有两排铸管工装夹具，所述铸管工装夹具与旋转台为通过可拆卸方式固定，所述铸管工装夹具设有多套用于固定不同型号的待打磨铸管。5.根据权利要求3或4所述自动打磨铸造管件合模线的机器人系统，其特征在于：所述第二打磨机构的机械臂活动范围之内设有外送机构的始端，所述外送机构沿着向外输送的顺序依次包括升降输送线D1、横跨输送线、升降输送线D2和出料输送线。6.根据权利要求5所述自动打磨铸造管件合模线的机器人系统，其特征在于：系统设有控制柜和两个控制器，所述控制柜连接并输出控制信号至打磨机、3D视觉...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄金雷，王飞阳，高靖，麻威强，赵立军，曹雏清，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学芜湖机器人产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：