开云官方入口:基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机

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  1.一种基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，包括底板总成(1)、门架总成(2)、

  工作台总成(3)、横移总成(4)、升降总成(5)、执行机构总成(6)和控制柜，控制柜内设置控

  所述门架总成(2)安装在底板总成(1)上方；所述工作台总成(3)安装在底板总成(1)

  上；所述横移总成(4)安装在门架总成(2)的侧面；所述升降总成(5)安装在横移总成(4)的

  侧面；所述执行机构总成(6)安装在升降总成的侧面末端；所述工作台总成(3)、横移总成

  (4)、升降总成(5)、执行机构总成(6)分别与控制模块通讯连接由控制模块控制运动；

  被打磨工件安装在工作台上，控制管理系统根据读取的打磨位置信息，控制工作台总成

  (3)、横移总成(4)、升降总成(5)运动到打磨位置，控制执行总成实现对工件指定位置的自

  2.根据权利要求1所述的基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，其特征是：所

  述底板总成(1)的主体是大底板(101)，其上安装有两条直线)，用来给工作台总成

  (3)导向，大底板的两个侧边分别装有限位器(103)，用来限制工作台的前后极限位置，两端

  有安装结构(104)，用来安装门架总成(2)，还包括工作台驱动伺服电机(105)、减速器一

  (106)和驱动齿轮一(107)，工作台驱动伺服电机(105)经过减速器一(106)减速后，驱动齿

  轮一(107)与底板总成的长齿条配合，实现工作台总成(3)与底板总成(1)的前后相对移动。

  3.根据权利要求2所述的基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，其特征是：所

  都设计为门型结构，底部通过装配方式，连接到大底板(101)上，大横梁(203)的侧面安装有

  横移总成(4)的驱动齿轮配合，实现横移总成(4)的左右移动，大横梁左右两端安装有限位

  器(206)，用来限制横移总成的极限位置，大横梁上安装有拖链(207)，用来支撑随横移总成

  一起移动的电缆线所述的基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，其特征是：所

  述工作台总成(3)，主体是工作台板(301)，台板上有T型槽，便于工件的安装，在台板下方安

  装有两组共四个滑块(302)，与底板总成直线)配合，实现工作台与底板的导向作

  用，下方安装有齿条二(303)，与底板总成驱动齿轮一(107)配合，实现工作台总成的前后移

  5.根据权利要求4所述的基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，其特征是：所

  述横移总成(4)包括安装板(401)，安装板(401)一面安装有两组四个滑块(402)，与门架总

  成的直线)配合，实现横移总成(4)与门架总成(2)的导向作用，有横移伺服电机

  (403)、减速器二(404)和驱动齿轮二(405)，横移伺服电机(403)经过减速器二(404)减速

  后，驱动齿轮二(405)，与门架总成的齿条一(205)配合，实现横移总成(4)与门架总成(2)的

  左右相对移动；同时，安装板(401)的另一面也安装有两组四个滑块(406)，与升降总成直线

  导轨配合，实现升降总成(5)与横移总成(4)的导向作用，有升降伺服电机(407)、减速器三

  (408)和驱动齿轮三(409)，升降伺服电机(407)经过减速器三(408)减速后，驱动齿轮三

  (409)，与升降总成的长齿条配合，实现升降总成(5)与横移总成(4)的升降相对移动。

  6.根据权利要求5所述的基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，其特征是：所

  述升降总成(5)包括升降立柱(501)，在立柱(501)上安装有两个导轨(502)和一个长齿条

  (503)，导轨(502)与横移总成(4)的滑块配合，实现升降总成(5)相对横移总成(4)移动时的

