專利名稱：機電一體化智能打磨機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用在玻璃鋼行業(yè)對風(fēng)電葉片進行打磨的打磨機，尤其涉及一種主要包括底部智能移動平臺，地磁方向控制器，擺動減速裝置，擺動支架，柔性打磨輪，防塵罩的機電一體化智能打磨機。
背景技術(shù)：
目前，在國內(nèi)玻璃鋼行業(yè)電葉片生產(chǎn)加工過程中，風(fēng)電葉片的表面必須用磨光機進行修整和磨平，由于風(fēng)機葉片復(fù)雜曲面外形和大尺寸長度特點，難以實現(xiàn)機器自動打磨，因此打磨處理的整個過程均由人工打磨，但人工打磨效率低，勞動強度大，打磨質(zhì)量也難以保證，并且在磨光時產(chǎn)生的粉塵污染極其嚴(yán)重，對打磨工身體健康危害極大，并且在操作磨光機的過程中，容易發(fā)生工傷事故。在國外有采用機器人改裝的自動打磨機，但價格昂貴，難以在國內(nèi)外普及使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種滿足葉片打磨工藝和效率的要求，并且制造價格低廉，操作維護簡便，具有較高實用價值的風(fēng)電葉片機電一體化智能打磨機。本實用新型采用了沿葉片曲面形狀隨動的打磨方式，使用了柔軟毛刷打磨輪，自動跟隨曲面變化軌跡打磨葉片，既保證磨削的均勻性，又不會損傷葉片表面，實現(xiàn)了風(fēng)電葉片的機械自動打磨加工。這種機電一體化智能打磨機是一種光、機、電一體化設(shè)備，應(yīng)用了自動化領(lǐng)域的多項先進技術(shù)、產(chǎn)品，如使用了 PLC為主控單元、高精度光學(xué)位置傳感器、伺服電機和變頻器調(diào)速、近距離攝像及工業(yè)人機界面等高科技產(chǎn)品；而本實用新型的智能移動平臺，則是借鑒了行走機器人的結(jié)構(gòu)和原理。本實用新型主要包括底部智能移動平臺，地磁方向控制器，擺動減速裝置，擺動支架，柔性打磨輪，防塵罩。在智能移動平臺的前端左右兩側(cè)安裝前行走伺服電機，可以帶動主動輪，與其對應(yīng)在后端左右兩側(cè)安裝后行走伺服電機，可以帶動主動輪，尾部安裝一個地磁方向控制器；在智能移動平臺靠近后端的三分之一處，裝有帶伺服電機的擺動減速裝置和兩邊的支撐架，在擺動減速裝置上通過旋轉(zhuǎn)軸安裝有平衡桿，在旋轉(zhuǎn)軸上安裝有擺動支架；通過柔性打磨輪左右擺動伺服機構(gòu)將柔性打磨輪與擺動支架相連；與柔性打磨輪軸承連接安裝支架，安裝支架與防塵罩和傳感器支架連接，在防塵罩及傳感器支架上安裝了傳感器及除塵接頭，柔性打磨輪通過打磨輪動力電機來傳遞動力，在防塵罩及傳感器支架側(cè)面安裝有調(diào)整姿態(tài)的伺服控制系統(tǒng)，用來控制柔性打磨輪的行程及位置。本實用新型的智能移動平臺可以實現(xiàn)自動行走進行打磨操作。風(fēng)電葉片打磨裝置安放在智能移動平臺上，在平整地面可以靈活前行、后退及轉(zhuǎn)彎，并且可以精確控制其速度、位移量和轉(zhuǎn)彎角度。智能移動平臺是由四輪伺服電機驅(qū)動，在智能移動平臺的前端左右兩側(cè)安裝有前行走伺服電機，可以帶動主動輪，與其對應(yīng)在后端左右兩側(cè)安裝后行走伺服電機，可以帶動主動輪，尾部安裝一個地磁方向控制器；電子羅盤檢測地磁場可以反饋移動角度，自動實現(xiàn)其在地面行走的精確位移量和旋轉(zhuǎn)角度，保證了打磨軌跡直線性和方向一致性及移位間隔的均等、精確。打磨過程中智能移動平臺在地面自動行走，帶動打磨裝置沿葉片橫切面方向直線打磨，沿葉片長度方向自動順序移位。