CN106217194A - 自动打磨抛光装置及其磨抛方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动打磨抛光装置及其磨抛方法，包括磨抛机构，所述磨抛机构设有若干打磨部和抛光部，每个所述打磨部的粗糙程度互不相同；待打磨部件安装于装载平台上，主控单元控制动力机构移动所述装载平台或磨抛机构，使所述待打磨部件与所述打磨部或抛光部相互摩擦，实现打磨和抛光的工序。通过此种设计，使得本申请的自动打磨抛光装置所实现的磨抛方法能够集粗磨、细磨、精磨、抛光各工序于一体，由主控单元控制实现全自动打磨，提升了打磨的均衡度。

Description

自动打磨抛光装置及其磨抛方法

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，特别涉及了一种自动打磨抛光装置及其方法。

背景技术

随着科研水平的不断提高和研究层次的不断深入，材料微观测试已经成为当前科研工作者的最重要的研究热点之一，而在线研究材料微观性能变化是最有效的手段，要实现材料微观组织的在线观测，前提就是要对试样局部观测区域进行磨抛。

受试样形状及磨抛区域限制，磨抛工作无法在现有磨抛设备上完成，只能靠实验技术人员手工完成。手工磨抛不仅对实验技术提出了高要求，而且磨抛质量受操作者的实验技术影响较大，不仅试样的磨抛质量无法保证，且一次磨抛成功率较低。另外，手工磨抛效率低，时间和人工成本高。更重要的是，磨抛质量对材料微观观测影响很大，手工磨抛面虽然能达到镜面效果，但磨抛面或多或少会有划痕存在，这对材料微观性能研究是极为不利的，较差的磨抛质量会造成微观数据的无法使用，在很大程度上限制了科研效率和科研水平的提高。因此，要改变现有试样局部区域手工磨抛现状，迫切需要一种用于板状试样局部区域自动磨抛光方法。

发明内容

为了解决上述提到的磨抛质量不高的问题，本申请提供了一种自动打磨抛光装置，利用该装置全自动地打磨抛光，提升待检测材料的表面平整度。

更具体的，本发明提供了一种自动打磨抛光装置，包括磨抛机构，磨抛机构设有若干打磨部和抛光部，每个打磨部的粗糙程度互不相同；

待打磨部件安装于装载平台上，主控单元控制动力机构移动装载平台或磨抛机构，使待打磨部件与打磨部或抛光部相互摩擦，实现打磨或抛光。

在本申请中，动力机构移动装载平台或者磨抛机构的其中一种，使二者能够出现相对移动，通过该相对移动实现打磨。磨抛机构包括了不同粗糙程度的打磨部，使得在打磨的过程中，先使用粗糙度较高的打磨部打磨，再选用粗糙程度低的进行精打磨，最后使用抛光部对打磨完成的组件进行抛光。

作为优选的，磨抛机构包括传动轮和传动带；

打磨部和抛光部设于传送带的外侧，传动轮带动传动带传动，使打磨部或抛光部与待打磨部件相接触。

在本申请中，通过对磨抛机构的结构进行进一步限定，通过将该机构设计为传动轮加传动带的结构，使得本申请中，只需要通过转动传动轮，即可实现传动带的转动。该传动带转动的同时，带动了传动带上的打磨部以及抛光部一起移动，实现打磨部、抛光部位置的变换。

作为优选的，打磨部根据粗糙程度依次排列设于传送带的外侧。

在本申请中，通过将该打磨部根据粗糙程度依次排列，能够降低设计传动轮转动控制程序的难度，更易于实施。

作为优选的，磨抛机构还包括张紧组件；

张紧组件用于调节传动轮之间的距离。

在本申请中，通过将传动轮之间的距离设计为可调整的，使得在本申请中，可以通过调整传动轮之间的距离，降低更换传送带的难度。

作为优选的，磨抛机构还包括限位组件；

限位组件用于限制传动轮的转动。

在本申请中，通过设计一个限制传动轮转动的限位组件，使得在打磨或者抛光的时候，锁定该传动轮，防止因为该传动轮转动导致在打磨时出现打滑的现象。

作为优选的，还包括升降组件；所述升降组件用于控制所述装载平台的升降。

在本申请中，通过设计一个控制该装载平台升降的升降组件，实现了在打磨或者抛光的程序之间，通过该升降组件使打磨部和待打磨部件分离，此时再通过转动传动轮来更换打磨部或抛光部。

