CN114310600B - 一种全自动化的打磨工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动化的打磨工作站，包括：防护外罩，所述防护外罩内设有用于固定工件的旋转工作台，所述旋转工作台的一侧设有用于打磨工件的智能恒力打磨***，所述智能恒力打磨***的一侧设有用于存储打磨耗材的智能打磨耗材管理***，所述智能恒力打磨***上的打磨耗材通过智能打磨耗材管理***进行更换。通过旋转工作台和智能恒力打磨***的配合，实现自动的对形状较为复杂的大工件表面进行打磨，提高了打磨效率，在打磨过程中保证打磨表面的接触力度为恒力，提升打磨品质的稳定性，同时整个打磨过程在封闭式的防护外罩内进行，工人只需在防护外罩的外侧进行操作和控制，使灰尘与工人进行隔离，使得打磨环境得到极大改善。

Description

一种全自动化的打磨工作站

技术领域

本发明涉及打磨技术领域，更具体地说，本发明涉及一种全自动化的打磨工作站。

背景技术

打磨是表面改性技术的一种，一般指借助粗糙物体(含有较高硬度颗粒的砂纸等)来通过摩擦改变材料表面物理性能的一种加工方法，主要目的是为了获取特定表面粗糙度；目前，在对不规则形状的大工件进行打磨时，由于其形状较为复杂，多为人工手持电动打磨工具进行打磨，打磨时会产生大量的灰尘，环境恶劣，并且员工劳动强度大，老龄化严重，打磨效率较低，打磨品质也出现参差不齐，使得产品打磨后的质量不稳定。因此，有必要提出一种全自动化的打磨工作站，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种全自动化的打磨工作站，包括：防护外罩，所述防护外罩内设有用于固定工件的旋转工作台，所述旋转工作台的一侧设有用于打磨工件的智能恒力打磨***，所述智能恒力打磨***的一侧设有用于存储打磨耗材的智能打磨耗材管理***，所述智能恒力打磨***上的打磨耗材通过智能打磨耗材管理***进行更换。

优选的是，所述智能恒力打磨***包括：机器人、智能恒力装置、打磨机以及打磨耗材，所述机器人包括六轴机械臂，所述六轴机械臂的端部通过所述智能恒力装置与所述打磨机连接，所述打磨机的转盘上贴附有可更换的打磨耗材。

优选的是，所述智能打磨耗材管理***包括：存储装置、剥离装置以及打磨耗材检测装置，所述存储装置用于分别存储不同种类的打磨耗材，所述剥离装置用于将所述智能恒力打磨***上的打磨耗材取下，所述打磨耗材检测装置用于检测所述智能恒力打磨***上的打磨耗材的有无。

优选的是，所述防护外罩上设有自动门和安全检测装置，所述自动门通过按钮控制其打开或关闭，当所述工件打磨完成后且所述防护外罩内设备停止运行时，所述自动门可自动打开；

当所述防护外罩内设备为工作状态时，所述安全检测装置用于检测是否有人员进入至设备工作区域，若检测到有人员进入设备工作区域，则控制所述防护外罩内的设备停止运行；

所述防护外罩内形成封闭空间，且其内部设有集尘装置，所述集尘装置用于收集防护外罩内的灰尘。

优选的是，所述旋转工作台包括：旋转平台、夹具快换装置以及柔性定位夹具，所述旋转平台通过转动装置可旋转的设置在所述防护外罩内的指定安全区域，且配合所述智能恒力打磨***对工件进行打磨，所述柔性定位夹具通过夹具快换装置可拆卸的连接在所述旋转平台上；

所述柔性定位夹具包括：固定台，所述固定台的底部通过所述夹具快换装置与所述旋转平台固定连接，所述固定台上设有多个活动台板，所述活动台板上设有多个定位块和多个夹紧块，所述工件的底部设有与所述定位块对应的限位孔，所述定位块用于支撑定位工件并配合夹紧块将所述工件进行固定；

所述活动台板在所述固定台上的位置依据所述工件的长度进行调整；

所述定位块的数量和位置以及所述夹紧块的数量和位置，均通过所述工件的形状和尺寸进行调整。

优选的是，所述存储装置包括多个存储仓和自动门罩，多个所述存储仓内分别存储有不同种类的打磨耗材，所述自动门罩用于将多个所述存储仓打开或关闭；

所述存储装置上还设有缺料预警***，所述缺料预警***用于检测多个所述存储仓内的打磨耗材是否需要补料。

优选的是，所述存储仓包括存储筒和分离筒，所述存储筒内滑动设有活动板，所述活动板的底部设有伸缩机构，所述打磨耗材层叠设置在所述存储筒内且位于所述活动板上，所述伸缩机构控制层叠设置的打磨耗材的顶面位于预设高度，且低于所述存储筒的顶端设置；

所述分离筒设置在所述存储筒的顶部，所述分离筒的内壁上设有摩擦层，所述存储筒的内径大于设有所述摩擦层的分离筒的内径，所述打磨耗材的直径大于设有所述摩擦层的分离筒的内径。

