0 引言
當(dāng)前國內(nèi)很多鑄件都要人工打磨毛刺，不僅效率低下，效果不好，而且操作工人還常常受傷。打磨毛刺工作現(xiàn)場的空氣染污和噪聲會損害工人的身心健康。各種材質(zhì)和形狀物體的打磨、拋光等工作在歐美早已由機床來完成。下面結(jié)合control-mind開放式數(shù)控系統(tǒng)和MOTEC機器人對全自動打磨機床的解決方案進行論述，以提高國內(nèi)打磨機床的自動化程度。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
打磨機床有幾個部分組成：三維直線運動機構(gòu)，手爪機構(gòu)，工作平臺，磨具結(jié)構(gòu)，數(shù)控系統(tǒng)。

圖1

三維直線運動機構(gòu)：
三個直線運動軸分別定義為X軸，Y軸和Z軸，可以是圖1中懸臂式三軸直角坐標(biāo)機床，也可以是圖2龍門式三軸直角坐標(biāo)機床。

                                                                     圖2

手抓結(jié)構(gòu)：
打磨機床機械部分特點主要在手爪上，可以有多種旋轉(zhuǎn)軸方式。再配合三維運動機構(gòu)構(gòu)成四軸、五軸、六軸聯(lián)動機構(gòu)。各旋轉(zhuǎn)軸依次定義為A、B、C。根據(jù)現(xiàn)場打磨、去毛刺工序，將定制氣動磨具機構(gòu)安裝到Z軸手爪上，機構(gòu)設(shè)計強度都大于zui大磨削受力強度，以滿足不同工件的打磨、拋光工作。

     
工作平臺：
毛坯件從上料處由人工將毛坯固定在工裝處，固定后啟動控制開關(guān)，工作臺將毛坯件，旋轉(zhuǎn)運動至工作區(qū)，我們采用分隔器設(shè)計機構(gòu)，將工件進行180度旋轉(zhuǎn)，這樣即保證了加工強度、運動精度又提高了運動節(jié)拍保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

 磨具機構(gòu)：
我們采用定制電主軸與手爪系統(tǒng)連接，根據(jù)復(fù)合型機床機構(gòu)，所以其自由度*適合各類工件打磨、去毛刺工作，電主軸采用國產(chǎn)或進口（德國、日本）設(shè)備。

數(shù)控系統(tǒng)：
可用于打磨機床或其它數(shù)控機床控制control-mind數(shù)控系統(tǒng)具有多種規(guī)格供選擇，以滿足不同的客戶需要。

2  control-mind控制
2.1 主要功能：
1）在Windows下實時運行的控制軟件，適用于銑、鏜、雕銑、加工中心、關(guān)節(jié)機床、工業(yè)多種自動化設(shè)備。                     
2）識別標(biāo)準(zhǔn)DIN66025 G代碼,不僅包含了常見的數(shù)控系統(tǒng)代碼，還有樣條曲線，螺旋線和漸開線插補等功能。
3）本數(shù)控系統(tǒng)引入了智能化的控制機理，不但具有示教編程、前饋控制、預(yù)處理控制、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ?，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)調(diào)整部分，能自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。
4）本系統(tǒng)可實現(xiàn)復(fù)合型機床控制，進行加工實現(xiàn)車銑復(fù)合或者復(fù)合車銑鏜鉆磨等控制?？蓪崿F(xiàn)zui多4通道，各通道八軸聯(lián)動控制，機械手六自由度控制。
        

