一种全自动打磨抛光设备及方法与流程

本发明涉及打磨抛光领域技术，尤其是指一种全自动打磨抛光设备及方法。

背景技术：

抛光打磨是工业制造业内必要工序，以五金件的打磨抛光作业为例，一般需要针对五金产品的模线、披锋、毛刺、凸点等瑕疵的打磨、抛光；现有技术中，最早是由人工手握工件在打磨机、抛光机上进行处理，其存在效率低下、人工误差大、品质一致性差、对作业人员身心危害大等诸多缺陷。

后来，业内出现了不少自动化打磨抛光设备，相比之前的人工作业方式，着实有了很大进步，但是，现有技术中的自动打磨抛光设备，尚存在一些不足，例如：作业效率受局限，难以得到进一步提升，打磨抛光容易出现处理不到位的现象，尤其是对于一些产品的周向需打磨抛光的情形而言，更是难以做到打磨抛光符合加工品质要求；还有，目前，业内普遍是针对设备外、车间内进行的除尘，粉尘是会进入到车间，工作人员在车间内无法避免粉尘的影响。以及，现有的自动化打磨抛光设备仍存在不少人工参与工序，人工成本高。

因此，申请人精心研究了一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种全自动打磨抛光设备及方法，其实现了对工件的全自动周向打磨抛光，大幅提升了作业效率，降低人工成本，同时，提高了打磨抛光质量，避免出现打磨抛光局部不到位的现象，适于推广应用。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种全自动打磨抛光设备，包括有主控单元、自动上料装置、工件夹持定位机构、双平台全周打磨抛光装置及自动下料装置；其中，所述主控单元分别连接于自动上料装置、工件夹持定位机构、双平台全周打磨抛光装置及自动下料装置；所述全自动打磨抛光设备上设置有上料区、打磨抛光区及下料区；所述上料区、下料区分别衔接于打磨抛光区的侧旁；

所述自动上料装置与工件夹持定位机构之间衔接有自动推料装置；所述上料区设置于自动上料装置上，所述自动推料装置将工件从上料区推送至打磨抛光区；所述上料区设置有用于感应工件到位的上料感应器，所述上料感应器连接于主控单元；

所述工件夹持定位机构位于打磨抛光区；所述工件夹持定位机构包括有上侧夹持组件和下侧夹持组件；所述上侧夹持组件包括有上侧夹持治具和用于控制上侧夹持治具升降的定位夹持气缸；所述下侧夹持组件包括有下侧夹持治具和用于控制下侧夹持治具升降的上顶气缸；

所述双平台全周打磨抛光装置包括有第一打磨抛光单元、第二打磨抛光单元；第一打磨抛光单元、第二打磨抛光单元围绕打磨抛光区布置；所述打磨抛光区设置有第一端工作点、第二端工位点；所述第一打磨抛光单元以第一端工作点为打磨抛光起点、第二端工位点为打磨抛光终点，第一打磨抛光单元于打磨抛光区的一侧往复位移于第一端工作点、第二端工位点之间；所述第二打磨抛光单元以第二端工作点为打磨抛光起点、第一端工位点为打磨抛光终点，第二打磨抛光单元于打磨抛光区的另一侧往复位移于第一端工作点、第二端工位点之间；

所述下料区设置于自动下料装置上。

作为一种优选方案，所述自动推料装置包括有推料治具、用于控制推料治具升降的推料升降控制气缸以及用于控制推料治具横向位移的推料平移控制气缸。

作为一种优选方案，所述第一打磨抛光单元包括有第一横向位移机构、第一竖向位移机构以及第一打磨抛光机头，所述第一打磨抛光机头连接于第一竖向位移机构且相对第一竖向位移机构可竖向往复位移式装设，第一竖向位移机构连接第一横向位移机构且相对第一横向位移机构可横向往复位移式装设；所述第一打磨抛光机头包括有左右布置的第一抛光头、第一打磨头；

