RU2790124C1 - Method for coordination of identification and processing workpiece defect and device for implementation of this method - Google Patents
Method for coordination of identification and processing workpiece defect and device for implementation of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790124C1 RU2790124C1 RU2021128191A RU2021128191A RU2790124C1 RU 2790124 C1 RU2790124 C1 RU 2790124C1 RU 2021128191 A RU2021128191 A RU 2021128191A RU 2021128191 A RU2021128191 A RU 2021128191A RU 2790124 C1 RU2790124 C1 RU 2790124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding
- polishing
- defect
- workpiece
- processing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способу координирования идентификации и обработки шлифованием и/или полированием по меньшей мере одного дефекта по меньшей мере одним шлифовальным или полировальным инструментом, способным перемещаться автоматически и под компьютерным управлением на основе сохраненной программы над дефектом покрытия поверхности заготовки согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, к устройству для осуществления этого способа.The invention relates to a method for coordinating the identification and grinding and/or polishing of at least one defect with at least one grinding or polishing tool capable of moving automatically and under computer control, based on a stored program, over a coating defect on a workpiece surface according to the restrictive part of
В частности, в случае дефектов окрашенных поверхностей, таких, что встречаются на кузовах автомобилей, особенно в виде включений пыли, частиц грязи, носов краски и кратеров, которых невозможно избежать, несмотря на многие усилия, эти дефекты необходимо устранить путем шлифования и полирования.In particular, in the case of defects in painted surfaces, such as those found on car bodies, especially in the form of dust inclusions, dirt particles, paint noses and craters, which cannot be avoided despite many efforts, these defects must be eliminated by grinding and polishing.
В частности, выявление и классификация обнаруженных недостатков отнимают очень много времени даже для специально обученных и опытных сотрудников.In particular, identifying and classifying the identified deficiencies is very time-consuming even for specially trained and experienced employees.
Затем на основе классификации дефектов выбирается соответствующий абразив, и дефект удаляется ручным шлифованием и последующей полировкой.
Для шлифования лучшим выбором зарекомендовали себя абразивные материалы на основе с микрозернистостью. Их можно использовать в качестве абразивных листов вручную или на ручных машинах с вращением, эксцентриситетом, планетарных или вибрационных.Then, based on the classification of defects, the appropriate abrasive is selected, and the defect is removed by manual grinding and subsequent polishing.
For sanding, abrasive materials based on micro-grit have proven to be the best choice. They can be used as abrasive sheets by hand or on manual rotary, eccentric, planetary or vibrating machines.
В соответствии с размером дефекта задача состоит в том, чтобы сохранить как можно меньшую площадь шлифования и подготовить ее к последующей полировке с минимальной глубиной шероховатости.According to the size of the defect, the task is to keep the grinding area as small as possible and prepare it for subsequent polishing with a minimum depth of roughness.
Для процесса измельчения в основном известны два различных способа с соответствующими преимуществами и недостатками.For the grinding process, two different methods are generally known, with respective advantages and disadvantages.
В случае так называемого сухого шлифования, например, шлифовальная пыль, образующаяся в процессе шлифования, собирается на абразивном листе, что означает, что одним абразивным листом может быть обработано лишь несколько дефектов.In the case of so-called dry grinding, for example, the grinding dust generated during the grinding process is collected on the abrasive sheet, which means that only a few defects can be treated with one abrasive sheet.
Если шлифование выполняют с использованием так называемого способа мокрого шлифования, в котором дефект и/или абразивный лист смачивают шлифовальной водой, можно обработать значительно больше дефектов. Однако дефект, подлежащий обработке, следует очистить после процесса шлифования перед полировкой из-за прилипшей шлифовальной пыли или грязи, что может занять очень много времени, особенно на вертикальных поверхностях.If grinding is carried out using the so-called wet grinding process, in which the defect and/or the abrasive sheet is wetted with grinding water, significantly more defects can be treated. However, the defect to be processed must be cleaned after the sanding process before polishing due to adhering sanding dust or dirt, which can take a very long time, especially on vertical surfaces.
Для полировки соответствующее количество полировальной пасты наносится на участок шлифования и/или полировальный круг, и участок шлифования обрабатывается полировальной машиной.For polishing, an appropriate amount of polishing paste is applied to the grinding area and/or polishing wheel, and the grinding area is processed by the polishing machine.
Обработка дефектов требует очень много времени и усилий, особенно когда дефект находится на переходах, изогнутых поверхностях, на смазанных краях или рядом с трещинами.Handling defects is very time and effort intensive, especially when the defect is on transitions, curved surfaces, smeared edges, or near cracks.
