CN1008335B - 具有高速旋转桶形容器的全自动工件磨光机 - Google Patents

Abstract

高速工件磨光机是由若干个磨光单元组成，每个磨光单元均由高速回转头支撑以驱动桶形容器沿轨道和轴做旋转。它还包括循环运送通道传送桶形容器从磨光单元的无载位置到磨光单元的有载位置，并且在无载位置与有载位置之间沿着循环运送通道对桶形容器进行各种意义的排列。这就意味着由中央可编程序控制器控制包括操作桶形容器在内的工序、工艺和研磨介质。

Description

本发明涉及一种具有高速旋转桶形容器的全自动工件磨光机。桶形容器内的工件需要与由混合液形成的研磨介质一起工作。桶形容器沿着轨道和轴线被高速旋转以使其内的工件被进行表面磨光、去毛刺，或进行表面处理。更具体地讲，本发明使全部机械工序自动化，其中包括启动操作和制动操作。

美国专利3823512公开了一种高速工件磨光机，在其转动架上旋转自如地设置盛有工件和研磨介质（以下简称这种混合物为“质量”）的桶形容器，在转动架以高速旋转的同时，还使桶形容器自转，从而使桶形容器产生行星旋转运动，质量受到离心力的作用，在质量的表面上形成一层滑动层，通过工件与研磨介质之间的相对运动，对工件表面进行加工。然而，这种装置是把桶形容器固定在转动架上，不易对桶形容器进行装卸。

上述类型磨光机中，当装、卸桶形容器时会发生困难，特别是在没有操作工帮助时如何进行装载和卸下桶形容器以及如何将其固定在机器上是个问题。其它问题包括如何多次利用研磨介质并能保留其研磨能力;如何保持研磨介质的温度以保留其研磨能力;如何将独立的桶形容器从系统内取出或送入系统内;以及如何将工件放入桶形容器内;连同控制器如何运行方使全系统具有高效率。

本发明可提供解决上述问题的方法。

尤其在全系统是由若干个独立的研磨单元组成时，其内独立的桶形容器被安置在可以装卸的适当单元上。并且一传送器（如滚动传送）可围绕系统运转，使这些独立的桶形容器离开单元进行传递。更确切地讲，提供对桶形容器分层的装置（相对多层容器而言），提供使容器进行翻转以使其内物质被移出的装置，提供将容器内的工件和研磨介质分离的分离装置，提供测量和供给大量研磨介质的装置，提供通过供给有活力的物质而使已减弱研磨能力能再恢复活力而能再次利用之的装置，提供刷洗桶形容器边缘和保持它们盖口关闭后密封与不透气的装置，提供一对介质进行加热的装置从而保持研磨介质的研磨能力，提供一放待处理的工件进入容器的装置，提供一将容器一个叠一个的装置。这些装置按其对应的位置围绕传送器排列，该传送器绕 系统进行运行。另外，系统还包括控制上述装置和工件磨光单元的装置以使系统更有效地运行。例如，控制装置可包括FFS（磨光系统软件），其控制内部容有工件待加工的桶形容器的安装、工件磨光单元完成磨光工序和准备下一道工序的工作。

通常，工件表面磨光机有着独立的桶形容器，每一个桶形容器均可容纳工件和研磨介质（其总称之为质量）。该桶形容器被安置在一被高速旋转的回转头，同时桶形容器还各自在轴线上旋转。因此每个独立的桶形容器在轨道上和轴线上同时旋转。在这之中这些质量受到离心力以产生相对的表面滑动，然后，这些工件和研介组成的整体进行运动，其两个元件互相作用，从而对工件表面进行磨光。

本发明的主要特征是各个独立的可以装卸的桶形容器被相应地装配在对应的磨光单元上。对于一机械手其在单元的这边和另一边操纵装载桶形容器和卸桶形容器，运送桶形容器传送器从装载机械手处运行到卸载机械手处并且操纵在传送器通道上的桶形容器叠层或不叠层。其它特征有通过物理分离原理分离磨光工件和研磨介质的质量分离器，一测量和供给研磨介质的装置，一混料装置，一测量和供给再生磨介质的装置，一个刷洗桶形容器边缘的装置，一个对介质提供加热的加热器，将新工件放入桶形容器的装置和当桶形容器叠层时对其操作的机械手。可编程序顺序控制器也可对上列装置进行顺序控制。因此，本发明提供了良好的处理方法，完全自动化操作的环境。

对于上述描述中所用的研磨介质即可以是湿式介质又可以是干式介质。即可以用于单个桶形容器也可以用于多层桶形容器。

上面概述了其结构特征，该工件表面磨光机包括若干个独立的元件，其能进行相似的工件磨光功能，每个桶形容器均可装、卸。这些桶形容器在循环传送器上通过相联的装置，按照上列的次序排列。FFS提供了控制中心以控制所有提到的装置的工序。因此可以在完全无人操作下实现操作，从而一开始就改变了工件进入桶形容器时所多余的操作和最后在桶形容器内的磨光工件也不会变化。

本发明的性质、特征和先进之处将通过下文和附图得到清楚地、详细地和具体地描述。

图1说明：按照本发明的机器的一般构造，包括独立的工件磨光单元被排列在设计的位置上。

图2是一传送器的平面图，说明其构造。

图3是图2中的传送器的侧面图。

图4是一个独立的工件磨光单元的正面图，说明了其一般构造。

图5是图4单元的平面图。

图6是一剖面图，详细地说明了桶形容器如何与对应的单元密封。

图7是一正面图，说明机械手和桶形容器之间的相对位置。

图8是一详细的剖面图，说明机械手部分。

图9是机械手的平面图。

图10是该机械手的正面图，该机械手用来装载或卸载以及叠起多个容器。

图11是图10中机械手的侧面图。

图12是翻转桶形容器的机械手机构的正面图。

图13是升降图12中机械手的机构的正面图。

图14是图13中机构的侧面图。

图15是转动机械手机构的正面图。

图16（a）一旋转驱动的侧面图，说明位移结果。

图16（b）指示微动开关的位置，其响应桶形容器的翻转。

图17是翻转机械手机构的平面图。

图18是质量分离器的正面图。

图19中图18的质量分离器的平面图。

图20是图19中滑车部分的放大的剖面图。

图21是测量介质和供给介质装置及介质混和的正面图。

图22是图21中装置的平面图。

图23是图21中装置的侧面图。

图24是介质测量和供给装置的部分放大剖面图。

图25到图30说明再次使物质恢复活力的测量和供给装置，按照在图1中K所示，图25是装置正面图。图26是其平面图。图27是一搅动装置的正面图，图28是其侧面图，图29是一油状的测量和供给装置和正面图，图30是主要部分的放大剖面图。图31是刷洗桶形容器边缘装置的正面图。图32和图33说明介质加热装置。图34是按照每一个装置的顺序控制步骤的流程图。图35 是流程图的步骤，每一步表明每一次桶形容器移动时的具体的详细描述。

