[发明专利]一种修磨砂轮快换自动化系统及方法

权利要求书

1.一种用于机器人修磨的砂轮自动快换系统，其特征在于，包括砂轮更换装置(3)、砂轮自动卸装装置(4)、支撑框架(5)；所述砂轮自动卸装装置(4)及砂轮更换装置(3)并排固定在支撑框架(5)上；

所述砂轮自动卸装装置(4)包括砂轮拆卸架(4.1)、电动扳手(4.2)、套筒(4.3)；所述砂轮拆卸架(4.1)为一矩形框架，上、下面开放，在正面设有圆形开口，开口直径小于更换下的磨损砂轮片外径，同时大于砂轮转轴套筒直径；所述砂轮拆卸架(4.1)开口圆心与套筒(4.3)圆心在同一水平线上；电动扳手(4.2)、套筒(4.3)位于砂轮拆卸架(4.1)内；

所述的电动扳手(4.2)动作受配套的自动控制系统控制；所述自动控制系统包括工控电脑、远程I/O模块、继电器；所述工控电脑与远程I/O模块采用以太网连接；通过自动化控制电动扳手正反转旋拧螺母，实现砂轮的拆卸或安装；

所述砂轮更换装置(3)包括导轨(3.1)、砂轮套轴(3.2)、新砂轮(3.3)、导轨托架(3.4)；所述砂轮套轴(3.2)上安装滑块，通过滑块与导轨(3.1)相连；所述导轨(3.1)固定在导轨托架(3.4)上；所述砂轮套轴(3.2)直径略小于新砂轮(3.3)内径，用以套装待更换的新砂轮；砂轮套轴(3.2)末端开设一个圆形内槽，内槽内径略大于砂轮机螺杆直径，深度保证机器人将砂轮机顶住套轴更换砂轮时，留有用以拧螺母的螺杆头空间；所述导轨托架(3.4)一端设有挡板，挡板尺寸大于新砂轮(3.3)内径，同时挡板在对应高度设有直径略大于砂轮套轴(3.2)直径的孔，砂轮套轴(3.2)通过该孔可前后滑动；所述新砂轮(3.3)紧密套装在砂轮套轴(3.2)靠外一端，排列在导轨托架(3.4)挡板外侧。

2.根据权利要求1所述的用于机器人修磨的砂轮自动快换系统，其特征在于，还包括砂轮回收箱(6)，砂轮回收箱(6)放置在砂轮自动卸装装置(4)正下方，用以收集卸下的废弃砂轮。

3.根据权利要求1所述的用于机器人修磨的砂轮自动快换系统，其特征在于，所述的套筒(4.3)为万能套筒头，且有磁性。

4.根据权利要求1所述的用于机器人修磨的砂轮自动快换系统，其特征在于，该砂轮自动快换系统采用的砂轮机(2)为直向砂轮机。

5.根据权利要求1所述的用于机器人修磨的砂轮自动快换系统，其特征在于，该砂轮自动快换系统采用的砂轮机(2)固定在机器手臂(1)上，动作路径及动作维度随机械手臂(1)控制。

6.采用权利要求5所述的用于机器人修磨的砂轮自动快换系统的方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1，机械手臂(1)控制砂轮机(2)移动到砂轮自动卸装装置(4)上方，旧砂轮片置于砂轮拆卸架(4.1)与套筒(4.3)之间，然后机械手臂(1)控制砂轮机(2)移到套筒(4.3)同一水平位置，机械手臂(1)微调砂轮机(2)位置，保证砂轮机(2)外侧螺母圆心与套筒(4.3)圆心在同一水平线上，机械手臂(1)前推至砂轮机(2)外侧螺母进入套筒(4.3)内；

步骤2，工控电脑发送反转信号给远程I/O模块，远程I/O模块控制继电器的吸合控制电动扳手反转，拆卸用以固定砂轮的螺母；

步骤3，至螺母旋离螺杆后，机械手臂(1)控制砂轮机(2)后退，旧砂轮片被砂轮拆卸架(4.1)阻挡后从砂轮机(2)上脱落，落到砂轮回收箱，螺母由于套筒(4.3)有磁性，留在套筒(4.3)内；

步骤4，机械手臂(1)控制砂轮机(2)运动到砂轮更换装置(3)处，微调砂轮机(2)位置保证砂轮机(2)螺杆与砂轮安装轴(3.2)圆心处于同一水平线上；

步骤5，机械手臂控制砂轮机前进，砂轮机(2)螺杆插入砂轮套轴(3.2)末端圆形凹槽内，并顶住砂轮套轴(3.2)沿着导轨(3.1)后退，而新砂轮片(3.3)由于导轨托架(3.4)挡板阻挡，留在原处；机械手臂(1)控制砂轮机(2)继续前进一个砂轮宽度的距离，即最靠外边的一个新砂轮留在了砂轮机(2)螺杆上，而剩下的新砂轮依然留在砂轮套轴(3.2)上；

步骤6，机械手臂(1)控制砂轮机(2)后退，同时按照步骤1方法机械手臂(1)控制砂轮机(2)带着新砂轮来到砂轮拆卸架(4.1)与套筒(4.3)之间，保证新砂轮圆心与套筒(4.3)圆心在同一水平线上，机械手臂(1)控制砂轮机(2)前进至砂轮机(2)螺杆与套筒(4.3)内的螺母接触；

步骤7，工控电脑发送正转信号给远程I/O模块，远程I/O模块控制继电器的吸合控制电动扳手(4.2)正转，旋拧螺母安装紧固砂轮；

步骤8，机械手臂(1)控制砂轮机(2)退出套筒(4.3)后，抬升完成整个砂轮的自动更换。