При обработке дефектного участка работник может столкнуться со значительными потерями качества и необходимостью дополнительной работы, если ручные шлифовальные и полировальные станки установлены под углом, если, например, шлифование необходимо проводить в эргономически неблагоприятных местах, используется ненадлежащая микрозернистость, абразивный лист неправильно расположен на диск-подошве, абразивный лист не заменен вовремя, время шлифования превышено и, в результате шлифование проводится слишком глубоко, количество полировальной пасты для участка шлифования выбрано слишком большим, вследствие чего ненужные брызги полировальной пасты остаются на заготовке, например, на кузове автомобиля, или выбрано слишком мало полировальной пасты и потому не достигается оптимальный полировальный эффект, и область полировки слишком нагревается из-за слишком большого контактного давления и слишком долгого времени полировки, возникают полировальная паста флоккулирует и образуются полировальные завитки.When processing a defective area, a worker may experience significant losses in quality and the need for additional work if hand-held grinders and polishers are set at an angle, if, for example, grinding must be carried out in ergonomically unfavorable places, improper micro-grit is used, the abrasive sheet is not positioned correctly on the backing pad , the abrasive sheet is not replaced in time, the grinding time is exceeded and, as a result, the grinding is carried out too deep, the amount of polishing paste for the grinding area is selected too large, as a result of which unnecessary splashes of polishing paste remain on the workpiece, for example, on a car body, or too little polishing paste is selected paste and therefore the optimum polishing effect is not achieved, and the polishing area is too hot due to too much contact pressure and too long polishing time, polishing paste flocculates and polishing curls form.
В ходе независимых проверок продукта и процесса группой менеджмента качества процесс регулярно оценивается, инициируются усовершенствования и обучение сотрудников.During independent reviews of the product and process by the quality management team, the process is regularly evaluated, improvements and employee training are initiated.
Из уровня техники известна частичная автоматизация локализации и обработки недостатков.Partial automation of the localization and processing of flaws is known from the prior art.
При устранении недостатков процедуры локализации помогают определить положение дефекта и использовать его для дальнейшего процесса, при этом процедура локализации может быть полуавтоматической или полностью автоматической.When eliminating deficiencies, localization procedures help to determine the position of the defect and use it for a further process, while the localization procedure can be semi-automatic or fully automatic.
В соответствии с предшествующим уровнем техники различают способы стационарной локализации, в которых заготовка, например поверхность кузова автомобиля с финишным окрашиванием, обследуется посредством системы, и способ модульной локализации, в котором заготовка обследуется по внешнему контуру блоком детекции с помощью детектора, прикрепленным к руке робота.In accordance with the prior art, a distinction is made between stationary localization methods, in which a workpiece, for example, the surface of a car body with finish painting, is examined by a system, and a modular localization method, in which the workpiece is examined along the outer contour by a detection unit using a detector attached to a robot arm.
С помощью способов стационарной локализации можно обследовать заготовки различных размеров и характеристик по контуру, однако способ не позволяет обследовать внутри затененных областей и подрезах заготовки. Кроме того, записанные отсканированные данные положения и классификации дефектов при использовании таких способов менее точны, чем это возможно в случае методов модульной локализации.Using stationary localization methods, it is possible to examine workpieces of various sizes and characteristics along the contour, however, the method does not allow one to examine inside shaded areas and undercuts of the workpiece. In addition, the recorded scanned data of the position and classification of defects using such methods is less accurate than is possible with modular localization methods.
Во время обработки дефектов работнику дается время на частично автоматизированную шлифовку и полирование или же они выполняются автоматически.During the processing of defects, the worker is given time for partially automated grinding and polishing, or they are performed automatically.
Изобретение направлено на дальнейшее развитие способа общего типа так, чтобы оптимизировать результат шлифования или полироввания, в частности, чтобы лучше координировать детекцию дефектов и автоматическое шлифование и полирование.The invention aims to further develop a general method so as to optimize the grinding or polishing result, in particular to better coordinate defect detection and automatic grinding and polishing.
Данная задача решается способом, имеющим признаки пункта 1 формулы изобретения, а также устройством, имеющим признаки пункта 15 формулы изобретения.This problem is solved by a method having the features of
Способ согласно изобретению для координации идентификации и обработки шлифованием и/или полированием по меньшей мере одного дефекта по меньшей мере одним шлифовальным или полировальным инструментом, способным перемещаться автоматически и под компьютерным управлением на основе сохраненной программы над дефектом в покрытии поверхности заготовки, содержит следующие этапы:The method according to the invention for coordinating the identification and grinding and/or polishing of at least one defect with at least one grinding or polishing tool capable of moving automatically and under computer control, based on a stored program, over a defect in the coating of a surface of a workpiece, comprises the following steps:
a) автоматическое, в частности оптическое, сканирование покрытия поверхности заготовки (5) на станции (2) детекции и сохранение отсканированных данных положения в базе данных;a) automatic, in particular optical, scanning of the surface coating of the workpiece (5) at the detection station (2) and storing the scanned position data in a database;
b) идентификация дефекта (1) путем сравнения детектированных данных положения с сохраненными целевыми данными заготовки (5);b) identifying the defect (1) by comparing the detected position data with the stored target workpiece data (5);
c) моделирование возможных перемещений шлифовального или полировального инструмента (7, 8) для обработки дефекта (1);c) simulation of possible movements of the grinding or polishing tool (7, 8) to process the defect (1);
d) передача установочных данных для шлифовального или полировального инструмента (7, 8), определенных в ходе моделирования, на главный компьютер;d) transferring the setting data for the grinding or polishing tool (7, 8) determined during the simulation to the main computer;
e) передача определенных данных обработки для обработки дефекта (1) на шлифовальный или полировальный инструмент (7, 8);e) transferring certain processing data for processing a defect (1) to a grinding or polishing tool (7, 8);
f) обработка дефекта (1) шлифовальным или полировальным инструментом (7, 8).f) processing the defect (1) with a grinding or polishing tool (7, 8).
