一种金属零部件加工用表面打磨装置及打磨方法与流程

文档序号:41303171发布日期:2025-03-17 18:19阅读:121来源:国知局

本发明涉及金属零部件加工领域,更具体地说,涉及一种金属零部件加工用表面打磨装置及打磨方法。


背景技术:

1、在金属零部件加工行业中,表面打磨无疑是一道至关重要的工序,金属零部件在经历切割、焊接、铸造等一系列加工过程后,其表面往往会留下各种缺陷,如毛刺、锈迹、凹凸不平以及加工痕迹等。这些表面缺陷不仅损害了零部件的外观美观性,更为重要的是,它们可能严重降低零部件的配合精度,削弱其力学性能,甚至在零部件使用过程中引发故障或导致早期失效,从而影响整个机械系统的正常运行和使用寿命。

2、因此,对加工好的零部件进行细致的打磨操作显得尤为重要,然而,在现有的技术条件下,批量打磨金属零件时面临着诸多挑战,对于一些形状规则、易于打磨的零件,如板状零件,已经实现了自动化打磨,这大大提高了打磨效率和一致性,但对于一些异形形状的零件,由于其形状复杂、曲面多变,自动化打磨设备难以适应,因此往往还是采用人工手持小型打磨机来进行打磨操作。

3、这种人工打磨方式存在诸多弊端,首先,劳动强度大,工人需要长时间手持打磨机进行作业,容易导致手部疲劳和伤害,其次,效率低下,人工打磨的速度远无法与自动化设备相比,难以满足大规模生产的需求。更为重要的是,人工打磨难以保证打磨质量和一致性,由于工人的技术水平和经验差异,以及打磨过程中的主观因素,导致打磨效果参差不齐,难以达到统一的质量标准。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种金属零部件加工用表面打磨装置及打磨方法,可以实现打磨过程中,通过压力传感器实时捕捉打磨力度动态变化,打磨一小段路径后,第二摄像头立即检测打磨效果,一旦发现未达理想标准,即刻微调气缸参数提升打磨力度,这种动态调整机制,保证了打磨全程都朝着理想效果推进,减少废品率,并且每次调整的数据还会反馈至神经网络模型,持续优化模型预测精准度,形成良性循环,让后续打磨作业更加精准高效。

2、为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。

3、一种金属零部件加工用表面打磨装置,包括:

4、加工台和真空吸盘,所述真空吸盘设置在加工台的上端;

5、第一电机,所述第一电机安装在加工台的上表面靠近一端的位置处,所述第一电机用于驱动真空吸盘在加工台上进行左右移动;

6、支撑架,所述支撑架安装在加工台的上端;

7、横板,所述横板固定安装在支撑架的内壁上;

8、第一气缸和第二气缸,所述第一气缸和第二气缸为多组设置,且多组第一气缸和第二气缸均安装在支撑架的上端;

9、打磨件,所述打磨件为多组设置,且多组打磨件对应设置在第一气缸、第二气缸的下方位置处;

10、第二电机,所述第二电机安装在支撑架的上端,所述第二电机用于驱动打磨件进行转动;

11、第一摄像头,所述第一摄像头安装在支撑架的下端,所述第一摄像头用于获取下方经过的金属件的特征数据;

12、控制模块,根据第一摄像头获取的特征数据,控制对应的第一气缸和第二气缸驱动打磨件移动到相应的高度,并对金属件对应的表面施加相应的挤压力。

13、进一步地,第一齿轮,所述第一齿轮安装在第二电机的输出轴上;

14、第二齿轮,所述第二齿轮转动安装在横板的上方,所述第二齿轮的数量与第一气缸的数量相互对应,多组所述第二齿轮相互啮合连接,其中一组所述第二齿轮与第一齿轮啮合连接;

15、第一棱柱孔,所述第一棱柱孔贯穿开设在第二齿轮的中心位置处;

16、第一棱柱,所述第一棱柱设置在第一棱柱孔的内部,所述第一棱柱的下端活动贯穿横板,并与对应的打磨件进行固定连接;

17、连接件,所述连接件安装在第一棱柱的上端与第一气缸之间,所述连接件用于在第一气缸推动第一棱柱下移时,同时保证第一棱柱进行转动。

18、进一步地,第三齿轮,所述第三齿轮设置在每两组第二齿轮啮合连接处,所述第三齿轮与对应的第二齿轮进行啮合连接;

19、第二棱柱孔,所述第二棱柱孔贯穿开设在第三齿轮的中心位置处;

20、第二棱柱,所述第二棱柱设置在第二棱柱孔内,所述第二棱柱的下端活动贯穿横板并与对应的打磨件进行固定连接,所述第二棱柱的上端和第二气缸之间连接有相同结构的连接件。