图1是本发明十分具体的平面图，在图1中首先提供描述本发明的全部构成。

B₁到B₅的设计涉及独立的工件磨光单元。在图1中表明有5个相同单元，而且单元的数目是可以变化。在下列描述中，大写字母ABC等用来表示工作设备，这些工作设备有着相对应的功能或装置和脚码标号。一装有待处理工件和研磨介质的桶形容器被放入系统底的一边，然后将其安装在对应的工件磨光单元上，从而完成磨光工序。最后从另一边（上面）离开工件磨光单元，然后桶形容器被放置在滚柱传送器C₁上向左边传送。对于多层的桶形容器它们由能使其分开的机械手D分开，单个或每个已分开的桶形容器由机械手E翻转，将里面的内容从桶形容器中移到质量分离器F中，在F里被分离出工件和研磨介质。空的桶形容器被继续移到下面的传送器C₂上。工件被传送到下一道工序，研磨介质被后面的真空系统G₁传送到介质容器H内。研磨介质容器H通常是容纳作为再次利用的研磨介质，最初使用的或被废弃的研磨介质、新的或辅加的研磨介质由介质混合器混合后通过真空系统G进入研磨介质容器H。在传送器C₂上的桶形容器有着大量来自介质容器H的研磨介质，这些介质不断被测量和补充，然后桶形容器被传送到C₃上。桶形容器在传送器C₃上移动到使物质恢复活力处K，在K处将补充那些在初始磨光工序中被消费的主要混合成分研磨介质和油等。然后桶形容器被一桶状刷洗装置L刷洗其边缘，在此处桶形容器在被重新安装在对应的工件磨光单元之前保持密封和不透气。然后桶形容器在传送器C₃上转动到介质加热器M₁和M₂处，在这里被密封的介质被加热到使工件磨光工作处于最佳的工作温度，然后桶形容器在传送器C₄上被传送到加热器M₃，再转向位置N，在N处是将工件放入桶形容器之处。离开位置N后，该桶形容器在传送器C₅上被传送到机械手P处，机械手P是将到来的桶形容器叠层并送到加热器M₄中，确保在桶形容器被装上工件磨光单元之前能保持一定温度。对于对主控制器A发出的指令的响应，该桶形容器被移动到处于等待状态的工件磨光单元处，并被装进单元内做好运行准备。装好之后该工件磨光单元进行磨光过程。主控制器A包括FFS系统保证对上述过程和装置进行顺序控制功能。在图2和图3中图例说明传送器的构造，可见该传送器为滚柱传动器。相对应的滚柱为61。沿着传送器滚柱61等被排列在之上，并由链条63驱动。链条63被安装在齿轮盘64上，齿轮盘64固定在马达62的转轴上，这组传送器均是上述所描述的那样。（C₁C₂C₃C₄C₅）每一个均由上述的动力驱动机构驱动。当桶形容器在传送器上处于停止位置时，制止器33（见图8）是在停止位置之前由液压缸控制，液压缸通过对传送器的作用将制动器33举起，可见传送器可以被移动。

对每个元件和装置的构造和操作在上面进行了描述，在下面的描述中，它们将分成不同的组进行注解，如A、B、C等和以递增到百位的不同数字指明。例如，凡属工件磨光单元用B₁到B₅表示，凡是属于滚柱传送器的装置和元件用C表示和0～99的数字排列表明，对于叠层机械手和非叠层机械手用100～199之间的数字表示，对于翻转的机械手用200～299表示。

图4和图5图例说明工件磨光单元的一般构造和在系统中的形成。所有其它的单元均有类似的构造。并且在下例描述中也应用到这些单元。这些单元被放置在架子1内部并且可穿过架子的纵向主轴2带动旋转，主轴2在下半部分有一外轴3它能随着主轴一起旋转。外轴3上边有一回转头4，下边有一回转头5，它们由外轴3固定在一起以便随之旋转。外轴3之所以可以转动是由主动马达6带动主动轮7从而传递转动位移。上述的主动轮7和齿轮箱8被密封在架子1内并且支撑着主轴底部，齿轮箱8驱动齿轮9a和9b，所采用齿轮的最大号与支撑桶形容器的轴的规格相对应，这在后面有详细描述。在这个图例中，两个齿轮用来带动六个桶轴，如图所示，因此每个齿轮带动三个轴从而驱动桶形容器做旋转，一个单元内可以放纳任何数目的桶轴，并且成偶数的桶轴将用来对桶形容器进行操作，在桶形容器有载或无载位置时被对准直径方向。如图4表明，一般而言偶数目桶轴将被采用。由S表示一单元内桶形容器的数目，由10a、10b、10c等表示被相对应地固定在下面回转头5处的桶形轴以便能随底下的回旋头5一起绕轴旋转，由齿轮11a、11b、11c驱动这些桶轴。齿轮 9a、9b由齿轮联接。齿轮11a、11b、11c等与桶轴10a、10b、10c等底端相连，这些是在回转头5之下进行。作为这两种齿轮的齿轮转动给出了一个桶形容器公转速度和自转速度，例如：假定齿轮9a和9b的齿数为P、齿轮11a等齿数为q，则作为桶轴10a的绕轴转速由P/q决定。这样该桶轴在主轴2的驱动转动时具有一相当于P/q的转速，对于给出桶轴的自转与公转值的确定通常是按n/N。该转动n/N在一定极值内具有较宽广的调速值，并且大多数情况下是n/N＝-1，即两个齿轮的转动一样。