优选的是，所述打磨耗材检测装置包括颜色感应器，所述智能恒力打磨***安装打磨耗材的表面的颜色与打磨耗材的颜色不同，通过所述颜色感应器检测所述智能恒力打磨***安装打磨耗材的表面的颜色来判断打磨耗材的有无。

优选的是，所述智能恒力装置包括波纹套，所述波纹套的一端与所述六轴机械臂靠近所述打磨机的端部固定连接，所述波纹套的另一端与所述打磨机的安装架固定连接；

所述波纹套内且位于所述安装架靠近所述六轴机械臂的一侧设有固定套，所述固定套的顶端与所述六轴机械臂的端部外侧滑动连接，所述固定套内设有弹性机构，所述弹性机构连接于所述固定套的内底面和所述六轴机械臂的端部之间；

所述六轴机械臂位于所述固定套内的端部设有压力检测机构，所述固定套的内部为锥形孔，所述锥形孔靠近所述六轴机械臂的一端直径大于其另一端直径，所述压力检测机构伸出所述六轴机械臂设置的两端与所述锥形孔的侧壁弹性抵接，所述压力检测机构通过检测其两端伸出所述六轴机械臂的距离，对所述打磨机与工件接触的压力进行恒力控制。

优选的是，所述压力检测机构包括：转动盘，所述六轴机械臂位于所述固定套的端部内侧设有工作腔，所述转动盘转动连接在所述工作腔内，所述转动盘上设有与其同心设置的弧形电阻条，所述工作腔的一侧设有导电杆，所述导电杆与所述弧形电阻条电连接；

所述转动盘的中心设有齿轮，所述齿轮的两侧分别啮合连接有齿条，所述齿条远离所述齿轮的一端设有滑块，所述滑块远离所述齿条的一侧设有滑杆，所述滑杆穿过所述工作腔设置，所述滑杆远离所述滑块的一端设有滚轮，所述滚轮与所述固定套的锥形孔侧壁抵接，所述滑块和所述工作腔的侧壁之间连接有第一弹簧，所述第一弹簧套设在所述滑杆的外侧；

所述弹性机构包括两个对称设置的第一铰接杆，所述第一铰接杆的一端与设置在所述六轴机械臂端部的第一连接块铰接，所述第一铰接杆的另一端与第二铰接杆的一端通过铰接轴铰接，所述第二铰接杆的另一端与设置在所述固定套内底部的第二连接块铰接，两个所述铰接轴的端部通过第二弹簧连接。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明所述的全自动化的打磨工作站通过旋转工作台和智能恒力打磨***的配合，替代人工进行打磨，实现自动的对形状较为复杂的大工件表面进行打磨，极大的提高了打磨效率，并且在打磨过程中通过智能恒力打磨***保证打磨表面的接触力度为恒力，提升打磨品质的稳定性，防止工件表面出现损坏，同时整个打磨过程在封闭式的防护外罩内进行，工人只需在防护外罩的外侧进行操作和控制，使灰尘与工人进行隔离，使得打磨环境得到极大改善。

本发明所述的全自动化的打磨工作站，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的全自动化的打磨工作站的结构示意图；

图2为本发明所述的全自动化的打磨工作站中智能恒力打磨***的结构示意图；

图3为本发明所述的全自动化的打磨工作站中智能恒力打磨***的部分结构示意图；

图4为本发明所述的全自动化的打磨工作站中智能打磨耗材管理***的结构示意图；

图5为本发明所述的全自动化的打磨工作站中旋转工作台的结构示意图；

图6为本发明所述的全自动化的打磨工作站中存储仓的结构示意图；

图7为本发明所述的全自动化的打磨工作站中防护外罩的结构示意图；

图8为本发明所述的全自动化的打磨工作站中防护外罩的结构示意图；

图9为本发明所述的全自动化的打磨工作站中智能恒力装置的内部结构示意图；

图10为本发明所述的全自动化的打磨工作站中压力检测机构的内部结构示意图；

图11为本发明所述的全自动化的打磨工作站中弹性机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图11所示，本发明提供了一种全自动化的打磨工作站，包括：防护外罩1，所述防护外罩1内设有用于固定工件7的旋转工作台2，所述旋转工作台2的一侧设有用于打磨工件7的智能恒力打磨***3，所述智能恒力打磨***3的一侧设有用于存储打磨耗材8的智能打磨耗材管理***4，所述智能恒力打磨***3上的打磨耗材8通过智能打磨耗材管理***4进行更换。

上述技术方案的工作原理：旋转工作台2用于固定待打磨的工件7，智能恒力打磨***3用于对工件7进行打磨，并且在打磨过程中，智能恒力打磨***3始终保持预设压力对工件7的表面进行打磨，并配合旋转工作台2对工件7的旋转，实现全方位的打磨效果；智能恒力打磨***3用于打磨的端部设有打磨耗材8，打磨耗材8通常采用不同目数的砂纸来进行不同程度的打磨，打磨耗材8在打磨一段时间后需要进行更换，智能恒力打磨***3依据不同目数的砂纸设定其打磨时间，当此目数的砂纸使用时间到达设定的预设打磨时间时，则智能恒力打磨***3的端部自动移动至智能打磨耗材管理***4处，通过智能打磨耗材管理***4将智能恒力打磨***3上的打磨耗材8取下，并更换新的打磨耗材8，更换好后，继续进行打磨作业；整个打磨过程全封闭在防护外罩1内进行，并且通过控制端分别对旋转工作台2、智能恒力打磨***3以及智能打磨耗材管理***4进行全自动控制。

