CN100393478C - 自驱动式气囊压控柔性抛光工具 - Google Patents
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Abstract
一种自驱动式气囊压控柔性抛光工具，所述的抛光工具包括一气囊、所述的气囊前端有抛光布作为工作面，所述的气囊安装在一保持架内；还包括一使保持架旋转的旋转驱动机构，所述的旋转驱动机构与所述的保持架连接；所述的气囊通过气流通道与外气源入口连接，所述的气流通道上装有溢流阀。本发明提供一种抛光效率高、抛光品质高、能够实现在线控制和进行局域形面精密修正的模具曲面抛光工具。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种模具曲面抛光工具，尤其是面向模具曲面自动化抛光，适用于实现抛光技术自动化的场合。
(二)背景技术
模具型腔表面65％是曲面，其中40％是自由曲面。模具行业的服务对象包括汽车覆盖件、摩托车覆盖塑料件，电视机、洗衣机、空调等家用电器，手机壳、车灯壳等电讯产品。这些行业的模具，尤其是塑料模具，对型腔表面粗糙度均有很高要求，部分需要达到镜面要求，因此，曲面抛光成为必不可少的工艺环节，据统计，抛光占整个模具制造时间的30％-50％。
自由曲面模具抛光主要由手工操作完成，抛光效率低、劳动强度大、有害身体健康、同时难以保证抛光形面精度的稳定性，抛光品质差。国内模具业粗糙度至Ra0.05μm的抛光技术尚可，但达到Ra0.025μm级的超精密抛光技术尚处摸索阶段，大量超精密注塑模具仍需进口。还存在的缺点是：1、抛光工具与自由曲面接触面积小，抛光效率较低；2、抛光面整个区域法向抛光力不稳定且不均匀，不能得到高的抛光品质；3、传统的柔性抛光工具一般是利用弹簧或柔性抛光材料获得工具与抛光面之间的柔性接触，但其柔性程度均是不可以在线进行控制的；4、不能精确地控制局部抛光去除量，进行局域形面精密修正比较麻烦。
(三)发明内容
为了克服已有技术模具曲面抛光工具的抛光效率低、抛光品质低、不能进行在线控制、局域形面精密修正比较麻烦的不足，本发明提供一种抛光效率高、抛光品质高、便于实现在线控制、便于进行局域形面精密修正的自驱动式气囊压控柔性抛光工具。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于模具曲面抛光的自驱动式气囊压控柔性抛光工具，所述的抛光工具包括一气囊、所述的气囊前端有抛光布作为工作面，所述的气囊安装在一保持架内；
还包括一使保持架旋转的旋转驱动机构，所述的旋转驱动机构与所述的保持架连接；所述的气囊通过气流通道与外气源入口连接，所述的气流通道上装有溢流阀。
进一步，所述的旋转驱动机构是一电动机，所述的保持架与电动机的输出轴连接；所述的电动机的输出轴为空心管，作为气囊连接外气源的气流通道，外气源入口和溢流阀安装在所述电动机的后端盖上，所述的电动机的输出轴中的空心管一端连通气囊，另一端连通外气源入口。
或者是，所述的旋转驱动机构也可以采用气动马达，所述的保持架与气动马达的输出轴连接；所述的气动马达的输出轴为空心管，作为气囊连接外气源的气流通道，外气源入口和溢流阀安装在所述气动马达的后端盖上，所述的气动马达的输出轴中的空心管一端连通气囊，另一端连通外气源入口。
自驱动式气囊压控柔性抛光工具抛光的基本原理是：利用自驱动式气囊压控柔性抛光工具的电动机或气动马达驱动气囊高速旋转；通过对输入气囊的气压的控制可以调节气囊的柔性，从而使抛光头形成柔性抛光工作面；柔性抛光工作面可方便地与自由曲面形成大面积均匀接触，达到曲面抛光时均匀的抛光效果和高的抛光效率；将自驱动式气囊压控柔性抛光工具固定在机器人的机械臂上，可以通过机器人控制自驱动式气囊压控柔性抛光工具在自由曲面工件表面的抛光路径，进而实现抛光过程自动化；而通过对自驱动式气囊压控柔性抛光工具气囊气压的在线控制，可灵活调节抛光表面局部的材料去除量，弥补机器人扫描时程高控制的不精确性，有助于获得高的形面尺寸精度和稳定的法向抛光力，提高抛光面品质。
本发明所述的自驱动式气囊压控柔性抛光工具的有益效果主要表现在：