作为优选的，动力机构包括电机、平动机构；

电机通过减速齿轮减速后，传动平动机构平移；

平动机构带动磨抛机构和/或装载平台移动。

在本申请中，通过对动力机构进行进一步限定，该动力机构由一个电机提供动力，经过若干个减速齿轮进行减速后，来传动平动机构在水平方向上移动。

作为优选的，平动机构包括曲柄、滑块、摆动杆、连杆以及水平杆；

曲柄的一端与滑块铰接，另一端与减速齿轮的中心相连接；摆动杆贯穿于滑块，且滑块能够在摆动杆上滑动；摆动杆的一端铰接于一个固定点，另一端与连杆的一端相铰接，连杆的另一端与水平杆相铰接；

曲柄转动时，水平杆在水平方向上滑动。

在本申请中，通过对平动机构的整体结构进行进一步限定，在减速齿轮转动的同时，带动曲柄转动，此时滑块能够被曲柄带动一起绕着圆心转动，滑块在转动的同时，带动摆动杆摆动。摆动杆在摆动的过程中，通过连杆带动水平杆左右移动，实现带动装载平台或磨抛机构往返移动的效果。

在本申请中还提供了一种自动打磨抛光的方法，运用了上述任意一项的自动打磨抛光装置，包括以下步骤：

S1、将待打磨部件安装于装载平台上；

S2、调整打磨部的朝向，利用打磨部打磨待打磨部件；

S3、调整抛光部的朝向，利用抛光部抛光待抛光部件。

在本申请中，通过将待打磨部件安装在装载平台上，通过主控单元控制电机转动，来实现装载平台或磨抛机构的往复运动，进而实现往复摩擦的效果，实现打磨的功能。

作为优选的，步骤S2中包括粗磨、细磨以及精磨三个步骤。

在本申请中，通过将打磨过程具体细分为三个步骤，即粗磨、细磨和精磨，一开始时，先使用粗磨，将待打磨物品表面的氧化层去除，之后采用细磨，将粗磨形成的磨痕磨平，之后采用精磨，继续去除细磨形成的磨痕。在完成精磨之后再进行抛光，这样能够提升打磨效率。

本发明的有益效果为：实现了传统板状试样局部人工磨抛到自动磨抛的转变，显著提高了磨抛质量；自制的砂纸/抛光带同时具有粗磨、细磨、精磨和抛光四种功能，四道工序切换简单快捷，砂纸/抛光带的安装、拆卸与更换方便快捷，显著提高了磨抛效率；另外，本发明在降低耗材成本、降低人工成本、改善磨抛环境等方面也具有显著效果。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的结构示意图。

图2为本发明一种实施方式中磨抛机构的结构示意图。

图3为本发明一种实施方式中磨抛方法的流程框图。

具体实施方式

实施方式一

本申请的第一种实施方式提供了一种自动打磨抛光装置，如图1所示，包括磨抛机构，磨抛机构设有若干打磨部和抛光部，具体的，打磨部包括四种不同型号的水砂纸4-4-1、4-4-2、4-4-3、4-4-4，抛光部为抛光布4-4-5，每个打磨部的粗糙程度互不相同；

待打磨部件安装于装载平台6上，主控单元控制动力机构移动装载平台或磨抛机构，使待打磨部件与打磨部或抛光部相互摩擦，实现打磨或抛光。

在本申请中，动力机构移动装载平台或者磨抛机构的其中一种，使二者能够出现相对移动，通过该相对移动实现打磨。磨抛机构包括了不同粗糙程度的打磨部，使得在打磨的过程中，先使用粗糙度较高的打磨部打磨，再选用粗糙程度低的进行精打磨，最后使用抛光部对打磨完成的组件进行抛光。

