專利名稱：一種用于盤類薄片零件去毛刺的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及零件加工領(lǐng)域，特別是用于去除盤類薄片零件上毛刺的設(shè)備。
背景技術(shù)：
薄片盤類零件經(jīng)過(guò)沖壓加工后會(huì)產(chǎn)生毛刺，尤其是合金鋼盤類薄片零件經(jīng)過(guò)沖壓 后，在零件表面存在硬度較高毛刺。零件上的毛刺不但會(huì)影響到裝配質(zhì)量和后續(xù)加工工序 的加工質(zhì)量，而且還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)不能正常工作，使可靠性、穩(wěn)定性降低。目前對(duì)此類零件去毛刺的設(shè)備普遍價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)成本較高，且缺 乏適用性；而采用人工手動(dòng)方法多采用砂輪機(jī)去毛刺，不但加工效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且存 在以下問(wèn)題1、安全隱患問(wèn)題由于砂輪機(jī)是開(kāi)放式工作，加上無(wú)定位支撐機(jī)構(gòu)，高速旋轉(zhuǎn)的砂 輪片容易發(fā)生碎裂，碎片會(huì)造成嚴(yán)重的人身傷害；2、加工精度問(wèn)題無(wú)法準(zhǔn)確定位加工位置，因此難以保證加工精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于盤類薄片零件去毛刺的設(shè)備，該設(shè) 備效率高、安全、定位精確。本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用解決方案為一種用于盤類薄片零件去毛刺的設(shè)備，它包括底部平臺(tái)、主軸及主軸電機(jī)、三個(gè)升 降裝置、控制系統(tǒng)；主軸電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)底部平臺(tái)繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，三個(gè)升降裝置以主軸為圓心均 勻分布在底部平臺(tái)上，各升降裝置上均設(shè)有以主軸為圓心向外輻射的機(jī)械手臂，各機(jī)械手 臂的端部均設(shè)有工件取放裝置，各工件取放裝置下方分別對(duì)應(yīng)有工件拾取位、工件加工位 和工件釋放位，工件加工位處設(shè)有砂輪片；主軸電機(jī)、升降裝置、工件取放裝置均由控制系統(tǒng)控制。上述方案中，各機(jī)械手臂的端部分別設(shè)有工作平臺(tái)以及用于驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的 電機(jī)，工件取放裝置設(shè)置工作平臺(tái)上。上述方案中，所述工件取放裝置為電磁鐵吸盤，電磁鐵吸盤由控制系統(tǒng)控制。上述方案中，所述的升降裝置為由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠副，伺服電機(jī)由控制 系統(tǒng)控制。上述方案中，所述的主軸電機(jī)上設(shè)置用于檢測(cè)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度位移的光電編碼器， 光電編碼器的輸出信號(hào)輸入控制系統(tǒng)。上述方案中，各工作平臺(tái)上均設(shè)有用于觸碰工件的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的輸出信 號(hào)輸入控制系統(tǒng)。上述方案中，各電磁鐵吸盤上均設(shè)有力傳感器，力傳感器的輸出信號(hào)輸入控制系 統(tǒng)。上述方案中，各升降裝置上均設(shè)有用于檢測(cè)機(jī)械手臂上下位置的位置傳感器，位置傳感器的輸出信號(hào)輸入控制系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、使用三工位加工方法，三條機(jī)械手臂按指定的軌跡運(yùn)動(dòng)，多部電機(jī)協(xié)調(diào)動(dòng)作，生
產(chǎn)效率高。2、使用機(jī)械手臂代替了人工手動(dòng)方法，保證了加工安全性。3、控制系統(tǒng)配備了力傳感器、位置傳感器、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、光電編碼器等，保證了具有 多自由度的機(jī)械手臂可以精確定位，準(zhǔn)確拾取零件，并提高了工件的加工精度。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意俯視圖。圖2為機(jī)械手臂、升降裝置和工件取放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖4為機(jī)械手臂和升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_底部平臺(tái)，2-機(jī)械手臂，3-主軸，4-滾珠絲杠副、5-電磁鐵吸盤，6_觸點(diǎn) 開(kāi)關(guān)，7-位置傳感器，8-導(dǎo)軌，9-砂輪片，10-電機(jī)，11-工件，12-工作平臺(tái)，13-光電編碼
