【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密铸件打磨，尤其是一种膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元及打磨工艺。
技术介绍
1、膝关节植入物的铸件树串经切割分离后，产品毛坯存在一定高度的浇口，需要对产品圆弧面的浇口进行打磨，以保证浇口残余高度符合交付要求。
2、膝关节植入物属于高精度铸件，铸件毛坯的浇口高度约3-7mm，而打磨后剩余浇口要求：浇口磨后与产品仿形，高度0.5-0.7mm，不得磨到铸件本体。
3、目前磨浇口普遍采用传统手工加工方式，但这种方式存在以下几个问题：
4、铸件浇口高度、弧面控制精度以及产品的质量稳定性很难保证。打磨质量很大取决于打磨人员的熟练度和操作方式的影响，因此铸件冒口打磨的精度等关键指标容易因为人工的不稳定因素而产生人为的误差，导致一致性差，容易因多磨而产生报废率高达1.5％；
5、铸件打磨的劳动强度及工作量较大。铸件打磨时切削力很大，操作人员长时间抓取打磨劳动强度极大，手工磨浇口每班每台机需1人操作，占用大量人力，人工成本较高；
6、人工打磨效率较低。因劳动强度大，员工长时间工作需要间歇性地休息，导致产量较低，人工打磨单机产量只有300件/12h；
7、因熔模铸造产品多为小批量多品种，每个件号产品均需开发一套磨浇口工装，工装数量多且成本较高，工装管理难度大；
8、人工打磨时产生大量粉尘，严重影响到打磨人员的健康以及来自环保的压力；
9、因人工打磨时人员与高速旋转的砂带以及砂轮频繁近距离接触极易产生工伤事故。
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1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元及打磨工艺，采用设备自动打磨替代人工打磨，从而获得更高精度的成品，提升打磨效率。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，包括工位料架、机器人、研磨机和总电气柜，
4、所述工位料架上包括直线导轨、设置在直线导轨上的料盘，
5、所述研磨机采用浮动包胶砂带轮，机器人夹持铸件的运动方向指向研磨机的研磨面。
6、作为上述技术方案的进一步改进：
7、所述料盘上阵列摆放若干组限位板，形成用于定位铸件的定位区域。
8、所述限位板包括：
9、纵向限位板，长边沿直线导轨的运动方向设置，相邻两纵向限位板之间预留间距，
10、横向限位板，垂直于纵向限位板，嵌合填充在相邻两纵向限位板之间，且对应在纵向限位板的中间位置；
11、横向限位板的竖直高度低于纵向限位板的高度。
12、若干组限位板组成一列，料盘上等距设置有若干列。
13、一种利用膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元的打磨方法，包括如下步骤：
14、设计打磨方案，根据打磨方案布置场地，
15、设备制作及场地建设完成后，安装机器人自动打磨控制单元，使满足试运行条件；工位料架、研磨机绕机器人布置，
16、预调试研磨工序，
17、调试完成后，启动设备自动运行，由机器人抓取铸件，送至研磨机的研磨面处磨削，获得成品。
18、作为上述技术方案的进一步改进：
19、机器人的夹持端带有气缸、夹爪，所述夹爪根据铸件分为内壁夹持式和外壁夹持式，具体铸件及夹持方式如下：
20、股骨髁夹具、胫骨托夹具均从外侧夹紧铸件平面，
21、双极杯夹具从内侧胀紧来夹持铸件，
22、股骨髁治具通过髁间槽定位，
23、胫骨托治具通过仿形槽定位，
24、双极杯治具通过圆柱孔定位。
25、一种利用膝关节植入物圆弧面浇口打磨单元的股骨髁铸件打磨方法，包括如下步骤：
26、首件髁铸件打磨时，按预置程序手动操作磨削，磨削完成后送至检验台检验浇口高度，如不符合要求，则重新打磨，直至浇口高度符合要求；
27、按照调整后的手动操作程序，选择自动运行模式，批量复制手动操作程序进行加工。
28、作为上述技术方案的进一步改进：
29、自动运行模式的流程如下：
30、确认待打磨毛坯件无异常飞边、毛刺，
31、将毛坯件放置到料盘上，
32、直线导轨带动料盘靠近机器人，
33、机器人的夹具通过髁间槽定位，并从毛坯件外侧夹紧，使机器人夹持住的股骨髁铸件浇口位置朝外；将毛坯件送至研磨面处进行打磨，
34、打磨完成后，机器人带动股骨髁铸件放置到储料盘的指定位置，
35、全部打磨完成后，人工下料、终检。
36、股骨髁铸件打磨后的冒口距离铸件型面残留小于等于1.5mm。
37、设备模式包括全自动模式、手动模式和单循环模式；设备任一部件故障时，全机制动，不作复位。
38、本专利技术的有益效果如下：
39、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，能够降低废品率、降低工装管理难度、降低人工成本、改善人员及车间作业安全及环境、提高打磨效率，实现熔模铸造领域铸件圆弧面浇口机器人自动打磨的装备及工艺技术突破，提升企业生产过程自动化及智能化；磨浇口质量不再取决于打磨人员的熟练度和操作方式，使企业招聘操作人员有很大的选择性，也杜绝了工伤事件的发生。