所述第二打磨抛光单元包括有第二横向位移机构、第二竖向位移机构以及第二打磨抛光机头，所述第二打磨抛光机头连接于第二竖向位移机构且相对第二竖向位移机构可竖向往复位移式装设，第二竖向位移机构连接第二横向位移机构且相对第二横向位移机构可横向往复位移式装设；所述第一打磨抛光机头包括有左右布置的第二打磨头、第二抛光头；

所述第一端工作点、第二端工位点分别位于打磨抛光区的左、右端；所述第一、第二竖向位移机构分别对应第一、第二端工作点的外侧布置，所述第一、第二横向位移机构分别对应打磨抛光区的前、后侧布置。

作为一种优选方案，所述打磨抛光区设置有用于承接工件的定位治具，所述定位治具内开设有上下贯通的让位孔，所述下侧夹持治具的上端伸入让位孔内。

作为一种优选方案，所述第一打磨头由第一电机驱动连接，所述第一打磨头经同步带传动连接于第一抛光头，所述第一抛光头连接有第一浮动弹性结构，所述第一抛光头相对第一打磨头可弹性位移式设置；

所述第二打磨头由第一电机驱动连接，所述第二打磨头经同步带传动连接于第二抛光头，所述第二抛光头连接有第二浮动弹性结构，所述第二抛光头相对第二打磨头可弹性位移式设置。

作为一种优选方案，针对打磨抛光区还设置有抽风集尘系统；所述抽风集尘系统包括有粉尘护罩、处理箱、吸风装置及用于吹气的喷嘴；粉尘护罩围绕于打磨抛光区的外围，所述粉尘护罩的内部围设有集尘腔，所述集尘腔的下端连通处理箱；所述吸风装置的进气端连通处理箱，所述吸风装置的出气端连通喷嘴。

作为一种优选方案，所述处理箱的顶部设置有防止粉尘上扬的防尘过滤网。

作为一种优选方案，所述自动下料装置包括有下料机械手，所述下料机械手衔接于打磨抛光区、下料区之间；所述下料机械手包括有工件夹取治具、用于控制工件夹取治具张合的夹取气缸、用于控制工件夹取治具整体升降位移的下料升降控制气缸，以及，用于控制工件夹取治具往返于打磨抛光区、下料区之间的下料平移控制气缸。

一种全自动打磨抛光方法，包括如下步骤：

一、自动送料步骤：先将工件自动上料至上料区，再将工件自动推送至打磨抛光区；

二、工件自动夹持定位步骤：由上侧夹持治具、下侧夹持治具分别作用于工件的上、下侧以形成对工件的上下夹持定位；

三、工件自动周向打磨抛光步骤：由第一打磨抛光单元于工件一侧沿第一端打磨抛光至第二端，同时，由第二打磨抛光单元于工件另一侧沿第二端打磨抛光至第一端，如此，完成对工件的周向打磨抛光；

四、工件自动下料。

作为一种优选方案，所述步骤三，第一打磨抛光单元、第二打磨抛光单元均具有打磨头、抛光头，打磨头按给定轨迹进给，抛光头随同相应打磨头沿轨迹浮动进给。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过主控单元、自动上料装置、工件夹持定位机构、双平台全周打磨抛光装置及自动下料装置的设置及相互配合，实现了对工件的全自动周向打磨抛光，大幅提升了作业效率，降低人工成本，同时，提高了打磨抛光质量，避免出现打磨抛光局部不到位的现象，适于推广应用；其次是，在打磨抛光时，打磨抛光区内所产生的粉尘等由抽风集尘系统实时抽取，结合朝向门把手吹气以及抽取两方面动作，实现对加工工位的源头粉尘处理，粉尘收集效果好，改善了车间环境，有利于工作人员身心健康，同时，收集到的粉尘可以回收利用，避免浪费；以及，其整体结构设计巧妙合理，动作稳定顺畅，确保设备的运行稳定，设备使用时故障率低；

