CN108942645B - 精准控制感知量的磨头装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种精准控制感知量的磨头装置，包括容置架、移动支架、控制器；所述容置架与所述移动支架分别沿第一直线方向与第二直线方向滑动连接；所述容置架沿第一直线方向设置有连接所述控制器的第一驱动组件、第二驱动组件；所述容置架沿第二直线方向设置有连接所述控制器的第三驱动组件、第四驱动组件；还包括第一传感组件、第二传感组件，还包括一打磨件、电主轴；所述电主轴连接于所述移动支架远离所述容置架的一面与所述打磨件之间；所述电主轴带动所述移动支架移动，所述控制器控制电主轴停止转动。应用本技术方案可实现最大程度避免铸件打磨时对电主轴的冲击碰撞，提高打磨质量，有效保护打磨设备。

Description

精准控制感知量的磨头装置

技术领域

本发明涉及浮动打磨领域，具体是指一种精准控制感知量的磨头装置。

背景技术

随着先进国家已经朝着工业4.0(智能化生产)方向发展，而我国的工业3.0(全自动化生产)目标还没有完全实现，特别是铸造行业的前道打磨工序。由于铸件结构复杂异形，需要打磨的面、孔和边分布于铸件四周，打磨难度大。在我国目前阶段，铸件的前道打磨工序主要是靠人工打磨，部分工厂有引进少数打磨设备。

但是市场上现有的打磨设备配备的多为无浮动的磨头，如果铸件的冒口和飞边大，这种硬磨削很容易产生过磨削和欠磨削。过磨削时，砂轮磨头的切削力会瞬间加大，造成电主轴的电流过载从而烧坏电主轴；欠磨削时，又无法保证铸件打磨后尺寸的一致性，需要二次返工，难以实现大批量的自动化精加工。

少数打磨设备配备的打磨头有浮动功能，但浮动装置采用径向安装弹簧的方案，浮动角度无法精确控制，感知量取决于设计者的经验和现场调试，调试随机性大和周期时间长，仍无法满足大批量的自动化精加工对铸件外形尺寸一致性的苛刻要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种精准控制感知量的磨头装置，最大程度避免铸件打磨时对电主轴的冲击碰撞，提高打磨质量，有效保护打磨设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种精准控制感知量的磨头装置，包括容置架、移动支架、控制器；所述容置架与所述移动支架分别沿第一直线方向与第二直线方向滑动连接；所述第一直线与第二直线相隔一定角度设置；

所述容置架沿第一直线方向设置有连接所述控制器的第一驱动组件、第二驱动组件，所述第一驱动组件与第二驱动组件的移动方向相反；所述容置架沿第二直线方向设置有连接所述控制器的第三驱动组件、第四驱动组件，所述第三驱动组件与所述第四驱动组件的移动方向相反；所述控制器控制所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件移动；

还包括第一传感组件、第二传感组件，且均连接所述控制器；所述第一传感组件用于检测所述第一驱动组件、第二驱动组件沿其运动方向移动的距离；所述第二传感组件用于检测所述第三驱动组件、第四驱动组件沿其运动方向移动的距离；所述第一传感组件、第二传感组件发送位移信息至所述控制器；

还包括一打磨件、电主轴；所述电主轴连接于所述移动支架远离所述容置架的一面与所述打磨件之间；所述电主轴带动所述移动支架移动，所述移动支架移动至其与所述第一驱动组件或第二驱动组件或第三驱动组件或第四驱动组件之间的距离小于安全距离时，所述控制器控制电主轴停止转动。

在一较佳的实施例中，还包括第一报警传感器、第二报警传感器、第三报警传感器、第四报警传感器，且均连接所述控制器，分别用于检测所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件与所述移动支架之间的距离是否小于安全距离；若其中任意一个与所述移动支架之间的距离小于安全距离，则所述第一报警传感器、第二报警传感器、第三报警传感器、第四报警传感器发送报警信号至所述控制器。