当给定的桶形容器完成了磨光工序之后，桶形容器停止在位置上，这时主马达便关闭开关以减速。一个频率变换器为上述目的提供（图中无表示），该频率变换器是通常已知的作为反相器或频率变换器。由于能量供给周期变化而使主马达转速变化以保证上面提及的高、低速变化的需要，桶形容器被具体地安装和卸下在工件磨光单元上。具体地讲，多层结构即如图所示的是一个桶形容器叠放在另一个之上，单个的桶形容器和多层的桶形容器均可以被采用，机械手能向单元内装入一个和多层容器，或卸出这些从外界加入单元的容器。在单元的一边机械手操作桶形容器使之被装入单元，在单元的另一边机械手操作桶形容器将其从单元内卸出。虽然这两个机械手具有不同的功能，但却有着相同的构造。这在以后会提到的。本发明的目的是该研磨介质即可用于干式磨光机又可用于湿式磨光机。对于湿式的研磨介质是研料混合和混合液体，这种介质可以较好地完成旋、倒角和倒圆，无论它们如何被采用，所需的介质的液体部分是自动化进行的。干式磨研机可容纳粒状构造的物质（如粟子壳、圆粒等，用它们的粉磨状）或胶粒状，如研磨料、油和其它添加料，这种介质形式可以完成去掉工件表面的污物的需要，当其被用在干式形时，其工作过程简单，在这方面干式介质优越于湿介质。

作为桶形容器的驱动机构的构造见图4。在图4中可见安装在下边回旋头5上的轴10a、10b、10c等通过轴承12a、12b、12c等用轴颈支撑着每桶形容器，每个桶轴10a等在其端部有一个供桶形容器承受的平台13a、13b和13c等，桶形容器14a、14b、14c、14d、14e、14f等对应地旋定在平台13a等上。具体而言，两个桶形容器被一个叠放在另一个之上并对应地放在承受平台之上，一个和三个或更多层的桶形容器均可放在上面，压紧铁15a、15b、15c等被直接地放在每个桶形容器之上，并且牢固在上边的回旋头4上。被压紧铁在磨光工作过程中顶住桶形容器。根据情况的需要，在磨光过程中该压紧铁可与对应的桶形容器一起旋转，并保持容器的密封。在磨光工作结束时，该压紧铁可上移以使桶形容器能处于透气和启封状态，这时液压缸控制着压紧铁上下移动及防止它旋转。在桶形容器公转与自转的过程中该液压缸的液压力将由驱动部分提供能量。在下面将详细描述该压铁与其联结部分，图6有详细说明，压紧铁装置的组成有：嵌套在下边轴承16内的空轴17，轴承16是固定在上边回旋头4上的;和图示中的主轴18，主轴18穿空轴17并通过楔栓19a、19b、19c和19d等与空轴17相连以保证主轴18可在空轴17内上下滑动和一起旋转。主轴18（旋转部分）与液压缸20相结（不旋转部分），如图所示该缸可控制主轴上下移动。主轴18顶端有一轴衬21，液压缸20有一法兰23被固定在活塞杆22的前端，因此通过固在轴衬21和法兰23之间的轴承，主轴可以随活塞杆22的上下移动而移动和旋转。

压铁装置能使桶形容器密封或启封的原因是通过主轴18的上下移动来实现。当桶形容器被压紧时，缸20如果任意向下施加压力则容器内东西会被压溢出来，为了避免这种现象，缸20宁用液压不用气压。当达到所需要的压力后液压力停止，用这种方法即使发生失去能量作用时，也可以由自重压力使桶形容器保持密封。由气压到液压的转变中可知，缸20可以采用已商品化的通用“液压元件”。

法兰23有一个反转动的制动器25，其被固定在上边轴承27上，并且在活塞杆前端嵌入一轴向槽以防止活塞杆22旋转。作为固定桶形容器的盘形台28被固定在主轴18的底端并能在活塞杆缩短时固定桶形容器。为了固定住回旋头4和5，其中任一回旋头都是一平板29，它沿着回旋头的圆围边的特定位置放置，以决定在哪儿使回旋头停止。因此，平块29与桶形容器相对应。如图所示，每个平块29都对应销30开口的一面，当销嵌入该槽时回旋头被制动。

现在详细描述装载/卸载机械手，该机械手能装载和卸载并被分别放置在工件磨光单元的对应一边，装载操作是操作一个或多个桶形容器已容纳待表面磨光的工件，新的工件由工件放入器放入桶形容器，并且工件放入器将待处理的工件排列好。我们可以以两层桶形容器来说明多层的桶形容器。如：两层桶形容器可以一个叠在另一个之上放置，然后放在装载传送器C₅上，该传送器向着装载机械手方向传送。在被传送到装载机械手之前时，如图7所示，传送器C₅被安装在装载传送器C₅上的制动器33制动。卸载机械手的操作是将内有被表面磨光的工件的桶形容器从磨光单元上移到卸载传送器C₁上，由C₁将桶形容器送到系统外面的桶形翻转机构处，在这里将桶形容器翻转，使其内工件从容器内倒到质量分离器内。在质量分离器内工件和研磨介质被分离开。在图4和图5所示的工件磨光单元和上述描述的机构之间，并在图7和图8中给出详细说明。图中在工件磨光单元内的桶形容器由14g和14h区别，在装载传送器或卸载传送器上的桶形容器由14k和14l来区别。