该种全自动打磨抛光设备及方法，在“机器换人”的大趋势时代，在用工紧张和资源有限的情况下，通过对使用机械的创新，有效提高了企业生产效率，实现“减员、增效、提质、保安全”的目的。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的组装立体示图；

图2是本发明之实施例的另一组装立体示图（未示外壳及主控单元）；

图3是图2所示结构的俯视图；

图4是本发明之实施例的第一打磨抛光单元、第二打磨抛光单元的俯视图；

图5是本发明之实施例的第一打磨抛光单元的组装立体示图；

图6是本发明之实施例的第一打磨抛光单元的仰视图；

图7是本发明之实施例的第一局部结构示图（主要体现抽风集尘系统）；

图8是本发明之实施例的第二局部结构示图（主要体现工件夹持定位机构）；

图9是图8所示结构的截面示图；

图10是本发明之实施例中双平台全周打磨抛光装置对门把手进行全周打磨抛光的轨迹示意图。

附图标识说明：

10、主控单元20、自动上料装置

21、上料电机22、输送带

23、送料导槽30、自动推料装置

31、推料治具32、推料升降控制气缸

33、推料平移控制气缸40、工件夹持定位机构

41、上侧夹持治具42、定位夹持气缸

43、下侧夹持治具44、上顶气缸

50、第一打磨抛光单元51、第一横向位移机构

52、第一竖向位移机构53、第一打磨抛光机头

54、第一抛光头55、第一打磨头

56、弹簧57、安装基座

58、调节孔60、第二打磨抛光单元

61、第二横向位移机构62、第二竖向位移机构

63、第二打磨抛光机头70、自动下料装置

71、工件夹取治具72、夹取气缸

73、下料升降控制气缸74、下料平移控制气缸

80、抽风集尘系统

81、粉尘护罩82、处理箱

83、吸风装置84、喷嘴

85、防尘过滤网90、定位治具

91、让位孔101、外壳

102、门把手。

具体实施方式

请参照图1至图10所示，其显示出了本发明之实施例的具体结构，其主要适用但不局限于五金件的打磨抛光作业，可以针对五金产品的模线、披锋、毛刺、凸点等瑕疵的打磨、抛光；本实施例中，以对金属材质的门把手产品为例作说明。

一种全自动打磨抛光设备，包括有主控单元10、自动上料装置20、工件夹持定位机构40、双平台全周打磨抛光装置及自动下料装置70；其中，所述主控单元10分别连接于自动上料装置20、工件夹持定位机构40、双平台全周打磨抛光装置及自动下料装置70；所述全自动打磨抛光设备上设置有上料区、打磨抛光区及下料区；所述上料区、下料区分别衔接于打磨抛光区的侧旁；

如图1、图2、图8及图9所示，所述自动上料装置20与工件夹持定位机构40之间衔接有自动推料装置30；所述上料区设置于自动上料装置20上，所述自动上料装置20包括有上料电机21和由上料电机21驱动的输送带22，在输送带22上形成有送料导槽23，门把手102沿送料导槽23输送（按图示定义方向为自右往左输送）；该种输送带22结合送料导槽23的送料方式，可以满足对各种规则或不规则产品的放置固定及传送。所述自动推料装置30将工件从上料区推送至打磨抛光区；此处，所述自动推料装置30包括有推料治具31、用于控制推料治具31升降的推料升降控制气缸32以及用于控制推料治具31横向位移的推料平移控制气缸33。通常，所述打磨抛光区设置有用于承接工件的定位治具90，所述定位治具90内开设有上下贯通的让位孔91，所述下侧夹持治具43的上端伸入让位孔91内。定位治具90的设计，可以依据实际加工工件的形状来设置。事实上，该种全自动打磨抛光设备，更改不同的定位治具90等部分结构，即可满足不同工件的加工需求，因此，申请人设计的该全自动打磨抛光设备具有很好的加工通用性。自动推料装置30将工件从上料区推送至定位治具90内；所述上料区设置有用于感应工件到位的上料感应器，所述上料感应器连接于主控单元10；当感应到产品到位时，主控单元10则控制自动上料装置20停止，并控制自动推料装置30推工件。

