[发明专利]全自动喷砂机控制系统及控制方法

说明书

全自动喷砂机控制系统及控制方法，本控制包括PLC主控模块、六轴工业机器人模块、力觉控制模块、模数转换模块、气动系统模块、砂回收控制模块、喷砂控制模块、砂流量控制模块、转台控制模块、人机交互模块，六轴工业机器人模块与PLC主控模块连接，力觉控制模块与模数转换模块连接，模数转换模块与六轴工业机器人模块连接，气动系统模块与PLC主控模块、六轴工业机器人模块连接，砂回收控制模块与PLC主控模块连接，喷砂控制模块与PLC主控模块连接，砂流量控制模块与喷砂控制模块连接，转台控制模块与PLC主控模块连接，人机交互模块与PLC主控模块连接。实现自动化供料和喷砂，替代人工操作。

技术领域

本发明涉及一种控制系统，更具体的说涉及全自动喷砂机控制系统及控制方法，属于工业喷砂技术领域。

背景技术

喷砂处理工艺是利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程，其采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂)高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化。由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。

目前，现有的喷砂设备都需要人工操做，作业时工人手持喷砂喷嘴、在封闭的空间内完成喷砂作业。但是，该种方式作业环境恶劣、工人劳动强度大，批量生产时效率低、生产成本高；对形状复杂的工件，尤其是阀体类等有深孔的工件做喷砂清理作业时，上述问题尤为突出。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供全自动喷砂机控制系统及控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：全自动喷砂机控制系统，其中全自动喷砂机包括提升机、三级旋振筛、压力砂罐、回砂绞龙输送机、大喷嘴、小喷嘴装置、六轴工业机器人、进料转台、转台驱动电机、减速机、前机架、砂流量控制器、两分割凸轮分割器、转臂，所述的前机架分为上下两层，所述的大喷嘴、小喷嘴装置、六轴工业机器人和进料转台设置在前机架上层，所述的回砂绞龙输送机安装在前机架下层，所述的六轴工业机器人末端安装有自动夹手，所述的进料转台的台面为筛面，进料转台上左右对称设置有两个变位转盘装置，所述的转台驱动电机与减速机连接，所述的减速机与两分割凸轮分割器连接，所述的两分割凸轮分割器与转臂连接，所述的转臂与进料转台连接，且两个变位转盘装置安装在转臂上，所述大喷嘴和小喷嘴装置均通过喷砂管与压力砂罐连接，所述的前机架上层中对应大喷嘴和小喷嘴装置喷射区域为镂空面，所述的回砂绞龙输送机安装在前机架下层，前机架的上层和下层之间设置有导向面，所述的导向面位于回砂绞龙输送机输送带上方，回砂绞龙输送机出口与提升机进口连接，提升机出口与三级旋振筛进口连接，所述的三级旋振筛与压力砂罐之间设置有储砂罐，所述的三级旋振筛出口与储砂罐进口连接，所述的储砂罐出口与压力砂罐连接，所述的小喷嘴装置包括喷嘴驱动电机、旋转小喷嘴、喷嘴减速器、驱动齿轮、从动齿轮、空心轴、连接法兰和喷砂管接口，所述的旋转小喷嘴为细长中空管，旋转小喷嘴顶端设置有喷射口，所述的喷嘴驱动电机与喷嘴减速器连接，所述的喷嘴减速器与驱动齿轮连接，所述的驱动齿轮与从动齿轮连接，所述的从动齿轮与空心轴同轴固定连接，所述的空心轴与连接法兰同轴固定连接，所述的旋转小喷嘴安装在连接法兰端面上，所述的喷砂管接口与空心轴连接，压力砂罐通过喷砂管与喷砂管接口连接，所述的压力砂罐底部设置有流量阀，所述的流量阀与砂流量控制器电连接，所述的前机架外设置有封闭罩壳，所述的封闭罩壳前端设置有升降进料舱门和锁止气缸，所述的升降进料舱门和锁止气缸连接，封闭罩壳两侧对应升降进料舱门设置有进舱门轨道，且进舱门轨道外侧设置有配重，本控制系统包括PLC主控模块、六轴工业机器人模块、力觉控制模块、模数转换模块、气动系统模块、砂回收控制模块、喷砂控制模块、砂流量控制模块、转台控制模块、人机交互模块，所述的六轴工业机器人模块与PLC主控模块连接，所述的力觉控制模块与模数转换模块连接，所述的模数转换模块与六轴工业机器人模块连接，所述的气动系统模块与PLC主控模块、六轴工业机器人模块连接，所述的砂回收控制模块与PLC主控模块连接，所述的喷砂控制模块与PLC主控模块连接，所述的砂流量控制模块与喷砂控制模块连接，所述的转台控制模块与PLC主控模块连接，所述的人机交互模块与PLC主控模块连接，所述的六轴工业机器人模块接收PLC主控模块的控制指令，控制六轴工业机器人按预设轨迹执行动作，并返回状态信号给PLC主控模块；所述的力觉控制模块用于感知六轴工业机器人末端的自动夹手受力大小和受力变换，将受力的物理量值转化为电子模拟量值发送给模数转换模块；所述的模数转换模块用于接收力觉控制模块传入的电子模拟量值，转换为数字量数据，传送给六轴工业机器人模块；所述的气动系统模块用于接收PLC主控模块和六轴工业机器人模块的控制信号，并返回状态信号给PLC主控模块及六轴工业机器人模块；所述的砂回收控制模块用于接收PLC主控模块控制信号，并返回状态信号给PLC主控模块；所述的喷砂控制模块用于接收PLC主控模块控制指令，驱动大喷嘴和小喷嘴装置运转；所述的砂流量控制模块通过砂流量控制器闭环控制流量阀，保持砂料稳定按预设值流出；所述的转台控制模块用于接收PLC主控模块控制指令，控制进料转台和两个变位转盘装置的旋转、位置控制，并返回状态信号给PLC主控模块；所述的人机交互模块用于显示本系统的状态信息，接受人工的干预、控制，发送信息给PLC主控模块。