具体的，磨抛机构包括传动轮4-2、4-5和传动带4-4；

打磨部和抛光部设于传送带4-4的外侧，传动轮带动传动带4-4传动，使打磨部或抛光部与待打磨部件相接触。

在本申请中，通过对磨抛机构的结构进行进一步限定，通过将该机构设计为传动轮加传动带4-4的结构，使得本申请中，只需要通过转动传动轮，即可实现传动带4-4的转动。该传动带4-4转动的同时，带动了传动带4-4上的打磨部以及抛光部一起移动，实现打磨部、抛光部位置的变换。此外，在该磨抛机构上还设有一根竖直杆，使磨抛机构处于一个平衡受力的状态。

具体的，四种不同型号的水砂纸4-4-1、4-4-2、4-4-3、4-4-4和抛光布4-4-5根据粗糙程度依次排列设于传送带的外侧。

在本申请中，通过将该四种不同型号的水砂纸4-4-1、4-4-2、4-4-3、4-4-4和抛光布4-4-5根据粗糙程度依次排列，如图2所示，能够降低设计传动轮转动控制程序的难度，更易于实施。

较佳的，磨抛机构还包括张紧组件4-3；张紧组件4-3用于调节传动轮之间的距离。

在本申请中，通过将传动轮之间的距离设计为可调整的，使得在本申请中，可以通过调整传动轮之间的距离，降低更换传送带4-4的难度。

较佳的，磨抛机构还包括限位组件；

限位组件用于限制传动轮4-2、4-5的转动。

在本申请中，通过设计一个限制传动轮转动的限位组件，使得在打磨或者抛光的时候，锁定该传动轮4-2和4-5，防止因为该传动轮4-2和4-5转动导致在打磨时出现打滑的现象。

具体的，动力机构包括电机1、平动机构；

电机通过减速齿轮2-1减速后，传动平动机构平移；

平动机构带动磨抛机构和/或装载平台移动。

在本申请中，通过对动力机构进行进一步限定，该动力机构由一个电机1提供动力，经过若干个减速齿轮2-1进行减速后，来传动平动机构在水平方向上移动。

具体的，平动机构包括曲柄3-1、滑块3-2、摆动杆3-3、连杆3-4以及水平杆3-5；

曲柄3-1的一端与滑块3-2铰接，另一端与减速齿轮的中心相连接；摆动杆3-3贯穿于滑块3-2，且滑块3-2能够在摆动杆3-3上滑动；摆动杆3-3的一端铰接于一个固定点，另一端与连杆3-4的一端相铰接，连杆3-4的另一端与水平杆3-5相铰接；

曲柄3-1转动时，水平杆3-5在水平方向上滑动。

在本申请中，通过对平动机构的整体结构进行进一步限定，在减速齿轮组转动的同时，带动曲柄3-1转动，此时滑块3-2能够被曲柄3-1带动一起绕着圆心转动，滑块3-2在转动的同时，带动摆动杆3-3摆动。摆动杆3-3在摆动的过程中，通过连杆3-4带动水平杆3-5左右移动，实现带动装载平台或磨抛机构往返移动的效果。

所述待磨抛部件5固定在装载平台6上，调整装载平台6的高度，使所述待磨抛部件5的表面与磨抛机构的砂纸/抛光带4-4上的粗砂纸紧密接触，以保证达到预期粗磨效果。

进一步的，启动所述电动机1，电机转动经齿轮减速机构、曲柄摇杆机构、平动机构转化砂纸/抛光带4-4的平动，实现试样表面的粗磨，粗磨后，打磨区域的氧化皮、毛刺及凸起部分要完全磨掉，粗磨表面要完全露出金属表面光泽。

进一步的，粗磨结束之后，关闭所述电动机1，降低装载平台6高度，松开轮4-2和4-5，转动轮4-2和4-5将细磨用砂纸置于试砂纸/抛光带4-4正下方，锁紧轮4-2和4-5，升高装载平台6高度，使粗磨表面与细砂纸紧密接触，启动电机1，进行细磨工作，细磨过程需要要将粗磨形成的划痕全部磨去，进一步提高打磨表面光洁度。

