本實用新型涉及一種智能打磨系統，具體地，涉及一種激光焊縫打磨的智能打磨系統。

背景技術：

在當前工業自動化領域，汽車生產制造尤其是車身車間自動化水平要求高，目前主要車企生產節拍為50-60秒/輛，且對品質要求也在逐步提高。汽車車頂及后蓋的焊接由弧焊轉變為激光焊接，焊縫的打磨由人工打磨轉變為機器人自動化打磨。當前汽車車頂激光焊縫打磨主要采用老式機械打磨頭。打磨力、打磨砂輪線速度等打磨工藝參數難以控制，從而導致打磨質量難以保證；由于工藝參數難以實時調整，導致砂輪耗損大，需頻繁更換打磨砂輪片，每次更換砂輪片整個工位需停機15-20 分鐘且每半小時更換一次；傳統的機械打磨頭無法進行砂輪片自動更換，需要人工手工不定時進行砂輪片的更換；打磨工藝參數未能實時更新，導致打磨粉塵顆粒不均勻，加上使用傳統老式罩殼，整個設備除塵效果差，除塵效果為30％左右；傳統的機械打磨頭無法實現位移補償，對機器人打磨軌跡及整個裝夾定位精度要求高。傳統的機械打磨頭設備難以滿足車身車間對節拍及車身焊接品質要求，嚴重影響整個打磨工位的自動化、智能化。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種激光焊縫打磨的智能打磨系統，其能實現整個設備的機電一體化控制，能實現打磨力、打磨砂輪線速度等打磨工藝參數可控可調整從而保證打磨質量優異且穩定；實時檢測砂輪的消耗，實時的調整對應的打磨工藝參數，保證砂輪消耗平穩穩定，砂輪的使用壽命提升為傳統機械打磨頭壽命的3-4倍；通過使用快換磨具，可以自動實現砂輪片的更換，提升整個打磨裝備的自動化水平；打磨工藝參數根據砂輪的消耗實時優化調整，保證打磨粉塵顆粒大小均勻統一，加上使用改進后的新型罩殼可以保證整個打磨工位的除塵效果達到90％以上；通過柔性法蘭的自動伸縮和采用柔性尼龍粘結砂輪，可以實現打磨法向力方向上的位移補償，能自動適應焊縫及車身工藝的公差變化，大大降低機器人軌跡調試難度，提升整個設備的智能化水平；通過本實用新型裝置可以很好彌補傳統機械力控打磨裝置的不足，大大提升汽車激光焊縫打磨的自動化與智能化。

根據本實用新型的一個方面，提供一種激光焊縫打磨的智能打磨系統，其特征在于，主要由力控打磨工具、磨具庫和打磨控制柜組成，其中力控打磨工具與一個機器人進行物理連接，磨具庫安放在機器人可達范圍內，打磨控制柜與一個機器人控制柜之間進行通訊，機器人控制柜控制機器人運動；其中打磨控制柜控制力控打磨工具與磨具庫，打磨控制柜反饋信號給機器人控制柜，機器人控制柜控制打磨控制柜進而間接控制力控打磨工具與磨具庫。

優選地，所述力控打磨工具主要包括相互連接的柔性法蘭和電主軸，其中柔性法蘭的氣源開合通過打磨控制柜進行控制；電主軸的氣源開合通過打磨控制柜進行控制。

優選地，所述力控打磨工具還包括安裝固定板左側連接板、柔性法蘭連接板、安裝固定板右側連接板，安裝固定板左側連接板和安裝固定板右側連接板之間通過柔性法蘭連接板連接。

優選地，所述力控打磨工具還包括機器人連接法蘭、安裝固定板、連接卡環、鋁型材支架，機器人連接法蘭固定在安裝固定板的一側，連接卡環位于安裝固定板的上方，鋁型材支架固定在連接卡環的一側，機器人連接法蘭位于電主軸的上方。

優選地，所述力控打磨工具還包括安裝固定板上加強筋、安裝固定板下加強筋，安裝固定板下加強筋位于安裝固定板上加強筋的上方，安裝固定板上加強筋、安裝固定板下加強筋都位于安裝固定板左側連接板和安裝固定板右側連接板之間。

優選地，所述力控打磨工具還包括除塵管、除塵罩殼、快換磨具、九十度連接塊右側板、九十度連接塊電主軸固定板、九十度連接塊左側板、固定塊，除塵管位于安裝固定板右側連接板的下方，除塵罩殼位于除塵管和柔性法蘭之間，快換磨具位于除塵管的下方，九十度連接塊右側板位于快換磨具和電主軸之間，九十度連接塊右側板和九十度連接塊左側板之間通過九十度連接塊電主軸固定板連接，固定塊位于九十度連接塊電主軸固定板的上方。

