CN102581740A - 薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法及其装置，本发明采用自动化控制，大大节省了人力，提升效率，精度较高；且采用低温合金（50°~80°熔点）作为填充介质，固定支撑薄壁陶瓷管，克服普通填充物局部受力不均的缺点，又结合中频加热的集肤效应，快速熔化低温合金去除填充物，加工成品率高，抛光质量好。

Description

薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法及其装置

技术领域

本发明涉及陶瓷管加工领域，特别涉及一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法及其装置。

背景技术

对于壁厚1mm左右的陶瓷管，因壁厚较薄、材料脆而易碎，抛光时常常会因局部受载较大而碎裂；当管狭长或管径较大，夹持不均时局部载荷较大也易使管子破碎。对于薄壁狭长陶瓷管的抛光，现在多采用人工进行抛光，工人劳动强度大，生产效率低；其次，人工操作时抛光量难以精确控制，抛光质量不稳定且精度较差；再者，抛光过程中，抛光粉末飞扬，粉尘易进入人体呼吸道和皮肤，且噪音较大，生产环境恶劣，危害人体健康，人工生产成本较高。对于外表面要求光滑的陶瓷管，只有采用内部支撑才能实现外表面的完全抛光，若采用软支撑，如采用砂子作为内部支撑，支撑强度较差，装卸料不方便，费工费时；若采用硬支撑，只能进行局部支撑，势必会造成夹持受力不均而易碎。因此，开发一种高效、环保、质量稳定的薄壁陶瓷管自动抛光方法及装置成为现在企业技术革新和节能降耗的必行举措。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在抛光时能够对薄壁狭长陶瓷管进行更好的夹持，生产效率高、产品精度高、质量稳定、人工成本低的薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法，包括以下步骤：

1) 通过控制系统控制取件机械手抓取陶瓷管，并将工件竖直放置并同轴套合于工作台第一工位的芯轴上；

2）通过浇注系统的浇注口将低温合金填充于陶瓷管与第一工位处的芯轴之间的间隙，低温合金凝固后将陶瓷管和芯轴凝固连接成一整体；

3）控制系统控制工作转台转动，将陶瓷管置于第二工位处；电机带动芯轴旋转，同时

控制系统控制抛光头上、下移动，对陶瓷管进行抛光；

4）抛光结束后，控制系统控制工作转台转动，将陶瓷管置于第三工位处；将中频感应加热线圈套合于陶瓷管外部，中频感应加热线圈通电后，低温合金在中频磁场的集肤效应作用下表面迅速加热熔化，陶瓷管和芯轴自动脱离，同时低温合金流入合金回收槽回收；

5）控制系统控制取件机械手抓取抛光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成抛光工作。作为优选，本发明一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法，它还包括：在步骤3）的抛光过程中，通过对抛光位置进行强制风冷，防止抛光过程中摩擦生热熔化低温合金。

作为优选，本发明一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法，它还包括：在步骤4）的中频感应加热线圈的加热温度为高于低温合金的熔点温度5~10℃，以保证低温合金完全熔化并脱落。

本发明要解决的另一个问题是，提供一种自动化程度高，操作方便的一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法所采用的装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法所采用的装置，包括均由控制系统控制的工作台、依次设于工作台周围的取件机械手、浇注装置、用于给陶瓷管进行抛光的抛光装置和中频感应加热线圈，所述的工作台的中心轴由第一电机驱动转动，所述的第一电机与所述的控制系统电连接，所述的工作台上沿周向对称设有竖直的三根芯轴，每根芯轴的下方仅安装有与控制系统电连接且驱动芯轴转动的电机，所述的取件机械手可转动连接于第一机架上；浇注时，所述的浇注装置的浇注口置于芯轴的正上方，所述的抛光装置包括抛光头和带动抛光头上、下运动的第一升降机构；加热时，所述的中频感应加热线圈套合于陶瓷管的外部，所述的中频感应加热线圈的一端安装有用于驱动中频感应加热线圈上下运动的第二升降机构，所述的中频感应加热线圈的电源开关与所述的控制系统电连接。

所述的每根芯轴的下部均设有合金回收槽，所述的合金回收槽的一端与芯轴与陶瓷管之间的空隙相连通，所述的合金回收槽的另一端与回收管道相连通。可以对低温和金进行回收，节省成本。

所述的每根芯轴的外圆周面上均设有多个凸包。可以有效防止芯轴旋转时低温合金界面连接不牢而致陶瓷管相对芯轴打滑。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用自动化控制，大大节省了人力，提升效率，精度较高；且采用低温合金（50°~80°熔点）作为填充介质，固定支撑薄壁陶瓷管，克服普通填充物局部受力不均的缺点，又结合中频加热的集肤效应，快速熔化低温合金去除填充物，加工成品率高，抛光质量好。