在一较佳的实施例中，所述移动支架沿所述第一驱动组件、第二驱动组件移动方向，及所述第三驱动组件、第四驱动组件移动方向均设置有报警配合件；所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件分别设置有与所述报警配合件对应的第一感应件、第二感应件、第三感应件、第四感应件；所述移动支架移动带动所述报警配合件移动，当所述第一感应件、第二感应件、第三感应件、第四感应件的任意一个与所述报警配合件之间的距离小于所述安全距离，所述第一报警传感器或第二报警传感器或第三报警传感器或第四报警传感器发送报警信号至所述控制器。

在一较佳的实施例中，所述打磨件碰到待加工的工件时产生挤压力，当电主轴的切削力小于挤压力时，电主轴带动所述移动支架沿第一直线方向或第二直线方向或第一直线方向与第二直线所在平面方向浮动；所述控制器控制所述第一驱动组件、第二驱动组件沿所述第一直线方向移动，在第一直线方向上预留出所述移动支架的最大浮动距离；所述控制器控制所述第三驱动组件、第四驱动组件沿所述第二直线方向移动，在第二直线方向上预留出所述移动支架的最大浮动距离；当所述移动支架的浮动距离等于或大于最大浮动距离，所述控制器接收报警信号。

在一较佳的实施例中，所述移动支架具体包括第一支架、第二支架；所述第二支架设置于所述第一支架内，所述容置架设置于所述第二支架内；所述第二支架与所述容置架沿第一直线方向滑动连接，所述第一支架与第二支架沿第二直线方向滑动连接，所述第一支架与第二支架在第一直线方向上固定连接。

在一较佳的实施例中，所述第二支架沿所述第一直线方向设置有第一导轨，所述容置架沿所述第一直线方向固定连接有第一滑动件，所述第一滑动件插入所述第一导轨并与其在第一直线方向上滑动连接；

所述第一支架沿第二直线方向设置有第二导轨，所述第一支架沿所述第二直线方向固定连接有第二滑动件，所述第二滑动件插入所述第二导轨并与其在第二直线方向上滑动连接。

在一较佳的实施例中，所述第一滑动件沿所述第二直线方向延伸有第一连接柱，所述第二支架与所述第一滑动件固定连接的部位沿所述第二直线方向设置有第一连接孔，所述第一连接柱插入第一连接孔，使所述第一滑动件与所述第二支架在所述第一直线方向上相互限位，从而固定连接；

所述第二滑动件沿所述第一直线方向延伸有第二连接柱，所述第一支架与所述第二滑动件固定连接的部位沿所述第一直线方向设置有第二连接孔，所述第二连接柱插入所述第二连接孔，使所述第二滑动件与所述第一支架在所述第二直线方向上相互限位，从而固定连接。

在一较佳的实施例中，所述容置架靠近所述第二支架的一面设置有一让位腔，所述第二支架沿朝向所述容置架方向延伸有一阻隔板，所述组隔板的长度沿所述第二直线方向设置，所述阻隔板穿过所述让位腔到达所述容置架的内部。

在一较佳的实施例中，所述第一支架靠近所述第二支架的一面沿所述第一直线方向设置有一滑动杆，所述第二支架沿所述第一直线方向的两侧板分别设置有让位孔，所述滑动杆穿过所述让位孔；所述让位孔沿所述第二直线方向的孔径即为所述第二滑动件沿所述第二直线方向滑动的最大距离。

在一较佳的实施例中，所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件具体为驱动气缸；所述第一直线方向与第二直线方向相互垂直。相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

本发明提供了一种精准控制感知量的磨头装置，通过精准控制驱动气缸的位移量来精准预留所述移动支架能移动的最大位移量，从而精准控制打磨件的感知量。一方面采用了精密的传感器，实现相互垂直的两个方向的感知量的精确控制，当感知量超过预设值时将强制停机，具备电气保护功能；另一方面浮动装置中第一滑动腔及第二滑动腔从机械上限定了所述移动支架的感知量，当感知量超过预设值时将机械限位，具备机械保护功能。此装置实现了待加工的工件分型面、冒口、飞边的精准打磨，提高铸件质量；且能够最大程度避免硬打磨工序对电主轴的冲击碰撞，有效保护电主轴由于负载电流过大导致电主轴烧坏。此装置非常适用于机器人夹持此装置，特别是对结构复杂的铸件打磨有显著优势，能够精准保证尺寸的一致性和装夹定位精度，有利于产品品控管理和大批量的自动化精加工。

