一种股骨髁自动化打磨设备及打磨方法与流程

本发明涉及打磨，具体而言，涉及一种股骨髁自动化打磨设备及打磨方法。

背景技术：

1、目前，股骨髁的打磨抛光工艺中，毛坯件通过加工中心进行开粗，然后再人工打磨三道砂，由于产品的打磨尺寸和外观要求高，所以对打磨工人经验有一定要求，同时又存在打磨效率慢、打磨质量不稳定等问题。加上打磨车间工作环境差，粉尘过多，容易造成职业病，愿意进入打磨行业的人越来越少，企业招工难。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种股骨髁自动化打磨设备及打磨方法，旨在解决现有手工打磨股骨髁导致打磨效率慢、打磨质量不稳定的问题。

2、一方面，本发明提出了一种股骨髁自动化打磨设备，该设备包括：机架，起到支撑作用；关节面打磨机构，设置在所述机架上，用于对待打磨工件的关节面进行打磨；髁间打磨机构，设置在所述机架上，用于对待打磨工件的髁间进行打磨；工件调整机构，设置在所述机架的顶部，用于对机械手上夹持的待打磨工件进行位置调整，使得待打磨工件贴合在定位基准面上；机械手，设置在所述机架上，所述机械手的末端能够选择性地安装有第一夹具或第二夹具，第一夹具用于对打磨工件进行侧向夹持，使得待打磨工件的关节面裸露，所述机械手带动夹取的待打磨工件移动至关节面打磨机构处，以对待打磨工件的关节面进行打磨，并将待打磨工件放置在中转台上；机械手能够自夹具库处更换为第二夹具，以正向夹取位于中转台上的待打磨工件，使得待打磨工件的髁间裸露，并带动待打磨工件移动至髁间打磨机构处，对待打磨工件的髁间进行打磨，并将打磨完成后的已打磨工件放置在料架上。

3、进一步地，上述股骨髁自动化打磨设备，所述关节面打磨机构包括：关节面浮动组件；关节面打磨砂带，以能够转动的方式设置在所述关节面浮动组件上，并且，所述关节面打磨砂带连接有研磨驱动组件，用于驱动所述关节面打磨砂带进行转动；砂带调位组件，设置所述关节面打磨砂带的内侧，并且，设置在所述关节面浮动组件的动力输出端上，用于以能够位置调节的方式自所述关节面打磨砂带的内侧向外顶撑所述关节面打磨砂带，以使所述关节面打磨砂带的打磨段呈弧形结构，以对待打磨工件的关节面进行打磨，并随所述关节面浮动组件的动力输出端进行浮动，以使关节面打磨砂带与待打磨工件保持恒力接触来完成打磨；张紧组件，设置在所述关节面浮动组件的动力输出端上，用于调节所述关节面打磨砂带的张紧度；纠偏组件，设置在所述张紧组件的动力输出端上，并且，所述关节面打磨砂带绕设在所述纠偏组件的动力输出端上，所述纠偏组件用于随所述张紧组件进行运动，以调节所述关节面打磨砂带的张紧度，还能够对所述关节面打磨砂带的偏移量进行纠正。

4、进一步地，上述股骨髁自动化打磨设备，所述张紧组件包括：直线导轨，起到导向作用；纠偏安装架，沿所述直线导轨的长度方向以能够进行移动的方式设置在所述直线导轨上，并且，所述纠偏安装架连接有张紧驱动件，用于驱动所述纠偏安装架沿所述直线导轨的长度方向进行移动，以带动所述纠偏组件进行同步移动，进而带动绕设在所述纠偏组件上的关节面打磨砂带进行移动，实现所述关节面打磨砂带张紧度的调节。

5、进一步地，上述股骨髁自动化打磨设备，所述纠偏组件包括：纠偏轴承座；纠偏支架，以能够旋转的方式设置在所述纠偏轴承座上，并且，所述纠偏支架的一端连接有纠偏驱动件，用于驱动所述纠偏支架进行转动；纠偏轮，以能够转动的方式设置在所述纠偏支架的另一端，并且，所述纠偏轮的外壁与所述关节面打磨砂带的内壁抵压接触，所述纠偏轮用于随所述纠偏支架进行偏转，以纠正所述关节面打磨砂带的偏移量；纠偏传感器，用于检测所述关节面打磨砂带转动过程中的偏移量；纠偏控制器，其与所述纠偏传感器相连接，用于获取所述关节面打磨砂带转动过程中的偏移量，并基于所述关节面打磨砂带转动过程中的偏移量控制所述纠偏驱动件，以控制所述纠偏支架和所述纠偏轮的偏转，进而纠正所述关节面打磨砂带的偏移量。

6、进一步地，上述股骨髁自动化打磨设备，所述髁间打磨机构包括：第一浮动打磨模块、第二浮动打磨模块和第三浮动打磨模块；其中，所述第一浮动打磨模块、所述第二浮动打磨模块和所述第三浮动打磨模块上下间隔设置，所述第一浮动打磨模块用于对待打磨工件的髁间平面进行打磨，所述第二浮动打磨模块用于对待打磨工件的髁间转角进行打磨，所述第三浮动打磨模块用于对待打磨工件的髁间横梁进行打磨。

