手机金属压铸件去批锋自动化柔性系统及其控制方法与流程

本发明涉及自动化设备技术领域；尤其是一种手机金属压铸件去批锋自动化柔性系统及其控制方法。

背景技术：

所谓的“批锋”就是手机金属压铸件在加工完成后在制品的棱角、边缘等部位出现的诸如毛刺、尖头、锐角等；批锋产生的原因有很多：机械切削加工过程中材料塑性变形而产生批锋；压铸时锁模力不够，会在分模面处产生飞边；模具工作带硬度不够或软硬不均匀以及表面光洁度不够都可能导致零件表面存在批锋；外界杂物及空气尘埃吸附。批锋的存在会对产品带来诸多危害：批锋影响产品的外观质量和尺寸精度；批锋可能会割破、刺穿其他物体；批锋影响后续机加工的工艺基准和测量基准；批锋影响装配效率；对存在批锋的零件进行表面处理，会影响零件表面处理质量。常见的去批锋方法为：人工去批锋、刷子去批锋、振动光饰去批锋、磁力研磨去批锋、超声波去批锋、激光去批锋。人工去批锋是最普通、最传统的方法之一，适用于去除精度要求不高零件表面的批锋。这种方法需要聘用大量的工人，导致高昂的用工成本，而且生产效率低，去批锋质量不稳定。刷子去批锋具有操作简单、移动方便、成本低等特点得到广泛应用。振动光饰去批锋方法具有操作简单、生产效率高、磨料来源广、用途广泛，可以加工黑色金属、有色金属，甚至可以加工塑料及加工质量稳定等特点。磁力研磨去批锋可对旋转体内外表面、平板类零件、齿轮轮齿、复杂型面等进行研磨加工；对清理印刷电路板上的毛刺也能收到较好效果。激光去批锋主要应用于对于精度要求很高的集成电路和大规模集成电路等电子元件，质量好，精度高。超声波去批锋是利用它所产生的高频振动清除金属零件表面的批锋的，适用于小而精密零件的去批锋加工。

目前市场上去批锋的自动化装备处理对象一般是机械零件，很少有专门针对手机金属压铸件的自动化去批锋设备。手机金属压铸件去批锋是手机制造行业的一个痛点，企业需要几十甚至上百位工人对手机金属压铸件进行去批锋作业，市面上缺少专门针对手机金属压铸件的去批锋自动化设备，企业迫切的希望该类产品的出现。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题之一在于提供一种手机金属压铸件去批锋自动化柔性系统；实现自动的去批锋处理。

本发明解决的技术问题之二在于提供一种手机金属压铸件去批锋自动化柔性系统的控制方法；实现自动去批锋的后台生产的管理与数据库的管理，实现对工件上指定点的位置去批锋。

本发明解决上述技术问题之一的技术方案是：

所述的系统包括去批锋加工设备、上下料系统、控制系统和生产管理系统；

所述的去批锋加工设备可以带动待去批锋件进行三维立体运动，对待去批锋件产生磨削，去除待去批锋件上的批锋；

所述的上下料系统将需要加工的待去批锋件自动的送入去批锋加工设备中，当加工完后，自动地将加工完的工件放入成品处；

所述的控制系统负责控制去批锋加工设备的加工路线和加工过程，控制待去批锋件的上、下料；同时，将加工完的相关生产数据存储于生产管理系统的数据库中；

所述的生产管理系统由数据库系统、管理软件和客户端三部分组成，去批锋的加工数据实时写入数据库，管理人员可以对去批锋的过程以及完成情况进行实时查询；所述的数据库系统负责存储待去批锋件的形状、材料、毛刺部位和大小等参数，存储生产加工计划以及加工完的生产数据。

