一種基於在線測量的汽車鑄鍛件飛邊自動打磨系統及工藝的製作方法
2023-12-11 08:39:18
本發明涉及一種工業機器人和在線測量裝置聯合應用的自動加工技術，尤其涉及一種基於在線測量的汽車鑄鍛件飛邊自動打磨系統及工藝，該系統用於汽車鑄鍛件飛邊打磨去除。
背景技術：
汽車鑄鍛件，如發動機排氣歧管、主減速器殼、差速器殼、車橋、制動底板等，在汽車行業有著廣泛應用，其品種多達數百種，年產量更是高達數千萬噸級。汽車鑄鍛件飛邊打磨是毛坯加工的關鍵工序，目前國內汽車製造企業在有汽車鑄鍛件生產過程中普遍採用人工作業方式，該作業方式存在以下缺陷：一是汽車鑄鍛件的端面和分型面上所產生的飛邊以及毛刺難以去除；二是工人工作環境惡劣，存在嚴重的健康傷害隱患及環境汙染；三是帶來人工勞動強度大、作業效率低、人工定位隨機性大、產品質量一致性無法得到保證等難題。上述現狀對汽車鑄鍛件飛邊自動化、智能化打磨裝備及技術提出迫切需求。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種基於在線測量的汽車鑄鍛件飛邊自動打磨系統及工藝，它易於實現自動化，打磨效率高，質量穩定，並可以極大改善企業作業生產環境。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：
一種基於在線測量的汽車鑄鍛件飛邊自動打磨系統，該系統包括在線測量裝置、控制器、夾持裝置以及打磨裝置；
所述在線測量裝置用於檢測其工作區內是否有汽車鑄鍛工件，以及對進入其工作區內的汽車鑄鍛工件的位置信息和點雲模型信息進行採集並發送給控制器；
所述控制器用於當在線測量裝置的工作區內有汽車鑄鍛工件時控制夾持裝置夾持汽車鑄鍛工件，以及將接收到的汽車鑄鍛工件的位置信息和點雲模型信息與存儲於其內的汽車鑄鍛件模型進行匹配，並判斷汽車鑄鍛工件是否為廢料，若不是廢料，所述控制器確定汽車鑄鍛工件要去除的部位；
所述夾持裝置用於夾持汽車鑄鍛工件；
所述打磨裝置用於對汽車鑄鍛工件進行打磨。
按上述技術方案，該系統還包括上下料傳送裝置，所述上下料傳送裝置用於將汽車鑄鍛件傳送到所述在線測量裝置的工作區，以及接收打磨後的汽車鑄鍛工件。
按上述技術方案，該系統還包括設置在所述打磨裝置下方的碎屑收集裝置，所述碎屑收集裝置用於收集汽車鑄鍛工件在打磨時飛濺出的金屬碎屑。
按上述技術方案，該系統還包括廢料傳送裝置，所述廢料傳送裝置用於接收被控制器判斷為廢料的汽車鑄鍛工件。
按上述技術方案，該系統還包括防護罩，所述防護罩設置在所述在線測量裝置、控制器、夾持裝置和打磨裝置的外側。
按上述技術方案，所述夾持裝置為工業機器人，所述工業機器人的末端設置有柔性夾具。
按上述技術方案，所述控制器外安裝有示教器。
按上述技術方案，所述柔性夾具為氣動夾具。
按上述技術方案，所述氣動夾具上設置有力傳感器，所述力傳感器用於實時監測所述氣動夾具的夾取力信息，並將該夾取力信息發送給控制器，所述控制器根據接收到的夾取力信息控制氣動夾具的氣壓大小。
一種基於在線測量的汽車鑄鍛件飛邊自動打磨工藝，包括以下步驟：
s1、當在線測量裝置檢測到其工作區內有汽車鑄鍛工件時，控制器控制夾持裝置夾持工件，在線測量裝置對工件的位置信息和點雲模型信息進行採集並發送給控制器；