7、进一步地，上述股骨髁自动化打磨设备，所述第一浮动打磨模块包括：第一浮动组件和砂带打磨组件；其中，所述砂带打磨组件设置在所述第一浮动组件的动力输出端上，所述第一浮动组件用于带动所述砂带打磨组件进行浮动，以使所述砂带打磨组件的动力输出端与待打磨工件之间保持恒力接触来完成髁间平面的打磨；和/或，所述第二浮动打磨模块包括：第二浮动组件和磨头打磨组件；其中，所述磨头打磨组件设置在所述第二浮动组件的动力输出端上，所述第二浮动组件用于带动所述磨头打磨组件进行浮动，以使所述磨头打磨组件的动力输出端与待打磨工件之间保持恒力接触来完成髁间转角的打磨；和/或，所述第三浮动打磨模块包括：第三浮动组件和轮打磨组件；其中，所述轮打磨组件设置在所述第三浮动组件的动力输出端上，所述第三浮动组件用于带动所述轮打磨组件进行浮动，以使所述轮打磨组件的动力输出端与待打磨工件之间保持恒力接触来完成髁间横梁的打磨。

8、进一步地，上述股骨髁自动化打磨设备，所述砂带打磨组件包括：打磨安装架；张紧导轨，设置在所述打磨安装架上，起到导向作用；张紧支撑架，沿所述张紧导轨的长度方向以能够移动的方式设置在所述张紧导轨上，并且，所述张紧支撑架连接有调节驱动件，用于驱动所述张紧支撑架沿所述张紧导轨的长度方向进行移动，以实现打磨砂带的张紧状态和松开状态的切换，进而实现打磨砂带的更换；动力轮，以能够转动的方式设置在所述张紧支撑架上；两个或三个设置在同一平面上的砂枪杆，均设置在所述动力轮的一侧，其中一个所述砂枪杆沿所述第一浮动组件的浮动方向布置，另一个或两个所述砂枪杆与所述打磨安装架所在的关节面浮动组件的浮动方向垂直布置，并且，各所述砂枪杆远离所述动力轮的一端设有端部支撑轮；髁间平面打磨砂带，绕设在所述动力轮、各所述砂枪杆和各所述从动轮的外周，并且，所述动力轮与两个所述砂枪杆之间设有辅助滚轴，用于对所述髁间平面打磨砂带转动时的轨迹进行导引，以使所述髁间平面打磨砂带能够沿所述动力轮和各所述砂枪杆进行转动，进而通过所述砂枪杆处的髁间平面打磨砂带实现所述髁间平面的打磨。

9、进一步地，上述股骨髁自动化打磨设备，所述工件调整机构包括：安装座；正向推动组件，设置在安装座上，用于分别自待打磨工件的上部施加正向推力至待打磨工件上，以使待打磨工件与夹具的定位基准面贴合；侧向推动组件，用于自待打磨工件的依次施加侧向推力至待打磨工件上，以使待打磨工件与夹具的定位基准面贴合。

10、进一步地，上述股骨髁自动化打磨设备，所述检测机构包括：安装架；位置调节机构，以能够进行位置调节的方式连接在所述安装架上，用于抵压接触在待测股骨髁的待测量位置处，并能够在待测股骨髁的作用下进行位置调节，以使待测股骨髁的基准面能够带动所述位置调节机构沿所述安装架的架设方向能够移动，直至待测股骨髁的基准面移动至预设基准位置；位移传感器，设置在所述安装架上，用于获取相对于安装架固定的预设测量位置与所述位置调节机构之间的间距。

11、再一方面，本发明还提出了一种股骨髁打磨方法，包括如下步骤：上料步骤，在料架的上料盘上完成若干个待打磨工件的定位和固定；初步夹持步骤，采用机械手预先安装的第一夹具对位于上料盘上的待打磨工件进行侧向夹持，以使待打磨工件的关节面裸露在外，并将夹取的待打磨工件移动至工件调整位置，通过工件调整机构对机械手上夹具的工件位置进行调整，使得待打磨工件贴合在第一夹具的定位基准面上；关节面打磨步骤，采用机械手带动第一夹具及其夹持的待打磨工件移动至关节面打磨位置，采用关节面打磨机构对待打磨工件的关节面进行打磨；夹具更换步骤，对机械手末端的第一夹具进行更换，将第一夹具放置在夹具箱内，并安装第二夹具至机械手末端；再次夹持步骤，采用机械手预先安装的第二夹具对待打磨工件进行正向夹持，以使待打磨工件的髁间裸露在外，并将夹取的待打磨工件移动至工件调整位置，通过工件调整机构对机械手上夹具的工件位置进行调整，使得待打磨工件贴合在第二夹具的定位基准面上；髁间打磨步骤，采用机械手带动第二夹具及其夹持的待打磨工件移动至髁间打磨位置，采用髁间打磨机构对待打磨工件的髁间进行打磨。

12、本发明提供的股骨髁自动化打磨设备及打磨方法，通过机械手安装的第一夹具对打磨工件进行侧向夹持，使得待打磨工件的关节面裸露，机械手带动夹取的待打磨工件移动至关节面打磨机构处，以对待打磨工件的关节面进行打磨，并将待打磨工件放置在中转台上；通过机械手自夹具库处更换为第二夹具，以正向夹取位于中转台上的待打磨工件，使得待打磨工件的髁间裸露，并带动待打磨工件移动至髁间打磨机构处，对待打磨工件的髁间进行打磨，并将打磨完成后的已打磨工件放置在料架上，完成待打磨工件的自动化打磨，解决了现有手工打磨股骨髁导致打磨效率慢、打磨质量不稳定的问题。同时，该设备还具有如下优势：

13、第一、填补了该类工件自动化打磨设备的市场空缺。

14、第二、自动化程度高，打磨工序全部由机器完成，提高工作效率，打磨精度高品质稳定。

15、第三、只需人工上下料和操作设备，极大降低工人工作强度，改善工作环境。

16、第四、设备通用性强，换产便捷，只需更换上料盘即实现同一形状不同大小工件的自动化打磨。

17、第五、配备除尘防爆设施，安全性高。