去批锋加工设备包括工件夹持部、工作台面和立体运动部构成；所述的立体运动部包括立体框架、z轴运动件、y轴运动件和x轴运动件组成；

立体框架支撑z轴运动件、y轴运动件和x轴运动件；

x轴运动件由一对水平放置的导轨和驱动电机构成；导轨上可移动式设置工件夹持部；在驱动电机的驱动下实现工件夹持部x轴方向的运动；

y轴运动件由一对水平放置的导轨和驱动电机构成；所述的y轴运动件的导轨与x轴运动件的导轨垂直；导轨在驱动电机的驱动下实现x轴运动件y轴方向的运动；

z轴运动件由垂直水平x轴运动件和y轴运动件构成的平面放置的导轨和驱动电机构成；导轨在驱动电机的驱动下实现x轴运动件和y轴运动件在z轴方向的运动；

所述的工件夹持部用于夹持待去批锋件；

工作台面可以沿着x轴运动件和y轴运动件构成的平面移动；实现将待去批锋件置于工件夹持部下方，承接上下料系统提供的待去批锋件，将去批锋完成的工件置于上下料系统可下料位置。

所述的上下料系统由水平设置的第一导轨、一对垂直第一导轨的第二导轨和设置在垂直导轨上的第三导轨构成；

所述的第二导轨可以在电机的驱动下沿着第一导轨移动；

所述的第三导轨垂直于第一导轨和第二导轨构成的平面；两第三导轨设置在第一导轨和第二导轨构成的平面的同一侧；并可以在电机的驱动下沿着第二导轨移动；

所述的第三导轨上设置有吸盘；吸盘在电机驱动下可以在沿着第三导轨移动；两吸盘分别用于吸取待去批锋件和去批锋的工件。

所述的控制系统采用pc+运动控制卡组成控制系统硬件平台，运动控制卡可以选用各运动控制卡公司成型的产品；运动控制卡负责实现插补计算、位置控制、速度控制等实时任务；pc机负责实现译码、轨迹计算生成、运动检测、人机交互、辅助控制等非实时任务。

所述的生产管理系统包括生产计划管理、生产过程管理、生产统计分析、产品管理和系统维护模块；

所述的生产计划管理，主要负责待去批锋件的生产计划的录入、修改、查询；生产计划的基本信息包括生产通知单号、产品编码、产品名称、生产产量、加工机器编号、技术要求、完成时间、操作员等信息；

所述的生产过程管理，负责及时采集和管理待去批锋件加工过程中加工产品的生产信息；包括加工设备编号、实时加工产品产量、加工人员、合格品数量、废品数量等信息；

所述的生产统计分析，对加工完产品的生产数据进行统计分析，形成生产日报表、生产月报表，并可以计算人员工时等功能；

所述的产品管理，将所需要加工的产品信息进行管理，包括产品编码、产品图纸、加工尺寸等信息；

所述的系统维护模块，包括产品编码管理、数据库系统初始化管理、生产人员基本信息管理、使用人员密码管理等。

本发明解决上述技术问题之二的技术方案是：

所述的控制系统去批锋流程是：

(1)控制产品上下料系统，将待去批锋件送入到去批锋加工设备的工作台面；

(2)驱动去批锋加工设备的工作台面的平面移动，使放有待去批锋件的工作面板运动到指定位置，等待加工；

(3)控制去批锋加工设备中的驱动电机，使工件夹持部随机构在z轴方向运动；通过驱动电机带动皮带轮，使工件夹持部随机构在y轴方向运动；

(4)通过驱动电机带动皮带轮，使工件夹持部随机构在x轴方向运动，通过控制，使工件夹持部运动到需要加工的位置上；工件夹持部上装有毛刷，通过主电机带动毛刷快速转动，并与x、y、z轴的驱动电机实现四轴联动，对在工作面板上的工件进行指定点的去批锋工作；

(5)去批锋工作完成后，控制去批锋加工设备中的驱动电机，使加工好的工件从设备中退出；

(6)控制产品上下料系统，控制电机通过xyz三轴联动，使去批锋的工件从去批锋加工设备中吸取出来，并放到手机压铸件收集箱中；

(7)如果加工任务没有完成，重复(1)-(6)步骤；如果完成，则退出系统。

所述的生产管理系统的生产计划管理模块实现生产计划的录入、修改、查询；

生产计划录入及修改：根据生产计划，人工通过系统录入生产计划相关数据，包括产通知单号、产品编码、产品名称、生产产量、加工机器编号、技术要求、完成时间、操作员；如果输入正确，则将这些数据存储于数据库中；

