全自动曲线抛光打磨设备及工艺的制作方法

本发明涉及一种抛光设备及抛光工艺，尤其是一种全自动曲线抛光打磨设备及工艺。

背景技术：

在电子产品的结构件、外壳设计中，因为外观美化、操作安全要求，大量采用圆弧、曲面设计。例如手机外壳、遥控器外壳、冰箱彩电等等。采用圆弧曲面设计出的零件，无论采用金属压铸、还是注塑技术进行生产，都会在分型面间产生分型线（俗称水边），水边如果不加处理，会导致外观视觉缺陷、握持感觉刺手。所以，必须对水边进行抛光、打磨，以求获得光滑、细致的表面。

申请号为CN201320734093.1的发明涉及一种自动打磨手机壳分模线机，工作台板将机柜分为上、下两层，上层为前面板上安装触摸屏、照明开关、工作状态指示灯、气动研磨调压阀，空气过滤网安装于机柜顶层，急停按钮、安全光栅、启动按钮安装于机柜上层前端面的侧边上，工件移动电机固定于工作台板上，工件移动电机上安装有工件旋转电机、工件压紧气缸、吹气口、工件平台，在与工件移动电机同一条中心线上的工作台板上固定研磨机升降电机，研磨机升降电机上安装有气动研磨机、砂纸进给电机、砂纸旋转电机，砂纸贴附于气动研磨机上，下层有可编程控制器、电源、漏电保护、空气开关、伺服电机驱动器分别固定于机柜内。该方案能实现对产品分模线的全自动打磨，但是效率较低，研磨质量不高。申请号为CN201220356567.9的发明提供了一种手机壳除毛边装置，包括机台机构；设置在所述机台机构上的四轴伺服电机循环工位机构和打磨机构；以及设置于所述四轴伺服电机循环工位机构上的夹具。该方案达到去除手机壳毛边的目的，降低了人工劳动强度，提高了工作效率，保证了产品质量，但是材料和抛光毛扫的损耗较大。

目前行业通行的解决方案，一种是全手动打磨抛光；一种是利用简易的设备进行直角边打磨抛光，人工进行圆弧角的打磨抛光。两种作业方式都存在以下问题：

1、 抛光打磨的品质不可控，成品率低；

2、 抛光打磨的效率低下；

3、 伴随着人工成本的增加，抛光打磨的工序成本直线上升；

4、 抛光打磨产生的粉尘是职业肺病的主要源头，人工近距离操作无法保障职业安全。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供全自动曲线抛光打磨设备及工艺，可以解决抛光打磨品质低下及效率低下的问题，实现人工远距离操作避免打磨产生的粉尘引发职业病，实现高效低成本的注塑件全自动抛光打磨。

本发明的技术方案为：全自动曲线抛光打磨设备，包括六轴机械臂、夹具、打磨机构、机台机构、送料机构、保护罩，其特征在于：所述的机台机构上设置有六轴机械臂，六轴机械臂末端连接有夹具；在六轴机械臂正面的两侧都设置有一个打磨机构和对应的一个送料机构，两个送料机构设置在两个打磨机构之间，所述的六轴机械臂后侧设置有用于自动传送手机壳的传输带；所述的打磨机构与送料机构之间还设置有集尘口，两个集尘口分别与机台机构台面下方的集尘箱连通。

所述的机台机构包括机架、控制装置，所述的保护罩设置在机架上方并能罩住打磨机构、送料机构和六轴机械臂。

所述的夹具包括与六轴机械臂固定连接的夹具底座、安装在夹具底座上的模具，模具上设置有用于吸住注塑件的吸头，所述吸头与真空气泵连接，真空气泵设置在机架机构的台面下方。

所述集尘口与集尘箱之间还设置有吸尘气泵或电动风扇，所述吸尘气泵固定在机台机构的台面下方。

所述打磨机构包括直线导轨、可沿着直线导轨滑动的抛光头滑块、固定在抛光头滑块上的抛光头、驱动抛光头滑块往复运动的驱动机构，所述抛光头朝向六轴机械臂一侧连接有抛光板，抛光板表面通过魔术贴与砂纸连接；所述抛光头为高频振动抛光头，抛光板为高弹性材料层。

