CN103317423B - 金属曲面柔性抛光工具 - Google Patents

Abstract

金属曲面柔性抛光工具，涉及一种抛光工具。设有抛光头、外壳、前端盖、后端盖、垫片、止推轴承、万向节、齿轮传动机构、联轴器、电动机和类法兰；所述抛光头设有3个圆形抛光头，3个圆形抛光头均匀分布于1个圆周上，3个圆形抛光头的连心线构成1个等边三角形；所述垫片设在抛光头底部，止推轴承设在抛光头与垫片之间，止推轴承与垫片固定在一起，垫片底部设有弹簧，弹簧两端固定在垫片和前端盖上，抛光头的轴与齿轮传动机构的齿轮轴之间由万向节连接，齿轮传动机构的主动齿轮轴通过联轴器与电动机的动力输出轴连接；齿轮传动机构、联轴器和电动机封装在由外壳、前端盖和后端盖组成的壳体内，外壳上设有散热孔，类法兰外接工业机器人。

Description

金属曲面柔性抛光工具

技术领域

本发明涉及一种抛光工具，尤其是涉及能自适应被抛光金属曲面形状的一种金属曲面柔性抛光工具。

背景技术

在目前的模具加工以及多种金属产品的制造中，表面质量要求是衡量产品质量的一个重要指标，因此抛光已成为一个至关重要的课题。

传统制造业中，抛光主要依靠人工进行，其加工时间占去产品总加工时间的50%左右，效率十分低下。而且，在人工抛光的环境中，空气中飘浮的粉尘对人体十分不利。其次，人工抛光要求操作人员具有较高的操作技能，稍有失误，就可能对加工表面造成不可弥补的致命损伤，导致整个产品报废，这种局限性限制了产品的大规模生产，不利于生产自动化。

发展到目前，抛光领域已经有了很大的进展，工业机器人的出现给抛光领域注入了新的动力，但一个真正能够和工业机器人适配的好的抛光工具才是其灵巧的“双手”。现在，大部分抛光工具只有一个刚性抛光头，仅局限于平面抛光，而用于曲面抛光的抛光工具结构复杂，成本高，一般的中小制造企业根本没有购买能力，不利于曲面抛光技术的普及。

基于上述种种难题，设计一款结构简单，成本低廉，利于生产自动化的抛光工具是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供使金属曲面抛光工具结构简单化，成本低廉化，生产自动化，以解决目前抛光领域的效率低下，有害健康，成本高昂，技术普及等诸多难题的一种金属曲面柔性抛光工具。

本发明设有抛光头、外壳、前端盖、后端盖、垫片、止推轴承、万向节、齿轮传动机构、联轴器、电动机和类法兰；

所述抛光头设有3个圆形抛光头，3个圆形抛光头均匀分布于1个圆周上，3个圆形抛光头的连心线构成1个等边三角形；所述垫片设在抛光头底部，止推轴承设在抛光头与垫片之间，止推轴承与垫片固定在一起，垫片底部设有弹簧，弹簧两端固定在垫片和前端盖上，抛光头的轴与齿轮传动机构的齿轮轴之间由万向节连接，齿轮传动机构的主动齿轮轴通过联轴器与电动机的动力输出轴连接；齿轮传动机构、联轴器和电动机封装在由外壳、前端盖和后端盖组成的壳体内，外壳上设有散热孔，类法兰外接工业机器人。

本发明的应用可以代替人工由工业机器人进行金属曲面的抛光，从而大大提高生产效率，并使抛光粉尘对人体的危害性消失。

由于许多大型的抛光工具只有一个抛光头且没有柔性，局限于对平面的抛光，针对这个问题本发明提供了一种能自适应被抛光金属曲面形状的柔性抛光机构。

本发明的优越性在于工具的柔性机构，其包括3个抛光头（甚至可以设计多个），使得抛光工具的抛光工作面细碎化，就像鳞片一样让3个抛光头紧紧贴合于一定曲率范围内的金属曲面，实现高效抛光。

其次，本发明可按比例放大或者缩小，即生产多种型号的本发明以适应不同曲率的金属表面，使本发明的适用范围大大增加。

再次，本发明的齿轮传动机构中，主动齿轮与从动齿轮的传动比可以改变，从而改变抛光头的转速，以适应较高速以及较低速的抛光要求。

最后，本发明结构简单，制造成本低廉，有利于金属曲面柔性抛光技术的普及，让许多的中小企业制造出质量更优的产品。

另外，由于3个抛光头同方向高速旋转，从而使得工件表面加工纹理方向一致，更有利于提高表面质量。3个抛光头之间的间隙使抛光产生的废屑以及抛光膏等废品更容易排出，有利于提高抛光效率。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成示意图。

图2为本发明实施例去掉外壳后的内部结构示意图。

图3为本发明实施例前端柔性抛光机构结构示意图。

在图1～3中，各标记为：1—抛光头，2—前端盖，3—外壳，4—后端盖，5—类法兰，6—齿轮传动机构，7—联轴器，8—电动机，9—垫片，10—止推轴承，11—弹簧，12—万向节前连接端，13—万向节连接块，14—万向节后连接端，15—万向节，16,18,19—前后支撑轴承。