作为优选，所述的第一升降机构由设置在第三机架的导轨上部的第一气缸和与所述的第一气缸的活塞杆相连接且与所述的第三机架的导轨滑配合的第一滑块组成，所述的抛光头与第一滑块固定连接；所述的第二升降机构由设置在第四机架的导轨上部的第二气缸和与所述的第二气缸的活塞杆相连接且与所述的第四机架的导轨滑配合的第二滑块组成，所述的中频感应加热线圈的一端通过横向设置的安装臂与所述的第二滑块固定连接。

作为优选，所述的浇注装置可转动连接于第二机架上，所述的第二机架上安装有用于驱动浇注装置转动电机。这样，在浇注低温合金完成后，控制装置可以控制电机旋转一定的角度将浇注装置撤出，不影响下一次取件。

作为优选，它还包括与气源相通的风冷管，所述的风冷管的出风口置于所述的抛光头的正上方。这样，可以在抛光过程中对工件进行风冷 ，防止抛光过程中温升过高。

附图说明

图1 本发明薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法所采用的装置的结构示意图。

图2 本发明薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法所采用的装置的芯轴与陶瓷管相配合的结构示意图。

图1-2中：1工作台、2取件机械手、3浇注口、4第一气缸、5第三机架的导轨、6抛光头、7第二气缸、8第四机架的导轨、9第二滑块、10芯轴、10.1凸包、11第一机架、12中频感应加热线圈、13陶瓷管、14第一滑块、15第二机架、16第一电机、17安装臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1-2所示，一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法，包括以下步骤：

1) 通过控制系统控制取件机械手抓取陶瓷管，并将工件竖直放置并同轴套合于工作台第一工位的芯轴上；

2）通过浇注系统的浇注口将低温合金填充于陶瓷管与第一工位处的芯轴之间的间隙，低温合金凝固后将陶瓷管和芯轴凝固连接成一整体；

3）控制系统控制工作转台转动，将陶瓷管置于第二工位处；电机带动芯轴旋转，同时

控制系统控制抛光头上、下移动，对陶瓷管进行抛光；

4）抛光结束后，控制系统控制工作转台转动，将陶瓷管置于第三工位处；将中频感应加热线圈套合于陶瓷管外部，中频感应加热线圈通电后，低温合金在中频磁场的集肤效应作用下表面迅速加热熔化，陶瓷管和芯轴自动脱离，同时低温合金流入合金回收槽回收；

5）控制系统控制取件机械手抓取抛光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成抛光工作。在步骤3）的抛光过程中，通过对抛光位置进行强制风冷，防止抛光过程中摩擦生热熔

化低温合金。

步骤4）中频感应加热线圈的加热温度为高于低温合金的熔点温度5~10℃，以保证低温合金完全熔化并脱落。

在本具体实施例中，采用铋锡铅镉合金，熔点75℃。

一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法所采用的装置，包括均由控制系统控制的工作台1、依次设于工作台1周围的取件机械手2、浇注装置、用于给陶瓷管进行抛光的抛光装置和中频感应加热线圈12，所述的工作台1的中心轴由第一电机16驱动转动，所述的第一电机16与所述的控制系统电连接，所述的工作台1上沿周向对称设有竖直设置有三根芯轴10，每根芯轴10的下方仅安装有与控制系统电连接且驱动芯轴10转动的电机，所述的取件机械手2可转动连接于第一机架11上；浇注时，所述的浇注装置的浇注口3置于芯轴的10正上方；所述的抛光装置包括抛光头6和带动抛光头6上、下运动的第一升降机构；加热时，所述的中频感应加热线圈12套合于陶瓷管的外部，所述的中频感应加热线圈12的一端安装有用于驱动中频感应加热线圈12上、下运动的第二升降机构，所述的中频感应加热线圈12的电源开关与所述的控制系统电连接。

所述的每根芯轴10的下部均设有合金回收槽10.2，所述的合金回收槽10.2的一端与芯轴10与陶瓷管12之间的空隙相连通，所述的合金回收槽10.2的另一端与回收管道相连通。

所述的每根芯轴10的外圆周面上均设有多个凸包10.1。

所述的第一升降机构由设置在第三机架的导轨5上部的第一气缸4和与所述的第一气缸4的活塞杆相连接且与所述的第三机架的导轨5滑配合的第一滑块14组成，所述的抛光头（6）与第一滑块14固定连接；所述的第二升降机构由设置在第四机架的导轨8上部的第二气缸7和与所述的第二气缸7的活塞杆相连接且与所述的第四机架的导轨8滑配合的第二滑块9组成，所述的中频感应加热线圈12的一端通过横向设置的安装臂17与所述的第二滑块9固定连接。