當(dāng)一個工位打磨完成后，智能移動平臺會自動移到下一工位連續(xù)打磨，直到完成整片葉片的打磨加工。柔性打磨輪采用密封的柔軟滾筒毛刷打磨輪打磨葉片，毛刷一面附著砂紙，打磨時毛刷砂紙面輕壓在葉片表面，打磨輪旋轉(zhuǎn)，帶動毛刷砂紙磨削葉片。由于毛刷是用柔軟材料制作，打磨葉片時毛刷支撐著砂紙壓附在工件表面，既能達到打磨效果，又不會損傷葉片。打磨輪有全密封罩，罩殼上有吸塵口，可接吸塵器氣管，打磨時可同時吸掉粉塵，避免粉塵飛揚，最大限度降低粉塵對環(huán)境的污染和對操作工人的健康損害。本實用新型采用非接觸式距離檢測反饋和接觸式壓力檢測反饋相結(jié)合，軟件自動控制打磨輪三維方向調(diào)整的隨動打磨控制技術(shù)，從而解決自動葉片打磨設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)難題一根據(jù)復(fù)雜的葉片曲面如何自動調(diào)節(jié)高低距離，精確控制打磨工具與葉片磨削面的距離和壓力，做到加工面的磨削量均勻，無磨削輕重不一的現(xiàn)象。因此采用此項技術(shù)進行葉片打磨，既有效提高了打磨效率，又解決了機器打磨的磨削均勻問題，充分保證對打磨質(zhì)量的工藝要求。本實用新型由于采用全自動軟件控制技術(shù)，只需簡單的按鈕和手柄操作打磨加工就自動進行。打磨的過程自動化主要表現(xiàn)在以下幾個方面打磨時，智能移動平臺沿葉片橫截面方向自動行走，速度快慢自動調(diào)節(jié)；一個工位打磨完成后，智能移動平臺自動退回移動到下個工位；一個工位打磨起始時，打磨機自動在葉片上尋找起始打磨部位，然后自動進入打磨行程；打磨時，機械臂的自動進行升降調(diào)整。打磨時，打磨輪姿態(tài)的自動調(diào)整；打磨時，打磨輪水平傾角的自動調(diào)整；一個工位打磨完成,打磨機自動停止打磨行程,并自動調(diào)整到退出狀態(tài)，退出葉片轉(zhuǎn)入下一工位打磨；打磨的磨削量厚薄及打磨速度靈活設(shè)置功能。自動葉片打磨機配有工業(yè)觸摸式人機界面，通過操作人機界面設(shè)置參數(shù)的方式，可以對打磨效果和打磨速度進行靈活調(diào)整，對葉片不同部位的設(shè)置最佳的控制參數(shù)，實現(xiàn)葉片最大面積的自動打磨和達到最佳的打磨質(zhì)量。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步詳細的說明。


圖1是機電一體化智能打磨機工作示意圖圖2是機電一體化智能打磨機側(cè)面示意圖圖3是機電一體化智能打磨機軸向示意圖
具體實施方式
圖1是機電一體化智能打磨機工作示意圖，圖2是機電一體化智能打磨機側(cè)面示意圖，在智能移動平臺的前端左右兩側(cè)安裝前行走伺服電機7，可以帶動主動輪17，與其對應(yīng)在后端左右兩側(cè)安裝后行走伺服電機6，可以帶動主動輪19，尾部安裝一個地磁方向控制器16 ;在智能移動平臺靠近后端的三分之一處，裝有帶伺服電機的擺動減速裝置5和兩邊的支撐架12，在擺動減速裝置5上通過旋轉(zhuǎn)軸13安裝有平衡桿9，在旋轉(zhuǎn)軸13上安裝有擺動支架4 ;通過柔性打磨輪左右擺動伺服機構(gòu)3將柔性打磨輪I與擺動支架4相連；與柔性打磨輪I軸承連接安裝支架14，安裝支架14與防塵罩和傳感器支架2連接，在防塵罩及傳感器支架2上安裝了傳感器10及除塵接頭，柔性打磨輪I通過打磨輪動力電機8來傳遞動力，在防塵罩及傳感器支架2側(cè)面安裝有調(diào)整姿態(tài)的伺服控制系統(tǒng)15，用來控制柔性打磨輪I的行程及位置。