優選地，所述鋁型材支架的形狀為正方形。

優選地，所述除塵管與除塵罩殼之間通過一個罩殼卡箍連接。

優選地，所述磨具庫主要包括快換磨具、轉簾門、轉簾門傳感器、刀柄傳感器和電機，快換磨具位于轉簾門傳感器和刀柄傳感器之間，轉簾門、電機都位于快換磨具的上方。

與現有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果：一，通過本裝置可以實現車頂激光焊縫打磨的全自動化與智能化；二，本裝置的自動更換打磨砂輪片可以克服傳統機械力控打磨頭人工更換砂輪片帶來的生產流水線的停機事故，提升整個汽車生產流水線的使用效率與自動化水平，將傳統機械打磨頭人工每次更換砂輪片 15-20分鐘縮短為機器人自動更換砂輪片10-15秒；三，本裝置可以大幅提高砂輪片的使用壽命，大幅提高設備的投入產出比，將砂輪使用壽命從從前30分鐘/片提升為3小時/片，每個砂輪片打磨車輛數量由50-70輛/片提升為400-500輛/片；四，本裝置工藝參數實時監控并可實時更新，工藝參數更改方便，能適應汽車流水線不同車型變更對工藝快速變更的需求；五，本裝置可以實現自動更換砂輪片，減少人對工位的干預，大幅提升工位的穩定性與可控性同時降低工位的人工成本，通過刀具庫可以實現機器人自動更換砂輪片三次，每個砂輪片使用壽命三小時，整個打磨工位砂輪片人工更換周期由原來半小時提升為9小時，且由原來在生產制造中停機更換轉變為換班更換；六，本裝置可以大幅提高除塵效果，提升整體工位的潔凈性并減少工位對除塵設備的投入，除塵效果由傳統老式機械打磨頭30％提升為90％；七，本裝置可實現打磨力方向上的位移補償，能降低打磨工位對上一道激光焊接工位的技術要求，并降低對車身定位安裝精度，有利于降低上道工序的硬件投入。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型激光焊縫打磨的智能打磨系統的結構示意圖。

圖2為本實用新型中力控打磨工具的結構示意圖。

圖3為本實用新型中磨具庫的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。

如圖1所示，本實用新型激光焊縫打磨的智能打磨系統主要由力控打磨工具1、磨具庫2和打磨控制柜3組成，其中力控打磨工具1與一個機器人5進行物理連接，磨具庫2安放在機器人5的側面，即磨具庫2安放在機器人5可達范圍內，磨具庫2、機器人5、一個機器人控制柜4都與打磨控制柜3連接，打磨控制柜3與機器人控制柜4 之間進行通訊，機器人控制柜4控制機器人5運動。其中打磨控制柜3控制打磨工具1 與磨具庫2，打磨控制柜3反饋信號給機器人控制柜4，機器人控制柜4控制打磨控制柜3進而間接控制力控打磨工具1與磨具庫2。通過機器人控制柜4可以控制整體打磨系統與機器人5。

力控打磨工具1包括相互連接的柔性法蘭22和電主軸25，其中柔性法蘭的氣源開合通過打磨控制柜進行控制，從而控制柔性法蘭的工作開合；電主軸的氣源開合通過打磨控制柜進行控制，從而控制電主軸的打拉刀與冷卻。

力控打磨工具1還包括安裝固定板左側連接板17、柔性法蘭連接板18、安裝固定板右側連接板19，安裝固定板左側連接板17和安裝固定板右側連接板19之間通過柔性法蘭連接板18連接，這樣方便安裝其他元件。

力控打磨工具1還包括機器人連接法蘭11、安裝固定板12、連接卡環13、鋁型材支架14，機器人連接法蘭11固定在安裝固定板12的一側，連接卡環13位于安裝固定板12的上方，鋁型材支架14固定在連接卡環13的一側，機器人連接法蘭11位于電主軸25的上方，機器人連接法蘭方便與其他元件連接。

力控打磨工具1還包括安裝固定板上加強筋15、安裝固定板下加強筋16，安裝固定板下加強筋16位于安裝固定板上加強筋15的上方，安裝固定板上加強筋15、安裝固定板下加強筋16都位于安裝固定板左側連接板17和安裝固定板右側連接板 19之間。

力控打磨工具1還包括除塵管20、除塵罩殼21、快換磨具23、九十度連接塊右側板24、九十度連接塊電主軸固定板26、九十度連接塊左側板27、固定塊28，除塵管20位于安裝固定板右側連接板19的下方，除塵罩殼21位于除塵管20和柔性法蘭22之間，快換磨具23位于除塵管20的下方，九十度連接塊右側板24位于快換磨具23和電主軸25之間，九十度連接塊右側板24和九十度連接塊左側板27 之間通過九十度連接塊電主軸固定板26連接，固定塊28位于九十度連接塊電主軸固定板26的上方。

