本发明涉及机械加工，特别涉及一种金属材料表面处理设备及表面处理方法。
背景技术：
1、金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料。一般分为黑色金属和有色金属两种。黑色金属包括铁、铬、锰等。其中钢铁是基本的结构材料，称为“工业的骨骼”。由于科学技术的进步，各种新型化学材料和新型非金属材料的广泛应用，使钢铁的代用品不断增多，对钢铁的需求量相对下降。但迄今为止，钢铁在工业原材料构成中的主导地位还是难以取代的。
2、表面处理是通过一些物理、化学、机械或复合方法使金属表面具有与基体不同的组织结构、化学成分和物理状态，从而使经过处理后的表面具有与基体不同的性能。
3、主要通过以下途径来改善金属材料的表面性能：机械表面处理，如喷砂、磨光、抛光、滚光、刷光、喷涂等；电化学表面处理，如电镀、阳极氧化等；化学表面处理，如化学氧化、化学镀、发黑、发蓝、磷化等；其他表面处理方式，如气相沉积、离子镀、激光表面处理等，此类表面处理方式不常用，不做介绍。
4、表面处理的作用：因为与环境直接接触的都是金属的表面，容易在使用过程中发生腐蚀、磨损、氧化等，故表面处理一般都是为了改善金属产品表面的如下特性而采用的；表面处理需要根据产品的材质，加工要求，以及工序等，往往需要多种方法和刀具来进行组合加工，从而有效的提升加工效率、加工质量以及兼顾刀具的使用寿命。
5、但在在刀具进行频繁切换的过程中，发现至少存在如下技术问题：
6、因为不同的刀具换刀之后还需要进行对刀和矫正的工作，刀具的频繁更换更多是依赖人工进行换刀，切换往往需要耗费较多的时间，加之表面处理所需要的复合处理刀具众多，极大地影响加工效率，为此，我们提出一种金属材料表面处理设备及表面处理方法。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属材料表面处理设备及表面处理方法，人工上料之后通过工件夹持组件将工件夹紧，控制模块控制位移组件进行x、y和z轴的位移，将工件运送到加工位置后通过加工模块带动刀具对工件的表面进行加工，加工模组之中还包括有自动换刀模块，解决自动换刀的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
5、一种金属材料表面处理设备，包括位移模组、工件夹持模组、加工模组以及控制模块，位移模组包括x、y和z的三轴立体位移组件，人工上料之后通过工件夹持组件将工件夹紧，控制模块控制位移组件进行x、y和z轴的位移，将工件运送到加工位置后通过加工模块带动刀具对工件的表面进行加工，加工模组之中还包括有自动换刀模块，
6、自动换刀机构包括安装平台，安装平台外侧边通过螺栓固定安装有若干组刀具夹块，刀具夹块外侧设置有夹爪，夹爪内侧卡接安装有夹爪，安装平台下方滑动安装有下连接杆，下连接杆一侧设置有推进气缸，推进气缸前部伸缩安装有推杆，推杆末端设置有连接板，连接板上端通过螺栓与安装平台进行固定连接，通过推进气缸去控制推杆的伸缩，带动上发的安装平台整体以及多组夹爪整体进行伸缩动作控制。
7、优选的，安装平台和下连接杆之间还设置有导向机构，导向机构包括有滑块和滑轨，滑块固定安装在下连接杆上方，滑轨固定安装在安装平台的下方，其中滑轨滑动安装在滑块内侧，对安装平台整体的伸缩动作进行导向，保证刀具装夹位置的精度。
8、优选的，推进气缸与推杆之间设置有两组对射感应器，通过两组对射感应器来对推杆的伸缩量进行实时测量，通过对于对射感应器距离的把控，来对推杆伸缩量来进行控制，更好的把控精度，适配不同伸缩量的应用场景。
9、优选的，下连接杆底部设置有下固定块，通过下固定块来将下连接杆固定安装在换刀的支架上，具体的位置可以根据使用的要求来进行对应的细致调整，具有更好的适应性。
10、优选的，其中安装平台上方设置有若干组感应块，每一组感应块对应有一组刀具夹块以及内部安装的夹爪，感应块内设置中刀具识别码，对应的通过刀具夹具中的扫描装置来与对应的夹爪进行匹配，从而对更换刀具的准确性进行判断。
11、优选的，夹爪包括有若干组两组侧抱的夹爪结构，其中夹爪的内侧尺寸与夹爪的外轮廓相对应，夹爪中部设置有凹槽，对应的凹槽用于与刀具夹具进行固定，需要更换刀具时，通过刀具夹具按照凹槽的位置将对应的夹爪取出之后并将实用之后的刀具放置到空余的夹爪中，并更新对应的感应块信息。
12、优选的，还包括有冷却系统，冷却系统包括有冷却箱，冷却喷嘴以及输送装置，其中冷却喷嘴处有调压装置，调压装置与控制模块连接并接受其控制，选用对应的加工模式的同时匹配对应的冷却输出量，实现更加精准的工件加工冷却系统，保证冷却效果的同时避免过量冷却造成的冷却液浪费。
13、一种金属材料表面处理方法，具体步骤如下：
14、s1、粗铣模式：选择模式，工件装夹完成后，将工件运送到加工位置后通过加工模块带动刀具对工件的表面进行加工，进行工件表面所有位置的初步粗铣；
15、s2、打磨模式：选择模式，粗铣完成后通过自动换刀机构来对刀具进行自动的更换，此处更换为打磨刀具，根据控制模块对工件的指定区域进行打磨；
16、s3、精铣模式：选择此模式，打磨完成后通过自动换刀机构来对刀具进行自动的更换，此处更换为精铣刀具，根据控制模块对工件的指定区域进行精铣；