进一步的，细磨结束后，关闭电机1，降低装载平台6高度，松开轮4-2和4-5，转动两轮4-2和4-5将精磨用砂纸置于试砂纸/抛光带4-4正下方，锁紧轮4-2和4-5，升高装载平台6位置，使细磨表面与精磨砂纸紧密接触，启动电机1，启动精磨工序，精磨后需要将细磨工序产生的划痕全部磨去。

进一步的，精磨结束后，关闭电机1，降低装载平台6高度，松开轮4-2和4-5，转动两轮4-2和4-5将试砂纸/抛光带4-4上的抛光布4-4-5置于正下方，升高装载平台6位置，锁紧轮4-2和4-5，使精磨面与抛光布4-4-5紧密接触，启动电机1，进行抛光工作，抛光后，抛光面应达到镜面效果，且没有划痕。

经过粗磨、细磨、精磨和抛光四道工序，即可完成对所述试样5局部区域的自动磨抛工作，四工序进行过程中，轮4-2和4-5处于缩进状态，不能转动，四工序切换时，需停机，解除轮锁，然后将需要的砂纸或抛光布转之磨抛面即可，然后将轮锁紧，启动电机，即可继续工作。

上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，本领域的普通技术人员可以理解，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变和组合，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动打磨抛光装置，其特征在于，包括磨抛机构，所述磨抛机构设有若干打磨部和抛光部，每个所述打磨部的粗糙程度互不相同；

待打磨部件安装于装载平台上，主控单元控制动力机构移动所述装载平台或磨抛机构，使所述待打磨部件与所述打磨部或抛光部相互摩擦，实现打磨或抛光。

2.根据权利要求1所述的自动打磨抛光装置，其特征在于，所述磨抛机构包括传动轮和传动带；

所述打磨部和抛光部设于所述传送带的外侧，所述传动轮带动所述传动带传动，使所述打磨部或抛光部与所述待打磨部件相接触。

3.根据权利要求2所述的自动打磨抛光装置，其特征在于，所述打磨部根据粗糙程度依次排列设于所述传送带的外侧。

4.根据权利要求2所述的自动打磨抛光装置，其特征在于，所述磨抛机构还包括张紧组件；

所述张紧组件用于调节所述传动轮之间的距离。

5.根据权利要求2所述的自动打磨抛光装置，其特征在于，所述磨抛机构还包括限位组件；

所述限位组件用于限制所述传动轮的转动。

6.根据权利要求1所述的自动打磨抛光装置，其特征在于，还包括升降组件；

所述升降组件用于控制所述装载平台的升降。

7.根据权利要求1所述的自动打磨抛光装置，其特征在于，所述动力机构包括电机、平动机构；

所述电机通过减速齿轮减速后，传动所述平动机构平移；

所述平动机构带动所述磨抛机构和/或装载平台移动。

8.根据权利要求7所述的自动打磨抛光装置，其特征在于，所述平动机构包括曲柄、滑块、摆动杆、连杆以及水平杆；

所述曲柄的一端与所述滑块铰接，另一端与所述减速齿轮的中心相连接；所述摆动杆贯穿于所述滑块，且所述滑块能够在所述摆动杆上滑动；所述摆动杆的一端铰接于一个固定点，另一端与所述连杆的一端相铰接，所述连杆的另一端与所述水平杆相铰接；

所述曲柄转动时，所述水平杆在水平方向上滑动。

9.一种自动打磨抛光的方法，其特征在于，运用了权利要求1至8中任意一项所述的自动打磨抛光装置，包括以下步骤：

S1、将待打磨部件安装于装载平台上；

S2、调整所述打磨部的朝向，利用所述打磨部打磨待打磨部件；

S3、调整所述抛光部的朝向，利用所述抛光部抛光待抛光部件。

10.根据权利要求9所述的自动打磨抛光的方法，其特征在于，所述步骤S2中包括粗磨、细磨以及精磨三个步骤。