九十度連接塊右側板、九十度連接塊電主軸固定板、九十度連接塊左側板和固定塊之間通過焊接連接，以實現機器人自動更換刀具而無需開合罩殼，將傳統人工更換砂輪片時長十五至二十分鐘縮短為十至十五秒，且無需停機；除塵罩殼與安裝固定板左側連接板、安裝固定板右側連接板之間通過一個螺栓連接，機器人連接法蘭、安裝固定板、安裝固定板上加強筋、安裝固定板下加強筋、安裝固定板左側連接板、柔性法蘭連接板和安裝固定板右側連接板之間通過焊接組成安裝固定板保證機器人六軸與柔性法蘭保持垂直，并起到支撐相關氣管作用，通過九十度連接塊電主軸固定板和固定塊保證電主軸軸線與柔性法蘭之間的軸線保持垂直，從而保證打磨法向力與柔性法蘭伸縮在同一水平線，方便實時調整打磨法向力與對磨具磨料磨損進行實時位移補償，通過除塵罩殼實現罩殼無需手動開合即可進行換刀，實現換刀的自動化，通過九十度連接塊右側板、九十度連接塊電主軸固定板、九十度連接塊左側板和固定塊組成九十度連接裝置保證柔性法蘭下端裝置重心與柔性法蘭軸線在同一水平線，從而保證柔性法蘭承受扭矩小，通過電主軸和柔性法蘭實現打磨法向力、打磨轉速、打磨壓縮量可控可調整，保證整體打磨質量，通過除塵罩殼可以實現打磨粉塵的有效搜集，并通過其端部毛刷自動貼合工件表面能達到除塵效果 90％以上。柔性法蘭通過與打磨控制柜通信，可以實現控制柜柔性法蘭的打磨法向力、打磨位移補償、打磨法向力反應時間等，同時柔性法蘭實時反饋當前打磨法向力和打磨位移伸縮量等給打磨控制柜。打磨控制柜將得到信息反饋給機器人控制柜進行算法控制，實時對打磨法向力進行調整并實時判斷快換磨具磨損狀態并及時進行快換磨具自動更換，保證整個打磨過程中打磨法向力實時可控可調整并能自動補償快換磨具的磨損并及時快換磨具的自動更換。電主軸的電源啟停通過打磨控制柜進行控制，從而實現電主軸的啟停由打磨控制柜控制。電主軸通過與打磨控制柜通信，從而實現打磨控制柜控制電主軸正反轉和轉速大小，機器人控制柜通過控制打磨控制柜可以實現電主軸啟停、正反轉、轉速大小和打拉刀的間接控制。同時電主軸將當前轉速實時反饋給打磨控制柜進而反饋給機器人控制柜，實現打磨轉速的可控可調節，當機器人控制柜收到自動更換快換磨具的信號后，機器人控制柜控制電主軸的打拉刀進行快換磨具的自動更換。通過機器人控制柜可以實現打磨法向力、打磨轉速和打磨位移補償等工藝參數實時控制調整從而保證打磨質量并使整個打磨過程自動化與智能化。

所述鋁型材支架的形狀為正方形，這樣便于制造。

所述除塵管與除塵罩殼之間通過一個罩殼卡箍連接，這樣便于固定。

磨具庫2主要包括快換磨具38、轉簾門39、轉簾門傳感器40、刀柄傳感器41 和電機42，快換磨具38位于轉簾門傳感器40和刀柄傳感器41之間，轉簾門39、電機42都位于快換磨具38的上方。其中電機42的啟停及正反轉通過打磨控制柜3 控制，轉簾門傳感器40和刀柄傳感器41將信號實時反饋給打磨控制柜3；機器人控制柜5通過控制打磨控制柜3進而間接控制電機42的啟停和正反轉控制轉簾門 39的開合，轉簾門傳感器40將檢測反饋信號反饋給打磨控制柜3進而傳送給機器人控制柜5判定轉簾門是否開合到位；當轉簾門39開合到位后才可進行快換磨具 38的自動更換，通過刀柄傳感器42檢測當前刀位是否有快換磨具38和當前快換磨具38是否滿足打磨要求進而傳遞給機器人控制柜54作出判定從而決定是否能正常進行快換磨具38的自動更換。當磨具庫2上無可使用快換磨具38進行自動更換時，刀柄傳感器41將信息反饋給機器人控制柜4，從而機器人控制柜4控制機器人5停止工作并發出警報，提示進行快換磨具38的人工更換。

其中，柔性法蘭(ACF，Active Contact Flange)也稱自適應接觸法蘭，是一款能夠保持機器人末端工具與工件加工接觸面接觸力恒定的設備，基于氣動、模擬量控制，其高精度與高靈敏度的控制，能夠保證工具與加工面之間的接觸力控制在士1N以內，特別適用于打磨、拋光等應用場合。根據不同選型，其壓力范圍可選為0-100N或0-500N，伸縮行程可選35.5mm，48mm，98mm等，可選帶重力感應傳感器以克服自身重力，從而適應任意加工角度的應用。

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質內容。