阅读说明：本技术 全自动激光周向打磨抛光设备及方法 (Full-automatic laser circumferential grinding and polishing equipment and method ) 是由 王�华 王子扬 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种全自动激光周向打磨抛光设备及方法,包括主控单元、自动上料装置、前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构、激光打磨抛光装置及自动下料装置；还包括有上料位置、上料感应器、定位推料机械手、加工工位、加工工位感应器；所述主控单元分别连接于自动上料装置、前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构、激光打磨抛光装置、上料感应器、定位推料机械手、加工工位感应器及自动下料装置；所述主控单元控制前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构两者交替式夹持产品以供激光打磨抛光装置相应沿产品分后半侧、前半侧周向加工；其在环保、安全、节能、效率、产品局限性等方面都能得到极大的改善,适于推广应用。(The invention discloses full-automatic laser circumferential grinding and polishing equipment and a method, wherein the equipment comprises a main control unit, an automatic feeding device, a front half side positioning and clamping mechanism, a rear half side positioning and clamping mechanism, a laser grinding and polishing device and an automatic discharging device; the automatic feeding device also comprises a feeding position, a feeding inductor, a positioning pushing manipulator, a machining station and a machining station inductor; the main control unit is respectively connected with the automatic feeding device, the front half side positioning and clamping mechanism, the rear half side positioning and clamping mechanism, the laser grinding and polishing device, the feeding inductor, the positioning material pushing manipulator, the machining station inductor and the automatic discharging device; the main control unit controls the front half side positioning and clamping mechanism and the rear half side positioning and clamping mechanism to alternately clamp the product so as to enable the laser grinding and polishing device to circumferentially process the product along the rear half side and the front half side correspondingly; the method can greatly improve the aspects of environmental protection, safety, energy conservation, efficiency, product limitation and the like, and is suitable for popularization and application.)

全自动激光周向打磨抛光设备及方法

技术领域

本发明涉及打磨抛光领域技术，尤其是指一种全自动激光周向打磨抛光设备及方法，其适用但不局限于五金产品披锋、毛刺、水口等去除。

背景技术

抛光打磨是工业制造业内必要工序，以五金件的打磨抛光作业为例，一般需要针对五金产品的模线、披锋、毛刺、凸点等瑕疵的打磨、抛光；现有技术中，最早是由人工手握产品在打磨机、抛光机上进行处理，其存在效率低下、人工误差大、品质一致性差、对作业人员身心危害大等诸多缺陷。

后来，业内出现了不少自动化打磨抛光设备，相比之前的人工作业方式，着实有了很大进步，但是，现有技术中的自动打磨抛光设备，尚存在一些不足，例如：传统打磨抛光对砂带、磨轮、钨钢锉等耗材的依赖较大，加工过程中产生的粉尘、碎屑、噪音等对环境、人体的危害大，加工时间及耗材损耗、产能等均受披锋、毛刺、水口的厚薄、大小、形状等的影响，耗材更换耗损人工工时。

因此，申请人精心研究了一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种全自动激光周向打磨抛光设备及方法，其实现了对产品的周向打磨抛光，大幅提升了作业效率，降低人工成本，同时，提高了打磨抛光质量，避免出现打磨抛光局部不到位的现象，适于推广应用。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种全自动激光周向打磨抛光设备，包括有主控单元、自动上料装置、前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构、激光打磨抛光装置及自动下料装置；还包括有上料位置、上料感应器、定位推料机械手、加工工位、加工工位感应器；

所述自动上料装置衔接于上料位置的入料侧；所述上料感应器对应上料位置设置；所述定位推料机械手衔接于上料位置与加工工位；所述加工工位感应器对应加工工位设置；所述自动下料装置衔接于加工工位的出料侧；

以及，所述主控单元分别连接于自动上料装置、前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构、激光打磨抛光装置、上料感应器、定位推料机械手、加工工位感应器及自动下料装置；所述主控单元控制前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构两者交替式夹持产品以供激光打磨抛光装置相应沿产品分后半侧、前半侧周向加工。