上述技术方案的有益效果：通过旋转工作台2和智能恒力打磨***3的配合，替代人工进行打磨，实现自动的对形状较为复杂的大工件7表面进行打磨，极大的提高了打磨效率，并且在打磨过程中通过智能恒力打磨***3保证打磨表面的接触力度为恒力，提升打磨品质的稳定性，防止工件7表面出现损坏，同时整个打磨过程在封闭式的防护外罩1内进行，工人只需在防护外罩1的外侧进行操作和控制，使灰尘与工人进行隔离，使得打磨环境得到极大改善。

在一个实施例中，所述智能恒力打磨***3包括：机器人310、智能恒力装置320、打磨机330以及打磨耗材8，所述机器人310包括六轴机械臂，所述六轴机械臂的端部通过所述智能恒力装置320与所述打磨机330连接，所述打磨机330的转盘331上贴附有可更换的打磨耗材8。

上述技术方案的工作原理和有益效果：机器人310采用六轴机械臂，通过控制各轴运动，使得智能恒力打磨***3可以适应各种角度对工件7进行打磨，方便灵活，并带动其端部设有的打磨机330进行运动，实现对复杂形状的工件7进行打磨；在打磨机330和六轴机械臂之前设置智能恒力装置320，使得打磨机330与工件7表面的接触力度能够实时进行监测并随时进行调整，保证打磨机330与工件7表面接触的力度为恒力，避免工件7表面受到损坏，并且当打磨机330采用不同目数的砂纸进行打磨时，还能够依据砂纸目数的不同，对打磨机330与工件7表面的接触力度进行调整，提升打磨效果，提高打磨后的工件7品质的稳定性；打磨机330可采用气动和电动两种，在打磨机330的转盘331安装打磨砂纸，根据需要选择安装不同目数的打磨砂纸，以满足不同的打磨精度；其中，打磨耗材8与转盘331连接的一面设有魔术贴的A面，而转盘331上设有魔术贴的B面，使得打磨耗材8能够通过魔术贴安装拆卸于转盘331上。

在一个实施例中，所述智能打磨耗材管理***4包括：存储装置410、剥离装置420以及打磨耗材检测装置430，所述存储装置410用于分别存储不同种类的打磨耗材8，所述剥离装置420用于将所述智能恒力打磨***3上的打磨耗材8取下，所述打磨耗材检测装置430用于检测所述智能恒力打磨***3上的打磨耗材8的有无；

所述剥离装置420包括真空吸盘分离机构421和刮刀分离机构422，所述真空吸盘分离机构421和刮刀分离机构422的下方均设有收集仓，所述刮刀分离机构422包括V字形刮刀，所述V字形刮刀的一侧设有刀口。

上述技术方案的工作原理和有益效果：智能打磨耗材管理***4包括箱体，箱体上设有存储装置410，存储装置410的一侧设有剥离装置420和打磨耗材检测装置430，存储装置410分别存储有不用种类的打磨耗材8，也就是不同目数的砂纸，剥离装置420设有两种，一种为真空吸盘分离机构421，另一种为刮刀分离机构422，两种机构的下方均设有收集仓，当打磨机330工作一段时间后需要更换砂纸时，通过六轴机械臂带动打磨机330移动至剥离装置420处，根据需要选择使用不同的分离机构，真空吸盘分离机构421可吸住一部分砂纸，然后通过六轴机械臂带动打磨机330移动，使得砂纸与打磨机330的转盘331分离；刮刀分离机构422为设置在箱体上表面的V字形刮刀，六轴机械臂带动打磨机330，将打磨机330转盘331与砂纸贴合处的间隙对准刮刀刀口位置，再迎着刀口位置移动打磨机330，使砂纸被刮刀顺利分离，刮刀的V字形结构有利于分散砂纸与刮刀的受力，使分离顺畅；V字形刮刀可以设计为正V和反V两种方式，被分离的砂纸从刀口处便落入收集仓内；需要说明的是，砂纸与打磨机330的转盘331采用魔术贴进行安装，便于安装和分离；打磨耗材检测装置430在砂纸从打磨机330上完成剥离操作后，检测打磨机330的转盘331上是否有砂纸，若砂纸未完全剥离，则需要控制六轴机械臂再次带动打磨机330移动进行砂纸剥离的操作，若检测打磨机330的转盘331上没有砂纸，则控制六轴机械臂带动打磨机330移动至存储装置410处，并选择需要目数的砂纸，并通过六轴机械臂的移动使得砂纸贴合在打磨机330的转盘331处，完成此操作后，六轴机械臂带动打磨机330再次移动至打磨耗材检测装置430处进行检测，若检测打磨机330的转盘331上没有砂纸，则控制六轴机械臂再次移动至存储装置410处进行砂纸的安装，若检测打磨机330的转盘331上有砂纸，则控制六轴机械臂继续打磨作业，也就是在打磨机330的转盘331进行换砂纸的每一步操作后，都需通过打磨耗材检测装置430进行检测，确保打磨机330转盘331上的旧砂纸被完全剥离，新砂纸安装完好，进一步提升打磨的效率和打磨的稳定性。