具体实施方式

参见图1～3，本发明实施例设有抛光头1、外壳3、前端盖2、后端盖4、垫片9、止推轴承10、万向节15、齿轮传动机构6、联轴器7、电动机8和类法兰5。所述抛光头1设有3个圆形抛光头，3个圆形抛光头均匀分布于1个圆周上，3个圆形抛光头的连心线构成1个等边三角形；所述垫片9设在抛光头1底部，止推轴承10设在抛光头1与垫片9之间，止推轴承10与垫片9固定在一起，垫片9底部设有弹簧，弹簧两端固定在垫片9和前端盖2上，抛光头1的轴与齿轮传动机构6的齿轮轴之间由万向节15连接，齿轮传动机构6的主动齿轮轴通过联轴器7与电动机8的动力输出轴连接；齿轮传动机构6、联轴器7和电动机8封装在由外壳3、前端盖2和后端盖4组成的壳体内，外壳上设有散热孔，类法兰5外接工业机器人。

止推轴承10和垫片9固定在一起用来隔离高速旋转的抛光头1和静止不动的垫片9，并使弹簧11作用于垫片9上，不均匀的力均匀地作用在抛光头1上，从而让抛光头1作用在金属表面上的力是均匀的，沿法线方向的。每个垫片下面连接有两个弹簧11，弹簧两端固定在垫片9和前端盖2上。用以保证抛光头1的复位。抛光头1的轴和齿轮轴之间用一个万向节15连接，其中12为万向节前连接端，13为万向节连接块，14为万向节后连接端，万向节15可以实现抛光头1在高速旋转的同时有一定角度的倾斜。由万向节15、弹簧11、3个抛光头1及其垫片9等组成的系统构成了本发明的柔性功能部分。当抛光工具工作时，3个抛光头可以分别倾斜一定角度紧贴金属曲面，实现金属曲面的高效抛光，当抛光头离开金属曲面后，弹簧使各抛光头复位。万向节下面连接的是齿轮传动机构，处于中间的主动齿轮使得3个从动齿轮按同方向等速转动，从而带动3个抛光头等速同向旋转。图3中的标记16,18,19分别为支撑齿轮转动的轴承，保证齿轮的高速旋转。联轴器7连接主动齿轮轴和电动机8的动力输出轴，使电动机8的旋转动力传输到主动齿轮，整个齿轮传动机构6被放下一个齿轮盒中用于储存适量的润滑油，保证齿轮传动机构6的润滑，且提供了轴承的支撑架，齿轮传动机构6、联轴器7和电动机8封装在由外壳3、前端盖2和后端盖4组成的壳体内，使整个结构更具有整体性，外壳3上设有散热孔。类法兰5上设有螺纹孔，用于连接工业机器人。

本发明通过以下技术方案实施：首先将本发明通过类法兰5连接至能满足加工工件尺寸和曲面复杂度的工业机器人或机床上，工业机器人或机床首先检测零件的表面，计算曲率，选择最优加工轨迹，生成加工程序，然后工业机器人通过程序自动控制电动机的启停，正反转，以及抛光工具的最优加工轨迹。

当抛光开始后，电动机8通过联轴器7带动主动齿轮高速旋转，主动齿轮带动三个从动齿轮旋转，从而使3个抛光头1同方向高速旋转，齿轮传动机构工作过程中，储存于齿轮盒中的润滑油对齿轮传动机构进行润滑，保证其顺利运行。当抛光头接触金属曲面时，3个抛光头可根据曲率通过万向节15分别倾斜一定角度从而紧贴金属曲面，然后由工业机器人按照预定最优加工轨迹进行移动，并在移动过程中根据金属曲面实际情况和轨迹情况控制电动机的启停，正反转等直到程序结束，完成金属曲面的高效抛光。当抛光头离开工件表面，连接于垫片9和前端盖2的弹簧11使3个抛光头复位，柔性抛光工具处于自然状态，为再次工作做准备。

Claims (1)

1.金属曲面柔性抛光工具，其特征在于设有抛光头、外壳、前端盖、后端盖、垫片、止推轴承、万向节、齿轮传动机构、联轴器、电动机和类法兰；

所述抛光头设有3个圆形抛光头，3个圆形抛光头均匀分布于1个圆周上，3个圆形抛光头的连心线构成1个等边三角形；所述垫片设在抛光头底部，止推轴承设在抛光头与垫片之间，止推轴承与垫片固定在一起，垫片底部设有弹簧，弹簧两端固定在垫片和前端盖上，抛光头的轴与齿轮传动机构的齿轮轴之间由万向节连接，齿轮传动机构的主动齿轮轴通过联轴器与电动机的动力输出轴连接；齿轮传动机构、联轴器和电动机封装在由外壳、前端盖和后端盖组成的壳体内，外壳上设有散热孔，类法兰外接工业机器人。