(1)、通过调节气囊的气压，可以控制抛光工作面的柔性，抛光工具与自由曲面接触面积大，抛光效率高；
(2)、调节整个工具的进给深度和气囊气压可保证抛光面整个区域法向抛光力稳定且比较均匀，可以得到高的抛光品质(表面粗糙度达到Ra 0.020μm以下)；
(3)、通过对溢流阀气流的控制，可以实时的控制气囊的气压以及曲面的法向抛光力，能够实现在线控制；
(4)、通过气囊压力控制，可以精确控制局部抛光去除量，进行局域形面精密修正；
(5)、由于抛光工具内设有驱动电机或气动马达，由电机或气动马达可以直接驱动气囊以及抛光布转动，只要通过机器人的机械手调节整个抛光工具的运动路径，可以实现对模具整个曲面的自动化抛光。
(四)附图说明
图1是本发明所述的自驱动式气囊压控柔性抛光工具的结构示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例1
参照图1，一种自驱动式气囊压控柔性抛光工具，所述的抛光工具包括一气囊7、所述的气囊7前端有抛光布8作为工作面，所述的气囊7安装在一保持架6内；还包括一使保持架旋转的旋转驱动机构，旋转驱动机构10是一电动机，所述的电动机包括有外壳1、后端盖2、前端盖3、引入端子12，后端盖2密封连接在外壳1的一端，前端盖2密封连接在外壳1的另一端；所述的保持架6与电动机的输出轴11连接，气囊7与外气源入口4连接。电动机的输出轴11为空心管，作为气囊7连外气源入口4的气流通道；外气源入口4和溢流阀5安装在电动机的后端盖2上，电动机的输出轴11的空心管一端连通气囊7，另一端连通外气源入口4。
其工作原理为：高压气体通过后端盖2内的外气源入口4进入抛光头，抛光头内部的气压大小由溢流阀5的控制，当气压小于溢流阀5设定的值时，溢流阀5处于关闭状态，气源经过中空的轴到达气囊7，反之溢流阀5打开，从而使得气囊7内的气压维持在一个预先设定的恒定值。气囊7的表面覆盖着一层抛光布8，在电动机的输出轴11带动下高速旋转，它与自由曲面可形成大面积均匀接触，从而可得到均匀的抛光效果和高的抛光效率。通过对溢流阀5的气流控制，可以实时的控制气囊7的气压以及曲面的法向抛光力，能够实现在线控制；通过气囊7压力控制，可以精确控制局部抛光去除量，进行局域形面精密修正。
实施例2
参照图1，一种自驱动式气囊压控柔性抛光工具，所述的抛光工具包括一气囊7、所述的气囊7前端有抛光布8作为工作面，所述的气囊7安装在一保持架6内；还包括一使保持架旋转的旋转驱动机构，旋转驱动机构10是一气动马达，所述的气动马达包括有外壳1、后端盖2、前端盖3、引入端子12，后端盖2密封连接在外壳1的一端，前端盖2密封连接在外壳1的另一端；所述的保持架6与气动马达的输出轴11连接，气囊7与外气源入口4连接。气动马达的输出轴11为空心管，作为气囊7连外气源入口4的气流通道；外气源入口4和溢流阀5安装在气动马达的后端盖2上，气动马达的输出轴11的空心管一端连通气囊7，另一端连通外气源入口4。
其工作原理与上述的实施例1相同。
Claims (3)
1.一种自驱动式气囊压控柔性抛光工具，其特征在于：
所述的抛光工具包括一气囊，所述的气囊前端有抛光布作为工作面，所述的气囊安装在一保持架内；
还包括一使保持架旋转的旋转驱动机构，所述的旋转驱动机构与所述的保持架连接；
所述的气囊通过气流通道与外气源入口连接，所述的气流通道上装有溢流阀。
2.如权利要求1所述的自驱动式气囊压控柔性抛光工具，其特征在于：所述的旋转驱动机构是一电动机，所述的保持架与电动机的输出轴连接；所述的电动机的输出轴为空心管，作为气囊连接外气源的气流通道，外气源入口和溢流阀安装在所述电动机的后端盖上，所述的电动机的输出轴中的空心管一端连通气囊，另一端连通外气源入口。
3.如权利要求1所述的自驱动式气囊压控柔性抛光工具，其特征在于：所述的旋转驱动机构是一气动马达，所述的保持架与气动马达的输出轴连接；所述的气动马达的输出轴为空心管，作为气囊连接外气源的气流通道，外气源入口和溢流阀安装在所述气动马达的后端盖上，所述的气动马达的输出轴中的空心管一端连通气囊，另一端连通外气源入口。
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