一種基于數字總線的智能自動打磨拋光單元及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自動打磨拋光單元及其使用方法，具體是一種適用于數字總線工廠打磨拋光工序的基于數字總線的智能自動打磨拋光單元及其使用方法，屬于機械加工設備技術裝備領域。
【背景技術】
[0002]工件零件或制品在進行鑄造、焊接或機加工成型后，為了保證外觀質量及后續的安裝或噴涂要求，通常根據加工工藝表面光潔度要求對工件零件或制品進行打磨或拋光，以去除鑄造飛邊、焊接飛濺或機加工飛邊毛刺，使工件零件或制品表面粗糙度降低、圓滑精致，獲得光亮、平整的表面或達到要求的鏡面效果。
[0003]打磨通常在工件零件或制品的各個加工工序后，也是涂裝過程中的重要步驟，貫穿于整個涂裝過程中，不但白坯、打底或刮膩子都需打磨，涂面漆后也要打磨，其功能是清除底材表面的毛刺、浮銹、油污、灰塵，清除涂層表面的粗顆粒及雜質、獲得平整表面，對平滑的涂層表面要打磨至一定的粗糙度，增強涂層的附著力，通常分為干打磨法和濕打磨法，后者是用水或其他濕潤劑潤滑，以獲得更平滑的表面和洗掉磨粉。
[0004]拋光是利用柔性拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質對工件零件或制品表面進行的修飾加工，是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的，有時也用以消除光澤(消光)。
[0005]傳統的打磨或拋光工序通常采用人工操作，不僅費時、效率低，而且人工操作打磨或拋光時施加的壓力和路徑很難保持均勻一致，使得產品的一致性很難得到保證，同時打磨或拋光工作現場的空氣染污和噪聲污染還會損害操作者的身心健康，因此大型制造業多采用自動打磨拋光機進行工件零件或制品的打磨和拋光，但常規復雜形狀工件(如航空葉片、管件、水龍頭、精密鑄件等)的打磨和拋光依然需要由人工完成。
[0006]現有的自動打磨拋光機還存在以下缺陷:
[0007]1.打磨或拋光工序過程中的灰塵顆粒彌漫在工作現場內，灰塵顆粒會黏附在墻壁、設備上甚至工件零件或制品上造成二次污染，通常在工作現場內設置排氣單元，單純通過排氣單元進行排放灰塵排放效率不高，且這些黏附在墻壁、設備上的灰塵不便清理；
[0008]2.由于單純通過設置在工作現場內的排氣單元進行排放灰塵，因此工作現場內空氣污染嚴重，若設備出現故障或其他情況需人員進入時，需經排氣單元排放一定時間后或人員佩戴防護器具后人員方可進入，造成時間的浪費、效率的降低；
[0009]3.自動打磨拋光機多采用工業控制計算機進行程序控制，打磨拋光路徑和速度等數據均需依賴于程序的設定，無法實現智能化打磨拋光，因此每種工件或制品在打磨拋光前必須編制打磨拋光程序方能進行打磨拋光，操作較繁復，自動化程度不高。
【發明內容】
[0010]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種基于數字總線的智能自動打磨拋光單元及其使用方法，能夠實現降低工作現場的空氣污染程度，降低二次污染的幾率，且能夠實現智能化打磨拋光，自動化程度較高，適用于數字總線工廠打磨拋光工序。
[0011]為了實現上述目的，本基于數字總線的智能自動打磨拋光單元包括機械臂、打磨拋光裝置、控制閥組、電控裝置和輸送機構或工作臺；
[0012]所述的機械臂固定安裝在地面上，設置在輸送機構或工作臺附近，包括至少一個X坐標驅動機構或Y坐標驅動機構或Z坐標驅動機構；
[0013]所述的打磨拋光裝置包括本體和工作裝置；本體后端與機械臂的末節連接，前端與工作裝置后端連接，本體內部至少設有兩個內通道，本體外部設有數量與內通道相同、并分別與內通道連通的外通道，本體上還設有面向工作裝置方向的模式識別傳感器、位置傳感器和距離傳感器；工作裝置內對應內通道的位置設有與內通道連通的噴孔，工作裝置包括磨頭驅動機構和磨頭，磨頭驅動機構的驅動軸與磨頭連接；
[0014]所述的控制閥組包括正壓氣體控制電磁閥、負壓氣體控制電磁閥和拋光劑控制電磁閥，正壓氣體控制電磁閥、負壓氣體控制電磁閥和拋光劑控制電磁閥的輸出端分別通過管路與內通道、外通道連接，正壓氣體控制電磁閥的輸入端與清潔正壓氣源連接，負壓控制電磁閥的輸入端與負壓源連結，負壓源與滅塵機構連接，拋光劑控制電磁閥的輸入端與拋光劑供給機構連接；