Способ согласно изобретению значительно улучшает точную координацию отдельных этапов способа, в частности, за счет взаимодействия автоматической детекции дефектов и автоматического шлифования и полирования.The method according to the invention significantly improves the precise coordination of the individual process steps, in particular through the interaction of automatic defect detection and automatic grinding and polishing.
Это сопровождается значительной экономией времени, поскольку, в частности, автоматическая детекция дефектов занимает меньше времени, чем ручное или визуальное выявление дефектов обученным персоналом.This is accompanied by significant time savings, since, in particular, automatic defect detection takes less time than manual or visual defect detection by trained personnel.
Кроме того, автоматическое сохранение координат детектированных дефектов позволяет напрямую передавать эти координаты для юстировки шлифовального или полировального инструмента.In addition, automatic storage of the coordinates of detected defects allows you to directly transfer these coordinates for the adjustment of the grinding or polishing tool.
Предварительное моделирование процесса шлифования или полирования перед проведением шлифования или полирования гарантирует, что соответствующие дефекты могут быть автоматически обработаны доступными шлифовальными или полировальными инструментами.Preliminary simulation of the grinding or polishing process before grinding or polishing ensures that the corresponding defects can be automatically processed with available grinding or polishing tools.
Последующая обработка дефекта шлифовальным или полировальным инструментом может быть оптимизирована, в частности по скорости, на основе данных обработки, передаваемых в блок управления шлифовального или полировального инструмента.The subsequent processing of the defect with the grinding or polishing tool can be optimized, in particular in terms of speed, on the basis of the processing data transmitted to the control unit of the grinding or polishing tool.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы.Preferred embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Согласно предпочтительному варианту осуществления способа согласно изобретению оптическое сканирование поверхностного покрытия заготовки осуществляется на станции детекции с помощью подвижного блока детекции.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the optical scanning of the surface coating of the workpiece is carried out at the detection station using a moving detection unit.
Это позволяет повысить точность процесса локализации с точки зрения данных о местоположении, размера дефекта и типа дефекта. Это, в свою очередь, позволяет обрабатывать с минимально возможными точками шлифования.This improves the accuracy of the localization process in terms of location data, defect size, and defect type. This in turn allows machining with the smallest possible grinding points.
Согласно предпочтительному варианту осуществления способа согласно изобретению, когда невозможность автоматизированной обработки участка дефекта детектируется шлифовальным или полировальным инструментом на этапе с), участок дефекта маркируется и отмечается.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, when the impossibility of automated processing of the defect area is detected by the grinding or polishing tool in step c), the defect area is marked and marked.
Преимущество состоит в том, что такие дефекты обходятся непосредственно шлифовальным или полировальным инструментом, что приводит к дополнительной экономии времени. Необрабатываемый дефект отображается оператору на экране, и координаты этого дефекта сохраняются, что позволяет обученному специальному персоналу справиться с этими дефектами после автоматической обработки поддающихся машинной обработке дефектов.The advantage is that such defects are bypassed directly by the grinding or polishing tool, resulting in additional time savings. The unmachinable defect is displayed to the operator on the screen, and the coordinates of this defect are stored, which allows trained special personnel to deal with these defects after automatic processing of machine-machinable defects.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, заготовку разделяют на участки обработки перед этапом е), в частности, в случае нескольких детектированных дефектов.According to another preferred embodiment, the workpiece is divided into processing areas before step e), in particular in the case of several detected defects.
Преимущество состоит в том, что с помощью программного обеспечения планирования траектории возможна оптимизация обработки дефектов по скорости.The advantage is that with the path planning software it is possible to optimize the processing of defects in terms of speed.
Участки обработки предпочтительно рассчитывать на основе геометрической формы заготовки и доступности соответствующего шлифовального или полировального инструмента.Machining areas are preferably calculated based on the geometric shape of the workpiece and the availability of an appropriate grinding or polishing tool.
Это может значительно улучшить координацию, особенно в случае нескольких имеющихся шлифовальных или полировальных инструментов. Кроме того, это позволяет избежать столкновений инструментов.This can greatly improve coordination, especially in the case of multiple grinding or polishing tools available. It also avoids tool collisions.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления, в случае нескольких дефектов, подлежащих обработке, по меньшей мере одним шлифовальным или полировальным инструментом управляют так, чтобы оптимизировать обработку дефектов по времени и расстоянию. В частности, несколькими шлифовальными или полировальными инструментами, расположенными рядом друг с другом, управляют одновременно для обработки соответствующего дефекта.According to another preferred embodiment, in the case of several defects to be processed, at least one grinding or polishing tool is controlled so as to optimize the processing of defects in time and distance. In particular, several grinding or polishing tools located next to each other are controlled simultaneously to process the corresponding defect.