ο
具體實(shí)施例方式如圖1、2、4所示，本發(fā)明一種用于盤類薄片零件去毛刺的設(shè)備實(shí)施例，它包括底 部平臺(tái)1、主軸3及主軸電機(jī)、三個(gè)升降裝置、控制系統(tǒng)；主軸電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)底部平臺(tái)1繞主 軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，三個(gè)升降裝置以主軸3為圓心均勻分布在底部平臺(tái)1上，各升降裝置上均設(shè)有以 主軸為圓心向外輻射的機(jī)械手臂2，各機(jī)械手臂2的端部均設(shè)有工件取放裝置，各工件取放 裝置下方分別對(duì)應(yīng)有工件拾取位、工件加工位和工件釋放位，工件加工位處設(shè)有砂輪片；主軸電機(jī)、升降裝置、工件取放裝置均由控制系統(tǒng)控制。各機(jī)械手臂2的端部分別設(shè)有工作平臺(tái)12以及用于驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)10， 工件取放裝置設(shè)置工作平臺(tái)12上。工件取放裝置為電磁鐵吸盤5，電磁鐵吸盤5由控制系統(tǒng)控制。升降裝置為由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠副4，伺服電機(jī)由控制系統(tǒng)控制。主軸電機(jī)上設(shè)置用于檢測(cè)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度位移的光電編碼器13，各工作平臺(tái)1上均 設(shè)有用于觸碰工件的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)6，各電磁鐵吸盤上均設(shè)有力傳感器，各升降裝置上均設(shè)有用 于檢測(cè)機(jī)械手臂上下位置的上下兩個(gè)位置傳感器7，光電編碼器13、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)6、力傳感器、 位置傳感器7的輸出信號(hào)均輸入控制系統(tǒng)。本發(fā)明的工作原理為由于三條機(jī)械手臂相同且對(duì)稱分布，僅說(shuō)明其中一條機(jī)械手臂的工作過(guò)程在第 一工位也即工件拾取工位，在伺服電機(jī)和滾珠絲桿副4的作用下機(jī)械手臂2下降，貼近工件 11，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)6接觸到工件11后，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)6閉合，控制系統(tǒng)控制電磁鐵吸盤5通電，產(chǎn)生 電磁力拾取工件11，安裝在電磁鐵吸盤5上的力傳感器檢測(cè)是否已經(jīng)拾取工件，機(jī)械手臂 2隨后升起，升降位移由上部的位置傳感器7檢測(cè)，根據(jù)光電編碼器的讀數(shù)以及機(jī)械手臂的 狀態(tài)，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)120度使該機(jī)械手臂2進(jìn)入加工工作位；在加工工作位，該機(jī)械手臂向下運(yùn)動(dòng)貼近砂輪片9，其升降位置由下面的位置傳感器7檢測(cè)。工件11在接觸到砂輪后，在電 機(jī)10的作用下，工作平臺(tái)12開(kāi)始旋轉(zhuǎn)去毛刺，去毛刺工作完成后，主軸3繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)120度 使該機(jī)械手臂進(jìn)入工件釋放位；在工件釋放位，電磁鐵吸盤5掉電消磁，釋放加工完畢的工 件11，主軸3轉(zhuǎn)動(dòng)120度使該機(jī)械手臂重新回到工件拾取工位，然后該機(jī)械手臂狀態(tài)回零。控制系統(tǒng)采用的PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。PLC主機(jī)的輸入端口獲取 光電編碼器13、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)6、力傳感器、位置傳感器7的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，輸入的狀態(tài)參數(shù)信號(hào) 通過(guò)PLC主機(jī)處理后經(jīng)輸出接口輸出后控制各主軸電機(jī)3、電機(jī)10、伺服電機(jī)的動(dòng)作以及電 磁鐵吸盤5的吸合，三條機(jī)械手臂在PLC控制系統(tǒng)的控制下按指定的軌跡運(yùn)動(dòng)并同步協(xié)調(diào) 動(dòng)作，從而提高生產(chǎn)效率。其中，每條機(jī)械手臂在第一工位的拾取力為1. 8G ≤F ≤2. 9G (1)F——每條機(jī)械手臂的拾取力；G——盤類薄片零件自重。每條機(jī)械手臂在第二工位的拾取力為<formula>formula see original document page 5</formula>