17、s4、除尘开启：手动状态下，按下此按钮，将工件表面处理产生的粉尘和杂质通过吸尘器动作进行除尘。
18、优选的，在步骤s1-s3之间的不同模式之间需要进行换刀操作，将刀具夹具机构导出之后进入到换刀机位，通过控制模块来将推进气缸带动推杆推出，通过刀具夹具机构中的激光机构通过多组的感应块来实现不同刀具的识别，识别之后将信息传递给控制模块，控制模块驱动换刀气缸到感应块对应的刀头上方，完成自动换刀动作，压合同步联动轴，在高级状态下可以设置异步动作。
19、优选的，其中s1和s3中控制以下参数：
20、铣削速度：铣削时的下刀速度；(单位：r/min)
21、铣削深度：需要铣削加工的深度值；(单位：mm)
22、其中s2中控制以下参数：
23、打磨下刀速度：打磨时的下刀速度；(单位：r/min)
24、打磨时间：单个极柱打磨加工时间；(单位：ms)
25、其中设备内设置有自动换刀位，每次加工完成后都自动完成加工位置，分别包括有以下位置：
26、粗铣刀位：自动状态下，自动换刀，铣削刀位号；
27、打磨刀位：自动状态下，自动换刀，打磨刀位号；
28、精铣刀位：自动状态下，自动换刀，精铣盘铣刀刀位号。
29、优选的，所述铣削起始位置/结束位置：在一次铣削中，可以选择性铣削起始位置和结束位置，模组极柱位置第一排顺序右-左，第二排顺序左-右，第三排顺序右-左，依次类推，此处会分别设置有粗铣和精洗的参数。
30、(三)有益效果
31、通过加工步骤s1-s4来实现对于工件表面加工的，通过以上的步骤实现对于粗铣、打磨和精铣不同模式的自动切换，并且通过多种模式的综合加工，实现加工效率和表面质量的综合提升，通过控制模块来将推进气缸带动推杆推出，通过刀具夹具机构中的激光机构通过多组的感应块来实现不同刀具的识别，识别之后将信息传递给控制模块，控制模块驱动换刀气缸到感应块对应的刀头上方，完成自动换刀动作，无需人工进行更换，提升加工效率。
1.一种金属材料表面处理设备，其特征在于：包括位移模组、工件夹持模组、加工模组以及控制模块，位移模组包括x、y和z的三轴立体位移组件，人工上料之后通过工件夹持组件将工件夹紧，控制模块控制位移组件进行x、y和z轴的位移，加工模组之中还包括有自动换刀模块，
2.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理设备，其特征在于：所述安装平台（1）和下连接杆（3）之间还设置有导向机构，导向机构包括有滑块（11）和滑轨（12），所述滑块（11）固定安装在下连接杆（3）上方，所述滑轨（12）固定安装在安装平台（1）的下方，其中滑轨（12）滑动安装在滑块（11）内侧。
3.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理设备，其特征在于：所述推进气缸（2）与推杆（8）之间设置有两组对射感应器（10）。
4.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理设备，其特征在于：所述下连接杆（3）底部设置有下固定块（9），通过下固定块（9）来将下连接杆（3）固定安装在换刀的支架上。
5.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理设备，其特征在于：其中安装平台（1）上方设置有若干组感应块（5），每一组感应块（5）对应有一组刀具夹块（4）以及内部安装的夹爪（7），所述感应块（5）内设置中刀具识别码，对应的通过刀具夹具中的扫描装置来与对应的夹爪（7）进行匹配。
6.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理设备，其特征在于：所述夹爪（6）包括有若干组两组侧抱的夹爪结构，其中夹爪（6）的内侧尺寸与夹爪（7）的外轮廓相对应，所述夹爪（7）中部设置有凹槽，对应的凹槽用于与刀具夹具进行固定。
7.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理设备，其特征在于：还包括有冷却系统，冷却系统包括有冷却箱，冷却喷嘴以及输送装置，其中冷却喷嘴处有调压装置，调压装置与控制模块连接并接受其控制，选用对应的加工模式的同时匹配对应的冷却输出量。
8.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理方法，具体步骤如下：
9.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理方法，其特征在于：在步骤s1-s3之间的不同模式之间需要进行换刀操作，将刀具夹具机构导出之后进入到换刀机位，通过控制模块来将推进气缸（2）带动推杆（8）推出，通过刀具夹具机构中的激光机构通过多组的感应块（5）来实现不同刀具的识别，识别之后将信息传递给控制模块，控制模块驱动换刀气缸到感应块（5）对应的刀头（7）上方，完成自动换刀动作，压合同步联动轴，在高级状态下可以设置异步动作。
10.如权利要求1所述的一种金属材料表面处理方法，其特征在于：其中s1和s3中控制以下参数：