装载机械手的操作是将桶形容器从位置14k、14l移位到14g和14h，而卸载则是将桶形容器从14g和14h移位到14k和14l。由于这两个机械手有类似的构造和功能，所以在下列描述中只描述装载的一种机械手。桶形容器在传送器C₅上的滚柱32上移动，并其已容纳了待处理的工件和研磨介质。当桶形容器到应该停止的位置时，传送器C₅便由凸起的制动器33制动。然后桶形容器被装载机械手夹持后送进工件磨光单元内。该机械手的详细构造在图8和图9中表示。装载机械手被安装在工件磨光单元前面，并由架34和35支撑及固定在装载传送器C₅的一边。这些框架34，35通过两个跨过架的平行导杆36a、36b联结。导杆36a、36b中的任一根均可驱动滑动器37a和37b。该滑动器固定并围绕着对应导杆上，其沿长度方向可移动。滑动器37a和37b被安装在滑动器基础38上，在基础的另一边（图9中的左手边）其与液压缸39的活塞杆40相联结。因此当缸39的活塞杆前后移动时，基础38也随着前后移动，则滑动器37a和37b也沿着导杆36a和36b的轴线方向一起滑动。液压缸41被安装在滑动器基础38之下。（图8）该液压缸有一活塞杆42伸出，该杆的前端一连接体43被固定住并被安装在装载机械手的基础44上，基础44通过连接体43与缸41相连。机械手基础有凸出曲柄臂设备，机械手的爪被安装在该设备上，机械手的爪是50a和50b（图9）从而该机械手爪50a和50b能开能闭，每个机械手爪50a和50b上都彼此在相对一边安装上了减震装置51a、51b。51a、51b是由橡皮或合成树脂材料制成。该减震装置51a和51b可以防止桶形容器被爪50a、50b夹持时受到任何损害。这对机械手的爪50a和50b在支撑它们的中心轴盘52的作用下成对运行。曲柄臂与从缸53中伸出的活塞杆61相连结。因此在液压缸53的作用下活塞杆61前后移动，则打开和闭合机械手的爪50a和50b。机械手的基础44沿着许多导槽上下移动。（如图所示的三个导槽45a、45b、45c）槽45a、45b和45c通过对应的轴承46a、46b和46c被拧固在滑块38上，减震装置54a、54b在前面已知放在滑块38上。当机械手的爪向前伸向工件磨光单元，并且触及到时，通过减震器54a和54b可以将压紧时的震动消弱。该减震器带有限位开关，当机械手的爪50a和50b前进后夹持住桶形容器14k和14l时，限位开关便动作。当工件磨光单元按等角位置排列偶数目的桶形容器时，如以前所描述的，机械手的装载和卸载位置在直径的两端，并且装载和卸载的传送器被垂直于直径地放置。就此而言，通过机械手可以将桶形容器传送到工件磨光单元内或从工件磨光单元内传送出。同时机械手在该直线上有着相同的位移方向。因此这样有利于简化机械手的构造。

本发明的结构特征已经描述了，现在描述其功能和操作的特色。按照本发明的机器，在已输入程序的可编程序顺序控制器的控制下，即可以全自动地完成全部功能，也可以部分手动地完成全部功能。

在下列给出的描述中，通过定时器预先设定的值来进行，并假定工件磨光工序为一周期过程。当定时器预先设定的时间过去后，定时器起动一流过频率发生器的电流给主马达。主马达被关闭后减速，此刻盘30向前移动并且嵌入制动器29的凹槽内，因此在此位置上制动回旋头。当回旋头停止时，装在回旋头4或5上的任一个微动开关（图上无表示）动作响应并给主控制器A传送去一响应 信号。在对该信号响应中，主控制器A起动固定在与桶形容器平行的液压缸20，使之产生一加压液体而作用于活塞杆。此时，被表明是多层容器的14a、14b被移动（在图5所示）。在图6中固定容器的盘形平台28被向上移动，则多层容器14a和14b在平台上被放松。在上述过程的同时，机械手爪50a和50b在卸载处前移。假定这时机械手的爪50a和50b打开，并在底下的缸41的作用下处于较低的位置。然后加压液体作用于液压缸的活塞一边使机械手爪50a和50b向前移动，位移到头时开始夹持容器，在爪和桶形容器之间可通过减震器54a和54b来减震。当机械手爪完全前进后会被装在减震器54a和54b之间的微动开关55触觉。对来自微动开关55的信号响应是一加压液体作用于液压缸53的活塞杆，使之被拉向液压缸53一侧，此时是机械手爪50a、50b关闭的过程，因此桶形容器被该爪夹持住。然后机械手爪夹持住桶形容器，并在底下缸41的作用下向上移动。当爪达到它们上边的位置时，缸39的活塞杆40又受到加压液体的作用，由机械手爪夹持着容器移动到固定的卸载传动器C₁位置上，在该位置中机械爪50a和50b再次下降，将被夹持的容器放松并放置在卸载传送器C₁上。卸载传送器C₁运送该容器向着下一过程进行。然后回旋头4和5以360度/S旋转（这里S是表桶形容器的数目）。再一次多层桶形容器被从工件磨光单元中移出的过程与先前的过程是一样的。在下次所提及的两个桶形容器被移动和第三个容纳着表面磨光工件的桶形容器呈现在卸载一边时，驱动盘形台上没有桶形容器的位置呈现在装载一边。第三个多层容器向上述一样被移后，且有被容纳着工作工件的新装置桶形容器被送到了装载机械手处。将其装进对应的工件磨光单元内。当然装载过程恰好与卸载过程的次序相反，这在前面已经清楚地描述了。在描述中我们省去了装载过程。当进行S次后所有的多层容器都被卸出，则没有还容纳着表面已被磨光的工件的桶形容器在工件磨光单元内，然后依次进S/2次，将装有待处理工件的桶形容器装入单元内，在这些容器被装入后，该主马达启动并以高速运行，这样就又重新开始工件表面磨光工序，如上述描述一样以同样的方法依次进行操作。

在概述中可知，为了使所有机器的运行自动化，机器的构造包括各个独立的桶形容器（也可向描述中所说的多层那种）可以被制成在工件磨光单元上能装能卸的容器，装载传送器和卸载传送器分别位于工件磨光单元的装载与卸载一边，并且装卸机械手位于操作桶形容器从装卸传送器上移动到工件磨光单元内的一边，卸载机械手位于操作桶形容器从工件磨光单元内移送到卸载传送器一边，因此没有机器会中途停止以满足桶形容器被进行所有的自动化操作，这些也就节约了被浪费的时间以满足需要。