[0015]所述的電控裝置包括工業控制計算機、電源回路、工作裝置位置控制回路、模式識別回路、分析規劃打磨拋光參數回路、打磨拋光控制回路、氣路控制回路和拋光劑控制回路等，工業控制計算機分別與本體上的模式識別傳感器、位置傳感器和距離傳感器電連接，工業控制計算機分別與控制閥組的正壓氣體控制電磁閥、負壓氣體控制電磁閥和拋光劑控制電磁閥電連接，工業控制計算機分別與機械臂的X坐標驅動機構或Y坐標驅動機構或Z坐標驅動機構和磨頭驅動機構電連接。
[0016]作為本發明的進一步改進方案，所述的機械臂包括X坐標驅動機構、Y坐標驅動機構和Z坐標驅動機構。
[0017]作為本發明的進一步改進方案，所述的打磨拋光裝置還包括旋轉控制機構總成，所述的本體后端通過旋轉控制機構總成與機械臂的末節連接，旋轉控制機構總成至少包括一個A坐標旋轉控制或B坐標旋轉控制或C坐標旋轉控制。
[0018]作為本發明的進一步改進方案，本基于數字總線的智能自動打磨拋光單元還包括磨頭定位架，需更換的磨頭架設在磨頭定位架上，磨頭定位架固定設置在機械臂附近；所述的磨頭驅動機構前端設置有與磨頭驅動機構的驅動軸固定連接的自動磨頭夾持機構，磨頭后端夾持在自動磨頭夾持機構上；所述的電控裝置還包括磨頭更換回路，工業控制計算機與自動磨頭夾持機構電連接。
[0019]作為本發明的一種實施方式，所述的本體內設有滑軌，所述的磨頭驅動機構和自動磨頭夾持機構安裝在本體內部，磨頭驅動機構后端設置有推拉機構，自動磨頭夾持機構前端設置有與其活動連接的、帶有復位彈簧的多個錐形卡爪，工作裝置前端對應錐形卡爪的位置設有通過軸承安裝在工作裝置前端的、且與錐形卡爪的錐形配合的鎖口板。
[0020]作為本發明的進一步改進方案，本基于數字總線的智能自動打磨拋光單元還包括設置在機械臂附近的粘稠拋光介質蘸取箱，粘稠拋光介質設置在粘稠拋光介質蘸取箱內；所述的電控裝置還包括粘稠拋光介質蘸取回路。
[0021]作為本發明的進一步改進方案，所述的輸送機構或工作臺上還設有坐標控制位置變換機構，所述的電控裝置還包括工件位置變換回路，工業控制計算機與坐標控制位置變換機構電連接。
[0022]作為本發明的進一步改進方案，所述的內通道在本體的橫截面上呈同心圓結構的環形分布。
[0023]作為本發明的進一步改進方案，所述的外通道傾斜向工作裝置方向設置。
[0024]一種基于數字總線的智能自動打磨拋光單元使用方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0025]a.當輸送機構或工作臺載著待打磨拋光的工件或制品停靠在機械臂附近的設定停放工位后，本基于數字總線的智能自動打磨拋光單元的電源回路啟動開始工作；
[0026]b.工業控制計算機發出指令使工作裝置位置控制回路和模式識別回路開始工作，工業控制計算機控制機械臂按照預定程序及計算坐標自工作裝置位于面向輸送機構或工作臺的零位置停滯狀態的零位置移動動作，本體上的模式識別傳感器對待打磨拋光工件或制品進行識別，反饋工件或制品的形狀、尺寸、位置等信息給工業控制計算機；
[0027]c.分析規劃打磨拋光參數回路工作，工業控制計算機首先通過模式識別傳感器反饋的信息進行三維建模，若待打磨拋光工件或制品的三維建模數據信息是三維建模數據庫中已存在的數據信息時，工業控制計算機可直接調用三維建模數據庫中該工件或制品的打磨拋光路徑起點、終點相對于零位置的相對坐標值及磨頭至工件或制品表面的距離、打磨拋光角度等相對坐標值和對應內通道、外通道需要打開的控制閥組的各個具體閥桿及閥桿打開大小等參數信息；若待打磨拋光的工件或制品的三維建模數據在三維建模數據庫中沒有，工業控制計算機根據待打磨拋光的工件或制品的三維建模數據信息在三維建模數據庫中尋找類似結構的既有工件或制品的三維建模數據信息，通過軟件進行排列組合自動生成該工件或制品的最優打磨拋光路徑起點、終點相對零位置的相對坐標值及磨頭至工件或制品表面的最佳距離、最佳打磨拋光角度等相對坐標值和對應內通道、外通道需要打開的控制閥組的各個具體閥桿及閥桿打開最佳大小等參數信息，存儲相關信息并通過數字總線傳遞給中心機房，通過中心機房可以對此最優打磨打磨拋光路徑及內通道、外通道控制數據等信息進行修正；
[0028]d.工業控制計算機根據本體上的位置傳感器和距離傳感器反饋，控制機械臂動作使工作裝置位于程序設定的起點坐標位置，然后工業控制計算機控制磨頭驅動機構帶動磨頭旋轉；
[0029]e.打磨拋光控制回路和氣路控制回路開始工作，
[0030]需要對工件或制品進行打磨操作時，噴孔內相應供出正壓環境和負壓環境，工業控