[发明专利]一种打磨工作站及其模块化作业方法

说明书

本发明揭示了一种打磨工作站及其模块化作业方法，该打磨工作站基于机架在作业平台上方设有三轴线性与两轴非线性组合的五轴载架，且五轴载架的末端装接有外接气源的气动夹头；在作业平台旁侧设有工具库和主控器，工具库中各加工工具独立定位且集成设有气动马达和对应作业功能的磨头或刀头；五轴载架和气源受控于主控器动作、通断；模块化作业方法包括产前预编面向各个加工对象作业成品的单套程序，标号配对存储于主控器，并在加工作业阶段自动识别加工对象并调用对应的单套程序加工作业。本发明该创新方案提高了面向待加工对象多样化形状定制复合加工程序的灵活性、效率、定位精度；简化了单套程序的预编过程，便于上手操作且扩展了协作性。

技术领域

本发明涉及一种打磨加工解决方案，尤其涉及一种加工工具换装自动化程度高、节省人力和耗材浪费的新型打磨工作站及其模块化作业方法，属于机电应用技术领域。

背景技术

随着机电技术的日新月异，工业自动化生产和加工行业飞速发展，也不断推进着行业的技术发展。工业生产包含各大分层次细分的内容，所涉及的设备大到生产车航设备的大型机具，小到生产各类微型零部件的加工机具，还包括各类规格的自动化装配工具等。

无论是注塑成型、金属压铸成型或是金属焊接加工等成型的产品，或多或少表面存在平整度、光滑程度、反光亮度未达到理想要求，或存在划痕、斑点、塌边等现象。为此需要借助此类设备进行深加工处理，以往这些处理大都是人力手动作业完成的，且由于劳动疲劳强度的差异性，很难确保批量处理品质的一致性。有鉴于此，现有不少技术人员经过研发、试验提出了各种解放人工，实现初步自动化的设备。通常情况下，此类设备所参与的加工内容主要为打磨抛光，因此除了对作业头空间定位灵活性和精度方面的要求外，根据工艺要求设备在运行处理过程中还需要周期性更换加工磨头等耗材工具，且几乎全部都需要停机作业后人力手动更换，在保障作业人员安全的前提下，影响了加工设备的自动化程度和生产作业的高效性。

更固步自封地，传统打磨工作站等设备仅能面向小部分规则形状的产品进行单一规格耗材的持续性加工处理，即使如先粗后细的复合打磨加工在输出动力也固定为独一工具，仅靠人工或自动更替所需耗材；在耗材规格发生变化后，工具的输出动力需要适应性调整，因此增加了作业人员程序编订的复杂程度和难度，无法满足各类复杂规则形状或异形状产品的加工要求。

由于打磨工作站所面向的加工对象种类繁多、形状各异，因此打磨工作站对应不同加工对象的工控程序相互之间差异巨大。对新上岗的作业人员而言，太过复杂的加工对象编程操作时常会发生无从下手的情况，一定程度上影响了生产加工企业的作业效率。而且，对于打磨工作站而言，根据生产计划调整进行不同加工对象的穿插作业也是普遍现象，为此打磨工作站的作业处理方式需要满足多变性的要求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的旨在提出一种打磨工作站及其模块化作业方法，以解决打磨工作站面向形状各异的加工对象模块化灵活作业、便捷使用的问题。

本发明实现上述第一个目的的技术解决方案是，一种打磨工作站，设有位于半封闭式机箱内的机架及作业平台，其特征在于：基于所述机架，在作业平台上方设有三轴线性定位机构与两轴非线性定位机构组装构成的五轴载架，且五轴载架的末端装接有外接气源的气动夹头，气动夹头悬空于作业平台上方受控调节定位定向；在作业平台至少一旁侧设有工具库，工具库内包含成套的加工工具，每个加工工具独立定位且集成设有独有的气动马达和对应作业功能的磨头或刀头；在作业平台后向设有可编程的主控器，五轴载架的驱动端和气源相关阀门的控制端均总线接入主控器受控动作及锁定；作业平台表面设有带识别探头的夹具模组，识别探头信号接入主控器。

上述打磨工作站，进一步地，所述两轴非线性定位机构包括竖直轴向转动单元和水平轴向摆动单元，其中竖直轴向转动单元由自上而下顺次装接的驱动电机、定子和动子构成，水平轴向摆动单元由内设摆动电机的定轴部和传动相接于摆动电机输出轴的摆动部构成，定轴部与动子一体相接；所述气动夹头与摆动部相接成一体，并通过气管及阀门外接气源，且气动夹头设有与加工工具气动马达相对接通气的接口。