鑄件自動清理的敏捷控制裝置及敏捷控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄件的自動化清理領(lǐng)域，特別地，涉及一種鑄件自動清理的敏捷裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種鑄件自動清理的敏捷控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鑄件自動化清理領(lǐng)域，由機器人抓取主軸，針對不同的清理特征選取相對應的刀具對鑄件進行定點清理是發(fā)展趨勢。但鑄件毛坯存在較大的差異性和不確定性，可能隨機出現(xiàn)各種異常特征(特別是針對鑄鐵材料時，由于鑄鐵毛坯件塑性差、硬度高、含碳量高、鑄造粘砂嚴重，清理加工將產(chǎn)生較大的沖擊負荷，易造成清理不干凈或者加工到鑄件本體而損壞鑄件，嚴重的將造成加工系統(tǒng)的損壞或者重大安全事故發(fā)生)。另外，由于機械、電氣故障等原因，可能造成自動化加工時，刀具與鑄件的相對位置出現(xiàn)偏差。這些情況都可能造成清理特征無法完全去除，嚴重時造成刀具、主軸、機器人等加工設(shè)備損壞，從而影響機器人的連續(xù)、自動化生產(chǎn)，甚至出現(xiàn)重大安全事故。
[0003]目前，為了避免遇到異常特征損壞加工設(shè)備，保證加工質(zhì)量，主要有三種方式對鑄件加工路徑進行補償:
[0004]1、機械式柔性浮動工具補償:浮動工具功率較小，無法應用于高速、高效的加工場合；工具預緊力、工具浮動范圍、加工速度、刀具轉(zhuǎn)速均會對最終加工質(zhì)量造成影響，加工過程中刀具出現(xiàn)發(fā)彈的現(xiàn)象嚴重，對加工工藝調(diào)試要求非常嚴格；同時當碰到較大的清理特征時刀具將自動繞開，無法保證完全去除。
[0005]2、接觸式力矩傳感器，屬于被動補償，降低系統(tǒng)剛性，影響系統(tǒng)在震動工況下的特性。在對鑄件毛坯直接檢測過程中存在干擾大、測量誤差大、傳感器易損壞等技術(shù)問題。
[0006]3、通過設(shè)計高精度的工裝。鑄件清理屬于鑄件后處理，此階段鑄件為毛坯狀態(tài)無準確的定位基準且鑄造變形等因素要實現(xiàn)工件精確定位難度太大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種鑄件自動清理的敏捷控制裝置及鑄件自動清理的敏捷控制方法，以解決現(xiàn)有鑄件毛坯清理加工路徑補償方式，浮動工具功率較小，無法應用于高速、高效的加工場合；直接接觸式力矩傳感器，降低鑄件自動清理系統(tǒng)的剛性，影響鑄件自動清理系統(tǒng)在震動工況下的特性的技術(shù)問題。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種鑄件自動清理的敏捷控制裝置，包括用于對待清理鑄件進行自動清理的執(zhí)行機構(gòu)以及用于對執(zhí)行機構(gòu)進行自動操作控制的驅(qū)動控制機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)連有用于監(jiān)控執(zhí)行機構(gòu)加工運行過程中的實時電流的電流檢測傳感器，電流檢測傳感器通過用于將電流檢測傳感器感應的實時電流特征與電流檢測傳感器的空載電流特征進行比對的數(shù)據(jù)處理機構(gòu)連接驅(qū)動控制機構(gòu)，驅(qū)動控制機構(gòu)依據(jù)數(shù)據(jù)處理機構(gòu)反饋的電流特征比對信息調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)的進給速度或者停止執(zhí)行機構(gòu)的運行。
[0009]進一步地，執(zhí)行機構(gòu)包括用于對待清理鑄件進行清理的刀具組件、用于控制刀具組件執(zhí)行清理的機器人以及用于輸送和固定待清理鑄件的輸送機構(gòu)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種鑄件自動清理的敏捷控制方法，包括:a、獲取執(zhí)行機構(gòu)的運行標準電流值，以及設(shè)定執(zhí)行機構(gòu)的進給減速電流值和運行極限電流值；b、固定待清理鑄件，執(zhí)行機構(gòu)對待清理鑄件進行清理操作；c、實時監(jiān)控執(zhí)行機構(gòu)的滑動窗口電流平均值，作為當前運行電流值；將提取的當前運行電流值與進給減速電流值和運行極限電流值分別進行比對；d、通過比對實時的電流特征實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)的自動控制，從而保證執(zhí)行機構(gòu)對待清理鑄件清理的過程中的設(shè)備安全和加工質(zhì)量。
[0011 ] 進一步地，步驟a中，通過套在執(zhí)行機構(gòu)動力電源線上的電流檢測傳感器檢測執(zhí)行機構(gòu)空載穩(wěn)定狀態(tài)的滑動窗口電流平均值，作為運行標準電流值；數(shù)據(jù)處理機構(gòu)通過數(shù)字通信接口讀取電流檢測傳感器的運行標準電流值并進行存儲，儲存的運行標準電流值作為判斷執(zhí)行機構(gòu)運行狀態(tài)的基準值；步驟a中，數(shù)據(jù)處理機構(gòu)在保證設(shè)備安全、加工質(zhì)量和充分的安全裕量前提下，依據(jù)運行標準電流值、待清理鑄件的形狀、待清理鑄件的材料、待清理鑄件的姿態(tài)和執(zhí)行機構(gòu)所能承受的輸出電流限制，設(shè)定執(zhí)行機構(gòu)的進給減速電流值和運行極限電流值。