在一个实施例中，所述防护外罩1上设有自动门和安全检测装置，所述自动门通过按钮控制其打开或关闭，当所述工件7打磨完成后且所述防护外罩1内设备停止运行时，所述自动门可自动打开；

当所述防护外罩1内设备为工作状态时，所述安全检测装置用于检测是否有人员进入至设备工作区域，若检测到有人员进入设备工作区域，则控制所述防护外罩1内的设备停止运行；

所述防护外罩1内形成封闭空间，且其内部设有集尘装置，所述集尘装置用于收集防护外罩1内的灰尘；

所述防护外罩1通过相互连接的左钣金立板110、右钣金立板120、前门钣金130、后钣金立板140、封顶钣金150、底座160形成封闭空间，所述左钣金立板110和右钣金立板120设有隐藏式线槽，所述隐藏式线槽内用于放置线路和气路；

所述前门钣金130设有自动门和安全检测装置，当所述防护外罩1内设备为工作状态时，所述安全检测装置检测到有人员进入会发出报警，设备停止运行。

上述技术方案的工作原理和有益效果：防护外罩1整体形成封闭的空间，并且在封闭空间内设置有集尘装置，通过集尘装置可将打磨工件7时产生的灰尘吸入集尘装置中，保持环境洁净，防止灰尘逃逸到防护外罩1的外侧，同时减少封闭空间内的灰尘量，使得打磨环境得到极大改善；防护外罩1的底座160由一体焊接成型，并使用水泥等作为填充物，增加底座160重量，使得设备运行时稳定、不易变形、减少震动效果；同时，防护外罩1的尺寸设计充分考虑了设备运输问题，设备可以整机吊装上车进行运输，设备现场调机方便，只需将打磨工作站接入主电源与主气源即可进行设备运行调试，使用便捷。

在一个实施例中，所述旋转工作台2包括：旋转平台210、夹具快换装置220以及柔性定位夹具230，所述旋转平台210通过转动装置可旋转的设置在所述防护外罩1内的指定安全区域，且配合所述智能恒力打磨***3对工件7进行打磨，所述柔性定位夹具230通过夹具快换装置220可拆卸的连接在所述旋转平台210上；

所述柔性定位夹具230包括：固定台231，所述固定台231的底部通过所述夹具快换装置220与所述旋转平台210固定连接，所述固定台231上设有多个活动台板234，所述活动台板234上设有多个定位块232和多个夹紧块233，所述工件7的底部设有与所述定位块232对应的限位孔，所述定位块232用于支撑定位工件7并配合夹紧块233将所述工件7进行固定；

所述活动台板234在所述固定台231上的位置依据所述工件7的长度进行调整；

所述定位块232的数量和位置以及所述夹紧块233的数量和位置，均通过所述工件7的形状和尺寸进行调整；

所述夹具快换装置220包括：定位机构和锁紧机构，通过所述定位机构将所述柔性定位夹具230定位在旋转平台210上，并通过锁紧机构将所述柔性定位夹具230固定在所述旋转平台210上。

上述技术方案的工作原理和有益效果：旋转平台210通过转动装置转动连接在防护外罩1内，并且其旋转时位于安全区域内，配合智能恒力打磨***3对工件7进行打磨，使打磨适应性更强，能打磨工件7更多的复杂面；通过定位机构和锁紧机构，可实现对不同柔性定位夹具230的快速更换，增加不同类型工件7切换生产的便捷性；依据工件7的长度确定活动台板234的位置，活动台板234可在固定台231的长度方向上移动，确定好位置后，使活动台板234固定在固定台231上，活动台板234的位置可通过手动或者驱动部件进行调整，然后通过调整活动台板234上的定位块232和夹紧块233的位置对不同类型的工件7进行定位夹紧，定位块232和夹紧块233的形状大小依据工件7的不同设有多种，依据工件7的形状和尺寸，选择适合形状和数量的定位块232和夹紧块233并安装在活动台板234上，将定位块232***至工件7底部设有的限位孔内，工件7在水平方向的移动被初步限制，工件7通过定位块232限位在活动台板234上后，配合夹紧块233将工件7进行锁紧固定，夹紧块233从工件7的侧面进行夹紧，使得工件7在水平方向上的移动被完全限制，固定牢固，减少了不同工件7定位夹具的使用，节约定位夹具的成本；并且定位块232和夹紧块233的位置可通过手动调整，也可以通过增加运动部件进行调整，实现自动调整定位块232和夹紧块233的位置。

在一个实施例中，所述存储装置410包括多个存储仓和自动门罩411，多个所述存储仓内分别存储有不同种类的打磨耗材8，所述自动门罩411用于将多个所述存储仓打开或关闭；

