一种基于数字总线的智能自动打磨抛光单元及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动打磨抛光单元及其使用方法，具体是一种适用于数字总线工厂打磨抛光工序的基于数字总线的智能自动打磨抛光单元及其使用方法，属于机械加工设备技术装备领域。
【背景技术】
[0002]工件零件或制品在进行铸造、焊接或机加工成型后，为了保证外观质量及后续的安装或喷涂要求，通常根据加工工艺表面光洁度要求对工件零件或制品进行打磨或抛光，以去除铸造飞边、焊接飞溅或机加工飞边毛刺，使工件零件或制品表面粗糙度降低、圆滑精致，获得光亮、平整的表面或达到要求的镜面效果。
[0003]打磨通常在工件零件或制品的各个加工工序后，也是涂装过程中的重要步骤，贯穿于整个涂装过程中，不但白坯、打底或刮腻子都需打磨，涂面漆后也要打磨，其功能是清除底材表面的毛刺、浮锈、油污、灰尘，清除涂层表面的粗颗粒及杂质、获得平整表面，对平滑的涂层表面要打磨至一定的粗糙度，增强涂层的附着力，通常分为干打磨法和湿打磨法，后者是用水或其他湿润剂润滑，以获得更平滑的表面和洗掉磨粉。
[0004]抛光是利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件零件或制品表面进行的修饰加工，是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽(消光)。
[0005]传统的打磨或抛光工序通常采用人工操作，不仅费时、效率低，而且人工操作打磨或抛光时施加的压力和路径很难保持均匀一致，使得产品的一致性很难得到保证，同时打磨或抛光工作现场的空气染污和噪声污染还会损害操作者的身心健康，因此大型制造业多采用自动打磨抛光机进行工件零件或制品的打磨和抛光，但常规复杂形状工件(如航空叶片、管件、水龙头、精密铸件等)的打磨和抛光依然需要由人工完成。
[0006]现有的自动打磨抛光机还存在以下缺陷:
[0007]1.打磨或抛光工序过程中的灰尘颗粒弥漫在工作现场内，灰尘颗粒会黏附在墙壁、设备上甚至工件零件或制品上造成二次污染，通常在工作现场内设置排气单元，单纯通过排气单元进行排放灰尘排放效率不高，且这些黏附在墙壁、设备上的灰尘不便清理；
[0008]2.由于单纯通过设置在工作现场内的排气单元进行排放灰尘，因此工作现场内空气污染严重，若设备出现故障或其他情况需人员进入时，需经排气单元排放一定时间后或人员佩戴防护器具后人员方可进入，造成时间的浪费、效率的降低；
[0009]3.自动打磨抛光机多采用工业控制计算机进行程序控制，打磨抛光路径和速度等数据均需依赖于程序的设定，无法实现智能化打磨抛光，因此每种工件或制品在打磨抛光前必须编制打磨抛光程序方能进行打磨抛光，操作较繁复，自动化程度不高。
【发明内容】
[0010]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于数字总线的智能自动打磨抛光单元及其使用方法，能够实现降低工作现场的空气污染程度，降低二次污染的几率，且能够实现智能化打磨抛光，自动化程度较高，适用于数字总线工厂打磨抛光工序。
[0011]为了实现上述目的，本基于数字总线的智能自动打磨抛光单元包括机械臂、打磨抛光装置、控制阀组、电控装置和输送机构或工作台；
[0012]所述的机械臂固定安装在地面上，设置在输送机构或工作台附近，包括至少一个X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构；
[0013]所述的打磨抛光装置包括本体和工作装置；本体后端与机械臂的末节连接，前端与工作装置后端连接，本体内部至少设有两个内通道，本体外部设有数量与内通道相同、并分别与内通道连通的外通道，本体上还设有面向工作装置方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器；工作装置内对应内通道的位置设有与内通道连通的喷孔，工作装置包括磨头驱动机构和磨头，磨头驱动机构的驱动轴与磨头连接；
[0014]所述的控制阀组包括正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀，正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道、外通道连接，正压气体控制电磁阀的输入端与清洁正压气源连接，负压控制电磁阀的输入端与负压源连结，负压源与灭尘机构连接，抛光剂控制电磁阀的输入端与抛光剂供给机构连接；
