一种中型铸件自动打磨设备

技术领域

本发明涉及一种中型铸件自动打磨设备；用于

背景技术

铸件毛坯清理需要对分型面进行打磨，以去除飞边毛刺，传统打磨为人工进行打磨完成，由操作人员手持打磨装置进行加工，不仅效率低，成本高，而且危险程度高，打磨产生的粉尘对操作人员的健康也会造成损伤，由于人工智能的发展，目前小铸件毛坯(误差范围小) 均采用机器人进行打磨，但是中、大铸件大多还是采用人工打磨；这是因为中铸件的尺寸误差范围大，且误差产生位置也各不相同，由机器人手持的打磨装置进行打磨，走的是根据预先设定的轨迹的绝对路径，这样不可避免的在壁厚处会产生碰撞，损坏打磨装置或毛坯本体，或在壁薄处出现走空的情况。

而如果采用目前最先进的视觉检测自动打磨装置，则需要实时对每个铸件生产不同的三维图形数据库，且需要大量的运算设备，其设备成本极高，无法大范围普及使用；另外，由于大多数铸件整体颜色一致且为深色，导致摄像头读取后构建还会出现错误的三维图形，导致打磨时出现问题，导致故障率高，以上问题使得中、大铸件自动打磨系统难以低成本实现。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种成本低、故障率低的中、大型铸件自动打磨设备。

本发明采用以下技术方案：

一种中型铸件自动打磨设备，包括：滚筒式链传送轨道；所述滚筒式链传送轨道包括进料端、预备工位段、出料端；传送电机，配有固定速比减速机，给所述滚筒式链传送轨道提供动力；三个所述传送电机分别安装于所述进料端、预备工位段、出料端的下方；传感器；若干个所述传感器分别安装于所述进料端的前、后端的两侧、预备工位段的前、后端的两侧、出料端的前、后端的两侧；工作台，安装于所述预备工位段的左侧，所述工作台上设有固定铸件的工作位；进出料总成，位于所述预备工位段的右侧，对应所述工作台安装；所述进出料总成包括：气缸及安装固定于所述气缸前端的V型块，气缸活塞设有位置传感器，V型块内部安装有电磁铁；工业机器人，第六轴法兰端安装有夹持装置，所述夹持装置夹紧打磨工具，用于对工作位的铸件进行打磨；控制系统，用于控制所有电机的运行、气缸电磁阀的通断、传感器的信号处理、电磁铁的通断，与工业机器人控制系统的通讯。

优选的，所述工作位上均布环绕有六件回转夹紧气缸；六件所述回转夹紧气缸均下陷安装于所述工作位上；六件所述回转夹紧气缸均设有气缸活塞位置传感器。

优选的，所述工作台设有双工作位：第一工作位、第二工作位；所述工作台下设有旋转底座；所述旋转底座设有工作台电机、定位传感器、电磁抱闸；所述工作台电机用于驱动工作台旋转；所述定位传感器，用于感应工作台是否旋转到达指定位置；所述电磁抱闸用于工作台旋转到指定位置后的吸合锁定。

优选的，所述夹持装置包括：连接座，上端设有法兰端；主定位夹口，通过铰接机构连接所述连接座；电机，安装于所述铰接机构上；丝杆，一端固定连接所述电机，用于调节铰接机构以改变连接座与主定位夹口的夹角；副定位夹口，连接固定于主定位夹口，使得所述主定位夹口与副定位夹口之间形成夹持位；电容传感器，位于副定位夹口下方，通过连接架固定；所述连接架安装固定于所述连接座侧方；所述控制系统，根据预设程序接收所述电容传感器数据，并根据此数据控制电机运行。

优选的，所述铰接机构为：所述连接座的后端通过后轴连接所述主定位夹口的后端；所述连接座的前端两侧各铰接有第一铰接片，所述主定位夹口的前端两侧各铰接有第二铰接片，所述第一铰接片与第二铰接片通过前轴连接；所述前轴中间设有螺纹孔；所述电机安装于所述后轴上；所述丝杆穿过后轴，与所述前轴的螺纹孔配合连接。

优选的，所述连接架尾端设有用于左右调节的定片；所述定片设有上下调节移动的滑片；所述电容传感器设于所述滑片下方。

优选的，所述后轴一侧开有槽，所述电机安装于所述槽中；所述电机为伺服电机。

优选的，所述副定位夹口，通过螺栓连接固定于主定位夹口。

优选的，所述传送电机为步进电机。

本发明的有益效果为：一、采用电容传感器控制机器人持打磨工具的倾斜角，使得打磨工具可以根据毛坯的壁厚变化实时靠近或远离毛坯进行打磨，具有补偿功能，使得使用机器人可以稳定打磨中型铸件；二、成本低，效果好，视觉检测及相应的处理设备几十万，而本发明成本低，且保证对毛坯的各点进行精确补偿后打磨，保证打磨的顺利进行；三、全程自动化进行打磨，效率高，效果好；综上，本发明在原有的设备上进行改进，改进成本低，且改进后可以自动打磨，形成自动打磨生产线，有效降低产品的加工成本，非常适合在生产厂家推广。