作为一种优选方案，所述激光打磨抛光装置包括有激光头和带动激光头位移的XYZ轴驱动模块。

作为一种优选方案，所述加工工位的下方设置有回收冷却槽。

作为一种优选方案，所述回收冷却槽上设置有过滤网。

作为一种优选方案，所述自动下料装置包括有导料槽及成品收纳装置，所述后半侧定位夹持机构衔接于导料槽的入料侧，所述导料槽的出料侧衔接于成品收纳装置。

作为一种优选方案，所述加工工位的上方设置有向下吹风的风扇。

作为一种优选方案，还设置有全密防辐射外罩，所述全密防辐射外罩上设置有排气孔。

作为一种优选方案，所述激光头可拆卸式设置于XYZ轴驱动模块上。

作为一种优选方案，所述XYZ轴驱动模块上预留有两款以上的螺丝孔以用于装设不同的激光头。

一种全自动激光周向打磨抛光设备方法，包括如下步骤：

一、自动送料步骤：先将产品自动上料至上料位置，由上料感应器反馈信号至主控单元，主控单元控制自动输送带停止并控制定位推料机械手将产品从上料位置送至加工工位；

二、第一次产品自动夹持定位步骤：由加工工位感应器反馈信号至主控单元，主控单元控制前半侧定位夹持机构夹住产品的前半侧；

三、第一次产品自动周向打磨抛光步骤：所述激光头沿产品的后半侧周向轨迹行走，对产品的后半侧周向进行打磨抛光；

四、第二次产品自动夹持定位步骤：后半侧定位夹持机构夹住产品的的后半侧；前半侧定位夹持机构再松开并回到原点待料；

五、第二次产品自动周向打磨抛光步骤：所述激光头沿产品的前半侧周向轨迹行走，对产品的前半侧周向进行打磨抛光；

六、产品自动下料。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过主控单元、自动上料装置、前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构、激光打磨抛光装置、自动下料装置、上料位置、上料感应器、定位推料机械手、加工工位及加工工位感应器等功能部分的设置，在加工时，由主控单元控制前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构两者交替式夹持产品以供激光打磨抛光装置相应沿产品分后半侧、前半侧周向加工，进而，实现了对产品的周向打磨抛光；采用激光方式，针对形状规则或不规则的五金产品均适用，尤其是解决传统技术中不规则五金产品全周加工难题，而且，相比传统技术之打磨抛光轮式设备而言，避免了粉尘、碎屑、噪音等问题，加工效率大幅提升，也可适用更多结构复杂的产品表面，因此，采用激光方式搭配设备动作去除，在环保、安全、节能、效率、产品局限性等方面都能得到极大的改善，适于推广应用。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的侧视图；

图2是本发明之实施例的俯视图；

图3是本发明之实施例中对门把手进行全周打磨抛光的轨迹示意图。

附图标识说明：

10、机台 11、上料位置

12、上料感应器 13、定位推料机械手

14、加工工位 20、自动输送带

30、前半侧定位夹持机构 40、后半侧定位夹持机构

50、激光打磨抛光装置 51、激光头

52、XYZ轴驱动模块 60、回收冷却槽

71、导料槽 72、成品收纳装置

80、门把手 90、全周向轨迹

91、前半侧周向轨迹 92、后半侧周向轨迹

10、风扇。

具体实施方式

请参照图1至图3所示，其显示出了本发明之实施例的具体结构，其主要适用但不局限于五金件的打磨抛光作业，可以针对五金产品的模线、水口、披锋、毛刺、凸点等瑕疵的打磨、抛光，针对形状规则或不规则的五金产品均适用，尤其是解决传统技术中不规则五金产品全周加工难题，采用激光方式搭配设备动作去除，在环保、安全、节能、效率、产品局限性等方面都能得到极大的改善。