所述存储装置410上还设有缺料预警***，所述缺料预警***用于检测多个所述存储仓内的打磨耗材8是否需要补料。

上述技术方案的工作原理和有益效果：当六轴机械臂上的打磨机330需要更换打磨耗材8时，控制自动门罩411自动开启，使多个存储仓进行裸露，当更换完打磨耗材8时，自动门罩411自动关闭，防止灰尘污染打磨耗材8，影响打磨耗材8的使用效果；缺料预警***用于检测存储仓内的打磨耗材8是否处于缺料状态，若任一个存储仓内的打磨耗材8不足时，则缺料预警***便发出预警，提醒用户进行补料，进一步保证打磨作业的正常进行。

在一个实施例中，所述存储仓包括存储筒412和分离筒413，所述存储筒412内滑动设有活动板，所述活动板的底部设有伸缩机构，所述打磨耗材8层叠设置在所述存储筒412内且位于所述活动板上，所述伸缩机构控制层叠设置的打磨耗材8的顶面位于预设高度，且低于所述存储筒412的顶端设置；

所述分离筒413设置在所述存储筒412的顶部，所述分离筒413的内壁上设有摩擦层414，所述存储筒412的内径大于设有所述摩擦层414的分离筒413的内径，所述打磨耗材8的直径大于设有所述摩擦层414的分离筒413的内径。

上述技术方案的工作原理和有益效果：存储筒412和分离筒413连通设置，且分离筒413高于智能打磨管理***的箱体上表面设置，打磨耗材8为砂纸，在存储筒412内存储有多层砂纸，并且多层砂纸的顶面不超过存储筒412的顶端设置，且低于分离筒413的摩擦层414的底端设置；摩擦层414可设置为多个凸起，在打磨机330的转盘331更换砂纸时，六轴机械臂带动打磨机330先进行砂纸的剥离操作，当旧砂纸从打磨机330的转盘331上完全剥离后，移动至对应目数的存储仓处，然后六轴机械臂带动打磨机330向下移动，使打磨机330的转盘331与最上层的砂纸进行紧密贴合，并重复按压几下，保证砂纸与转盘331进行完全贴合，然后六轴机械臂带动打磨机330上移，在打磨机330上的砂纸与转盘331通过魔术贴紧密贴合，其侧边不会受到摩擦层414的影响，打磨机330上的砂纸与转盘331不会分离，而与最上层的砂纸粘连的下方砂纸会随着打磨机330的上移也沿着存储筒412向上移动，当移动至分离筒413时，由于分离筒413的直径略小于存储筒412直径，导致下方粘连的砂纸侧边会受到摩擦层414的阻碍，使得粘连的砂纸受阻碍后与最上层的砂纸进行分离，防止六轴机械臂带动打磨机330在进行砂纸更换时一次带出多张砂纸而影响使用；当更换完砂纸后，伸缩机构会向上移动预设距离，预设距离即为一张砂纸的厚度，使得每次进行砂纸更换时，六轴机械臂下移的距离相等，保证更换砂纸的稳定性；存储筒412的内径可设置为略大于砂纸的直径，设置摩擦层414的分离筒413的内径可设置为略小于砂纸的直径；当再次进行砂纸更换时，若是上次更换的砂纸在分离筒413中由于摩擦层414处于歪斜的状态，当打磨机330向下移动时，带动歪斜的砂纸向下移动至存储筒412内，由于存储筒412的直径略大于砂纸的直径，从而可使得砂纸在存储筒412内恢复至水平状态，然后再次进行下压粘贴砂纸，完成砂纸的更换。

在一个实施例中，所述打磨耗材检测装置430包括颜色感应器，所述智能恒力打磨***3安装打磨耗材8的表面的颜色与打磨耗材8的颜色不同，通过所述颜色感应器检测所述智能恒力打磨***3安装打磨耗材8的表面的颜色来判断打磨耗材8的有无；

所述打磨耗材检测装置430的检测步骤如下：

步骤1、通过所述颜色感应器获取所述智能恒力打磨***3安装打磨耗材8的表面的颜色；

步骤2、对获取颜色的R₀、G₀、B₀值进行均匀化处理，获得处理后颜色的R₁、G₁、B₁值：

其中，颜色通道R₀、G₀、B₀分别对应的平均值为

步骤3、依据步骤2获得的处理后颜色的R₁、G₁、B₁值，分别计算获取颜色在HIS模型中对应的色调H、亮度I以及饱和度S：

其中，arccos为反三角函数的余弦值，min()为求最小值；

步骤4、在步骤3的HIS模型中，获取的智能恒力打磨***3安装打磨耗材8的表面图像的某一点i的像素值记为P(H_i,I_i,S_i)，所述打磨耗材检测装置430内存储有m种颜色的表面图像，每种颜色表面图像上均具有与像素点i对应的像素值Q_j(H_ji′,I_ji′,S_ji′)，则可通过计算获得与智能恒力打磨***3安装打磨耗材8的表面的颜色最相似的颜色：