如图8和图9所示，所述工件夹持定位机构40位于打磨抛光区；所述工件夹持定位机构40包括有上侧夹持组件和下侧夹持组件；所述上侧夹持组件包括有上侧夹持治具41和用于控制上侧夹持治具41升降的定位夹持气缸42；所述下侧夹持组件包括有下侧夹持治具43和用于控制下侧夹持治具43升降的上顶气缸44；利用上侧夹持治具41、下侧夹持治具43的上下压合来对工件进行定位。

如图2至图6所示，所述双平台全周打磨抛光装置包括有第一打磨抛光单元50、第二打磨抛光单元60；第一打磨抛光单元50、第二打磨抛光单元60围绕打磨抛光区布置；所述打磨抛光区设置有第一端工作点、第二端工位点；所述第一打磨抛光单元50以第一端工作点为打磨抛光起点、第二端工位点为打磨抛光终点，第一打磨抛光单元50于打磨抛光区的一侧往复位移于第一端工作点、第二端工位点之间；所述第二打磨抛光单元60以第二端工作点为打磨抛光起点、第一端工位点为打磨抛光终点，第二打磨抛光单元60于打磨抛光区的另一侧往复位移于第一端工作点、第二端工位点之间；所述第一打磨抛光单元50包括有第一横向位移机构51、第一竖向位移机构以及第一打磨抛光机头53，所述第一打磨抛光机头53连接于第一竖向位移机构且相对第一竖向位移机构可竖向往复位移式装设，第一竖向位移机构连接第一横向位移机构51且相对第一横向位移机构51可横向往复位移式装设；所述第一打磨抛光机头53包括有左右布置的第一抛光头54、第一打磨头；所述第二打磨抛光单元60包括有第二横向位移机构61、第二竖向位移机构62以及第二打磨抛光机头63，所述第二打磨抛光机头63连接于第二竖向位移机构62且相对第二竖向位移机构62可竖向往复位移式装设，第二竖向位移机构62连接第二横向位移机构61且相对第二横向位移机构61可横向往复位移式装设；所述第一打磨抛光机头53包括有左右布置的第二打磨头、第二抛光头；所述第一端工作点、第二端工位点分别位于打磨抛光区的左、右端；所述第一、第二竖向位移机构62分别对应第一、第二端工作点的外侧布置，所述第一、第二横向位移机构61分别对应打磨抛光区的前、后侧布置。所述第一打磨头由第一电机驱动连接，所述第一打磨头经同步带传动连接于第一抛光头54，所述第一抛光头54连接有第一浮动弹性结构，所述第一抛光头54相对第一打磨头可弹性位移式设置；所述第二打磨头由第一电机驱动连接，所述第二打磨头经同步带传动连接于第二抛光头，所述第二抛光头连接有第二浮动弹性结构，所述第二抛光头相对第二打磨头可弹性位移式设置。此处，第一打磨抛光机头53、第二打磨抛光机头63均具有安装基座57，以用于安装各自的电机及打磨头、抛光头等；第一、第二浮动弹性结构是指弹簧56，弹簧56的一端连接于相应的第一或第二抛光头，弹簧56的另一端则连接于相应的安装座；打磨头相对安装基座57不会发生平移，而安装基座57上设置有尺寸大于抛光头的安装轴的调节孔58，抛光头在调节孔58内可以产生浮动，对于抛光头而言，同步带及弹性均未形成对抛光头的水平方向完全定位的固定连接，因此，抛光头可以沿工件表面浮动进给，在实际设计时，可以依据不同工件材质或结构等来设定不同的预压力。本实施例中，抛光头可以选用抛光砂轮，打磨头可以选用合金旋转锉，当然，并不以此为限，实际加工选择时，可以依据所加工的工件来定。