2.2 應(yīng)用的功能：
1）測量功能
　　4軸以上機床含有擺動/旋轉(zhuǎn)軸，每個軸的轉(zhuǎn)動中心點坐標(biāo)及與三個直線軸間的夾角必須獲取。通過測量自動計算出這些數(shù)據(jù)。
2）刀具中心點控制功能（RCTP）
　　五或六軸機床所用的程序由CAD/CAM軟件產(chǎn)生，大多數(shù)系統(tǒng)的程序是基于刀具中心點編寫的程序。但當(dāng)換刀時中心點位置變了，就要重新生成程序，非常不方便。而基于刀尖中心點編程，即物體表面3D位置（X,Y,Z）和該點的刀尖方向（A,B）的編程就僅與被加工的物體幾何尺寸有關(guān)，而與刀具長度和機床結(jié)構(gòu)沒有關(guān)系。RCTP功能就是把基于物體表面3D位置（X,Y,Z）和該點的刀尖方向（A,B）的程序自動分解成各個軸的運動。 

        
3）3D刀具補償功能
保證在加工過程中換刀時軟件自動計算補償?shù)毒甙虢?jīng)變化帶來的軌跡位置變化。該功能避免了換不同半徑的刀具時要重新生成加工程序。
4）多通道功能
該系統(tǒng)包含有多通道多軸控制系統(tǒng)，可以控制特殊復(fù)合機床，實現(xiàn)一次裝夾多工序全自動加工。它能使特種復(fù)合加工中心及生產(chǎn)線實現(xiàn)高精密加工。  

                              
2.3 不同應(yīng)用
 2.3.1雙通道5軸機床
一套系統(tǒng)同時控制兩套機床工作，分為Ⅰ機床與Ⅱ機床。兩套機床分屬不同工序，配合作業(yè)以提高加工效率。右圖顯示為去毛刺打磨的工作臺及零件。

Ⅰ套機床
1）自動轉(zhuǎn)臺自轉(zhuǎn)180°,將A工件轉(zhuǎn)至定工作位置停下來。大約費時：2秒
2）采用一臺3D機床對A面四周進行倒角，20秒以內(nèi)。平均運行速度：大約50mm/s。
3）該機床給A面上面的一些規(guī)則和非規(guī)則封閉區(qū)倒角去毛刺，大約費時：30秒，倒角運行速度：50mm/s，快速運行速度500mm/s。
總計耗時：zui多52秒完成整個A面的倒角工作。

Ⅱ套機床
1）自動轉(zhuǎn)臺自轉(zhuǎn)180°,將A工件轉(zhuǎn)至定工作位置停下來。大約費時：2秒
2）給3個側(cè)面孔倒角去毛刺，采用精密轉(zhuǎn)臺和精密轉(zhuǎn)具以及纖維刷配套的方式進行，保證倒角刀具的壽命。估計費時：20秒以內(nèi)。
總計耗時：zui多40秒

                                                                Ⅰ套機床加工界面

                                                       Ⅱ套機床加工界面
2.3.2單通道6軸機器人
六自由度混合機器人由基于直角坐標(biāo)機器人的三個直線運動軸和關(guān)節(jié)機器人的末端三個轉(zhuǎn)動軸組成。三個直線運動軸分別定義為X軸，Y軸和Z軸。在Z軸下端的三個轉(zhuǎn)動軸是從上向下以此是旋轉(zhuǎn)軸A軸, 擺動軸B軸和B軸末端再帶動一個旋轉(zhuǎn)軸C軸。通常C軸的末端裝機床手爪。三個轉(zhuǎn)動軸可以選擇兩種結(jié)構(gòu)形式。如下圖所示：

                                                              加工零件如下圖所示

   
3 結(jié)束語
機床的工作空間可以按用戶要求定制，來滿足一次卡一個零件，或多個零件的要求?？梢陨a(chǎn)五軸或更多軸的機床。這類機床不僅可以提高工作效率和質(zhì)量，避免了操作者的受傷，還可以完成很多手工無法完成的打磨和拋光工作。特別是對各種規(guī)格，各種復(fù)雜形狀的鋼類鑄件進行打磨。采用我們的機床可以對飛機玻璃，大型異型零件，各種金屬類居家生活用品（銀、金器具，炊具，燈具，工藝品），飛機、摩托車及汽車零部件進行拋光。