本实施例中，以金属材质的门把手80的自动打磨抛光设备为例作说明，事实上，本发明之全自动激光周向打磨抛光设备及方法并不局限于本实施例所述的自动打磨抛光设备，此处，仅作为例子说明。

一种全自动激光周向打磨抛光设备，包括有机台10，在机台10上设置有主控单元、自动上料装置（例如：自动输送带20）、前半侧定位夹持机构30、后半侧定位夹持机构40、激光打磨抛光装置及自动下料装置；还包括有上料位置11、上料感应器12、定位推料机械手13、加工工位14、加工工位14感应器；

所述自动上料装置衔接于上料位置11的入料侧；所述上料感应器12对应上料位置11设置；所述定位推料机械手13衔接于上料位置11与加工工位14，此处，定位推料机械手13腰身气缸驱动定位推料治具；所述加工工位14感应器对应加工工位14设置；所述自动下料装置衔接于加工工位14的出料侧；

以及，所述主控单元分别连接于自动上料装置、前半侧定位夹持机构30、后半侧定位夹持机构40、激光打磨抛光装置、上料感应器12、定位推料机械手13、加工工位14感应器及自动下料装置；所述主控单元控制前半侧定位夹持机构30、后半侧定位夹持机构40两者交替式夹持产品以供激光打磨抛光装置相应沿产品分后半侧、前半侧周向加工。所述激光打磨抛光装置包括有激光头51和带动激光头51位移的XYZ轴驱动模块52。所述XYZ轴驱动模块52包括有X向驱动装置、Y向驱动装置、Z向驱动装置，其分别用于驱动激光头51在X\Y\Z产生位移，进而满足激光头51可以绕产品的周向任意轨迹行走。如图2所示，优选X向驱动装置控制激光头51沿X向导轨位移，优选Y向驱动装置控制激光头51沿Y向导轨位移，同样的，也可使Z向驱动装置控制激光头51沿Z向导轨位移，确保动作精准可靠，提高加工精度。

所述激光头51可拆卸式设置于XYZ轴驱动模块52上，以依需方便更换不同的激光头51，例如：所述XYZ轴驱动模块52上预留有两款以上的螺丝孔以用于装设不同的激光头51。不同激光头51的选用，主要考虑到针对不同材质、表面处理需求等来选择。优选地，所述激光头51为光纤式激光头51，光纤式激光头51的集成度调节，其整体结构体积较小，使用寿命长，适用多种材质产品的加工。

如图1所示，本实施例中，所述加工工位14的下方设置有回收冷却槽60，通常，所述回收冷却槽60上设置有过滤网。所述回收冷却槽60内有常温积水，以便激光加工过程中喷射的火星快速沉淀，同时，在设备的外部罩设有全密防辐射外罩，防止火星飞溅及辐射伤人，也避免粉尘进入车间，改善了车间环境，有利于工作人员身心健康，同时，收集到回收冷却槽60内的废料可以回收利用，避免浪费。进一步地，所述加工工位14的上方设置有向下吹风的风扇，可以把火星向下吹，避免火星积在设备内部的零部件上，也避免了火星烧到线缆等。为了确保通气顺畅，在全密防辐射外罩的侧面（具体可以是靠近下段部位）设置排气孔。以图1所示的操作者所在侧为前侧，所述回收冷却槽60通常设置为从设备的左侧或右侧可抽拉式，方便倒积水、废料。

如图2所示，所述自动下料装置包括有导料槽71及成品收纳装置72，所述后半侧定位夹持机构40衔接于导料槽71的入料侧，所述导料槽71的出料侧衔接于成品收纳装置72。

接下来，介绍一种全自动激光周向打磨抛光设备方法，在加工之前，先导入产品参数（如产品外形、披锋、毛刺、水口的分布、厚薄等）进设备，一款产品只需导入一次，设备加工产数（如送料节拍、轨迹进给速度等）均可在人机界面上设定，启动设备；加工时，包括如下步骤：