s2、控制器將接收到的信息與存儲於其內的汽車鑄鍛件模型進行匹配，判斷工件是否為廢料，若不是廢料，所述控制器確定汽車鑄鍛工件要去除的部位；
s3、夾持裝置將汽車鑄鍛工件夾持至打磨裝置上進行打磨。
本發明，具有以下有益效果：該系統通過設置在線測量裝置自動採集待打磨的汽車鑄鍛件的信息，再通過控制器自動判斷待打磨的汽車鑄鍛件是否為廢料，若不是廢料則由夾持裝置自動夾持至打磨裝置上進行打磨，全程自動化作業，打磨效率高，質量穩定。
附圖說明
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：
圖1是本發明實施例的結構示意圖；
圖2是圖1的俯視圖；
圖3是本發明實施例的工藝流程圖。
圖中：1-控制器、2-示教器、3-在線測量裝置、4-夾持裝置、5-碎屑收集裝置、6-打磨裝置、7-防護罩、8-上下料傳送裝置、9-柔性夾具、10-廢料傳送裝置、11-汽車鑄鍛工件、12-支架、13-基礎。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
在本發明的較佳實施例中，如圖1、圖2所示，一種基於在線測量的汽車鑄鍛件飛邊自動打磨系統，該系統包括在線測量裝置3、控制器1、夾持裝置4以及打磨裝置6；
在線測量裝置3用於檢測其工作區內是否有汽車鑄鍛工件11，以及對進入其工作區內的汽車鑄鍛工件11的位置信息和點雲模型信息進行採集並發送給控制器；
控制器用於當在線測量裝置3的工作區內有汽車鑄鍛工件11時控制夾持裝置4夾持汽車鑄鍛工件11，以及將接收到的汽車鑄鍛工件的位置信息和點雲模型信息與存儲於其內的汽車鑄鍛件模型進行匹配，並判斷汽車鑄鍛工件是否為廢料，若不是廢料，控制器確定汽車鑄鍛工件要去除的部位；
夾持裝置4用於夾持汽車鑄鍛工件11；
打磨裝置6用於對汽車鑄鍛工件11進行打磨。
在本發明的優選實施例中，如圖1、圖2所示，該系統還包括上下料傳送裝置8，上下料傳送裝置8用於將汽車鑄鍛件11傳送到在線測量裝置的工作區，以及接收打磨後的汽車鑄鍛工件。
在本發明的優選實施例中，如圖1、圖2所示，該系統還包括設置在打磨裝置6下方的碎屑收集裝置5，碎屑收集裝置5用於收集汽車鑄鍛工件在打磨時飛濺出的金屬碎屑。碎屑收集裝置設計為漏鬥形，可以收集飛濺出的大部分金屬碎屑。
在本發明的優選實施例中，如圖1、圖2所示，該系統還包括廢料傳送裝置10，廢料傳送裝置10用於接收被控制器判斷為廢料的汽車鑄鍛工件。
在本發明的優選實施例中，如圖1、圖2所示，該系統還包括防護罩7，防護罩7設置在在線測量裝置、控制器、夾持裝置和打磨裝置的外側。
在本發明的優選實施例中，如圖1所示，夾持裝置4為工業機器人，工業機器人的末端設置有柔性夾具9，柔性夾具由工業機器人控制。
在本發明的優選實施例中，如圖1、圖2所示，所述控制器1外安裝有示教器2。
在本發明的優選實施例中，如圖1所示，柔性夾具9為氣動夾具，可選用雙作用型氣動三抓卡盤。
在本發明的優選實施例中，如圖1、圖2所示，氣動夾具上設置有力傳感器，力傳感器用於實時監測氣動夾具的夾取力信息，並將該夾取力信息發送給控制器，控制器根據接收到的夾取力信息控制氣動夾具的氣壓大小，以保證鑄鍛件不會在柔性夾具夾取處留下明顯的塑性變形。