Это позволяет одновременно обрабатывать несколько дефектов, а это значит, что время обработки заготовки может быть дополнительно сокращено.This allows multiple defects to be processed at the same time, which means that the processing time of the workpiece can be further reduced.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления, в случае частей заготовки, которые могут перемещаться в держателе на заданное расстояние, угол раскрытия вычисляют на линии посредством датчика расстояния с использованием сохраненных целевых данных, например данных САПР, заготовки и учитывают при обработке дефектов, так что шлифовальный и полировальный инструмент может выполнять корректную финишную обработку поверхности.According to another preferred embodiment, in the case of parts of the workpiece that can move a predetermined distance in the holder, the opening angle is calculated on-line by means of a distance sensor using the stored target data, such as CAD data, of the workpiece and is taken into account in the processing of defects, so that the grinding and polishing the tool can perform a correct surface finish.
Такие ситуации возникают, в частности, с кузовами автомобилей с дверями, капотами или щитками, которые после предварительной окраски и сушки не находятся в закрытом положении, а только предварительно зафиксированы в соответствующих рамах.Such situations arise in particular with car bodies with doors, bonnets or guards, which, after pre-painting and drying, are not in the closed position, but only pre-fixed in the respective frames.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления процесс шлифования осуществляется исключительно как так называемое сухое шлифование.According to another preferred embodiment, the grinding process is carried out exclusively as so-called dry grinding.
Это позволяет сократить цикл обработки дефектов, поскольку шлифовальная пыль, образующаяся в процессе шлифования, остается связанной в абразивном материале, и, таким образом, может быть исключена промежуточная очистка участка шлифования перед полированием.This makes it possible to shorten the cycle time for defects, since the grinding dust generated during the grinding process remains bound in the abrasive material, and thus intermediate cleaning of the grinding area before polishing can be eliminated.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, в процессе полирования дефекта обрабатывается многократно участок подвергшейся предварительной абразивной обработке поверхности, что, в частности, имеет преимущество меньшего выделения тепла в области точки полирования и, таким образом, предотвращает флокуляцию используемого полирующего агента или другие подобные эффекты.According to another preferred embodiment, during the polishing of a defect, the area of the pre-abrased surface is treated repeatedly, which in particular has the advantage of less heat generation in the region of the polishing point and thus prevents flocculation of the polishing agent used or other similar effects.
Устройство согласно изобретению для осуществления описанного выше способа содержит станцию детекции, шлифовальную станцию и полировальную станцию. По меньшей мере один шлифовальный инструмент выполнен в виде робота, который подключен к компьютеру и имеет поддерживающее устройство, которое прикреплено к руке робота, может перемещаться с вращением и/или вибрацией и/или планетарно, и предназначено для удержания абразивной ленты, и полировальный инструмент, который выполнен в виде робота, который подключен к компьютеру и имеет поддерживающую пластину, которая прикреплена к руке робота, может перемещаться с вращением и/или вибрацией и/или планетарно и предназначена для удержания полировальной губки, при этом рука приспособлена для перемещения под управлением компьютера.The device according to the invention for carrying out the method described above comprises a detection station, a grinding station and a polishing station. At least one grinding tool is made in the form of a robot that is connected to a computer and has a support device that is attached to the arm of the robot, can move with rotation and / or vibration and / or planetary, and is designed to hold the abrasive belt, and the polishing tool, which is made in the form of a robot that is connected to a computer and has a support plate that is attached to the arm of the robot, can move with rotation and / or vibration and / or planetary and is designed to hold the polishing sponge, while the arm is adapted to move under the control of the computer.
Использование абразивной ленты особенно подходит для сухого шлифования, поскольку такую абразивную ленту можно циклически регулировать после каждой обработки дефекта, так чтобы приспособить неиспользованный участок поверхности абразивной ленты для каждого дефекта, подлежащего обработке, с обеспечением тем самым стабильного качества шлифовальной обработки для каждого дефекта.The use of an abrasive belt is particularly suitable for dry grinding, since such an abrasive belt can be cyclically adjusted after each defect treatment so as to adapt the unused area of the abrasive belt surface for each defect to be processed, thereby ensuring a consistent quality of grinding for each defect.
Согласно предпочтительному варианту осуществления по меньшей мере один шлифовальный или полировальный инструмент способен перемещаться вдоль линейной оси, что обеспечивает возможность большего радиуса действия шлифовального или полировального инструмента.According to a preferred embodiment, the at least one grinding or polishing tool is movable along a linear axis, which allows a greater reach of the grinding or polishing tool.
Согласно предпочтительному варианту осуществления полировальный инструмент содержит устройство протирки и/или устройство обдува и, опционально, блок детекции. Таким образом, устройство протирки позволяет автоматически протирать точку полировки. Устройство обдува позволяет дополнительно охлаждать точку полировки путем вдувания сжатого воздуха, в частности, в полировальную губку. Блок детекции дает возможность проверить результаты.According to a preferred embodiment, the polishing tool comprises a wiping and/or blowing device and, optionally, a detection unit. Thus, the wiping device allows you to automatically wipe the polishing point. The blower device makes it possible to additionally cool the polishing point by blowing compressed air, in particular into the polishing sponge. The detection block makes it possible to check the results.