附图说明

图1是本发明的整体示意图。

图2是本发明工作台第一工作位的回转夹紧气缸工作状态示意图。

图3是本发明的局部放大图。

图4是本发明的局部放大图。

图5是本发明的局部放大图。

图6是本发明的局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步说明：

如图1～图3所示的一种中型铸件自动打磨设备，包括滚筒式链传送轨道1；所述滚筒式链传送轨道1包括进料端11、预备工位段 12、出料端13；传送电机(图中未示出)，配有固定速比减速机(图中未示出)，给所述滚筒式链传送轨道提供动力；三个所述传送电机分别安装于所述进料端11、预备工位段12、出料端13的下方；传感器(图上未示出)；若干个所述传感器分别安装于所述进料端的前、后端的两侧、预备工位段的前、后端的两侧、出料端的前、后端的两侧；工作台2，安装于所述预备工位段的左侧，所述工作台2上设有固定铸件的工作位；进出料总成3，位于所述预备工位段12的右侧，对应所述工作台2安装；所述进出料总成包括：气缸31及安装固定于所述气缸前端的V型块32，气缸活塞设有位置传感器(图中未示出)，V型块内部安装有电磁铁(图中未示出)；工业机器人4，第六轴法兰端安装有夹持装置5，所述夹持装置5夹紧打磨工具6，用于对工作位的铸件进行打磨；工业机器人控制系统放于第一控制柜41 中；控制系统，放于第二控制柜7中，用于控制所有电机的运行、气缸电磁阀的通断、传感器的信号处理、电磁铁的通断，与工业机器人控制系统的通讯。

优选的，所述工作台设有双工作位：第一工作位21、第二工作位22；所述工作台下设有旋转底座23，所述旋转底座设有工作台电机(图中未示出)、定位传感器(图中未示出)、电磁抱闸(图中未示出)；所述工作台电机用于驱动工作台旋转；所述定位传感器，用于感应工作台是否旋转到达指定位置；所述电磁抱闸用于工作台旋转到指定位置后的吸合锁定。此设计可在一个铸件在第一工作位21进行打磨的时候，另外一个已经上到第二工作位22进行准备；当打磨好第一工作位21上的铸件时，旋转底座23旋转后，对第二工作位22 的铸件进行打磨，同时将打磨好的铸件从第一工作位21拉出，接着再将待打磨的铸件推入第一个工作位21等待，提高了工作效率。

优选的，所述工作位上均布环绕有六件回转夹紧气缸24；六件所述回转夹紧气缸24均下陷安装于所述工作位上；六件所述回转夹紧气缸24均设有气缸活塞位置传感器(图中未示出)；六点内孔定位，还具有六点对角线位置补偿功能，能够最大限度的补偿毛坯变形量而带来的定位误差；其工作原理是每个回转夹紧气缸都具有气缸活塞位置传感器，通过对比对侧的活塞位置数值，计算出中间值，再调节控制回转夹紧气缸的位置，对工件进行重新准确定位。

如图4～图6所示,优选的，所述夹持装置5包括：连接座51，上端设有法兰端511，与工业机器人4的第六轴法兰端相连；主定位夹口52，通过铰接机构连接所述连接座51；电机54，安装于所述铰接机构上；丝杆55，一端固定连接所述电机54，用于调节铰接机构以改变连接座51与主定位夹口52的夹角；副定位夹口53，连接固定于主定位夹口52，使得所述主定位夹口52与副定位夹口53之间形成夹持位，用于夹持打磨工具6；电容传感器56，位于副定位夹口 53下方，通过连接架57固定；所述连接架57安装固定于所述连接座侧方；所述控制系统，根据预设程序接收所述电容传感器56数据，并根据此数据控制电机54运行，从而控制夹角角度。

优选的，所述铰接机构为：所述连接座53的后端通过后轴81连接所述主定位夹口52的后端；所述连接座53的前端两侧各铰接有第一铰接片83，所述主定位夹口52的前端两侧各铰接有第二铰接片84，所述第一铰接片83与第二铰接片84通过前轴82连接；所述前轴82 中间设有螺纹孔；所述电机54安装于所述后轴81上；所述丝杆55 穿过后轴81，与所述前轴82的螺纹孔配合连接。