[0015]所述的电控装置包括工业控制计算机、电源回路、工作装置位置控制回路、模式识别回路、分析规划打磨抛光参数回路、打磨抛光控制回路、气路控制回路和抛光剂控制回路等，工业控制计算机分别与本体上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器电连接，工业控制计算机分别与控制阀组的正压气体控制电磁阀、负压气体控制电磁阀和抛光剂控制电磁阀电连接，工业控制计算机分别与机械臂的X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构和磨头驱动机构电连接。
[0016]作为本发明的进一步改进方案，所述的机械臂包括X坐标驱动机构、Y坐标驱动机构和Z坐标驱动机构。
[0017]作为本发明的进一步改进方案，所述的打磨抛光装置还包括旋转控制机构总成，所述的本体后端通过旋转控制机构总成与机械臂的末节连接，旋转控制机构总成至少包括一个A坐标旋转控制或B坐标旋转控制或C坐标旋转控制。
[0018]作为本发明的进一步改进方案，本基于数字总线的智能自动打磨抛光单元还包括磨头定位架，需更换的磨头架设在磨头定位架上，磨头定位架固定设置在机械臂附近；所述的磨头驱动机构前端设置有与磨头驱动机构的驱动轴固定连接的自动磨头夹持机构，磨头后端夹持在自动磨头夹持机构上；所述的电控装置还包括磨头更换回路，工业控制计算机与自动磨头夹持机构电连接。
[0019]作为本发明的一种实施方式，所述的本体内设有滑轨，所述的磨头驱动机构和自动磨头夹持机构安装在本体内部，磨头驱动机构后端设置有推拉机构，自动磨头夹持机构前端设置有与其活动连接的、带有复位弹簧的多个锥形卡爪，工作装置前端对应锥形卡爪的位置设有通过轴承安装在工作装置前端的、且与锥形卡爪的锥形配合的锁口板。
[0020]作为本发明的进一步改进方案，本基于数字总线的智能自动打磨抛光单元还包括设置在机械臂附近的粘稠抛光介质蘸取箱，粘稠抛光介质设置在粘稠抛光介质蘸取箱内；所述的电控装置还包括粘稠抛光介质蘸取回路。
[0021]作为本发明的进一步改进方案，所述的输送机构或工作台上还设有坐标控制位置变换机构，所述的电控装置还包括工件位置变换回路，工业控制计算机与坐标控制位置变换机构电连接。
[0022]作为本发明的进一步改进方案，所述的内通道在本体的横截面上呈同心圆结构的环形分布。
[0023]作为本发明的进一步改进方案，所述的外通道倾斜向工作装置方向设置。
[0024]一种基于数字总线的智能自动打磨抛光单元使用方法，其特征在于，具体步骤如下:
[0025]a.当输送机构或工作台载着待打磨抛光的工件或制品停靠在机械臂附近的设定停放工位后，本基于数字总线的智能自动打磨抛光单元的电源回路启动开始工作；
[0026]b.工业控制计算机发出指令使工作装置位置控制回路和模式识别回路开始工作，工业控制计算机控制机械臂按照预定程序及计算坐标自工作装置位于面向输送机构或工作台的零位置停滞状态的零位置移动动作，本体上的模式识别传感器对待打磨抛光工件或制品进行识别，反馈工件或制品的形状、尺寸、位置等信息给工业控制计算机；
[0027]c.分析规划打磨抛光参数回路工作，工业控制计算机首先通过模式识别传感器反馈的信息进行三维建模，若待打磨抛光工件或制品的三维建模数据信息是三维建模数据库中已存在的数据信息时，工业控制计算机可直接调用三维建模数据库中该工件或制品的打磨抛光路径起点、终点相对于零位置的相对坐标值及磨头至工件或制品表面的距离、打磨抛光角度等相对坐标值和对应内通道、外通道需要打开的控制阀组的各个具体阀杆及阀杆打开大小等参数信息；若待打磨抛光的工件或制品的三维建模数据在三维建模数据库中没有，工业控制计算机根据待打磨抛光的工件或制品的三维建模数据信息在三维建模数据库中寻找类似结构的既有工件或制品的三维建模数据信息，通过软件进行排列组合自动生成该工件或制品的最优打磨抛光路径起点、终点相对零位置的相对坐标值及磨头至工件或制品表面的最佳距离、最佳打磨抛光角度等相对坐标值和对应内通道、外通道需要打开的控制阀组的各个具体阀杆及阀杆打开最佳大小等参数信息，存储相关信息并通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优打磨打磨抛光路径及内通道、外通道控制数据等信息进行修正；
[0028]d.工业控制计算机根据本体上的位置传感器和距离传感器反馈，控制机械臂动作使工作装置位于程序设定的起点坐标位置，然后工业控制计算机控制磨头驱动机构带动磨头旋转；
[0029]e.打磨抛光控制回路和气路控制回路开始工作，
[0030]需要对工件或制品进行打磨操作时，喷孔内相应供出正压环境和负压环境，工业控