В частности, избавление от световых туннелей, которые требуются в предшествующем уровне техники для ручной обработки дефектов шлифованием, полированием и протиркой участка полирования, а также контроль результатов, значительно меньшее усилие для очистки, что является результатом сухого шлифования, оптимизированная с точки зрения отходов форма абразива в виде ленты вместо абразивного листа, отсутствие дополнительных необходимых финишных этапов для закрепления абразива из-за используемого вакуумного крепления, меньший расход полировальных паст за счет точно скоординированного дозирования посредством полировальной губки, значительно меньшая потребность в площади, экологические баланс и устойчивость, все это относится к существенным улучшениями, достигаемым благодаря способу и устройству в соответствии с изобретением.In particular, getting rid of the light tunnels required in the prior art for manual processing of defects by grinding, polishing and wiping the polishing area, as well as control of the results, significantly less effort for cleaning, which is the result of dry grinding, waste-optimized form of abrasive in the form of a tape instead of an abrasive sheet, no additional necessary finishing steps for fixing the abrasive due to the vacuum bonding used, less consumption of polishing pastes due to precisely coordinated dosing with a polishing sponge, significantly less space requirement, environmental balance and sustainability, all this applies to significant improvements achieved thanks to the method and device in accordance with the invention.
Предпочтительные примеры вариантов осуществления изобретения описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Preferred examples of embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг.1-схематический вид сверху варианта осуществления устройства согласно изобретению для осуществления способа согласно изобретению,1 is a schematic plan view of an embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention,
фиг.2 - вид сбоку устройства, показанного на фиг.1, иfigure 2 is a side view of the device shown in figure 1, and
фиг.3, 4 и 5 - соответствующие виды в перспективе детали устройства, показанного на фиг.1 и 2.Figures 3, 4 and 5 are respective perspective views of a detail of the device shown in Figures 1 and 2.
В нижеследующем описании фигур такие термины как "верхний", "нижний", "левый", "правый", "передний", "задний" и т. п. относятся исключительно к представленным примерам расположения станции детекции, полировальной станции, шлифовальной станции, шлифовального инструмента, полировального инструмента, заготовки и т.п., выбранным для соответствующих фигур. Данные термины не следует понимать ограничительно, и эти указания могут измениться для других рабочих положений, зеркально-симметричного исполнения и т.п. In the following description of the figures, terms such as "top", "bottom", "left", "right", "front", "rear", etc., refer exclusively to the examples of the location of the detection station, polishing station, grinding station, grinding tool, polishing tool, workpiece, etc. selected for the respective figures. These terms are not to be understood as restrictive and these guidelines may change for other operating positions, mirror-symmetrical design, etc.
На фиг.1 и 2, ссылочная позиция 1 в целом обозначает вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением для осуществления способа детекции и обработки путем шлифования и/или полирования по меньшей мере одного дефекта 1 по меньшей мере одним шлифовальным или полировальным инструмента 7, 8 в покрытии поверхности заготовки 5, при этом шлифовальный или полировальный инструмент 7, 8 способен перемещаться автоматически и под контролем компьютера над дефектом 1 на основе сохраненной программы.In figures 1 and 2,
Как можно видеть на фиг.1 и 2, устройство содержит станцию 2 детекции, шлифовальную станцию 3 и полировальную станцию 4. Отдельные станции соединены между собой рельсовой системой 9, по которой подлежащие обработке заготовки 5, например, в виде частей кузова автомобиля, могут перемещаться от станции к станции и своевременно подаваться на отдельные станции.As can be seen in figures 1 and 2, the device comprises a
Как показано на фиг.1, 2 и 3, станция 2 детекции содержит два робота с соответствующими руками роботов, к концу которых прикреплено оптическое сканирующее устройство. Предпочтительно оптическое чувствительное устройство содержит источник электромагнитного излучения, направляемый на заготовку 5, и блок 61 детектора для детекции и последующей оценки лучей, отраженных от заготовки 5.As shown in figures 1, 2 and 3, the
Оптическое сканирующее устройство 6 может оптически детектировать все участки поверхности заготовки 5 с помощью подвижной руки робота.The
Рука робота предпочтительно управляется главным компьютером более высокого уровня с подключенной к нему базой данных, в которой хранятся относительные координаты поверхности заготовки 5, подлежащей сканированию.The robot arm is preferably controlled by a higher level host computer with a database connected to it, in which the relative coordinates of the surface of the
На основе относительных координат поверхности заготовки 5 участки блокировки, относящиеся к заготовке 5, постоянно сохраняются или автоматически определяются заранее, например, вдоль краев заготовки 5, вдоль смазанных краев заготовок 5, выполненных в виде корпусных модулей, и в узких радиусах заготовки 5. Все необходимые переменные параметров сохраняются для обработки движения роботов и настраиваются на соответствующий размер дефекта. Предельные значения сохраняются для переменных параметров, которые можно изменять для непрерывного процесса улучшения.Based on the relative coordinates of the surface of the
Устройство 6 оптического сканирования сканирует поверхность заготовки 5, предпочтительно с применением светового луча. Отраженное излучение детектируется детектором, и любые дефекты, обнаруженные на поверхности детали 5, сохраняются в цифровом виде во второй базе данных.The
При сохранении сохраняются данные положения и, опционально, взвешивание дефектов. Вместе с вышеупомянутой базой данных главного компьютера, в которой хранятся относительные координаты поверхности заготовки 5, данные детектированного дефекта сравниваются с сохраненными относительными координатами заготовки 5 и координируются с предстоящей дальнейшей автоматической обработкой, т. е. шлифованием и последующим полированием.When saving, the position data and, optionally, defect weighting are saved. Together with the aforementioned host computer database in which the relative surface coordinates of the
В зависимости от подлежащей обработке заготовки также предусмотрена возможность использования только одного робота с прикрепленным к нему устройством обнаружения дефектов на станции 2 детекции или же более двух таких роботов.Depending on the workpiece to be processed, it is also possible to use only one robot with a defect detection device attached to it at the
Также предусмотрена, в зависимости от размера заготовки или для повышения точности процесса локализации с точки зрения данных положения, размера дефекта и типа дефекта, установка этого или дополнительного блока обнаружения на самом шлифовальном инструменте.It is also provided, depending on the size of the workpiece or to improve the accuracy of the localization process in terms of position data, defect size and type of defect, to install this or an additional detection unit on the grinding tool itself.