F——每條機(jī)械手臂的拾取力；Q——零件與砂輪接觸力；f——零件與砂輪接觸處的摩擦系數(shù)；fe——零件與每條機(jī)械手臂接觸處的摩擦系數(shù)；A——零件與砂輪接觸面面積；Rl——零件與砂輪接觸面最大直徑；R2——零件與砂輪接觸面最小直徑；R——主軸轉(zhuǎn)動(dòng)中心與電磁鐵吸盤軸線間的距離。每條機(jī)械手臂的拾取力在滿足⑴式和(2)式的條件下，零件在整個(gè)加工過(guò)程中 可以被牢固地吸持。
權(quán)利要求
一種用于盤類薄片零件去毛刺的設(shè)備，其特征在于它包括底部平臺(tái)、主軸及主軸電機(jī)、三個(gè)升降裝置、控制系統(tǒng)；主軸電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)底部平臺(tái)繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，三個(gè)升降裝置以主軸為圓心均勻分布在底部平臺(tái)上，各升降裝置上均設(shè)有以主軸為圓心向外輻射的機(jī)械手臂，各機(jī)械手臂的端部均設(shè)有工件取放裝置，各工件取放裝置下方分別對(duì)應(yīng)有工件拾取位、工件加工位和工件釋放位，工件加工位處設(shè)有砂輪片；主軸電機(jī)、升降裝置、工件取放裝置均由控制系統(tǒng)控制。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于各機(jī)械手臂的端部分別設(shè)有工作平臺(tái)以及 用于驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，工件取放裝置設(shè)置工作平臺(tái)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于所述工件取放裝置為電磁鐵吸盤，電磁 鐵吸盤由控制系統(tǒng)控制。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述的升降裝置為由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠 絲杠副，伺服電機(jī)由控制系統(tǒng)控制。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述的主軸電機(jī)上設(shè)置用于檢測(cè)主軸轉(zhuǎn)動(dòng) 角度位移的光電編碼器，光電編碼器的輸出信號(hào)輸入控制系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于各工作平臺(tái)上均設(shè)有用于觸碰工件的觸點(diǎn) 開(kāi)關(guān)，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)輸入控制系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于各電磁鐵吸盤上均設(shè)有力傳感器，力傳感器 的輸出信號(hào)輸入控制系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于各升降裝置上均設(shè)有用于檢測(cè)機(jī)械手臂上 下位置的位置傳感器，位置傳感器的輸出信號(hào)輸入控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于盤類薄片零件去毛刺的設(shè)備，它包括底部平臺(tái)、主軸及主軸電機(jī)、三個(gè)升降裝置、控制系統(tǒng)；主軸電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)底部平臺(tái)繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，三個(gè)升降裝置以主軸為圓心均勻分布在底部平臺(tái)上，各升降裝置上均設(shè)有以主軸為圓心向外輻射的機(jī)械手臂，各機(jī)械手臂的端部均設(shè)有工件取放裝置，各工件取放裝置下方分別對(duì)應(yīng)有工件拾取位、工件加工位和工件釋放位，工件加工位處設(shè)有砂輪片；主軸電機(jī)、升降裝置、工件取放裝置均由控制系統(tǒng)控制。本發(fā)明設(shè)備效率高、安全、定位精確。
文檔編號(hào)B24B9/04GK101829935SQ201010143569
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者劉明堯, 李亮, 譚躍剛, 陳國(guó)良 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)