优选的，所述连接架57尾端设有用于左右调节的定片571；所述定片571设有上下调节移动的滑片572；所述电容传感器6设于所述滑片572下方。

优选的，所述后轴81一侧开有槽，所述电机54安装于所述槽中；所述电机54为伺服电机。

优选的，所述副定位夹口53，通过螺栓连接固定于主定位夹口 52，本发明采用采用六枚螺钉将两者固定。

优选的，所述传送电机为步进电机。

本发明的打磨过程为：

步骤一、多件待打磨的铸件毛坯从滚筒式链传送轨道的进料端的前端进入，此处的传感器感应到铸件毛坯进入，进料端的传送电机开始工作，到达进料端的末端时，此处传感器感应将信号反馈给控制系统，控制系统启动预备工位段的传送电机，控制系统通过延时控制预备工位段传送电机的运行时间，铸件毛坯传送到差不多中间的位置，预备工位段的传送电机停止工作(当第一件铸件毛坯传到预备工位段时，进料端的传感器如果没检查到有下一个铸件毛坯，则进料端的传送电机停止工作，节省电能)。

步骤二、位于所述预备工位段的右侧的进出料总成开始工作，气缸向前伸出，V型块，内部安装有电磁铁的推面呈V型，使得在推的过程中，铸件中心移至V型块，内部安装有电磁铁的中心线上；

步骤三、V型块，内部安装有电磁铁通电，气缸继续将铸件向前推，控制系统通过气缸活塞位置传感器监控气缸行程，直至铸件进入第一工作位的指定位置，气缸停止动作，V型块，内部安装有电磁铁断电；此时六件所述回转夹紧气缸开始工作，使得铸件完成对位，气缸控制V型块，内部安装有电磁铁归位。

步骤四、旋转底座旋转，使得第一工作位达到工业机器人的工作区域；传感器检测到旋转到位时，控制系统将旋转底座电磁抱闸吸合锁紧；工业机器人通过夹持装置夹紧打磨工具，用于对工作位的铸件进行打磨；同时，滚筒式链传送轨道继续传送，直至第二个铸件达到预备工位段时，传感器反馈信号给控制系统，使得传送电机暂停；位于所述预备工位段的右侧的进出料总成开始工作，气缸向前伸出，V 型块，内部安装有电磁铁的推面呈V型，使得在推的过程中，第二个铸件中心移至V型块，内部安装有电磁铁的中心线上；V型块，内部安装有电磁铁通电，气缸继续将第二个铸件向前推，直至第二个铸件进入第二工作位的指定位置，气缸停止动作，V型块，内部安装有电磁铁断电；此时第二工作位的六件所述回转夹紧气缸开始工作，使得第二个铸件完成对位，气缸控制V型块，内部安装有电磁铁归位。

步骤五、打磨完第一个铸件，工业机器人控制系统发出完成信号给控制系统，控制系统将抱闸松开，旋转底座旋转，使得第二工作位达到工业机器人的工作区域；抱闸吸合锁紧；工业机器人通过夹持装置夹紧打磨工具，用于对第二工作位的铸件进行打磨；同时，所述第一工作位打磨好的铸件，第一工作位的六件所述回转夹紧气缸回位，进出料总成开始工作，气缸向前伸出，伸出距离达到预定位置，V型块(内部的电磁铁通电)吸住所述第一工作位打磨好的铸件，气缸向后回缩，将打磨好的铸件拉回预备工位段，V型块内部的电磁铁关闭磁性，气缸控制V型块归位。

步骤六、滚筒式链传送轨道继续传送，直至第三个铸件毛坯达到预备工位段时，传感器工作，使得传送电机暂停，此时，第一个铸件毛坯位于出料端的前端；位于所述预备工位段的右侧的进出料总成开始工作，气缸向前伸出，V型块，内部安装有电磁铁的推面呈V型，使得在推的过程中，第三个铸件毛坯中心移至V型块，内部安装有电磁铁的中心线上；V型块，内部安装有电磁铁通电，气缸继续将第三个铸件毛坯向前推，直至第三个铸件毛坯进入第一工作位的指定位置，此时V型块，内部安装有电磁铁关闭磁性，第一工作位的六件所述回转夹紧气缸开始工作，使得第三个铸件完成对位，气缸控制V 型块，内部安装有电磁铁归位。

上述步骤进行时，控制系统设有判断程序，如果铸件毛坯是从进料端11方向过来，进入到预备工位段12的情况下，那么下一步的执行动作是：把工件推到工作位上；而如果工件是从工作位上拉回到预备工位段12的位置上的时候，下一步执行的动作为：预备工位段12 传送电机启动，把工件送往出料端13，在这过程中出料端13接收到预备工位段12末端的传感器通知信号，出料端13的传送电机启动，把工件送走。

以上步骤重复进行，直至完成所有铸件毛坯的打磨后结束工作；其中，在步骤四，夹持装置的工作原理为：通过主定位夹口与副定位夹口之间形成夹持位固定有打磨工具，另外，通过安装电容传感器，根据电容传感器检测出来轮廓的变化量，控制伺服电机，进而带动丝杆转动，调整连接座与主定位夹口的角度，控制打磨工具的打磨片打磨点与连续轮廓的距离，保证打磨深度不会因为毛坯轮廓的变化而深浅不一，避免了打磨不到或者是打磨太深的问题。

在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。