其中，L为颜色相似度，min为求最小值，i为第i个像素点，n为像素点个数，j为第j种颜色，m为颜色的种类数，l_j为第j种颜色表面图像上的像素值Q_j(H_ji′,I_ji′,S_ji′)与获取的智能恒力打磨***3安装打磨耗材8的表面图像的某一点i的像素值P(H_i,I_i,S_i)的相似度，j＝1,2，…，m，H_i、I_i、S_i分别为获取的智能恒力打磨***3安装打磨耗材8的表面图像的第i个像素点的像素值中的色调、亮度以及饱和度，H_ji′、I_ji′、S_ji′分别为与像素点i对应的第j种颜色表面图像上的像素值中的色调、亮度以及饱和度；

使L值最小的多个像素值Q_j对应的颜色，即为检测获得的颜色。

上述技术方案的工作原理和有益效果：智能恒力打磨***3安装打磨耗材8的表面即为打磨机330转盘331表面的颜色，转盘331通过魔术贴与砂纸进行贴合，因此设置转盘331上魔术贴的颜色与砂纸的颜色不同进行区分，并通过打磨耗材检测装置430进行颜色检测，来判断砂纸的有无，通常砂纸在进行打磨后，颜色会产生变化，并且在较大灰尘下，魔术贴表面也会附着少量灰尘，影响颜色检测的精确度，因此为了更加精确的对颜色进行检测，采用上述步骤，最终将颜色的像素值作为相似度的判断标准，也就是步骤4中使得颜色相似度获得最小值对应的存储的颜色图像的像素值，即为检测的颜色；并且在进行相似度对比之前，对获得的颜色进行均匀化处理，使得颜色的获取更加真实，然后采用HIS模型对颜色进行转换，可以通过亮度、色调以及饱和度三个方面对颜色进行相似度对比，由于防护外罩1内的环境较为复杂，光线和亮度的不确定，导致每次检测的颜色会存在差异，因此，将亮度、色调以及饱和度三个元素作为像素值进行相似度对比，检测的颜色更加准确，防止打磨耗材检测装置430出现误检测的情况，进一步提升打磨工作站的工作效率，保证其工作的稳定性。

在一个实施例中，所述智能恒力装置320包括波纹套321，所述波纹套321的一端与所述六轴机械臂靠近所述打磨机330的端部固定连接，所述波纹套321的另一端与所述打磨机330的安装架332固定连接；

所述波纹套321内且位于所述安装架332靠近所述六轴机械臂的一侧设有固定套322，所述固定套322的顶端与所述六轴机械臂的端部外侧滑动连接，所述固定套322内设有弹性机构5，所述弹性机构5连接于所述固定套322的内底面和所述六轴机械臂的端部之间；

所述六轴机械臂位于所述固定套322内的端部设有压力检测机构6，所述固定套322的内部为锥形孔，所述锥形孔靠近所述六轴机械臂的一端直径大于其另一端直径，所述压力检测机构6伸出所述六轴机械臂设置的两端与所述锥形孔的侧壁弹性抵接，所述压力检测机构6通过检测其两端伸出所述六轴机械臂的距离，对所述打磨机330与工件7接触的压力进行恒力控制。

上述技术方案的工作原理和有益效果：现有技术中用于检测接触压力通常采用压力传感器，是利用施加在压力传感器上的力来进行检测，压力传感器受力有局限性，受力过大容易损坏，因此设置弹性机构5和压力检测机构6来进行接触压力的检测，此种压力检测是非接触性的压力检测，保证压力检测机构6的使用稳定性；波纹套321可伸缩，通过设置的弹性机构5，使得六轴机械臂与打磨机330为弹性连接，进而使得作用于工件7表面的打磨力度为柔性，当打磨机330与工件7接触后，六轴机械臂的端部与固定套322的内底部距离缩短，压缩弹性机构5，使得弹性机构5对打磨机330产生弹性作用力，从而增加打磨力度，而当六轴机械臂移动时，压力检测机构6的两端沿着锥形孔的侧壁进行移动，使得其两端伸出的距离缩短，可以建立距离与打磨力度的关系方程，一般成线性，也就是打磨力度越大，则压力检测机构6两端伸出的距离越短，从而实现对打磨力度的有效控制，进而可通过控制六轴机械臂的移动来进行调整；并且设置的弹性机构5，在进行打磨时，还可减缓震动效果，降低打磨的噪音，同时对工件7形成有效的保护。

在一个实施例中，所述压力检测机构6包括：转动盘610，所述六轴机械臂位于所述固定套322的端部内侧设有工作腔311，所述转动盘610转动连接在所述工作腔311内，所述转动盘610上设有与其同心设置的弧形电阻条611，所述工作腔311的一侧设有导电杆620，所述导电杆620与所述弧形电阻条611电连接；

所述转动盘610的中心设有齿轮612，所述齿轮612的两侧分别啮合连接有齿条630，所述齿条630远离所述齿轮612的一端设有滑块640，所述滑块640远离所述齿条630的一侧设有滑杆650，所述滑杆650穿过所述工作腔311设置，所述滑杆650远离所述滑块640的一端设有滚轮660，所述滚轮660与所述固定套322的锥形孔侧壁抵接，所述滑块640和所述工作腔311的侧壁之间连接有第一弹簧670，所述第一弹簧670套设在所述滑杆650的外侧；