所述送料机构包括直线导轨、可沿着直线导轨滑动的送料滑块、固定在送料滑块上的送料模具、驱动送料滑块往复运动的驱动机构，所述的送料模具设置有若干与注塑件匹配的模腔。

所述的两个送料机构中部上方还设置有高度限位杆，高度限位杆剔除没有正确摆放在送料模具模腔中的注塑件。

所述直线导轨上方设置有若干风琴式防尘罩，所述防尘罩一端与直线导轨端部连接，另一端与抛光头滑块或送料滑块连接。

本发明还提供一种全自动曲线抛光打磨工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1 选择手动送料模式或传输带送料模式，其中，手动送料模式采用送料机构送料，传输带送料模式采用传输带送料；

S2 注塑件到达工作区，六轴机械臂运动到工作区，利用夹具吸取注塑件；

S3 利用打磨机构执行注塑件的打磨工序，其中，注塑件与打磨机构的砂纸在垂直方向的接触为自上向下，当到达砂纸下端时再自下向上。

S4 六轴机械臂运动到送料模具或传输带上，夹具放下注塑件。

其中：S1选择手动送料模式时，S2-S4步骤包括以下两种模式：

a.在左侧送料机构上吸取注塑件，先利用左侧打磨机构进行粗抛光，再利用右侧打磨机构进行精抛光，六轴机械臂运动到左侧送料机构上方并放下成品；

b.在左侧送料机构上吸取注塑件，利用左侧打磨机构完成抛光打磨，直到左侧送料机构上的注塑件全部打磨完成，再利用右侧的送料机构和打磨机构重复上述过程；

S1选择传输带送料时，S2-S4步骤包括以下两种模式：

c.在左侧传输带上吸取注塑件，先利用左侧打磨机构进行粗抛光，再利用右侧打磨机构进行精抛光，六轴机械臂运动到右侧传输带上并放下成品；

d.在左侧传输带上吸取注塑件，先利用左侧的打磨机构完成抛光打磨，六轴机械臂运动到传输带右侧上并放下成品；六轴机械臂就近从右侧传输带上吸取注塑件，利用右侧打磨机构完成抛光打磨，运动到右侧传输带上并放下成品。

本发明的有益效果为：采用六轴机械臂，可以精准地控制注塑件抛光所需的运动轨迹，进行直线或者曲线抛光；采用高频振动抛光头，提供高速的微切削速度，提高抛光效率；采用直线导轨上实现抛光头往复运动，提高大行程抛光直线进给，保证抛光切削过程的排屑效果，提高抛光砂纸的利用率；使用弹性抛光板，消除因公差引起的抛光接触不均匀和抛光不均，结合六轴机器人的位置调整，控制抛光板的变形量，提供合适的抛光正压力；抛光材料与抛光板之间通过魔术贴粘接，方便更换抛光材料；吸尘气泵或电动风扇将抛光粉尘通过集尘口归集到集尘箱中，有利于工作环境保持卫生健康；可编辑的高速振动抛光头调速，直线导轨驱动抛光头调速、六轴机械臂运动速度、打磨偏移量，这些都构成了抛光打磨微切削速度、切削进给速度、正压力的参数化控制，实现基于产品尺寸和形状驱动的抛光轨迹自动换算控制系统。

附图说明

图1为本发明的全自动曲线抛光打磨设备整体结构示意图；

图2为本发明的全自动曲线抛光打磨设备主体结构示意图；

图中：1-六轴机械臂、2-夹具、3-打磨机构、4-直线导轨、5-抛光头滑块、6-抛光头、7-抛光板、8-机台机构、9-机架、10-控制装置、11-送料机构、12-送料滑块、13-送料模具、14-保护罩、15-集尘口、16-集尘箱、17-高度限位杆、18-防尘罩、19-传输带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1、2所示，全自动曲线抛光打磨设备，包括六轴机械臂1、夹具2、打磨机构3、机台机构8、送料机构11、保护罩14，所述的机台机构8上设置有六轴机械臂1，六轴机械臂1末端连接有夹具2；在六轴机械臂1正面的两侧都设置有一个打磨机构3和对应的一个送料机构11，两个送料机构11设置在两个打磨机构3之间，所述的六轴机械臂1后侧设置有用于自动传送手机壳的传输皮带；所述的打磨机构3与送料机构11之间还设置有集尘口15，两个集尘口15分别与机台机构8台面下方的集尘箱16连通。采用六轴机械臂1，可以精准地控制注塑件抛光所需的运动轨迹，进行直线或者曲线抛光；采用两套送料机构11和打磨机构3，可以合理调配工作方式，设置传输皮带有利于打磨设备组成生产线，实现更加高效的生产制造及管理。