40、本专利技术的主要目的是填补市面上精密铸件，尤其是植入人体的关节铸件的弧面自动打磨空白，采用机器人，配合自动上下料的料盘、研磨机进行自动打磨工作。
41、本专利技术的亮点是，通过机器人活动端的气缸和夹爪，配合特殊形状的料盘，使非标的、形状复杂的铸件摆放在料盘上时，就处于便于夹取的状态；机器人夹取铸件后，待磨削的面就正好朝外，机器人采用常规的或难度较小的移动方式靠近研磨机的砂带处时，待磨削面正好朝向砂带，从而便于打磨。机器人能够夹持铸件在打磨过程中轻微转动，从而适配弧形面，确保弧形待磨削面的轴向厚薄均匀，周向趋于关节面偏置面。在转动打磨过程中，位移变量控制得比人工更为精准，有利于提高良品率。
42、本专利技术的打磨步骤中，相较于常规自动加工中心直接设定参数后运行，多了一道人工校准的工序，通过人工先按照预置程序打磨、检测，可以及时获知需要微调的位置，从而确保后续全自动状态下打磨所得的产品都是合格铸件。
43、本专利技术中，以股骨髁关节为例进行了详细说明，同时还公开了其他铸件，例如胫骨托、双极杯的夹持要求，即本专利技术如用于其他铸件的磨削，可以根据这些不同要求更换夹爪的夹持方向等参数，从而提高适用性。
44、本专利技术中还利用了研磨机的自动补偿结构，在长期打磨存在精度偏差时，利用浮动结构微调打磨距离，从而确保尺寸精度。
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1.一种膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，其特征在于：包括工位料架(1)、机器人(2)、研磨机(3)和总电气柜(4)，
2.如权利要求1所述的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，其特征在于：所述料盘(102)上阵列摆放若干组限位板，形成用于定位铸件的定位区域。
3.如权利要求1所述的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，其特征在于：所述限位板包括：
4.如权利要求3所述的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，其特征在于：若干组限位板组成一列，料盘(102)上等距设置有若干列。
5.一种利用权利要求1所述的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元的打磨方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的膝关节植入物圆弧面浇口打磨方法，其特征在于，机器人(2)的夹持端带有气缸、夹爪，所述夹爪根据铸件分为内壁夹持式和外壁夹持式，具体铸件及夹持方式如下：
7.一种利用权利要求1所述的膝关节植入物圆弧面浇口打磨单元的股骨髁铸件打磨方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的股骨髁铸件打磨方法，其特征
9.如权利要求7所述的股骨髁铸件打磨方法，其特征在于，股骨髁铸件打磨后的冒口距离铸件型面残留小于等于1.5mm。
10.如权利要求7所述的股骨髁铸件打磨方法，其特征在于，设备模式包括全自动模式、手动模式和单循环模式；设备任一部件故障时，全机制动，不作复位。
...【技术特征摘要】
1.一种膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，其特征在于：包括工位料架(1)、机器人(2)、研磨机(3)和总电气柜(4)，
2.如权利要求1所述的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，其特征在于：所述料盘(102)上阵列摆放若干组限位板，形成用于定位铸件的定位区域。
3.如权利要求1所述的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，其特征在于：所述限位板包括：
4.如权利要求3所述的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元，其特征在于：若干组限位板组成一列，料盘(102)上等距设置有若干列。
5.一种利用权利要求1所述的膝关节植入物铸件圆弧面浇口打磨单元的打磨方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡正强，鲁茂波，
申请(专利权)人：无锡卡仕精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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