Поскольку оптическое сканирующее устройство 6 станции 2 обнаружения может перемещаться, также возможно сканировать области заготовки, которые не могут быть проверены стационарными системами локализации, такие как теневые области или подрезы заготовки.Since the
Также предусмотрена детекция только положения дефекта, что устраняет необходимость в обширной и дорогостоящей детекции положения транспортного средства и заготовки.Detection of only the position of the defect is also provided, which eliminates the need for extensive and expensive detection of the position of the vehicle and the workpiece.
В этом случае блок сбора данных будет заранее оптически сканировать участок дефекта, и более точные данные будут использоваться для дальнейшей обработки на этапе b).In this case, the data acquisition unit will optically scan the area of the defect in advance, and more accurate data will be used for further processing in step b).
Как показано на фиг.1, 2 и 4, два робота также расположены на шлифовальной станции 3 рядом со станцией 2 детекции. В показанном здесь примерном варианте осуществления роботы могут перемещаться вдоль линейной оси 32. Также на таких линейных осях 32 предусмотрено размещение роботов станции 2 детекции и/или полировальной станции 4. Предусмотрена и возможность размещения роботов шлифовальной станции 3 стационарно, но с возможностью вращения на шлифовальной станции 3.As shown in figures 1, 2 and 4, two robots are also located on the grinding
Перед тем как шлифовальные инструменты 7 шлифовальной станции 3 управляются главным компьютером, предварительно выполняется моделирование возможных перемещений шлифовального инструмента 7 для обработки соответствующего дефекта.Before the
Если во время такого моделирования определено, что автоматическая обработка дефекта шлифовальным инструментом 7 невозможна, например, из-за неблагоприятного положения дефекта для автоматической обработки, координаты этого дефекта передаются на главный компьютер и сообщаются сотруднику, предпочтительно в виде изображения на экране.If during such a simulation it is determined that automatic processing of a defect by the grinding
Если моделирование показывает, что дефект может быть обработан автоматически, данные о положении этого дефекта передаются на главный компьютер для дальнейшей обработки шлифованием. В ходе этого процесса шлифовальный инструмент 7 и рука робота, к которой прикреплен шлифовальный инструмент 7, приводятся в заданное положение для шлифования дефекта.If the simulation shows that the defect can be machined automatically, the position data of this defect is transmitted to the main computer for further grinding. During this process, the grinding
Как показано на фиг.1 и 2, несколько роботов с соответствующими шлифовальными инструментами 7 размещены на шлифовальной станции 3, заготовка 5 предпочтительно разделяется на несколько участков обработки до того, как данные обработки, определенные для обработки дефекта, передаются на шлифовальный инструмент 7.As shown in figures 1 and 2, several robots with
Участки обработки предпочтительно рассчитываются на основе геометрической формы заготовки и доступности соответствующего шлифовального или полировального инструмента. Затем шлифовальный инструмент 7 с наименьшим временем и расстоянием управляется таким образом, чтобы оптимизировать обработку дефекта с точки зрения времени и расстояния. The machining areas are preferably calculated on the basis of the geometric shape of the workpiece and the availability of an appropriate grinding or polishing tool. Then, the grinding
При шлифовании предпочтительным способом является шлифование концентрическими шлифующими траекториями вокруг дефекта.When grinding, the preferred method is grinding with concentric grinding paths around the defect.
В частности, расчет управления шлифовальными инструментами 7 и, в последующем процессе полирования, также и полировальными инструментами 8 выполняется с помощью программного обеспечения так, чтобы дефектный участок заготовки 5 обрабатывался с оптимизированной скоростью.In particular, the calculation of the control of the
При обработке дефектов также учитывается, что в случае одновременной работы нескольких шлифовальных или полировальных инструментов, дефекты могут обрабатываться параллельно без столкновений между шлифовальными или полировальными инструментами или между роботами и руками роботов, на каждой из которых расположен такой шлифовальный или полировальный инструмент.When processing defects, it is also taken into account that in the case of simultaneous operation of several grinding or polishing tools, defects can be processed in parallel without collisions between grinding or polishing tools or between robots and robot arms, each of which has such a grinding or polishing tool.
Предпочтительно, чтобы после завершения процесса шлифования главный компьютер выполнял оценку с использованием статистических методов, чтобы дополнительно улучшить автоматизацию обработки дефектов, в частности, за счет уменьшения количества этапов обработки.Preferably, after the grinding process is completed, the host computer performs evaluation using statistical methods in order to further improve the automation of defect processing, in particular by reducing the number of processing steps.