所述的机台机构8包括机架9、控制装置10，所述的保护罩14设置在机架9上方并能罩住打磨机构3、送料机构11和六轴机械臂1。保护罩14不仅具有保护设备的作用，同时覆盖整个工作区有利于保护操作工人的安全，实现安全生产。

所述的夹具2包括与六轴机械臂1固定连接的夹具2底座、安装在夹具2底座上的模具，模具上设置有用于吸住注塑件的吸头，所述吸头与真空气泵连接，真空气泵设置在机架9机构的台面下方。夹具2可以按照不同的注塑件规格尺寸来更换，夹具2底座和模具的组合，方便更换。

所述集尘口15与集尘箱16之间还设置有吸尘气泵或电动风扇，所述吸尘气泵固定在机台机构8的台面下方。集尘口15设置有利于将粉尘全部都吸收到集尘箱16中，减少生产环境的污染。吸尘气泵或电动风扇将抛光粉尘通过集尘口15归集到集尘箱16中，有利于工作环境保持卫生健康；

所述打磨机构3包括直线导轨4、可沿着直线导轨4滑动的抛光头滑块5、固定在抛光头滑块5上的抛光头6、驱动抛光头滑块5往复运动的驱动机构，所述抛光头6朝向六轴机械臂1一侧连接有抛光板7，抛光板7表面通过魔术贴与砂纸连接；所述抛光头6为高频振动抛光头6，抛光板7为高弹性材料层。采用高频振动抛光头6，提供高速的微切削速度，提高抛光效率；采用直线导轨4上实现抛光头6往复运动，提高大行程抛光直线进给，保证抛光切削过程的排屑效果，提高抛光砂纸的利用率；使用弹性抛光板7，消除因公差引起的抛光接触不均匀和抛光不均，结合六轴机器人的位置调整，控制抛光板7的变形量，提供合适的抛光正压力；抛光材料与抛光板7之间通过魔术贴粘接，方便更换抛光材料。

所述送料机构11包括直线导轨4、可沿着直线导轨4滑动的送料滑块12、固定在送料滑块12上的送料模具13、驱动送料滑块12往复运动的驱动机构，所述的送料模具13设置有若干与注塑件匹配的模腔。

所述的两个送料机构11中部上方还设置有高度限位杆17，高度限位杆17剔除没有正确摆放在送料模具13模腔中的注塑件。

所述直线导轨4上方设置有若干风琴式防尘罩18，所述防尘罩18一端与直线导轨4端部连接，另一端与抛光头滑块5或送料滑块12连接。

基于本设备，本方案提供一种全自动曲线抛光打磨工艺，包括如下步骤：

S1 选择手动送料模式或传输带送料模式，其中，手动送料模式采用送料机构送料，传输带送料模式采用传输带送料；

S2 注塑件到达工作区，六轴机械臂运动到工作区，利用夹具吸取注塑件；

S3 利用打磨机构执行注塑件的打磨工序，其中，注塑件与打磨机构的砂纸在垂直方向的接触为自上向下，当到达砂纸下端时再自下向上。

S4 六轴机械臂运动到送料模具或传输带上，夹具放下注塑件。

本实施例中：如果S1选择手动送料模式时，S2-S4步骤包括以下两种模式：

a.在左侧送料机构上吸取注塑件，先利用左侧打磨机构进行粗抛光，再利用右侧打磨机构进行精抛光，六轴机械臂运动到左侧送料机构上方并放下成品；

b.在左侧送料机构上吸取注塑件，利用左侧打磨机构完成抛光打磨，直到左侧送料机构上的注塑件全部打磨完成，再利用右侧的送料机构和打磨机构重复上述过程；

如果S1选择传输带送料时，S2-S4步骤包括以下两种模式：

c.在左侧传输带上吸取注塑件，先利用左侧打磨机构进行粗抛光，再利用右侧打磨机构进行精抛光，六轴机械臂运动到右侧传输带上并放下成品；

d.在左侧传输带上吸取注塑件，先利用左侧的打磨机构完成抛光打磨，六轴机械臂运动到传输带右侧上并放下成品；六轴机械臂就近从右侧传输带上吸取注塑件，利用右侧打磨机构完成抛光打磨，运动到右侧传输带上并放下成品。

本方案的可编辑的高速振动抛光头6调速，直线导轨4驱动抛光头6调速、六轴机械臂1运动速度、打磨偏移量，这些都构成了抛光打磨微切削速度、切削进给速度、正压力的参数化控制，实现基于产品尺寸和形状驱动的抛光轨迹自动换算控制系统。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。