附图说明

图1为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的整体结构示意图(一)；

图2为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的整体结构示意图(二)；

图3为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的容置架俯视图(一)；

图4为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的容置架俯视图(二)；

图5为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的第一驱动组件、第二驱动组件所处位置示意图；

图6为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的第三驱动组件、第四驱动组件所处位置示意图；

图7为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的第一支架结构示意图；

图8为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的第二支架结构示意图；

图9为本发明优选实施例中精准控制感知量的磨头装置的容置架结构示意图。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种精准控制感知量的磨头装置，参考图1至9，包括容置架1、移动支架、控制器；所述容置架1与所述移动支架分别沿第一直线方向与第二直线方向滑动连接；所述第一直线与第二直线相隔一定角度设置，为了得到最佳工作角度，所述第一直线方向与第二直线方向相互垂直；

所述容置架1沿第一直线方向设置有连接所述控制器的第一驱动组件11、第二驱动组件12，所述第一驱动组件11与第二驱动组件12的移动方向相反；所述容置架1沿第二直线方向设置有连接所述控制器的第三驱动组件13、第四驱动组件14，所述第三驱动组件13与所述第四驱动组件14的移动方向相反；所述控制器控制所述第一驱动组件11、第二驱动组件12、第三驱动组件13、第四驱动组件14移动；

还包括第一传感组件19、第二传感组件10，且均连接所述控制器；所述第一传感组件19用于检测所述第一驱动组件11、第二驱动组件12沿其运动方向移动的距离；所述第二传感组件10用于检测所述第三驱动组件13、第四驱动组件14沿其运动方向移动的距离；所述第一传感组件19、第二传感组件10发送位移信息至所述控制器；

还包括第一报警传感器15、第二报警传感器16、第三报警传感器17、第四报警传感器18，且均连接所述控制器，分别用于检测所述第一驱动组件11、第二驱动组件12、第三驱动组件13、第四驱动组件14与所述移动支架之间的距离是否小于安全距离；若其中任意一个与所述移动支架之间的距离小于安全距离，则所述第一报警传感器15、第二报警传感器16、第三报警传感器17、第四报警传感器18发送报警信号至所述控制器。

所述移动支架沿所述第一驱动组件11、第二驱动组件12移动方向，及所述第三驱动组件13、第四驱动组件14移动方向均设置有报警配合件；所述第一驱动组件11、第二驱动组件12、第三驱动组件13、第四驱动组件14分别设置有与所述报警配合件对应的第一感应件111、第二感应件121、第三感应件131、第四感应件141；所述移动支架移动带动所述报警配合件移动，当所述第一感应件111、第二感应件121、第三感应件131、第四感应件141的任意一个与所述报警配合件之间的距离小于所述安全距离，所述第一报警传感器15或第二报警传感器16或第三报警传感器17或第四报警传感器18发送报警信号至所述控制器。

具体来说，所述移动支架具体包括第一支架2、第二支架3；所述第二支架3设置于所述第一支架2内，所述容置架1设置于所述第二支架3内；所述第二支架3与所述容置架1沿第一直线方向滑动连接，所述第一支架2与第二支架3沿第二直线方向滑动连接，所述第一支架2与第二支架3在第一直线方向上固定连接。

所述第二支架3沿所述第一直线方向设置有第一导轨34，所述容置架1沿所述第一直线方向固定连接有第一滑动件33，所述第一滑动件33插入所述第一导轨34并与其在第一直线方向上滑动连接；