[0012]進一步地，步驟d中通過比對實時的電流特征實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)的自動控制具體為:當前運行電流值超過運行極限電流值時，數(shù)據(jù)處理機構(gòu)立即發(fā)出報警信號至驅(qū)動控制機構(gòu)，驅(qū)動控制機構(gòu)控制執(zhí)行機構(gòu)停止運行；當前運行電流值超過運行減速電流值但未達到運行極限電流值時，數(shù)據(jù)處理機構(gòu)立即發(fā)出減速信號至驅(qū)動控制機構(gòu)，驅(qū)動控制機構(gòu)控制執(zhí)行機構(gòu)進給減速；當執(zhí)行機構(gòu)處于進給減速狀態(tài)時，數(shù)據(jù)處理機構(gòu)監(jiān)測到執(zhí)行機構(gòu)的電流持續(xù)小于運行減速電流值，數(shù)據(jù)處理機構(gòu)取消發(fā)送至驅(qū)動控制機構(gòu)的減速信號，驅(qū)動控制機構(gòu)使執(zhí)行機構(gòu)恢復到正常進給速度。
[0013]進一步地，步驟a中，使執(zhí)行機構(gòu)處于空載穩(wěn)定狀態(tài)，并通過電流檢測傳感器測量執(zhí)行機構(gòu)的空載電流特征，依據(jù)空載電流特征設(shè)定運行標準電流值。
[0014]進一步地，依據(jù)運行標準電流值以及待清理鑄件的形狀、材料、姿態(tài)以及執(zhí)行機構(gòu)所能承受的輸出電流限制，設(shè)定執(zhí)行機構(gòu)的進給減速電流值和運行極限電流值。
[0015]進一步地，步驟d中，通過電流檢測傳感器感應執(zhí)行機構(gòu)的實時電流特征，通過數(shù)據(jù)處理機構(gòu)從電流檢測傳感器提取實時電流特征；當提取的當前電流值小于進給減速電流值時，執(zhí)行機構(gòu)以正常速度進給；當提取的當前電流值超過運行極限電流值時，立即停止執(zhí)行機構(gòu)進給，并對執(zhí)行機構(gòu)進行停機檢查；當提取的當前電流值超出進給減速電流值而小于運行極限電流值時，降低執(zhí)行機構(gòu)進給速度，并當提取的當前電流值持續(xù)小于進給減速電流值時，執(zhí)行機構(gòu)恢復到正常進給速度。
[0016]進一步地，在執(zhí)行機構(gòu)對待清理鑄件進行加工的過程中，電流檢測傳感器實時測量執(zhí)行機構(gòu)的運行電流；數(shù)據(jù)處理機構(gòu)以滑動的時間窗口，提取電流測量平均值的特征。
[0017]進一步地，步驟b中，通過夾持機構(gòu)對待清理鑄件進行夾持固定；通過翻轉(zhuǎn)機構(gòu)調(diào)整待清理鑄件的姿態(tài)；通過驅(qū)動控制機構(gòu)控制執(zhí)行機構(gòu)運行。
[0018]進一步地，步驟d中，通過電流檢測傳感器感應執(zhí)行機構(gòu)的實時電流特征，電流檢測傳感器將感應的實時電流特征反饋給數(shù)據(jù)處理機構(gòu)，數(shù)據(jù)處理機構(gòu)通過對比，判斷執(zhí)行機構(gòu)的運行狀態(tài)后，給驅(qū)動控制機構(gòu)發(fā)出相應信號，驅(qū)動控制機構(gòu)通過反饋信息自動調(diào)整對執(zhí)行機構(gòu)的控制。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明鑄件自動清理的敏捷控制裝置，可以有效解決因清理特征差異性、設(shè)備故障等原因造成打磨到工件本體和損壞設(shè)備的風險。可充分保證清理加工系統(tǒng)的可靠性，防止加工系統(tǒng)的損壞或者重大安全事故發(fā)生。同時當遇到較大的凸瘤等清理特征時，能夠保證完全、可靠去除。對鑄件自動清理系統(tǒng)的剛性以及在震動工況下的特性影響小。可以克服浮動工具的缺點，沒有應用場合限制。本發(fā)明鑄件自動清理的敏捷控制裝置可以廣泛應用于各種機械粗加工場合。
[0021]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0022]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的鑄件自動清理的敏捷控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的鑄件自動清理的敏捷控制方法的結(jié)構(gòu)框圖。
[0025]圖例說明:
[0026]1、待清理鑄件；2、執(zhí)行機構(gòu)；3、驅(qū)動控制機構(gòu)；4、電流檢測傳感器；5、數(shù)據(jù)處理機構(gòu)。
【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由所限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0028]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的鑄件自動清理的敏捷控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的鑄件自動清理的敏捷控制方法的結(jié)構(gòu)框圖。
[0029]如圖1所示，本實施例的鑄件自動清理的敏捷控制裝置，包括用于對待清理鑄件I進行自動清理的執(zhí)行機構(gòu)2以及用于對執(zhí)行機構(gòu)2進行自動操作控制的驅(qū)動控制機構(gòu)3，執(zhí)行機構(gòu)2連有用于監(jiān)控執(zhí)行機構(gòu)2加工運行過程中的實時電流的電流檢測傳感器4，電流檢測傳感器4通過用于將電流檢測傳感器4感應的實時電流特征