所述的浇注装置可转动连接于第二机架15上，所述的第二机架15上安装有用于驱动浇注装置转动的电机。浇注装置可采用水浴加热或电阻丝加热的方法防止低温合金凝固，该方法为本领域技术人员熟知，故不在此赘述。

它还包括与气源相通的风冷管，所述的风冷管的出风口置于所述的抛光头6的正上方。

在本具体实施例中所使用的取件机械手为现有技术常用的机械手，具体结构包括上下伸缩臂、前后伸缩臂、机械爪、用于驱动机械抓上下移动的第一气缸、用于驱动上下伸缩臂上下运动的第二气缸和用于驱动前后伸缩臂前后移动的第三气缸，上下伸缩臂和前后伸缩臂相互垂直设置且上下伸缩臂的末端可转动连接于机架上，且由设于机架上的第一电机驱动上下伸缩臂臂的转动，机械爪和第一气缸均设置在安装座上，安装座可转动连接于前后伸缩臂的末端，且由第二电机驱动安装座的转动。且第一气缸、第二气缸、第三气缸均通过气管与控制装置相连接，且第一电机和第二电机均与控制装置电连接。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (9)

1.一种薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：

1) 通过控制系统控制取件机械手抓取陶瓷管，并将工件竖直放置并同轴套合于工作台第一工位的芯轴上；

2）通过浇注系统的浇注口将低温合金填充于陶瓷管与第一工位处的芯轴之间的间隙，低温合金凝固后将陶瓷管和芯轴凝固连接成一整体；

3）控制系统控制工作转台转动，将陶瓷管置于第二工位处；电机带动芯轴旋转，同时

控制系统控制抛光头上、下移动，对陶瓷管进行抛光；

4）抛光结束后，控制系统控制工作转台转动，将陶瓷管置于第三工位处；将中频感应加热线圈套合于陶瓷管外部，中频感应加热线圈通电后，低温合金在中频磁场的集肤效应作用下表面迅速加热熔化，陶瓷管和芯轴自动脱离，同时低温合金流入合金回收槽回收；

5）控制系统控制取件机械手抓取抛光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成抛光工作。

2.根据权利要求1所述的薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法，其特征在于：在步骤3）的抛光过程中，通过对抛光位置进行强制风冷，防止抛光过程中摩擦生热熔化低温合金。

3.根据权利要求1所述的薄壁狭长陶瓷管表面抛光方法，其特征在于：在步骤4）的中频感应加热线圈的加热温度为高于低温合金的熔点温度5~10℃，以保证低温合金完全熔化并脱落。

4.一种实施权利要求1所采用的装置，其特征在于：包括均由控制系统控制的工作台（1）、依次设于工作台（1）周围的取件机械手（2）、浇注装置、用于给陶瓷管进行抛光的抛光装置和中频感应加热线圈（12），所述的工作台（1）的中心轴由第一电机（16）驱动转动，所述的第一电机（16）与所述的控制系统电连接，所述的工作台（1）上沿周向对称设有竖直设置有三根芯轴（10），每根芯轴（10）的下方仅安装有与控制系统电连接且驱动芯轴（10）转动的电机，所述的取件机械手（2）可转动连接于第一机架（11）上；浇注时，所述的浇注装置的浇注口（3）置于芯轴的（10）正上方；所述的抛光装置包括抛光头（6）和带动抛光头（6）上、下运动的第一升降机构；加热时，所述的中频感应加热线圈（12）套合于陶瓷管的外部，所述的中频感应加热线圈（12）的一端安装有用于驱动中频感应加热线圈（12）上、下运动的第二升降机构，所述的中频感应加热线圈（12）的电源开关与所述的控制系统电连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的每根芯轴（10）的下部均设有合金回收槽（10.2），所述的合金回收槽（10.2）的一端与芯轴（10）与陶瓷管（12）之间的空隙相连通，所述的合金回收槽（10.2）的另一端与回收管道相连通。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的每根芯轴（10）的外圆周面上均设有多个凸包（10.1）。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的第一升降机构由设置在第三机架的导轨（5）上部的第一气缸（4）和与所述的第一气缸（4）的活塞杆相连接且与所述的第三机架的导轨（5）滑配合的第一滑块（14）组成，所述的抛光头（6）与第一滑块（14）固定连接；所述的第二升降机构由设置在第四机架的导轨（8）上部的第二气缸（7）和与所述的第二气缸（7）的活塞杆相连接且与所述的第四机架的导轨（8）滑配合的第二滑块（9）组成，所述的中频感应加热线圈（12）的一端通过横向设置的安装臂（17）与所述的第二滑块（9）固定连接。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的浇注装置可转动连接于第二机架（15）上，所述的第二机架（15）上安装有用于驱动浇注装置转动的电机。

9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：它还包括与气源相通的风冷管，所述的风冷管的出风口置于所述的抛光头（6）的正上方。

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