所述下料区设置于自动下料装置70上。所述自动下料装置70包括有下料机械手，所述下料机械手衔接于打磨抛光区、下料区之间；所述下料机械手包括有工件夹取治具71、用于控制工件夹取治具71张合的夹取气缸72、用于控制工件夹取治具71整体升降位移的下料升降控制气缸73，以及，用于控制工件夹取治具71往返于打磨抛光区、下料区之间的下料平移控制气缸。

如图2、图3及图7所示，针对打磨抛光区还设置有抽风集尘系统80，以用于处理打磨抛光时产生的碎屑、粉尘等；所述抽风集尘系统80包括有粉尘护罩81、处理箱82、吸风装置83及用于吹气的喷嘴84，喷嘴84的设置，也可以将治具内残留粉尘吹掉；粉尘护罩81围绕于打磨抛光区的外围，所述粉尘护罩81的内部围设有集尘腔，所述集尘腔的下端连通处理箱82；所述吸风装置83的进气端连通处理箱82，所述吸风装置83的出气端连通喷嘴84。喷嘴8可以朝向工件吹气，以及，朝向定位治具90吹气等，吹掉残留粉尘等；所述吸风装置83可以采用鼓风机，但不局限于鼓风机。优选地，所述处理箱82的顶部设置有防止粉尘上扬的防尘过滤网，这样，处理箱82内收集折粉尘，避免再次扬起进入打磨抛光区及设备外，因此，最大限度地避免了打磨抛光作业时产生的粉尘从设备内外散至车间，很大程度改善了车间的空气环境；现有技术中，普遍是针对设备外、车间内进行的除尘，实际上，工作人员在车间内无法避免粉尘的影响。

一种全自动打磨抛光方法，包括如下步骤：一、自动送料步骤：先将工件自动上料至上料区，再将工件自动推送至打磨抛光区；二、工件自动夹持定位步骤：由上侧夹持治具41、下侧夹持治具43分别作用于工件的上、下侧以形成对工件的上下夹持定位；三、工件自动周向打磨抛光步骤：由第一打磨抛光单元50于工件一侧沿第一端打磨抛光至第二端，同时，由第二打磨抛光单元60于工件另一侧沿第二端打磨抛光至第一端，如此，完成对工件的周向打磨抛光；四、工件自动下料；所述步骤三，第一打磨抛光单元50、第二打磨抛光单元60均具有打磨头、抛光头，打磨头按给定轨迹进给，抛光头随同相应打磨头沿轨迹浮动进给。

接下来，结合附图对所述全自动打磨抛光设备的动作流程作详细说明如下：

可以由人工（也可由机械手等自动放料）将门把手102放入送料导槽23内，门把手102在输送带22作用下沿送料导槽23自右往左输送；当门把手102被输送至上料区时，上料感应器感应到产品到位并将信号传输至主控单元10，主控单元10给出信号控制输送带22停止，并控制推料升降控制气缸32驱动推料治具31下降定位取料，推料治具31在推料平移控制气缸33的作用下，将门把手102自右往左推入打磨抛光区的定位治具90内，然后，推料治具31复位至上料区待料。

上侧夹持治具41在定位夹持气缸42的作用下，下降夹持定位固定门把手102的上侧后，上顶气缸44驱动下侧夹持治具43上升同时定位夹持气缸42缓慢回升，如此，使得门把手102在被上侧夹持治具41、下侧夹持治具43同时夹持状态下缓慢向上脱离定位治具90，直至到达打磨抛光工位，此时，门把手102相当于是悬空设置，其仅上、下侧受夹持定位，门把手102的整个周向是敞露，方便周向打磨抛光加工。