所述弹性机构5包括两个对称设置的第一铰接杆510，所述第一铰接杆510的一端与设置在所述六轴机械臂端部的第一连接块520铰接，所述第一铰接杆510的另一端与第二铰接杆530的一端通过铰接轴540铰接，所述第二铰接杆530的另一端与设置在所述固定套322内底部的第二连接块550铰接，两个所述铰接轴540的端部通过第二弹簧560连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果：当打磨机330未与工件7接触时，第二弹簧560为自然收缩状态，固定套322的顶部位于六轴机械臂端部外侧的滑槽最末端，滚轮660位于锥形孔的上端，此时，导电杆620与弧形电阻条611电连接的阻值最小，并记录此时的阻值为初始阻值，然后当进行打磨时，打磨机330与工件7接触进行打磨力度调节时，随着六轴机械臂与固定套322内底部的距离缩小，带动第一铰接杆510和第二铰接杆530运动，使得两个铰接轴540的距离增加，第二弹簧560被拉伸，使得弹性机构5对打磨机330形成作用力，进而增加打磨机330与工件7表面的打磨力度，同时滚轮660沿着锥形孔向固定套322的底部移动，在锥形孔的限位下，滚轮660受挤压带动滑杆650、滑块640以及齿条630向靠近工作腔311的一侧移动，齿条630移动带动齿轮612转动，进而带动转动盘610进行转动，使得转动盘610逆时针旋转，则弧形电阻条611与导电块接入的阻值变大，同时第一弹簧670被拉伸对滚轮660形成弹性作用力，进而使得滚轮660与锥形孔进行弹性抵接，进一步使得六轴机械臂与打磨机330之间的弹性作用力增加，从而使得打磨机330与工件7之间的打磨力度增加，由此可以推断出，弧形电阻条611接入的阻值越大，则打磨机330的打磨力度越大，而弧形电阻条611接入的阻值，与第一弹簧670和第二弹簧560对六轴机械臂和打磨机330的轴向形成的作用力成线性关系，可以表示为F＝ε(r₁-r₀)，其中，F为打磨力度，r₁为调整后的阻值，r₀为初始阻值，r₁-r₀为接入变化的阻值，ε为与第一弹簧670和第二弹簧560有关的转换系数；由此，可以通过调整弧形电阻条611接入的阻值，来对打磨力度进行调整；并且在每次使用时，初始阻值可能都不相同，因为第一弹簧670和第二弹簧560使用时间久了，其弹性会发生变化，因此，通过变化的阻值来反映打磨力度更加精确，并且还能够对弹簧的使用弹力进行预警，起到多重作用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种全自动化的打磨工作站，其特征在于，包括：防护外罩（1），所述防护外罩（1）内设有用于固定工件（7）的旋转工作台（2），所述旋转工作台（2）的一侧设有用于打磨工件（7）的智能恒力打磨***（3），所述智能恒力打磨***（3）的一侧设有用于存储打磨耗材（8）的智能打磨耗材管理***（4），所述智能恒力打磨***（3）上的打磨耗材（8）通过智能打磨耗材管理***（4）进行更换；

所述智能恒力打磨***（3）包括：机器人（310）、智能恒力装置（320）、打磨机（330）以及打磨耗材（8），所述机器人（310）包括六轴机械臂，所述六轴机械臂的端部通过所述智能恒力装置（320）与所述打磨机（330）连接，所述打磨机（330）的转盘（331）上贴附有可更换的打磨耗材（8）；

所述智能恒力装置（320）包括波纹套（321），所述波纹套（321）的一端与所述六轴机械臂靠近所述打磨机（330）的端部固定连接，所述波纹套（321）的另一端与所述打磨机（330）的安装架（332）固定连接；

所述波纹套（321）内且位于所述安装架（332）靠近所述六轴机械臂的一侧设有固定套（322），所述固定套（322）的顶端与所述六轴机械臂的端部外侧滑动连接，所述固定套（322）内设有弹性机构（5），所述弹性机构（5）连接于所述固定套（322）的内底面和所述六轴机械臂的端部之间；

所述六轴机械臂位于所述固定套（322）内的端部设有压力检测机构（6），所述固定套（322）的内部为锥形孔，所述锥形孔靠近所述六轴机械臂的一端直径大于其另一端直径，所述压力检测机构（6）伸出所述六轴机械臂设置的两端与所述锥形孔的侧壁弹性抵接，所述压力检测机构（6）通过检测其两端伸出所述六轴机械臂的距离，对所述打磨机（330）与工件（7）接触的压力进行恒力控制。

2.根据权利要求1所述的全自动化的打磨工作站，其特征在于，所述智能打磨耗材管理***（4）包括：存储装置（410）、剥离装置（420）以及打磨耗材检测装置（430），所述存储装置（410）用于分别存储不同种类的打磨耗材（8），所述剥离装置（420）用于将所述智能恒力打磨***（3）上的打磨耗材（8）取下，所述打磨耗材检测装置（430）用于检测所述智能恒力打磨***（3）上的打磨耗材（8）的有无。