機電一體化智能打磨機沿葉片橫截面方向自動行走，速度快慢自動調(diào)節(jié)；打磨時小車直線行走，由PLC程序向前后行走伺服電機6和7的驅(qū)動器發(fā)送等速旋轉(zhuǎn)指令，驅(qū)動器驅(qū)動前后行走伺服電機6和7帶動小車四輪等速同向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)小車的直線自動行走。轉(zhuǎn)速快慢調(diào)節(jié)根據(jù)傳感器10檢測的打磨輪與葉片打磨面的距離值變化和打磨輪動力電機8的電流值變化，通過PLC程序運算自動調(diào)節(jié)。退回移位時，小車需要左、右各旋轉(zhuǎn)一次，定距直行一次；兩次旋轉(zhuǎn)角度相同，方向相反。旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)的具體過程為順時針方向旋轉(zhuǎn)時，前后行走伺服電機6、7帶動右側(cè)的兩車輪后向轉(zhuǎn)動，左側(cè)兩車輪前向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動小車在地面滑動旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)時，地磁方向控制器16的電子羅盤檢測地磁角度值發(fā)送給PLC，PLC通過計算連續(xù)判斷小車的旋轉(zhuǎn)角度并對比設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度值，當(dāng)達到設(shè)定值時，前后行走伺服電機6、7停止，小車完成旋轉(zhuǎn)動作。逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，同上述實現(xiàn)方式相同，前后行走伺服電機6、7帶動的左、右兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)動方向相反；其后退直行的實現(xiàn)方式與前進直行相同，前后行走伺服電機6、7的轉(zhuǎn)動方向相反。為了實現(xiàn)柔性打磨輪I沿葉片橫切面曲線軌跡隨動打磨，并且保證葉片整體磨削量的均勻性，就需要控制柔性打磨輪I與葉片接觸的最近點切線距柔性打磨輪I軸心的垂直距離保持在設(shè)定值范圍內(nèi)，且柔性打磨輪I的左右兩端最近點切線與柔性打磨輪I軸心的垂直距離基本相等。打磨時通過調(diào)整柔性打磨輪I的姿態(tài)和升降高度達到上述要求。柔性打磨輪I的姿態(tài)調(diào)整包括兩個方向控制PLC控制姿態(tài)調(diào)整伺服控制系統(tǒng)15的伺服電機轉(zhuǎn)角帶動防塵罩及傳感器支架2旋轉(zhuǎn)，保證柔性打磨輪I前后距離傳感器檢測的距離值相等，從而保證柔性打磨輪I中間距離傳感器測量值為近似柔性打磨輪I軸心到磨削點切線垂直距離為最近距離；PLC控制打磨頭左右擺動伺服機構(gòu)3的伺服電機轉(zhuǎn)角帶動柔性打磨輪I調(diào)整水平傾角，保證柔性打磨輪I軸心左右兩端與葉片最近距離相等，從而保證柔性打磨輪I左右方向磨削量基本均勻。為了實現(xiàn)柔性打磨輪I沿葉片橫切面曲線軌跡隨動打磨，并且保證葉片整體磨削量的均勻性，需要柔性打磨輪I沿葉片橫切面曲線軌跡自動調(diào)整升降高度，其實現(xiàn)方式為PLC控制擺動伺服減速器5的伺服電機轉(zhuǎn)角，通過擺動伺服減速器5的減速器帶動擺動支架4上下轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)柔性打磨輪I的升降調(diào)整。