  导向作用，长齿条(503)与升降总成(5)的驱动齿轮配合，实现升降总成(5)相对横移总成

  (4)的升降移动，在立柱上下两端，安装有限位器(504)，限制升降总成移动的极限位置。

  7.根据权利要求5所述的基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，其特征是：所

  述执行机构总成(6)包括电主轴(601)、伺服电机(602)、气缸(603)、打磨工具(604)，打磨工

  具(604)安装在电主轴上，由电主轴直驱实现贵工件的打磨，伺服电机(602)调整电主轴的

  抛光将其去掉。而且对于一些需要喷涂的表面也有必要进行打磨处理，这样做才能够去除基材上

  的毛刺、油污以及灰尘，提高漆料的机械附着力。很多企业在设备生产工艺流程中都有打

  磨、抛光的工序，很多中小型公司制作产品数量相对较少但品种繁多，往往采用传统的手工

  打磨，这样过分的依赖专业技能的人才导致人力成本的不断升高、加工质量不稳定，同时打

  取打磨处位置，传统的一些工业机器人一般都会采用示教的方式获取打磨路径点，当工件种类

  更换频繁时，这就导致频繁示教来获得打磨路径点耗时巨大。另外一些采用机器视觉对打

  磨面进行识别，通过提取特征点进行确定打磨点，当工件是立体的且打磨面分布在工件各

  一种基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，包括底板总成、门架总成、工作

  台总成、横移总成、升降总成、执行机构总成和控制柜，控制柜内设置控制模块；

  移总成安装在门架的侧面；所述升降总成安装在横移总成的侧面；所述执行机构总成安装

  在升降总成的侧面末端；所述工作台总成、横移总成、升降总成、执行机构总成分别与控制

  成、横移总成、升降总成运动到打磨位置，控制执行总成实现对工件指定位置的自动打磨。

  进一步的，所述底板总成的主体是大底板，其上安装有两条直线导轨，用来给工作

  台总成导向，大底板的两个侧边分别装有限位器，用来限制工作台的前后极限位置，两端有

  安装结构，用来安装门架总成，还包括工作台驱动伺服电机、减速器一和驱动齿轮，伺服电

  机经过减速器一减速后，驱动齿轮与底板总成的长齿条配合，实现工作台总成与底板总成

  进一步的，所述门架总成包括左立柱、右立柱和大横梁，左立柱、右立柱都设计为

  门型结构，底部通过装配方式，连接到大底板上，大横梁的侧面安装有两条直线导轨，用来

  给横移总成导向，大横梁上安装有齿条，用来与横移总成的驱动齿轮配合，实现横移总成的

  左右移动，大横梁左右两端安装有限位器，用来限制横移总成的极限位置，大横梁上安装有

  进一步的，所述工作台总成，主体是工作台板，台板上有T型槽，便于工件的安装，

  在台板下方安装有两组共四个滑块，与底板总成直线导轨配合，实现工作台与底板的导向

  作用，下方安装有齿条，与底板总成驱动齿轮配合，实现工作台总成的前后移动。

  进一步的，所述横移总成包括安装板，安装板一面安装有两组四个滑块，与门架总

  成直线导轨配合，实现横移总成与门架总成的导向作用，有横移伺服电机、减速器二和驱动

  齿轮，伺服电机经过减速器二减速后，驱动齿轮，与门架总成的长齿条配合，实现横移总成

  与门架总成的左右相对移动；同时，安装板的另一面也安装有两组四个滑块，与升降总成直

  线导轨配合，实现升降总成与横移总成的导向作用，有升降伺服电机、减速器三和驱动齿

  轮，伺服电机经过减速器三减速后，驱动齿轮，与升降总成的长齿条配合，实现升降总成与

  进一步的，所述升降总成包括升降立柱，在立柱上安装有两个导轨和一个长齿条，

  导轨与横移总成的滑块配合，实现升降总成相对横移总成移动时的导向作用，长齿条与升

  降总成的驱动齿轮配合，实现升降总成相对横移总成的升降移动，在立柱上下两端，安装有

  进一步的，所述执行机构总成包括电主轴、伺服电机、气缸、打磨工具，打磨工具安

  装在电主轴上，由电主轴直驱实现贵工件的打磨，伺服电机调整电主轴的方位角，气缸通气

  将多边形标记填充为不同于模型原色的任一颜色后保存为STEP/STP格式；

  S1、使用程序解析并读入STEP/STP文件，对于STEP/STP文件中模型的被标记面都

  S4、位置点拟合：将待加工面的位置点进行拟合，并根据最终获得的位置点集合内

  点的个数把被标记面划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，从而得出下一步路径规划所需要的位置点坐标。