桶形容器被从工件磨光单元内移出，并由分层机械手将多层的桶形容器一个一个地分开放在卸载传送器C₁上，在桶形容器为单层时不需要该机械手。叠层机械手P和分层机械手D有着安全相同的结构，如图10和图11所示。下面根据图进行说明：包括一由地面纵向伸出的支撑臂101，作用是支撑主要的操作部分。支撑平台102是支撑臂101总体的一部分，作用是将支撑支柱103a和103b固定在其上。液压缸104被安装在支撑臂101的顶上，并且其活塞杆112前端固定着机械手基础105。液压缸104在工作过程中可以有两个停止位置。机械手基础105上有两个轴承106a和106b能随着支撑柱103a和103b滑动，在轴承106a和106b滑动的时刻，机械手能沿着支柱103a和103b上下移动。液压缸117被安装在机械手基础105之上，并且其活塞杆118底端与叉状部件108相联结，叉状部件108的每个臂上均有一长孔以便轴枢嵌入119a和119b。钳夹板109a和109b都呈弯曲形曲柄，并被支轴110支撑，每个钳夹板驱动其前端的夹持器111a和111b，该夹持器在对着桶形容器14的一边具有一曲面，并且该曲面与桶形容器的圆柱体形相匹配，当缸117的活塞杆118处在上边的位置时夹持器夹持住桶形容器的对应边，支撑板102有一个行程限制器113。它对机械手平台105的最低位置进行限位，另一限位器放在滚柱传送器C₁的两边，作为在该位置制动桶形容器，该制动器包括在滚柱传送器对应的两边的液压缸115a和115b装置，每个缸被主柱114支撑并被水平地放置在较底的桶形容器处。更值一提的是：缸有一活塞杆其与定位置杆116a和116b联结，这个定位杆在面对着桶形容器的面呈曲面，且该曲面与桶形容器bc14的圆柱体 形相匹配。当该活塞杆完全由缸内伸出时，杆116a和116b夹持住桶形容器的两边，因此桶形容器被限制在正确的位置上。

根据已描述的叠层/分层机械手的构造，现在描述其工序部分，两层桶形容器14在滚柱传送器C₁上被传送到分层机械手D处，在此处由限位开关LS₁（LS为极限开关，在这将简单介绍LSX，X是氙管显示）感应。LS₁将感应信号传送到主控制器A，则主控制器输出指令或命令，使加压液压对液压缸115a和115b的活塞杆作用，因此活塞杆前进，使桶形容器被杆116a和116b夹持住。由于杆有一个与圆柱桶形相匹配的曲面，所以在活塞杆的作用下，杆可以稳定地夹持住向前移动的桶形容器，桶形容器被制动在正确位置是由于LS₁传送信号给主控制器A的原因。这时，主控制器A输出指令指示一加压液体拉动液压缸104的活塞杆，则活塞杆112向下移动，并且夹持器109a和109b也向下移动到最低位置即桶形容器被夹持处。当夹板停止在此位置时，加压液体作用于液压缸117的活塞杆，则夹板109a和109b上夹持器119a、119b便夹持住上边的桶形容器。然后，加压液压作用缸104的活塞杆，使叠放在上边的容器被夹持住后向上移。当桶被移动时，缸115a、115b的杆被加压液体拉回，从而杆离开底下被夹持住的桶形容器。由于杆放松则传送器再次运转，该较低的容器被传送器向前移动，从而分离开了叠层的容器，然后机械手夹持住上边的桶形容器移下，并且在桶形容器接近传送器表面时，上边的桶形容器被放松并且放置在传送器C₁上传送，之后机械手D再次上移等待下一个多层桶形容器的到来。

前面着重描述了有关分层机械手D对双层桶形容器一个接一个地分开的原理，就一个桶形容器叠放在另一个之上而言，叠层机械手与分层机械手相似。叠层机械手的操作次序是先止住第一个在滚动传送器上的桶形容器在停止位置上，然后底位的机械手夹持住该桶形容器，放在夹持台处，机械手上移。滚柱传送器运行，再止住第二个桶形容器并且停住它，由底位的机械手夹持住桶形容器放在夹持台。放松夹持状态上移机械手，则被放松的叠层桶形容器在传送器上被传送。

上述描述了两个桶形容器被叠放和分开的方法。还可以进行三个或更多的叠放和分开的操作。

每个由机械手D分开的单个桶形容器将被机械手E进行翻转，将其内物体移出桶形容器并放到质量分离器F内。

翻转机械手E的构造在图12到图17有说明。现在描述其功能，当在传送器C₁上的单个桶形容器到达C₁的端头时，桶形容器就被翻转机械手E夹持住，机械手E将桶形容器移送到质量分离器F之上，并将它翻转使它容纳的东西移入质量分离器F。然后桶形容器再恢复其初始状态，被放在滚柱传送器C₂上。如图所示：机械手E被安装在传送器C₁的末端和传送器C₂的始端之间，并被固定在架子201a和201b的对应边上。该架201a和201b支撑着在架内平行延伸的203a和203b两轴。该轴支撑着机械手E并且使机械手可在上沿轴滑动。架201带动液压缸204（只有部分显示在图上）。缸204的活塞杆205向左伸出，并与机械手基础206的前端联结。该机械手的基座206有轴承支撑，并且该轴承可沿着对应的轴203a和203b上滑动。架202有两制动器207a和207b及减震器208。表明机械手上下移动的装置见图13和图14。图13是图12的正面图，图14是图12的侧视图，液压缸209安装在机械手基座206之上，并且液压缸209的活塞杆带动板210与活塞杆一起上下移动，板210有轴211a和211b，它们通过固定的轴承212a和212b被拧固在机械手基座206之下。在轴211a和211b的端部有架子213，机械手基座就被安装在架213上。机械手基座如何被安装在架213上，在图15和图17中有详细描述。如图所示轴承214被固定在架213上并在架上的垂直部分联结，传动轴215即被拧在轴承214之内，传动轴215在其一端与旋转装置216的转子相连，并且不能移动。转动轴215的另一端与液压缸217相联。其它部分如：缸217的活塞杆225及和它组合起的叉状臂，叉状臂包括夹板219a、219b、轴枢220和夹持器221a、221b等，以及那些与分层机械手相似之处。为了避免重复描述，这部分描述在此就省略，用于旋转驱动器216的转子旋转动作通过安装在架223上的限位开关222a、222b来限位。该限位开关相当于安置在上述端部的制动器，这种安排如图16-（a）和16-（b）所示，图16-（a）表示可从侧面 被看见与架一起移动，16-（b）也表示这个意思。