所述第一支架2沿第二直线方向设置有第二导轨24，所述第一支架2沿所述第二直线方向固定连接有第二滑动件23，所述第二滑动件23插入所述第二导轨24并与其在第二直线方向上滑动连接。

所述第一导轨34、第二导轨24具体为第一滑动腔、第二滑动腔；所述第一滑动件33沿所述第一直线方向的运动的最大距离即为所述第一滑动腔沿所述第一直线方向的内径，这是所述移动支架沿所述第一直线方向的机械限位。

具体来说，所述第一滑动件33沿所述第二直线方向延伸有第一连接柱331，所述第二支架3与所述第一滑动件33固定连接的部位沿所述第二直线方向设置有第一连接孔100，所述第一连接柱331插入第一连接孔100，使所述第一滑动件33与所述第二支架3在所述第一直线方向上相互限位，从而固定连接；所述第二滑动件23沿所述第一直线方向延伸有第二连接柱231，所述第一支架2与所述第二滑动件23固定连接的部位沿所述第一直线方向设置有第二连接孔300，所述第二连接柱231插入所述第二连接孔300，使所述第二滑动件23与所述第一支架2在所述第二直线方向上相互限位，从而固定连接。

所述移动支架沿所述第一驱动组件11、第二驱动组件12的移动方向设置的报警配合件设置于所述第一驱动组件11及第二驱动组件12之间，分别为第一报警配合件321、第二报警配合件322；所述移动支架沿所述第三驱动组件13、第四驱动组件14的移动方向设置的报警配合件设置于所述第三驱动组件13及第四驱动组件14之间，分别为第三报警配合件211、第四报警配合件212。

所述容置架1靠近所述第二支架3的一面设置有一让位腔，所述第二支架3沿朝向所述容置架1方向延伸有一阻隔板32，所述组隔板的长度沿所述第二直线方向设置，所述阻隔板32穿过所述让位腔到达所述容置架1的内部；所述第一报警配合件321、第二报警配合件322分别设置于所述组隔板面向所述第一驱动组件11、第二驱动组件12的两侧。

所述第一支架2靠近所述第二支架3的一面沿所述第一直线方向设置有一滑动杆21，所述第二支架3沿所述第一直线方向的两侧板分别设置有让位孔31，所述滑动杆21穿过所述让位孔31；所述第三报警配合件211、第四报警配合件212分别设置于所述滑动杆21面向所述第三驱动组件13、第四驱动组件14的两侧。所述让位孔31沿所述第二直线方向的孔径即为所述第二滑动件23沿所述第二直线方向滑动的最大距离，这是所述移动支架在第二直线方向上的机械限位。

在本实施中，所述第一驱动组件11、第二驱动组件12、第三驱动组件13、第四驱动组件14具体为驱动气缸；所述第一传感组件19、第二传感组件10具体为感知传感器；所述第一报警传感器15、第二报警传感器16、第三报警传感器17、第四报警传感器18具体均为接近传感器。还可以使用其他驱动组件及传感器代替，属于简单替换，不能以此限定本发明的保护范围。在本实施例中，所述第一感应件111、第二感应件121、第三感应件131、第四感应件141以及第一报警配合件321、第二报警配合件322、第三报警配合件211、第四报警配合件212均为螺钉，同样可以适用其他元件代替，属于简单替换，不能以此限定本发明的保护范围。

为了使本装置能够更好地散热，所述第一支架2、第二支架3以及容置架1上均设置了若干散热孔1000，同时这些散热孔1000除了有散热作用外，还可以使整个装置的质量更轻，更有利于装置的运输及操作。

以上详细介绍了本装置的结构，以下具体介绍本装置的具体使用方法：

本装置还包括一打磨件4、电主轴5；所述电主轴5连接于所述第一支架2远离所述容置架1的一面与所述打磨件4之间；所述电主轴5带动所述移动支架移动，所述移动支架移动至其与所述第一驱动组件11或第二驱动组件12或第三驱动组件13或第四驱动组件14之间的距离小于安全距离时，所述控制器控制电主轴5停止转动。