21、进一步地,连接件包括:

22、下转盒,所述下转盒套设在第一棱柱和第二棱柱的上端;

23、第一阻隔盘,所述第一阻隔盘固定安装在第一棱柱和第二棱柱的上端,所述第一阻隔盘设置在下转盒内;

24、上转盒,所述上转盒套设在第一棱柱和第二棱柱的下端,所述上转盒的下端与下转盒固定连接;

25、第二阻隔盘,所述第二阻隔盘固定安装在第一棱柱和第二棱柱的下端,所述第二阻隔盘设置在上转盒内。

26、进一步地,压力传感器,所述压力传感器安装在第二阻隔盘的下端,所述压力传感器与控制器电性连接。

27、进一步地,所述打磨件由弹性气囊和打磨刷毛组成,所述打磨刷毛均匀分布在弹性气囊的外表面上,所述第一棱柱和第二棱柱的下端与对应的弹性气囊进行固定连接。

28、进一步地,第二摄像头,所述第二摄像头安装在横板的下端,且远离第一摄像头的一端,所述第二摄像头用于获取打磨后金属件的特征数据。

29、进一步地,丝杆,所述丝杆固定安装在第一电机的输出轴上;

30、移动板,所述移动板螺纹连接在丝杆的侧表面上,真空吸盘安装在移动板上;

31、光轴,所述光轴活动贯穿设置在移动板的前后两端;

32、支撑块,所述支撑块呈多组设置,所述支撑块固定安装在光轴的左右两端,其中一组所述支撑块转动安装在丝杆远离第一电机的一端,所述支撑块的下端与加工台的上面表面固定连接。

33、本发明还提供一种打磨方法,适用于上述的一种金属零部件加工用表面打磨装置,包括如下步骤:

34、步骤1,将金属件放在真空吸盘上,并开启真空吸盘,然后通过第一电机驱动丝杆转动,来驱动真空吸盘从左向右进行移动;

35、步骤2,在金属件随真空吸盘移动到第一摄像头的下方时,第一摄像头对经过的金属件进行拍摄,并获取金属件的特征数据,其中特征数据包括金属件表面的缺陷数据及打磨区域数据;

36、步骤3,第一摄像头根据获取的特征数据,控制打磨件调整到相应的高度,神经网络模型根据获取的特征数据,输出打磨件所需打磨的力度,第二电机驱动打磨件旋转,对通过的金属件进行打磨操作。

37、根据第一摄像头根据获取的特征数据,控制打磨件调整到相应的高度,神经网络模型根据获取的特征数据,输出打磨件所需打磨的力度,包括:

38、步骤31,记录历史打磨金属件的材质及金属件表面的缺陷数据,通过压力传感器记录打磨件对打磨区域的打磨力度及打磨力度对应的评估分数,将历史打磨金属件的材质、缺陷数据、打磨区域的打磨力度及打磨力度对应的评估分数作为神经网络模型的训练数据,在神经网络模型训练好后,当金属件从第一摄像头下方经过时,训练好的神经网络模型预判出所需对应控制的第一气缸和第二气缸和所需的打磨力度,控制模块将控制信号发送至对应的第一气缸、第二气缸中。

39、相比于现有技术,本发明的有益效果在于:

40、(1)本方案借助第一摄像头获取金属件的三维数据与待打磨区域信息,配合人机交互录入的材质信息,以及对表面缺陷的精确量化分析,能为打磨过程提供详尽且精准的输入数据,基于这些数据,利用训练好的神经网络模型预测打磨力度,通过控制气缸行程,让打磨件精准贴合不同金属件的打磨需求,无论是平整还是凹凸不平的表面,都能实现精细化打磨,有效提升打磨质量,减少过度打磨或打磨不足的情况。

41、(2)本方案在打磨过程中,通过压力传感器实时捕捉打磨力度动态变化,打磨一小段路径后,第二摄像头立即检测打磨效果,一旦发现未达理想标准,即刻微调气缸参数提升打磨力度,这种动态调整机制,保证了打磨全程都朝着理想效果推进,减少废品率,并且每次调整的数据还会反馈至神经网络模型,持续优化模型预测精准度,形成良性循环,让后续打磨作业更加精准高效。

42、(3)本方案通过设置表面粗糙度、光泽度等打磨效果评估指标,并转化为0分到100分的量化分数,让打磨效果有了直观、可比的衡量标准,这不仅便于操作人员快速判断打磨质量,也为后续数据驱动的模型训练、优化提供了清晰明确的反馈,有助于提升整个打磨系统的稳定性与可靠性。

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