一、自动送料步骤：先将产品自动上料至上料位置11，需打磨抛光的产品经产品专用的自动输送带20导槽流入设备内部，产品流至上料位置11时上料感应器12感应产品到料，由上料感应器12反馈信号至主控单元，主控单元控制自动输送带20停止并控制定位推料机械手13将产品从上料位置11送至加工工位14；此处，定位推料机械手13配专用的定位推料治具头下降定位取料，并将产品推入设备加工工位14，需要说明的是：所用到的专用治具、夹具及传送部分与产品接触部分均优选采用软性塑胶材质，避免设备造成的产品损伤；

二、第一次产品自动夹持定位步骤：加工工位14感应器感应到料，由加工工位14感应器反馈信号至主控单元，主控单元控制前半侧定位夹持机构30横移至加工工位14并夹住产品的前半侧，随之定位推料机械手13缩回上料位置11待料；

三、第一次产品自动周向打磨抛光步骤：所述激光头51沿产品的后半侧周向轨迹行走，对产品的后半侧周向进行打磨抛光；XYZ轴驱动模块52按照产品后半侧轨迹行走，激光头51根据轨迹及产品参数自动调整光斑大小，快速精准剔除产品后半侧披锋、毛刺、水口，然后，XYZ轴驱动模块52回到原点；

四、第二次产品自动夹持定位步骤：后半侧定位夹持机构40（配专用的夹持定位治具）横移至加工工位14，后半侧定位夹持机构40夹住产品的的后半侧；前半侧定位夹持机构30再松开并回到原点待料；

五、第二次产品自动周向打磨抛光步骤：XYZ轴驱动模块52按照产品前半侧轨迹行走，激光头51根据轨迹及产品参数自动调整光斑大小，快速精准剔除产品前半侧披锋、毛刺、水口；

六、产品自动下料步骤：后半侧定位夹持机构40夹持产品横移至下料位置，产品至下料工位放料，产品经导料槽71滑至成品收纳装置72内，至此，产品全周去除披锋、毛刺、水口完成。

在两次周向打磨抛光时，其轨迹的拼接处，可以通过提高激光头51行走轨迹控制精度，来确保几乎无缝拼接，使得全周加工较为理想，当然，也可以后续表面处理环节，例如电镀，来弥补局部微小区域的激光加工瑕疵。针对激光加工环节要求高的产品，也可以在靠近拼接处时，调弱激光强度，使得两次加工的拼接处形成重合区域，通过两次相对较弱的激光处理，整个加工效果达标，确保无缝无漏加工区域。

需要说明的是：所述的治具，可以依据实际加工产品的形状来设置，事实上，该种打磨抛光设备，更改不同的治具等部分结构，即可满足不同产品的加工需求，因此，申请人设计的该打磨抛光设备具有很好的加工通用性。所述的专用，主要是指匹配产品的形状需求。

本发明的设计重点在于，其主要是通过主控单元、自动上料装置、前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构、激光打磨抛光装置、自动下料装置、上料位置、上料感应器、定位推料机械手、加工工位及加工工位感应器等功能部分的设置，在加工时，由主控单元控制前半侧定位夹持机构、后半侧定位夹持机构两者交替式夹持产品以供激光打磨抛光装置相应沿产品分后半侧、前半侧周向加工，进而，实现了对产品的周向打磨抛光；采用激光方式，针对形状规则或不规则的五金产品均适用，尤其是解决传统技术中不规则五金产品全周加工难题，而且，相比传统技术之打磨抛光轮式设备而言，避免了粉尘、碎屑、噪音等问题，加工效率大幅提升，也可适用更多结构复杂的产品表面，因此，采用激光方式搭配设备动作去除，在环保、安全、节能、效率、产品局限性等方面都能得到极大的改善，适于推广应用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。