按照上述结构，现有描述其操作过程。当桶形容器14到达传送器C₁的端部时，被制动器226a和226b制动并停在其位置上，这时通过微动开关227感应，并给主控制器A发送信号，然后主控制器发回一命令信号，该控制信号引起钳板219a和219b举起桶形容器14，然后液压缸209被驱动从而使桶形容器上移，同时液压缸204被驱动而使它在分离器F上方移动，最后桶形容器通过转子旋转驱动216被翻转，桶内的物体被移进质量分离器F中。在这之后，旋转驱动器被重新转动，恢复到竖直状态，之后液压缸204被驱动将桶形容器移到转送器C₂上方。当缸204停止后，液压缸209被驱动，将容器移动下来。并且缸217被驱动使容器停止在传送器C₂上，然后缸209被驱动使机械手向上移动，液压缸204被驱动使机械手向传送器C₁的端移动。在输送道C₁的端机械手再次被止住，以后的操作与上述情况完全一致。

下面对分料器F进行描述，包含着已磨光的工件和研磨介的料通过机械手E的翻转后，使之从桶形容器中移进分料器F中，在质量分离器F里，料被分离成工件和研磨介质。质量分离器最典型的例子如图18、19和20所示。

在图18中，一般以301表示质量分离器的箱子，在其上部装有许多组轴承，每组包括两个横向安装在箱子上的轴承。本例子表示的三组轴承纵向地排布在箱子上，它们的号码可以变化，我们以302a、302b、302c、302d、302e、302f表示。那些横穿箱子的轴被相应的轴承带动旋转，这些轴以304a、304b、304c、304d、304e、304f表示。轴305b、305d、305f是主动轴，它们各自的端头与马达306a、306b和306c的转子成对应地连在一起。每个轴携带一滑轮307a、307b、307c、307d、307e、307f，并且每个滑轮都有一束半圆形平行的沟槽环绕着，如图20所示，这些沟槽被分为三组，每组都由一根无头塑料绳308a、308b、308c等连结，它们又组成相应的沟槽。因此每对以绳索相连的滑轮提供了不同的送料路线，相邻绳索之间的缝隙形成滤网。这些横穿每对滑轮的绳索应为料向前方运动提供一个开路路线，于是料可光滑地移动，这个开路路线应有5°-10°的角度，以提供令人满意的结果，在行料路线的相对一侧有导轨309a、309b，沿着它料可以向上移动。在路线下面有一个滑槽309，通过309介质被集中，被集中的介质被送到一个球门阀310然后穿过管道311到达真空箱。

按照上述的结构，现有描述它的操作过程。装有待分离物质的桶形容器14如箭头316所示的那样被传送到质量分离器F处，在那里桶形容器被翻转过来。如箭头317所示，桶内物质从桶形容器内移到塑料绳308等内，然后进到箭头313的方向。当这些料在第一个开路路线上运动时，部分研磨介质便被允许穿下由相邻绳索限定的滤网。工件与其它余留的研磨介质被继续传送到下一个开路路线上，当工件被传送时，它们沿着滑轮307振动着下降到下一个绳索。因此余下的研磨介质就可以从工件上被移走。最后，介质被全部从工件上移走，并被传送穿过斜槽314进入传送带315，传送带再把它们传送到下一个位置。研磨介质象箭头318所示的那样运动着穿过斜槽309，并在槽的下面被收集在一起，然后通过球形阀310和管道311被送出该系统，对于干型介质可以采用真空系统将介质吸出。

通过前面的描述已知：质量分离器包括不同的行料路线层，每层路线由平行的塑料绳索组成（如尿烷绳）。这些绳索限定了邻近绳索之间的缝隙，于是工件便可以在工件无相互碰撞的情况下运动。如果用别的方法将出现缺陷如外形损伤，凹痕等等。当工件从一层路线被输送到另一层时，工件将受到轻微的振动或转动。因而介质可从工件上被移走，这样就全面地完成了质量分离。

下面通过参考图21到24来说明输运限定数量研磨介质的介质供应器H。输送道C₂被用来把桶状容器运送到介质供应器H并停在那里。介质供应器的主要部分被输送道C₂横向穿过。如图21和22所示。这部分被安置在一个框架401里面，在框架上面安置了两组轨道402a、402b和403a、403b。穿过输送道C₂，装有研磨介质的箱子404a、404b备有四个轮子并可在相当的轨道上运动。液压缸405a、405b被安装在框架401上面以控制相应的介质箱404a、404b的运动。为了这个目的，活塞杆406a、406b从缸405a、405b中伸 出并与相应地介质箱连接。介质箱底部细节如图24所示。它的底部形状象一个漏斗。它的下面有一个提供限定数量研磨介质的箱子407。在漏斗出口和箱子407入口之间安装了一个塞子425，它盖住了漏斗出口的一部分。塞子425的形状相当于漏斗出口打开一半时的半圆形或更大些的扇形。在塞子425和箱子407之间安装了一个旋转开关408，它由一个能旋转地联接在介质箱404a、404b上的横向滚动轴承所带动。旋转开关408在中央有一个开口，它的形状相当于漏斗开口的形状。漏斗开口部分地被塞子425盖住，也就是旋转开关408的形状与漏斗开口中没有被塞子425盖住的部分的形状相同。开动旋转开关408使介质箱404a、404b的底部开口可以完全关闭，也可以打开到任何要求的尺寸。旋转开关408的旋转动作是由一个与开关408对准的齿轮411和一个啮合于齿轮411的小齿轮410共同带动的。用来盛放限定数量介质的箱子407在其底部有一个盖子416，它通过液压缸417而被开启或关闭。

在这种情况下将要使用的研磨介质类型是干型。包括坚果壳，玉米穗轴，木块和塑料。根据需要也可在这类研磨料中加入油等。这种介质经过一个周期的工件磨光损伤过程以后就分解了。由于这个原因就有必要在曾经使用过的介质里加入添加料如研磨料，油等。当介质不能再重新使用时，或当一个新的工件磨光操作过程开始时，或当部分已使用过的介质必须被添加介质所替换时，就要开始使用新介质。新介质经过混合器的开口和真空系统G₂被输送到混合器414中。在混合器中加入所有要求数量的研磨料和油，然后合成的介质被输送到搅拌器中，在搅拌器中介质被混合与调节。混合器414在液压缸420的控制下沿轨道419a和419b运动。搅拌器418安装在它的底部，收集箱422a、422b也安装在底部，这些箱子被用来收集不能再重新使用的介质，下面按照上述结构对它的操作进行描述。