此处，如图10所示，在门把手102的两端（也可指图示的左、右端）分别为第一打磨抛光单元50、第二打磨抛光单元60的原点位置；第一打磨抛光机头53纵向移动到门把手102的左端位置，第一抛光头54位于第一打磨头的左侧，因此，第一打磨抛光机头53是从门把手102的左端开始打磨，在门把手102的左端的一小段区域是只经过打磨工序，过了门把手102的最左端部位之后，门把手102的前侧才是先后经过打磨、抛光两道工序；与此同时，第二打磨抛光机头63纵向移动到门把手102的右端位置，第二抛光头位于第二打磨头的右侧，因此，第二打磨抛光机头63是从门把手102的右端开始打磨，在门把手102的右端的一小段区域是只经过打磨工序，过了门把手102的最右端部位之后，门把手102的后侧才是先后经过打磨、抛光两道工序；当第一打磨抛光机头53沿门把手102的前侧进给至门把手102右端，第一打磨抛光机头53会有一小段后移动作，此时，利用第一抛光头54对门把手102的右端只经过打磨工序部位进行了抛光处理；同样，当第二打磨抛光机头63沿门把手102的后侧进给至门把手102左端，第二打磨抛光机头63会有一小段前移动作，此时，利用第二抛光头对门把手102的左端只经过打磨工序部位进行了抛光处理；这样，完成对门把手102的全周打磨抛光处理，不会存在局部打磨抛光不到位现象，同时，利用双平台配合来实现全周打磨抛光，减少了打磨抛光周期耗时，大幅提升了打磨抛光效率。

在打磨抛光过程中，第一打磨头、第二打磨头均是按主控单元10给定轨迹进给（轨迹可由程序设定），第一抛光头54随同相应第一打磨头沿轨迹浮动进给，第二抛光头随同相应第二打磨头沿轨迹浮动进给。

在打磨抛光时，打磨抛光区内所产生的粉尘等由抽风集尘系统80实时抽取，结合朝向门把手102吹气以及抽取两方面动作，实现对加工工位的源头粉尘处理，粉尘收集效果好，改善了车间环境，有利于工作人员身心健康，同时，收集到的粉尘可以回收利用，避免浪费。

所述第一打磨抛光单元50、第二打磨抛光单元60在完成一个门把手102的打磨抛光处理后，均会回到原点；再由下料机械手向前移至打磨抛光工位，其工件夹取治具71夹取门把手102的一端，侧夹持治具由上顶气缸44驱动下降解除对门把手102的夹持支撑，工件夹取治具71由下料升降控制气缸73驱动下降，门把手102随之下降以脱离上侧夹持治具41的夹持定位，然后，下料机械手向后平移至下料区，夹取气缸72控制工件夹取治具71张开，门把手102则落入下料区；此处，下料区设计为下料导槽，门把手102落入下料导槽后可以滑至收纳装置内；至此，整个打磨抛光作业完成。

从图1可以看出，该全自动打磨抛光设备仅用于上料的送料导槽23、用于下料的下料导槽、主控单元10外露于外壳101的外部，操作使用安全可靠，该种设计，也有利于抽风集尘系统80的效果保证，同时，在降噪方面也有较佳表现。

本发明的设计重点在于，其主要是通过主控单元、自动上料装置、工件夹持定位机构、双平台全周打磨抛光装置及自动下料装置的设置及相互配合，实现了对工件的全自动周向打磨抛光，大幅提升了作业效率，降低人工成本，同时，提高了打磨抛光质量，避免出现打磨抛光局部不到位的现象，适于推广应用；其次是，在打磨抛光时，打磨抛光区内所产生的粉尘等由抽风集尘系统实时抽取，结合朝向门把手吹气以及抽取两方面动作，实现对加工工位的源头粉尘处理，粉尘收集效果好，改善了车间环境，有利于工作人员身心健康，同时，收集到的粉尘可以回收利用，避免浪费；以及，其整体结构设计巧妙合理，动作稳定顺畅，确保设备的运行稳定，设备使用时故障率低；

该种全自动打磨抛光设备及方法，在“机器换人”的大趋势时代，在用工紧张和资源有限的情况下，通过对使用机械的创新，有效提高了企业生产效率，实现“减员、增效、提质、保安全”的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。