生产计划查询：当需要查询生产计划的时候，先输入查询条件，通过数据库管理系统，将符合查询条件的相关数据显示出来；

所述的生产过程管理在控制系统完成加工任务后，将加工好的产品信息，包括产品编码、设备编号、操作员、加工完成时间、数量等；直接写入数据库系统中；同时可以将设备状态信息，包括上料、进料、加工、卸料、下料；完成状态、时间存储于数据库中；通过数据库系统，输入查询条件，可以查询到目前为止，每个产品的加工时间、已完成加工产品数量、设备运行状态等信息。

有益效果：本发明的实现，首先能有效提高手机金属压铸件去批锋过程的自动化程度，缓解制造业普遍面临的招工难、用工难现状；第二可以显著提升去批锋的精度与速度，保证产品质量；第三通过机器换人提高生产效率，降低劳动力成本，使手机企业在综合成本上始终保持全球适度竞争力；第四可以大幅降低工人劳动强度，改善生产车间劳动环境。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明系统架构图；

图2是本发明去批锋加工设备1立体图；

图3是本发明去批锋加工设备1主视图；

图4是本发明去批锋加工设备1俯视图；

图5是本发明去批锋加工设备1侧视图；

图6是本发明上下料系统2立体图；

图7是本发明上下料系统2侧视图；

图8是本发明去批锋加工设备1和上下料系统2总装配图；

图9是本发明系统软件框图；

图10是本发明生产计划的录入及修改流程图；

图11是本发明生产计划查询流程图；

图12是本发明生产过程查询流程图；

图13是本发明生产统计分析流程图；

图14是本发明产品管理流程图；

图15是本发明控制系统流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的系统包括去批锋加工设备1、上下料系统2、控制系统和生产管理系统。去批锋加工设备1可以带动待去批锋件进行三维立体运动，对待去批锋件产生磨削，去除待去批锋件上的批锋。上下料系统2将需要加工的待去批锋件自动的送入去批锋加工设备中，当加工完后，自动地将加工完的工件放入成品处。控制系统负责控制去批锋加工设备的加工路线和加工过程，控制待去批锋件的上、下料；同时，将加工完的相关生产数据存储于生产管理系统的数据库中。生产管理系统由数据库系统、管理软件和客户端三部分组成，去批锋的加工数据实时写入数据库，管理人员可以对去批锋的过程以及完成情况进行实时查询；所述的数据库系统负责存储待去批锋件的形状、材料、毛刺部位和大小等参数，存储生产加工计划以及加工完的生产数据。

具体而言，去批锋加工设备1包括工件夹持部11、工作台面12和立体运动部构成；所述的立体运动部包括立体框架13、z轴运动件14、y轴运动件15和x轴运动件16组成；

立体框架13支撑z轴运动件14、y轴运动件15和x轴运动件16；

x轴运动件16由一对水平放置的导轨和驱动电机构成；导轨上可移动式设置工件夹持部11；在驱动电机的驱动下实现工件夹持部11x轴方向的运动；

y轴运动件15由一对水平放置的导轨和驱动电机构成；所述的y轴运动件15的导轨与x轴运动件16的导轨垂直；导轨在驱动电机的驱动下实现x轴运动件16y轴方向的运动；

z轴运动件14由垂直水平x轴运动件16和y轴运动件15构成的平面放置的导轨和驱动电机构成；导轨在驱动电机的驱动下实现x轴运动件16和y轴运动件15在z轴方向的运动；

工件夹持部11用于夹持待去批锋件；

工作台面12可以沿着x轴运动件16和y轴运动件15构成的平面移动；实现将待去批锋件置于工件夹持部11下方，承接上下料系统提供的待去批锋件，将去批锋完成的工件置于上下料系统2可下料位置。

上下料系统2由水平设置的第一导轨21、一对垂直第一导轨21的第二导轨22和设置在垂直导轨上的第三导轨23构成；第二导轨22可以在电机的驱动下沿着第一导轨21移动；的第三导轨23垂直于第-导轨21和第二导轨22构成的平面；两第三导轨23设置在第一导轨21和第二导轨22构成的平面的同一侧；并可以在电机的驱动下沿着第二导轨22移动；的第三导轨23上设置有吸盘24；吸盘24在电机驱动下可以在沿着第三导轨23移动；吸盘24分别用于吸取待去批锋件和去批锋的工件。每个第三导轨23上设置的吸盘数量根据需要可以为一个或多个。