То же самое в основном относится к полированию дефектов на полировальной станции 4, которая примыкает к шлифовальной станции 3.The same basically applies to the polishing of defects at the polishing
В случае частей заготовки, которые могут перемещаться в держателе на заданное расстояние, шлифовальный или полировальный инструмент выравнивается соответствующим образом или же выполняется компенсация небольших отклонений путем плавного его помещения на часть заготовки 5.In the case of workpiece parts that can move in the holder for a given distance, the grinding or polishing tool is aligned accordingly, or small deviations are compensated for by smoothly placing it on the part of the
Такие ситуации возникают, например, с кузовами автомобилей с дверями, капотами или щитками, которые после предварительной окраски и сушки не находятся в закрытом положении, а только предварительно закреплены в соответствующих рамах и могут быть переведены в закрытое положение путем оказания давления.Such situations arise, for example, with car bodies with doors, bonnets or guards, which, after pre-painting and drying, are not in the closed position, but are only pre-secured in the respective frames and can be moved to the closed position by applying pressure.
Таким образом, предпочтительно в случае открытых положений части заготовки 5 на угол до 1°, такие отклонения от сохраненных координат компенсируются плавным размещением обрабатывающих инструментов на этой части заготовки 5 в нормальном направлении.Thus, preferably in the case of open positions of the part of the
В качестве альтернативы можно также рассчитать угол раскрытия посредством расположенного выше по потоку датчика расстояния, в частности, перед шлифовальным инструментом 7 и, таким образом, учесть его в ходе операции шлифования.Alternatively, it is also possible to calculate the opening angle by means of an upstream distance sensor, in particular in front of the grinding
Как показано на фиг.4, для процесса шлифования предпочтительно использовать шлифовальные инструменты 7, которые могут работать в режиме сухого шлифования. Для этой цели шлифовальный инструмент 7 предпочтительно содержит абразивную ленту 71, которая после каждой операции шлифования смещается до такой степени, что неиспользованная часть абразивной ленты используется для следующей операции шлифования. Таким образом, абразивная лента 71 предпочтительно удерживается вакуумом на диск-подошве шлифовального инструмента 7.As shown in FIG. 4, for the grinding process, it is preferable to use grinding
Это означает, что промежуточная очистка участка шлифования перед полированием уже не требуется, так как участок вокруг дефекта полностью свободен от пыли и абразив можно поменять, например, во время перерывов.This means that intermediate cleaning of the grinding area before polishing is no longer required, since the area around the defect is completely free of dust and the abrasive can be changed, for example, during breaks.
Используемая здесь микрозернистость соответствует используемой полировальной пасте. Предпочтительным размером микрозерна является размер за пределами диапазона FEPA-P с максимальной глубиной шероховатости менее 0,5 мкм.The micro-grain used here corresponds to the polishing paste used. The preferred micrograin size is outside the FEPA-P range with a maximum roughness depth of less than 0.5 µm.
При абразивной обработке предпочтительно использовать одно и то же микрозерно для всех типов и размеров дефектов. В случае более крупных дефектов шлифование проводят несколько раз, но всегда с неиспользованным абразивом, при этом шлифовальные движения адаптируются к размеру дефекта. При использовании неиспользованного абразива шероховатость поверхности участка шлифования находится в узком диапазоне допусков даже при обработке более крупных дефектов.When abrasive processing, it is preferable to use the same micrograin for all types and sizes of defects. In the case of larger defects, grinding is carried out several times, but always with unused abrasive, while the grinding movements are adapted to the size of the defect. When using unused abrasive, the surface roughness of the grinding area is in a narrow tolerance range, even when processing larger defects.
Как также показано на фиг.5, полировальный инструмент 8 имеет полировальное устройство, прикрепленное к руке робота с полировальной губкой, через которую может подаваться полировальный агент, в частности, в форме полировальной пасты. Также предусмотрена возможность подавать полирующее средство непосредственно на точку шлифования головку или в саму полировальную губку.As also shown in FIG. 5, the
Можно избежать длительного смачивания поверхности полировальной губки, по меньшей мере, утроив дозировку полировальной пасты один раз после замены полировальной губки.Long-term wetting of the surface of the polishing sponge can be avoided by at least tripling the dosage of the polishing paste once after changing the polishing sponge.
Также предусмотрена переработка полировальной губки после использования с помощью омывателя полировальника и продолжение ее использования. В соответствии с технологическим параметром, полировальную губку предпочтительно заменять после третьей очистки.It also provides for the recycling of the polishing sponge after use with the polishing pad washer and its continued use. According to the technological parameter, it is preferable to replace the polishing sponge after the third cleaning.
Участок обработки полированием на соответствующем дефекте предпочтительно в несколько раз больше, чем участок поверхности, предварительно обработанной шлифованием. Таким образом, особенно во второй половине времени полирования, выделение тепла может быть минимизировано за счет изменения контактного давления и охлаждения полировальной губки сжатым воздухом.The area of polishing on the corresponding defect is preferably several times larger than the area of the surface previously processed by grinding. Thus, especially in the second half of the polishing time, heat generation can be minimized by changing the contact pressure and cooling the polishing sponge with compressed air.