擺動支架4上下轉(zhuǎn)動時，由平衡桿9的彈簧對擺動支架4施加反向扭矩，保證擺動支架4以減速機軸心為支點的前后力矩平衡。擺動伺服減速器5的伺服電機轉(zhuǎn)角控制量依據(jù)柔性打磨輪I的中間位置距離傳感器檢測值與設(shè)定值比較結(jié)合柔性打磨輪I的打磨輪動力電機8的電流檢測值變化量經(jīng)過程序運算后自動調(diào)節(jié)。打磨輪轉(zhuǎn)速與磨削力度成正比例關(guān)系，與打磨輪砂紙使用壽命成反比例關(guān)系，因此打磨加工時，根據(jù)砂紙的耐磨性能高低和磨削量要求，需要綜合比較調(diào)整打磨輪轉(zhuǎn)速。實現(xiàn)方式為由PLC檢測打磨輪動力電機8的電機電流變化量，結(jié)合柔性打磨輪I的中間位置距離傳感器檢測值變化量，通過PLC程序運算，自動調(diào)節(jié)打磨輪動力電機8的變頻器輸出頻率，無級調(diào)整打磨輪動力電機8的電機輸出轉(zhuǎn)速，經(jīng)打磨輪動力電機8的傳動機構(gòu)驅(qū)動柔性打磨輪I改變打磨轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求1.一種機電一體化智能打磨機，其特征在于在智能移動平臺的前端左右兩側(cè)安裝前行走伺服電機，與其對應(yīng)在后端左右兩側(cè)安裝后行走伺服電機，尾部安裝一個地磁方向控制器；在智能移動平臺靠近后端的三分之一處，裝有帶伺服電機的擺動減速裝置和兩邊的支撐架，在擺動減速裝置上通過旋轉(zhuǎn)軸安裝有平衡桿，在旋轉(zhuǎn)軸上安裝有擺動支架；通過柔性打磨輪左右擺動伺服機構(gòu)將柔性打磨輪與擺動支架相連；與柔性打磨輪軸承連接安裝支架，安裝支架與防塵罩和傳感器支架連接，在防塵罩及傳感器支架上安裝了傳感器及除塵接頭，在防塵罩及傳感器支架側(cè)面安裝有調(diào)整姿態(tài)的伺服控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機電一體化智能打磨機，其特征在于柔性打磨輪采用密封的柔軟滾筒毛刷，毛刷一面附著砂紙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機電一體化智能打磨機，其特征在于柔性打磨輪與葉片接觸的最近點切線距柔性打磨輪軸心的垂直距離保持在設(shè)定值范圍內(nèi)，柔性打磨輪的左右兩端最近點切線與柔性打磨輪軸心的垂直距離相等。
專利摘要本實用新型公開了一種應(yīng)用在玻璃鋼行業(yè)對風(fēng)電葉片進行打磨的機電一體化智能打磨機。在智能移動平臺前端左右兩側(cè)安裝前行走伺服電機，與其對應(yīng)在后端左右兩側(cè)安裝后行走伺服電機，尾部安裝有地磁方向控制器；在智能移動平臺靠近后端的三分之一處，裝有帶伺服電機的擺動減速裝置和兩邊的支撐架；通過柔性打磨輪左右擺動伺服機構(gòu)將柔性打磨輪與擺動支架相連；在防塵罩及傳感器支架上安裝了傳感器及除塵接頭，在防塵罩及傳感器支架側(cè)面安裝有調(diào)整姿態(tài)的伺服控制系統(tǒng)。這種智能打磨機，不僅能滿足葉片打磨工藝和效率的要求，并且制造價格低廉，操作維護簡便，具有較高實用價值。
文檔編號B24B19/14GK202894940SQ20122062348
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者馬彪, 呂斌, 王毅, 張欣 申請人:洛陽和力達機械制造有限公司