所述打磨件4碰到待加工的工件时产生挤压力，当电主轴5的切削力小于挤压力时，电主轴5带动所述第一支架2沿第一直线方向或第二直线方向或第一直线方向与第二直线所在平面方向浮动；所述控制器控制所述第一驱动组件11、第二驱动组件12沿所述第一直线方向移动，在第一直线方向上预留出所述移动支架的最大浮动距离；所述控制器控制所述第三驱动组件13、第四驱动组件14沿所述第二直线方向移动，在第二直线方向上预留出所述移动支架的最大浮动距离；当所述移动支架的浮动距离等于或大于最大浮动距离，所述控制器接收报警信号。

具体来说，所述电主轴5带动所述第一支架2沿第一直线方向浮动，由于第一支架2与第二支架3在第一直线方向上使固定连接的，所以所述电主轴5带动第一支架2浮动即同时带动第二支架3浮动，所述第二支架3与容置架1在第一直线方向上是通过第一导轨34滑动连接的。所以所述第二支架3沿第一直线的正反方向浮动的最大浮动距离即为所述第一驱动组件11到组隔板的距离与所述第二驱动组件12到组隔板的距离；所述第一报警传感器15实时监控所述第一驱动组件11上的第一感应件111与所述阻隔板32上的第一报警配合件321之间的距离；所述第二报警传感器16实时监控所述第二驱动组件12上的第二感应件121与所述阻隔板32上的第二报警配合件322之间的距离；具体来说，所述的安全距离非常小，即所述第一报警传感器15感应的是所述第一感应件111是否接近或碰触到所述第一报警配合件321；所述第二报警传感器16感应的是所述第二感应件121是否接近或碰触到所述第二报警配合件322；若是，则控制器接收报警信号，表示此时已达到最大感知量，不可继续浮动，需要电主轴5停止转动。

所述电主轴5带动所述第一支架2沿第二直线方向浮动，所述第一支架2与第二支架3在第二直线方向是滑动连接的，与上述同理，也是通过所述第三报警传感器17检测所述第三驱动组件13上的第三感应件131与所述滑动杆21上的第三报警配合件211之间的距离，以及所述第四报警传感器18检测所述第四驱动组件14上的第四感应件141与所述滑动杆21上的第四报警配合件212之间的距离，若所述第三感应件131接近或碰触到所述第三报警配合件211，所述第四感应件141接近或碰触到所述第四报警配合件212，则控制器接收报警信号。表示此时已达到最大感知量，不可继续浮动，需要电主轴5停止转动。

所述电主轴5还可以带动所述第一支架2沿第一直线及第二直线所在的平面方向浮动，原理同上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种精准控制感知量的磨头装置，其特征在于包括容置架、移动支架、控制器；所述容置架与所述移动支架分别沿第一直线方向与第二直线方向滑动连接；所述第一直线与第二直线相隔一定角度设置；

所述容置架沿第一直线方向设置有连接所述控制器的第一驱动组件、第二驱动组件，所述第一驱动组件与第二驱动组件的移动方向相反；所述容置架沿第二直线方向设置有连接所述控制器的第三驱动组件、第四驱动组件，所述第三驱动组件与所述第四驱动组件的移动方向相反；所述控制器控制所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件移动；

还包括第一传感组件、第二传感组件，且均连接所述控制器；所述第一传感组件用于检测所述第一驱动组件、第二驱动组件沿其运动方向移动的距离；所述第二传感组件用于检测所述第三驱动组件、第四驱动组件沿其运动方向移动的距离；所述第一传感组件、第二传感组件发送位移信息至所述控制器；

还包括一打磨件、电主轴；所述电主轴连接于所述移动支架远离所述容置架的一面与所述打磨件之间；所述电主轴带动所述移动支架移动，所述移动支架移动至其与所述第一驱动组件或第二驱动组件或第三驱动组件或第四驱动组件之间的距离小于安全距离时，所述控制器控制电主轴停止转动；