  机，利用程序读取并自动识别打磨位置，引导打磨头对打磨面进行自动打磨，当加工对象种

  类多、批量少时，能够迅速生成加工路径，避免频繁示教带来的麻烦，具有操作简单易行、自

  型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描

  如图1所示，本实施例所述的基于三维模型的大型钣金焊接件自动打磨机，包括：

  底板总成1、门架总成2、工作台总成3、横移总成4、升降总成5、执行机构总成6和控制柜，控

  其中，所述门架总成2安装在底板总成1上方；所述工作台总成3安装在底板总成1

  上；所述横移总成4安装在门架2的侧面；所述升降总成5安装在横移总成4的侧面；所述执行

  机构总成6安装在升降总成的侧面末端。所述工作台总成3、横移总成4、升降总成5、执行机

  被打磨工件安装在工作台上，控制管理系统根据读取的打磨位置信息，控制工作台3、

  横移总成4、升降总成5运动到打磨位置，控制执行总成实现对工件指定位置的自动打磨。

  来给工作台总成3导向，大底板的两个侧边分别装有限位器103，用来限制工作台的前后极

  限位置，两端有安装结构104，用来安装门架总成2，有工作台驱动伺服电机105、减速器106

  和驱动齿轮107，伺服电机105经过减速器106减速后，驱动齿轮107，与底板总成的长齿条配

  如图3所示，所述门架总成2主要由左立柱201、右立柱202和大横梁203等组成，左

  右立柱设计为都设计为门型结构，底部通过装配方式，连接到大底板上101，大横梁203的侧

  移总成4的驱动齿轮配合，实现横移总成4的左右移动，大横梁左右两端安装有限位器206，

  用来限制横移总成的极限位置，大横梁上安装有拖链207，用来支撑随横移总成一起移动的

  安装，在台板下方安装有两组共4个滑块302，与底板总成直线配合，实现工作台与

  底板的导向作用,下方安装有303齿条，与底板总成驱动齿轮107配合，实现工作台总成的前

  如图5a和图5b所示，所述横移总成4的安装板401，安装板一面安装有两组4个滑块

  机403、减速器404和驱动齿轮405，伺服电机403经过减速器404减速后，驱动齿轮405，与门

  架总成的长齿条205配合，实现横移总成4与门架总成2的左右相对移动；同时，安装板401的

  另一面也安装有方安装有两组4个滑块406，与升降总成直线导轨配合，实现升降总成5与横

  移总成4的导向作用，有升降伺服电机407、减速器408和驱动齿轮409，伺服电机407经过减

  速器408减速后，驱动齿轮409，与升降总成的长齿条配合，实现升降总成5与横移总成4的升

  如图6所示，所述升降总成5，有升降立柱501，在立柱501上安装有两个导轨502和

  一个长齿条503，导轨502与横移总成4的滑块配合，实现升降总成5相对横移总成4移动时的

  导向作用，长齿条503与升降总成5的驱动齿轮配合，实现升降总成5相对横移总成4的升降

  如图7a和7b所示，执行机构总成6主要由电主轴601、伺服电机602、气缸603、打磨

  工具604等组成，打磨工具604安装在电主轴上，由电主轴直驱实现贵工件的打磨，伺服电机

  602调整电主轴的方位角，气缸603通气后，实现打磨工具以一定的压力紧贴在工件上。

  工件安装在工作台后，将标记好打磨面信息的工件stp/step格式的三维模型导入

  控制模块的计算机，由控制管理系统识别工件尺寸与形状等信息，并读入需要打磨面的位置信

  息，通过坐标转换，得到打磨面在机床坐标系中的位置信息，并进行路径规划，指挥机器的

  标记，将待打磨面称为被标记面，将多边形标记填充为不同于模型原色的任一颜色后保存

  (1)文件解析：使用程序解析并读入STEP/STP文件，对于STEP/STP文件中模型的被

  (2)模型显示：通过AnyCAD模型造型引擎进行造型，通过显示引擎进行特征显示。

  (3)获取位置信息：获取读入的标记面的位置，将包含位置信息的位置点坐标保存

  (4)位置点拟合：根据真实的情况：端面磨具实际加工区域是具有一定直径的圆。将

  待加工面的位置点进行拟合。并根据最终获得的位置点集合内点的个数把被标记面划分为

  (12)构建读取器所需要的拓扑图形读取环境类，此类能够让读取器将三维模型的

  (21)AnyCAD造型引擎利用读入的参数对每一个图形进行造型，保存为拓扑类型的

  (22)调用ShowGeometry( )方法将拓扑图型挂接在固定的场景节点上。

  步骤(3)中所述的“获取待加工面位置信息”，本方法是用一个能够代表被标记面

  (32)每遍历一个拓扑图形时，判断拓扑图形的颜色属性值是否与给定值相等，若

  (47)判断被标记面集合M是否读取完毕，若没有则重复步骤(41)‑(47)。

  当全部执行了上述四个步骤之后，能够获得STEP/STP文件中所包含的所有被标记

  面的位置点信息，且这些点都保存在每个零件的位置点集合当中。而且被标记面也被区分

  为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，Ⅰ类面可以当作一个点来加工，Ⅱ类面的加工路径可以看作一条线段，第三

  读取并自动识别打磨位置，引导打磨头对打磨面进行自动打磨，当加工对象种类多、批量少

  时，能够迅速生成加工路径，避免频繁示教带来的麻烦，具有操作简单易行、自动化程度高

  施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前

  述各实施例所记载的技术方案做修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些

  修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范