通过质量分离器F，从工件中分离出来的干型介质由一个主要的真空系统G₁被送进介质箱404a和404b。沿着输送道C₂运动的许多桶状容器被前面已描述过的制动器止住。因此它们能够如423所表示的那样在箱子404a和404b下面的位置上停住。在它们的停止位置上，介质箱的盖子416通过液压缸417的操作打开，液压缸417专为此目的而设置。于是限定数量的介质被放入桶形容器14中。介质被放完后，盖子416重新关闭，开动旋转开关使这些介质被输送到箱子407中。然后正装有介质的桶形容器14被输送到输送道C₃上再运往下一个位置。在H上的两个介质箱404a、404b被用来满足高速工件磨光机的要求。高速工件磨光机包括若干个工件磨光单元，每个工件磨光单元上安装着若干个桶形容器。这样就可以在同一时间内处理几个桶形容器，加料可在短时间内完成。但应注意，介质箱的号数与所提供的介质要根据安装在每个单元上的桶形容器的号数与这些桶形容器到达适当位置时所需要的时间间隔来决定。在正常循环操作过程中，干型介质被重新调节。为已经用于工件磨光操作过程中的介质提供添加研磨料和油，并使它们混合在一起。于是已使用过的介质就可以重新发挥作用，用于几百次循环的介质最后变得没有用了。当这种情况发生时，在液压缸405a一侧的活塞杆或405b一侧的活塞杆，或两者同时被加进增压液体，它使介质箱如图22那样在下面收缩。然后介质的全部或部分被收集到介质收集箱422a和/或422b中，并有相应数量的新介质从混合器414中被输送到介质箱404a和/或404b中，这个过程将伴随着真空系统的使用。

供料源及其相关的部件都已描述过了。一定限量的干介质可供给运动在输送管道上的单个桶形容器中，分解的介质可被新介质替换。后者可通过使用介质收集箱和介质混合器而轻易操作。

下面描述提供限定数量添加料的加入器K。这个加入器用来使已用过的被分解的介质重新发挥作用。通过往介质里加入要求数量的研磨料和油并使它们混合在一起的方法来达到上述目的。

如图25所示，一个装有已用过的干介质的容器正在输送道C₃上运动。这个容器可以是桶形容器，也可以是其他用来从桶形容器中收集这样的介质的容器，加入器K包括一个促进剂加入器，一个搅拌器和一个加油器，它们被依次安排在一起，容器运动到加入器位置K时由已知的定位装置停止在上面适当的位置上，促进剂加入器的结构如图25和26所示。在图25中框架505在输送道C₃上方横穿过去，在框架上安装了一个前面已知的振动部件加入器506，这个部件加入器506包括一个即 能引起旋转又能引起振动的马达，装在加入器底部507的材料在马达引起的旋转和振动过程中沿着螺旋轨道508向上运动。在出口509，材料通过管道510被输送到正等在输送道C₃上的桶形容器中，需加入材料的数量通过时间间隔来限定，在这段时间里，加入器处于操作状态，参考数字531表示一个计量。

搅拌器的结构如图27和28所示，它包括支撑台512a和512b，把桶形容器中相对的两面举起来。图27表示容器在适当的位置上停住，在输送道外侧，底板上竖立着支撑台513，从支撑台引出两根向上的，彼此分离的导轨514a和514b，滑板515b、515b被安装在每根导轨上，这样滑板可以沿着相应的轨道上下滑动。这些滑板由一个介于它们中间的中心板相联接，装在中心板516上面的液压缸517通过其活塞杆518与中心板可靠联接，于是中心板516就可以与活塞杆518一起上下运动，在液压缸中收缩或伸张，搅拌棒520依靠中心板并通过连接器532与马达519联接。因此它可以被马达驱动，当桶状容器14或511b到达搅拌器的位置时，被支撑体512a和512b举起并在这个位置上停住。然后正处于高位的搅拌棒520由液压缸517的操作而被降下来至其前端的叉状端部，再放入容器的介质之中。然后马达519开动引起搅拌棒520转动，于是容器中的东西就被混合了。当这种混合在规定的时间间隔里完成以后，马达519停止驱动，液压缸517重新操作引起搅拌棒520运动到它的上位。然后支撑体512a和512b被操作以放松容器14或511b。然后容器14或511b被输送到下一个位置，下一个位置是加油器504，如图29所示，加油器504包括一个装油的油箱521，油箱521通过一段管道522与一个加油缸524相连，加油缸524与另一管道523相连。油从管道523中被输送走如箭头533所示，加油缸524的结构如图30所示，这个缸包括活塞525它可以在缸里滑动，它的一端与液压缸526的活塞杆527相应的一端连接。管道522和523通过缸524端部的不同通道与缸524相联，每个管道都装有一个单向阀528或529，它阻止油从后面流出来。当活塞杆527如图30中箭头534所示的那样运动到右边时，油箱521中的油就经过管道522被输入到缸524中，当活塞杆运动到左边如箭头535所示，缸524与管道523接通，经过管道523，缸中的油被输入容器14或511b中，如箭头536所示。在上述操作过程中，一定数量的油从油箱输入到缸里，并有相应数量的油从缸中输入到容器里，缸524包括一个制动器530，它可以控制进油数量，活塞的冲程可通过纵向地滑动制动器530来变化，需加数量的油也可以被调节，然后加过油的容器被输送到下一个位置。

在上面叙述中，促进剂加入器位于加油器之前，但这个位于前面的加入器可以在加油器的后面安装，一个搅拌器后面跟着一个促进剂加入器，但这个搅拌器可以在加油器之后安装，或者可以使用两个搅拌器。在这种情况下，一个搅拌器可以跟着促进剂加入器，另一个搅拌器可以跟着加油器，在这些加入器后面有一个刷状清洁器L，通过刷子清洁桶状容器的边缘，装在桶状容器中的介质或其他一些放在桶状容器中的添加介质或添加料被移走以后，清除所有可能留在容器边缘上的沉积物以使其保持密封就是刷状清洁物的目的，刷状清洁物的结构类似于图27所示的搅拌器，只是刷子538代替搅拌棒520，刷状清洁器用同样的方法还可当作混合器使用，描述省略，刷状清洁器的部件与相应的搅拌器部件有相同的参考数字。