3.根据权利要求1所述的全自动化的打磨工作站，其特征在于，所述防护外罩（1）上设有自动门和安全检测装置，所述自动门通过按钮控制其打开或关闭，当所述工件（7）打磨完成后且所述防护外罩（1）内设备停止运行时，所述自动门可自动打开；

当所述防护外罩（1）内设备为工作状态时，所述安全检测装置用于检测是否有人员进入至设备工作区域，若检测到有人员进入设备工作区域，则控制所述防护外罩（1）内的设备停止运行；

所述防护外罩（1）内形成封闭空间，且其内部设有集尘装置，所述集尘装置用于收集防护外罩（1）内的灰尘。

4.根据权利要求1所述的全自动化的打磨工作站，其特征在于，所述旋转工作台（2）包括：旋转平台（210）、夹具快换装置（220）以及柔性定位夹具（230），所述旋转平台（210）通过转动装置可旋转的设置在所述防护外罩（1）内的指定安全区域，且配合所述智能恒力打磨***（3）对工件（7）进行打磨，所述柔性定位夹具（230）通过夹具快换装置（220）可拆卸的连接在所述旋转平台（210）上；

所述柔性定位夹具（230）包括：固定台（231），所述固定台（231）的底部通过所述夹具快换装置（220）与所述旋转平台（210）固定连接，所述固定台（231）上设有多个活动台板（234），所述活动台板（234）上设有多个定位块（232）和多个夹紧块（233），所述工件（7）的底部设有与所述定位块（232）对应的限位孔，所述定位块（232）用于支撑定位工件（7）并配合夹紧块（233）将所述工件（7）进行固定；

所述活动台板（234）在所述固定台（231）上的位置依据所述工件（7）的长度进行调整；

所述定位块（232）的数量和位置以及所述夹紧块（233）的数量和位置，均通过所述工件（7）的形状和尺寸进行调整。

5.根据权利要求2所述的全自动化的打磨工作站，其特征在于，所述存储装置（410）包括多个存储仓和自动门罩（411），多个所述存储仓内分别存储有不同种类的打磨耗材（8），所述自动门罩（411）用于将多个所述存储仓打开或关闭；

所述存储装置（410）上还设有缺料预警***，所述缺料预警***用于检测多个所述存储仓内的打磨耗材（8）是否需要补料。

6.根据权利要求5所述的全自动化的打磨工作站，其特征在于，所述存储仓包括存储筒（412）和分离筒（413），所述存储筒（412）内滑动设有活动板，所述活动板的底部设有伸缩机构，所述打磨耗材（8）层叠设置在所述存储筒（412）内且位于所述活动板上，所述伸缩机构控制层叠设置的打磨耗材（8）的顶面位于预设高度，且低于所述存储筒（412）的顶端设置；

所述分离筒（413）设置在所述存储筒（412）的顶部，所述分离筒（413）的内壁上设有摩擦层（414），所述存储筒（412）的内径大于设有所述摩擦层（414）的分离筒（413）的内径，所述打磨耗材（8）的直径大于设有所述摩擦层（414）的分离筒（413）的内径。

7.根据权利要求2所述的全自动化的打磨工作站，其特征在于，所述打磨耗材检测装置（430）包括颜色感应器，所述智能恒力打磨***（3）安装打磨耗材（8）的表面的颜色与打磨耗材（8）的颜色不同，通过所述颜色感应器检测所述智能恒力打磨***（3）安装打磨耗材（8）的表面的颜色来判断打磨耗材（8）的有无。

8.根据权利要求1所述的全自动化的打磨工作站，其特征在于，所述压力检测机构（6）包括：转动盘（610），所述六轴机械臂位于所述固定套（322）的端部内侧设有工作腔（311），所述转动盘（610）转动连接在所述工作腔（311）内，所述转动盘（610）上设有与其同心设置的弧形电阻条（611），所述工作腔（311）的一侧设有导电杆（620），所述导电杆（620）与所述弧形电阻条（611）电连接；

所述转动盘（610）的中心设有齿轮（612），所述齿轮（612）的两侧分别啮合连接有齿条（630），所述齿条（630）远离所述齿轮（612）的一端设有滑块（640），所述滑块（640）远离所述齿条（630）的一侧设有滑杆（650），所述滑杆（650）穿过所述工作腔（311）设置，所述滑杆（650）远离所述滑块（640）的一端设有滚轮（660），所述滚轮（660）与所述固定套（322）的锥形孔侧壁抵接，所述滑块（640）和所述工作腔（311）的侧壁之间连接有第一弹簧（670），所述第一弹簧（670）套设在所述滑杆（650）的外侧；

所述弹性机构（5）包括两个对称设置的第一铰接杆（510），所述第一铰接杆（510）的一端与设置在所述六轴机械臂端部的第一连接块（520）铰接，所述第一铰接杆（510）的另一端与第二铰接杆（530）的一端通过铰接轴（540）铰接，所述第二铰接杆（530）的另一端与设置在所述固定套（322）内底部的第二连接块（550）铰接，两个所述铰接轴（540）的端部通过第二弹簧（560）连接。

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