[发明专利]一种应用二维激光位移传感器的全自动打磨抛光装置

说明书

技术领域

本发明属于激光加工设备技术领域，具体涉及代一种应用二维激光位移传感器的全自动打磨抛光装置。

背景技术

在现代制造业生产中，几乎所有模具工件生产成型后都要经过打磨、抛光的加工工序，需求非常大。传统的人工加工方法存在诸多缺点，比如：(1)粉尘环境对人体的伤害；(2)不断上升的人工成本；(3)依靠个人经验质量不能保证等。

近年来我国逐渐重视并发展机器人技术，并且已大量应用于打磨等工序中。机器人通过相应的控制系统，以及一定自由度的结构，带动刀头自动完成打磨作业，有效的解决了人工加工方法带来的问题。目前，用于规划机器人运动的一种典型方法是人工示教法，即由操作者通过手动控制机器人运动，同时由机器人控制器记录下各关节参数的变化，使得机器人随后能独立地重新沿原先的轨迹运动，从而实现自动化作业过程。但是机器人系统依然存在不少缺点，以待突破：(1)示教轨迹是凭工人经验获得的，因此按此方法无法选择出最佳打磨路径；(2)在示教过程中机器人需要停机，增加生产成本；(3)容易受工件一致性和夹具精度影响，次品率较高；(4)通用效果差，工件特征不一致时需要频繁示教，繁琐耗时影响生产效率，且需要更换不同刀头时，往往采用人工更换，影响生产节拍。(5)机械臂容易产生震颤，影响加工质量。在此种情况下，开发一种高精度，高效率，通用性强的全自动化打磨、去毛刺、抛光系统势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种应用二维激光位移传感器的全自动打磨抛光装置，以解决传统机器人通用性不好，精度低，机械臂震颤及磨损至刀头输出力不均等问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下方式来实现：

一种应用二维激光位移传感器的全自动打磨抛光装置，包括二维激光位移传感器、支架、快速换刀装置、刀头和机器人，所述机器人与所述支架固定连接，二维激光位移传感器和快速换刀装置分别安装在支架上，所述刀头安装在快速换刀装置中，且刀头的刀柄满足快速换刀装置加持要求，所述二维激光位移传感器、机器人、快速换刀装置分别与机器人控制系统连接，机器人控制系统中含有软件控制模块，所述软件控制模块包括离线编程模块和在线修正模块，离线编程模块用于生成工件的加工路径，在线修正模块用于根据工件的实际坐标和标准坐标之间的差异来修正加工路径。

进一步的，所述离线编程模块包括加工路径生成单元和自动换刀单元，所述加工路径生成单元根据加工工序生成固定的加工路径，所述自动换刀单元根据加工工序的不同更换相应的加工工具，以实现3秒内快速换刀。

进一步的是，所述支架与快速换刀装置之间设有力矩传感器，所述力矩传感器为六轴力矩传感器，用于补偿因磨损导致刀头输出力的变化，保证刀头的恒力输出，延长刀头使用寿命。

进一步的是，所述机器人与支架之间设置有防碰撞传感器，用于检测到扭矩瞬时变化超限将发出急停信号，使得机器人系统急停，保证安全，所述机器人、防碰撞传感器、支架依次连接。

进一步的是，所述支架为L形支架。

进一步的是，所述机器人为工业用六自由度机器人，有效防止机械臂震颤，是本装置的运动和位姿控制载体。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明的二维激光位移传感器的全自动打磨抛光装置，提高了工作效率和良品率，工人操作的安全性也得到了保证；相对于市场上现有的打磨、抛光设备，本装置采用特殊标定板标定法，提升了机器人精度，使装置精度可达0.1mm且能恒力输出机械臂不震颤，加工质量稳定；同时该装置应用了二维激光位移传感器和离线编程技术，智能化程度更高，全程不停机，加工效率高，且采用六自由度机器人，姿态变化丰富，降低了工装夹具的要求，又可3秒内自动快速切换刀头，使用灵活性高，通用性强。

附图说明

图1为本发明抛光装置的整体结构示意图；

图2为本发明快速换刀局部结构示意图。

图中各个标记分别为：1、二维激光位移传感器，2、支架，3、防碰撞传感器，4、力矩传感器，5、快速换刀装置，6、刀头，7、机器人。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。