所述移动支架具体包括第一支架、第二支架；所述第二支架设置于所述第一支架内，所述容置架设置于所述第二支架内；所述第二支架与所述容置架沿第一直线方向滑动连接，所述第一支架与第二支架沿第二直线方向滑动连接，所述第一支架与第二支架在第一直线方向上固定连接；

所述第二支架沿所述第一直线方向设置有第一导轨，所述容置架沿所述第一直线方向固定连接有第一滑动件，所述第一滑动件插入所述第一导轨并与其在第一直线方向上滑动连接；

所述第一支架沿第二直线方向设置有第二导轨，所述第一支架沿所述第二直线方向固定连接有第二滑动件，所述第二滑动件插入所述第二导轨并与其在第二直线方向上滑动连接；

所述第一滑动件沿所述第二直线方向延伸有第一连接柱，所述第二支架与所述第一滑动件固定连接的部位沿所述第二直线方向设置有第一连接孔，所述第一连接柱插入第一连接孔，使所述第一滑动件与所述第二支架在所述第一直线方向上相互限位，从而固定连接；

所述第二滑动件沿所述第一直线方向延伸有第二连接柱，所述第一支架与所述第二滑动件固定连接的部位沿所述第一直线方向设置有第二连接孔，所述第二连接柱插入所述第二连接孔，使所述第二滑动件与所述第一支架在所述第二直线方向上相互限位，从而固定连接；

所述容置架靠近所述第二支架的一面设置有一让位腔，所述第二支架沿朝向所述容置架方向延伸有一阻隔板，所述阻隔板的长度沿所述第二直线方向设置，所述阻隔板穿过所述让位腔到达所述容置架的内部；

所述第一支架靠近所述第二支架的一面沿所述第一直线方向设置有一滑动杆，所述第二支架沿所述第一直线方向的两侧板分别设置有让位孔，所述滑动杆穿过所述让位孔；所述让位孔沿所述第二直线方向的孔径即为所述第二滑动件沿所述第二直线方向滑动的最大距离。

2.根据权利要求1所述的精准控制感知量的磨头装置，其特征在于还包括第一报警传感器、第二报警传感器、第三报警传感器、第四报警传感器，且均连接所述控制器，分别用于检测所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件与所述移动支架之间的距离是否小于安全距离；若其中任意一个与所述移动支架之间的距离小于安全距离，则所述第一报警传感器、第二报警传感器、第三报警传感器、第四报警传感器发送报警信号至所述控制器。

3.根据权利要求2所述的精准控制感知量的磨头装置，其特征在于，所述移动支架沿所述第一驱动组件、第二驱动组件移动方向，及所述第三驱动组件、第四驱动组件移动方向均设置有报警配合件；所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件分别设置有与所述报警配合件对应的第一感应件、第二感应件、第三感应件、第四感应件；所述移动支架移动带动所述报警配合件移动，当所述第一感应件、第二感应件、第三感应件、第四感应件的任意一个与所述报警配合件之间的距离小于所述安全距离，所述第一报警传感器或第二报警传感器或第三报警传感器或第四报警传感器发送报警信号至所述控制器。

4.根据权利要求3所述的精准控制感知量的磨头装置，其特征在于，所述打磨件碰到待加工的工件时产生挤压力，当电主轴的切削力小于挤压力时，电主轴带动所述移动支架沿第一直线方向或第二直线方向或第一直线方向与第二直线所在平面方向浮动；所述控制器控制所述第一驱动组件、第二驱动组件沿所述第一直线方向移动，在第一直线方向上预留出所述移动支架的最大浮动距离；所述控制器控制所述第三驱动组件、第四驱动组件沿所述第二直线方向移动，在第二直线方向上预留出所述移动支架的最大浮动距离；当所述移动支架的浮动距离等于或大于最大浮动距离，所述控制器接收报警信号。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的磨头装置，其特征在于，所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件具体为驱动气缸；所述第一直线方向与第二直线方向相互垂直。