控制系统采用pc+运动控制卡组成控制系统硬件平台，运动控制卡可以选用各运动控制卡公司成型的产品；运动控制卡负责实现插补计算、位置控制、速度控制等实时任务；pc机负责实现译码、轨迹计算生成、运动检测、人机交互、辅助控制等非实时任务。

控制系统去批锋流程是：

(1)控制产品上下料系统2，将待去批锋件送入到去批锋加工设备1的工作台面12；

(2)驱动去批锋加工设备1的工作台面12的平面移动，使放有待去批锋件的工作面板运动到指定位置，等待加工；

(3)控制去批锋加工设备1中的驱动电机，使工件夹持部随机构在z轴方向运动；通过驱动电机带动皮带轮，使工件夹持部11随机构在y轴方向运动；

(4)通过驱动电机带动皮带轮，使工件夹持部11随机构在x轴方向运动，通过控制，使工件夹持部11运动到需要加工的位置上；工件夹持部11上装有毛刷，通过主电机带动毛刷快速转动，并与x、y、z轴的驱动电机实现四轴联动，对在工作面板上的工件进行指定点的去批锋工作；

(5)去批锋工作完成后，控制去批锋加工设备中的驱动电机，使加工好的工件从设备中退出；

(6)控制产品上下料系统2，控制电机通过xyz三轴联动，使去批锋的工件从去批锋加工设备中吸取出来，并放到手机压铸件收集箱中；

(7)如果加工任务没有完成，重复(1)-(6)步骤；如果完成，则退出系统。

生产管理系统包括生产计划管理、生产过程管理、生产统计分析、产品管理和系统维护模块；生产计划管理，主要负责待去批锋件的生产计划的录入、修改、查询；生产计划的基本信息包括生产通知单号、产品编码、产品名称、生产产量、加工机器编号、技术要求、完成时间、操作员等信息。生产过程管理，负责及时采集和管理待去批锋件加工过程中加工产品的生产信息；包括加工设备编号、实时加工产品产量、加工人员、合格品数量、废品数量等信息。生产统计分析，对加工完产品的生产数据进行统计分析，形成生产日报表、生产月报表，并可以计算人员工时等功能。的产品管理，将所需要加工的产品信息进行管理，包括产品编码、产品图纸、加工尺寸等信息。系统维护模块，包括产品编码管理、数据库系统初始化管理、生产人员基本信息管理、使用人员密码管理等。

前述的生产管理系统的生产计划管理模块实现生产计划的录入、修改、查询；

生产计划录入及修改：根据生产计划，人工通过系统录入生产计划相关数据，包括产通知单号、产品编码、产品名称、生产产量、加工机器编号、技术要求、完成时间、操作员；如果输入正确，则将这些数据存储于数据库中。

生产计划查询：当需要查询生产计划的时候，先输入查询条件，通过数据库管理系统，将符合查询条件的相关数据显示出来。

生产过程管理在控制系统完成加工任务后，将加工好的产品信息，包括产品编码、设备编号、操作员、加工完成时间、数量等；直接写入数据库系统中；同时可以将设备状态信息，包括上料、进料、加工、卸料、下料；完成状态、时间存储于数据库中；通过数据库系统，输入查询条件，可以查询到目前为止，每个产品的加工时间、已完成加工产品数量、设备运行状态等信息。

本发明的去批锋加工设备通过四个步进电机联动，带动主无刷电机做xyz三轴运动，去批锋刷子的适用范围，要根据零件的形状、材料、毛刺部位和大小等因素选择。同时主电机上的毛刷进行高速的转动，刷子对工件产生磨削，可以去除冲压件上的批锋。适用于工件尺寸范围30mm*50mm～100mm*250mm，亦可根据实际尺寸定制加工面板，柔性大。生产管理系统是基于sqlserver2008在windows平台下开发的管理软件，可分别运行于windows局域网不同的工作站，去批锋的加工数据实时写入数据库，公司管理人员可以对去批锋的过程以及完成情况进行实时查询。

以上具体实施方式是对本发明的说明，并非对本发明保护范围的限制；凡依照上述说明可得之等效变化，皆应属于本发明的保护范围。