При этом полировальный инструмент 8 предпочтительно содержит устройство для протирки, например, в виде салфетки из микрофибры или чистящей губки, чтобы обеспечить автоматическое протирание участка полирования. Таким образом, устройство протирки предпочтительно прикреплено к руке робота вместе с полировальным устройством 8, при этом устройство протирки выполнено поворотным.In this case, the
При этом полировальный инструмент 8 предпочтительно содержит устройство обдува, посредством которого сжатый воздух может подаваться на точку полирования для ее охлаждения. В частности, для замкнутого цикла, в котором полировальная среда подается на точку полирования в саму полировальную губку или через полировальную губку в точку полирования, выделение тепла, возникающее во время полирования, может быть минимизировано, в частности, путем изменения контактного давления полировальной губки в точке, подлежащей полированию, и охлаждения посредством вышеупомянутого сжатого воздуха.In this case, the
Также предусмотрено, что блок 6 детекции, установленный на полировальном инструменте, может оптически сканировать обработанные участки и использовать их для проверки результатов.It is also envisaged that the
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF REFERENCES
1 - дефект1 - defect
2 - станция детекции2 - detection station
3 - шлифовальная станция3 - grinding station
32 - инструментальный рельс/линейная ось32 - tool rail / linear axis
4 - полировальная станция4 - polishing station
5 - заготовка5 - blank
6 - блок детекции6 - detection unit
61 - детектор61 - detector
7 - шлифовальный инструмент7 - grinding tool
71- абразивная лента71- abrasive belt
8 - полировальный инструмент8 - polishing tool
81 - полировальная губка81 - polishing sponge
9 - рельсовая система9 - rail system
Claims (24)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790124C1 true RU2790124C1 (en) | 2023-02-14 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5394654A (en) * | 1990-12-28 | 1995-03-07 | Mazda Motor Corporation | Method of wet-sanding defective parts of coating on vehicle body and system for carrying out the method |
RU2136476C1 (en) * | 1996-07-26 | 1999-09-10 | ОАО "Пермский моторный завод" | Method of grinding |
US6714831B2 (en) * | 2002-01-24 | 2004-03-30 | Ford Motor Company | Paint defect automated seek and repair assembly and method |
CN105269329B (en) * | 2015-12-01 | 2018-10-09 | 肇庆市宏华电子科技有限公司 | A kind of unmanned machining robot system integration |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5394654A (en) * | 1990-12-28 | 1995-03-07 | Mazda Motor Corporation | Method of wet-sanding defective parts of coating on vehicle body and system for carrying out the method |
RU2136476C1 (en) * | 1996-07-26 | 1999-09-10 | ОАО "Пермский моторный завод" | Method of grinding |
US6714831B2 (en) * | 2002-01-24 | 2004-03-30 | Ford Motor Company | Paint defect automated seek and repair assembly and method |
CN105269329B (en) * | 2015-12-01 | 2018-10-09 | 肇庆市宏华电子科技有限公司 | A kind of unmanned machining robot system integration |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220222765A1 (en) | Method for coordinating an identification and the processing of a defect of a workpiece and device for carrying out the method | |
US11110611B2 (en) | Automatic detection and robot-assisted machining of surface defects | |
US6714831B2 (en) | Paint defect automated seek and repair assembly and method | |
US8403725B2 (en) | Method and device for machining workpieces | |
JP6005871B2 (en) | Method, processing apparatus, and processing system for automatically surface processing of large molded member of wind power generator | |
Princely et al. | Vision assisted robotic deburring of edge burrs in cast parts | |
CN111571612B (en) | High-speed rail white car body multi-robot collaborative polishing control method, device and system | |
CN207953500U (en) | A kind of adaptive surface sanding and polishing system based on robot | |
CN110744406A (en) | Blade profile grinding and polishing self-adaptive machining system and method through robot | |
CN115190832A (en) | Robot repair system and method | |
CN113118907B (en) | Rail workstation of polishing | |
CN111318928A (en) | Hub polishing device based on three-dimensional scanner and operation method thereof | |
KR20230092470A (en) | System and method for sanding automation | |
JP2020110912A (en) | Device and method for inspecting and/or measuring toothed gear | |
CN113290473A (en) | Grinding and polishing composite integrated workstation suitable for robot machining | |
RU2790124C1 (en) | Method for coordination of identification and processing workpiece defect and device for implementation of this method | |
Gurdal et al. | Vision-assisted robotic finishing of friction stir-welded corner joints | |
KR20230136805A (en) | System and method for automatic car body sanding | |
JP3248695B2 (en) | Work processing method and processing device | |
CN112643467A (en) | Intelligent grinding and inspecting production line for cover plate | |
CN113231828B (en) | Milling, grinding and polishing in-situ imaging integrated intelligent equipment and processing method | |
CN214559717U (en) | Intelligent grinding and inspecting production line for cover plate | |
Hsieh et al. | Design, manufacture, and development of a novel automatic scraping machine | |
US11633827B2 (en) | Device for processing optical workpieces, particularly spectacle lenses | |
JP2939020B2 (en) | Inspection processing method and inspection processing device for work |