上述一系列加入器都允许加入适当数量干的、新的介质和任何要求的添加物如在自动顺序中需加入箱形容器中的油。用这种方法可以达到自动介质再调节的目的，使用这样的介质有较长的寿命并可做多次循环操作的重复使用。

下面是介质加热器，它包括M₁、M₂、M₃和M₄几个单元，这些介质加热单元的目的是把介质加热到适当温度，这个温度是用来要求提供最适于提高工件磨光效率的温度。在介质没有被加热的情况下，在工件磨光过程的最初阶段它是冷的，随着过程的进展它逐渐升温，这将引起介质产生不适于磨光的效率。总的来讲，它的效率被减小，介质加热器的结构如图32和33所示，加温器包括加热单元M₁、M₂、M₃和M₄它们在结构上相类似，所以下面只描述它们中间的一个M₁，加热箱601围绕着输送机C₃，在它上面安置了一个供热源602，供热源602可以是热机，蒸汽机或电热器。一般情况下通常使用适于工业范围的蒸汽机，蒸汽机的类型是蒸汽加热辐射器，使用蒸汽的原因是它 可以提供维持介质所需要的最适温度如80℃。并且蒸汽机易于清洁和温度调节，从加热源出来的蒸汽经过风扇603被吹到加热箱601中，蒸汽箱的内部及其蒸汽出入口可根据需要而安排。在这种情况下，在进出口可装一个光电开关以使其对桶形容器的到来和离开非常敏感。由此而开启或关闭进口或出口，用这种方法，加热效率可被提高。

以上描述都用来说明特定例子即使用干型介质的情况，为了使用干型介质的特定装置只需稍微修改就可用于湿型介质。对于湿型介质已知的玻璃状或陶瓷的物质可用来做结合剂，而不能用有机物质。这些结合剂把摩擦材料结合成小尺寸的研磨料。还有，一种复合溶液可以代替油，当使用湿型介质时，介质混合器J和介质加热单元M₁等可被省略掉，进而，介质促进剂加入器和位于添加加入器位置K的搅拌器也可被省略掉。并且加油器可由复合溶液加入器代替，复合溶液加入器用水冲洗，这在前面已描述过了，因此无需更多的说明。用来把使用过的介质从质量分离器中输送到介质加入器H中的真空系统也可用于上述例子。但它通常可由桶状输送管代替，桶状输送管也是已知的因此也无需更多的描述。

上述所有装置都可在无操作人员的参与下由中央程序装置控制而自动操作。在所描述的示例中，包括单个的工件磨光单元的所有装置都由三菱通用程序装置“MELSEC-KOJ2PDR”所控制，它是日本三菱电器公司提供的，该公司还提供了主要控制器“MELSEC-K3CPUP2”，它从程序装置接收控制信号以为每个工件磨光单元及其之间的联系装置提供顺序控制功能。来自程序装置的控制信号包括连机，正在磨光的过程，货器上无桶形容器，装货器上无桶形容器，装货器前面的桶形容器，自动操作方式，无完成磨光的状态，把卸货器制动器降到下一个单元的要求，把卸货器制动器提升到上一个单元的要求，非正常情况等等。程序装置和主控制器通过光电电缆相联，并且主控制器为程序装置提供指令，如自动开始，结束磨光操作，卸货，接收装货器，使装货器通过，降低卸货器制动器到下一个单元的要求，从前一个单元提升卸货器制动器的要求，从前一个单元降低卸货器制动器的要求，意外停止等等。图34和图35的流程图表描述了桶形容器一般的一步一步地操作过程。桶形容器在程序装置和主控制器的控制下按给出的流程图的步骤走过不同的位置，在这些位置上桶形容器得到适当处理。这些步骤在无人操作的情况下自动完成。在图35的位置E到P中，位于每个装置之前的制动器自动操作以使桶形容器在装置准备好接收它的时候能够通过。

所有涉及到操作桶形容器的操作都是顺序编制的。例如，当一组装有刚磨光的工件的桶形容器在某个工件磨光单元里被输送到一侧时，另一组装有待磨光的工件的桶形容器被安置到上述工件磨光单元的另一侧。圆形输送道系统连接着每个工件磨光单元的装货面和卸货面，质量被处理的位置如质量的移走，分离和安置都安装在装货与卸货位置之间。所有与上述位置相关联的操作都可在无人干涉的情况下自动发生。

虽然现有发明是根据最佳具体装置进行描述的，但应该懂得在不脱离本发明的宗旨和范围的情况下可以有多种变化和限定。

Claims (4)

1、高速工件磨光机包括一个高速转动架和若干个桶形容器，每个桶形容器都装有需要表面磨光的工件和用来磨光工件表面的研磨介质(工件与研磨介质混合在一起被当作“质量”)，桶形容器由高速转动架带动并各自沿轨道方向和轴线旋转，由此使“质量”承受所产生的离心力并在“质量”中形成滑动层，引起工件与研磨介质之间的相对运动，使工件通过研磨介质进行表面磨光，这种高速工件磨光机的特征在于它包括：

一系列由各自高速转动架带动的工件磨光单元，

若干个可拆卸和安装在工件磨光单元上的桶形容器。

位于工件磨光单元两侧，将桶形容器装入工件磨光单元和卸出工件磨光单元的第一个机械手装置，

用于在装、卸机械手装置之间传送桶形容器的滚柱传送器，

用于分开多层叠放的桶形容器的第二个机械手装置，为分离表面已磨光的工件和已用过的研磨介质的质量分离器装置，用于提供确定数量的新研磨介质的介质供应器装置，介质混合器装置，用于提供确定数量添加物的添加供应器装置，用于清除桶形容器边缘的刷状清洁装置，把需要表面磨光的工件放入桶形容器中的装置以及用来将桶形容器一个叠放在另一个之上的第三个机械手装置，这些装置的全部或部分按上述次序安排在滚柱传送器的传送路程中，以及

用于控制上列所有装置的操作顺序的程序控制装置。

2、根据权利要求1所述的高速工件磨光机，其特征在于所用研磨介质包括干型研磨介质或湿型研磨介质。

3、根据权利要求1所述的高速工件磨光机，其特征在于所述的单个桶形容器是可拆卸地安装在工件磨光单元上的。

4、根据权利要求1所述的高速工件磨光机，其特征在于所述的多个叠放在一起的桶形容器是可以拆卸地安装在工件磨光单元上的。

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