一種基於在線測量的汽車鑄鍛件飛邊自動打磨工藝，如圖3所示，包括以下步驟：
s1、當在線測量裝置檢測到其工作區內有汽車鑄鍛工件時，控制器控制夾持裝置夾持工件，在線測量裝置對工件的位置信息和點雲模型信息進行採集並發送給控制器；
s2、控制器將接收到的信息與存儲於其內的汽車鑄鍛件模型進行匹配，判斷工件是否為廢料，若不是廢料，控制器確定汽車鑄鍛工件要去除的部位；
s3、夾持裝置將汽車鑄鍛工件夾持至打磨裝置上進行打磨。
本發明在具體應用時，如圖1、圖2所示，該打磨系統包括上下料傳送裝置8、砂輪打磨機、工業機器人、柔性夾具、在線測量裝置、控制器1、廢料傳送裝置10、碎屑收集系統5和防護罩7。其中，上下料傳送裝置8為同一條傳送帶，傳送帶的運行狀況由控制器1控制；廢料傳送裝置為一條傳送帶，廢料傳送裝置的運行狀態由控制器控制；在線測量裝置3安裝在工業機器人和砂輪打磨機的內側，由支架12固定在基礎13上；柔性夾具9的夾取部分設有力傳感器，力傳感器實時反饋柔性夾具夾取力的大小給控制器1，控制器1控制送往氣缸的空氣壓力的大小；防護罩7安裝在工業機器人4、控制器1、示教器2、在線測量裝置3、砂輪打磨機6、碎屑收集裝置5、上下料傳送裝置8和廢料傳送裝置10等的外面。
如圖3所示，基於上述打磨系統的打磨工藝流程是：控制器控制上下料傳送裝置運行，在線測量裝置檢測其工作區內是否有汽車鑄鍛工件，若無，上下料傳送裝置繼續運行，若有，上下料傳送裝置停止運行，控制器控制工業機器人夾持工件，在線測量裝置採集汽車鑄鍛工件的位置信息和點雲模型信息，並將位置信息和點雲模型信息反饋給控制器，控制器將位置信息和點雲模型信息與汽車鑄鍛件cad模型對比，判斷汽車鑄鍛工件是否為廢料，此時點雲模型與汽車鍛鑄件cad模型間的差別指的是點雲模型缺少的部分，多出的部分可以打磨掉，所以並不在計算範圍內，若缺損部分不滿足要求，即工件為廢料，則由控制器控制工業機器人直接夾取汽車鑄鍛工件放到廢料傳送裝置上，若缺損部分滿足要求，即工件不是廢料，則與汽車鍛鑄件cad模型對比控制器確定要去除的部位，柔性夾具夾取工件至砂輪打磨機上打磨，打磨完成後工業機器人將工件放到上下料傳送裝置上，工業機器人從另一部位夾持工件，控制器再次確定要去除的部位，柔性夾具夾取工件至砂輪打磨機上進行二次打磨，打磨完成後工業機器人將工件放到上下料傳送裝置上，控制器控制上下料傳送裝置運行，即完成打磨工藝。
本發明中分兩次夾取汽車鑄鍛工件的不同部位，使汽車鑄鍛工件以不同的位姿在砂輪打磨機上打磨，可以避免汽車鑄鍛工件被夾取的部位打磨不到位的問題。柔性夾具夾取工件打磨的時候，控制器的軌跡規劃只規劃需要打磨部分的鑄鍛件模型，不需要打磨的部分不進行規劃減少工作量，以提高工作效率。
二次打磨只有在第一次打磨完成後，在線測量裝置再次檢測點雲模型和汽車鍛鑄件cad模型差別超出誤差允許範圍時才進行；且控制器控制柔性夾具夾取鑄鍛件的時候儘可能避免進行二次打磨。二次打磨前由在線測量裝置檢測打磨後的工件的三維點雲模型與汽車鑄鍛工件cad模型間的差別是否在誤差允許範圍內，是，則柔性夾具夾取汽車鑄鍛工件進行二次打磨，否則，由柔性夾具將汽車鑄鍛工件放到廢料傳送裝置上。
應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。