CN110142681A - 保温杯抛光机流体动力力控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种保温杯抛光机流体动力力控装置，主要包含一作动机构、一调整机构、一滑动机构、一主运动机构。采用仿生设计的理念，模仿人工抛光中对抛光力的控制方法，据此，本机器操作方便，只要调整调整机构中的调压阀，便能控制机械力的大小；结构简单，能够实现不同机械力的实时选择，能够根据不同的杯子形状（曲线段或直线段）或不同的工艺步骤来调整不同的力的大小；力控效果好，能够对大公差同一批次的被加工件进行抛光工作，避免了过抛和未抛现象，增加抛光工艺的良率；并且适用于高速抛光，避免了共振等影响加工精度的情况。

Description

保温杯抛光机流体动力力控装置

技术领域

本发明涉及抛光加工设备，特别涉及一种保温杯抛光机力控装置。

背景技术

智能异形保温杯抛光机是通过示教（或编写数控CNC代码）形成抛光路径，对形状公差在±0.2mm之内的保温杯都能较好地加工，而且加工的一致性和效率都优于人工。

但由于保温杯是薄壁产品，很多低端的保温杯前道工序加工没有很好的把控生产工艺以控制半成品精度，加工误差较大。到了抛光工序，同一形状的杯子，外形公差有的达到2~3mm，甚至用肉眼也能看出明显的形状不同。如果完全按数控轨迹走抛光路径，这种公差大的低端杯子，就出现有的没抛到、有的过抛的现象。一个批次下来，抛光完全成功的比重就相对较低。如果一味的要求在现有前道生产情况下，提高每批次的形状公差要求，势必增加检验时间，而且会增加批次，增加示教或编程时间。

如何能够对较大的形状公差（比如，±1mm）的一个批次的保温杯半成品（薄壁回转体），采用同样的数控加工路径数据进行抛光加工，使得该数控系统适应性更为广泛，成为本发明需要解决的技术问题。

发明人采用仿生设计的理念，模仿人工抛光中对抛光力的控制方法，开发了一套一弹簧为力控制装置的保温杯抛光机力控装置（中国专利申请号201910183416.4和201920307425.5）。该套保温杯抛光机力控装置能够有效的减少保温杯抛光的不良率。但是，在实验中发现存在以下问题：

1、该弹簧系统具有一固有频率，在主轴高速抛光时产生共振，从而限制了保温杯抛光机器的高速抛光，使得抛光效率不能提高。

2、经研究表明，曲线段、直线段所需的抛光力是不同的，用同一种力会出现部分抛焦或抛不透的现象。弹簧力在调整好后，就很难随着杯子形状变化调整力的大小，基本上弹簧力控装置能适用于直线段的保温杯的自动抛光工作。弹簧力控装置在结构上很难实现在抛光过程中实时对力的大小进行调整。

3、抛光机在保温杯砂筋工序时，所需要的抛光力是不同的，虽然因为不同工序可以停机调整弹簧力，但是也降低了保温杯抛光的自动化程度。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种保温杯抛光机流体动力力控装置，其目的在于在数控抛光加工过程中，能够避免在主轴高速运转时力控装置的共振现象，该力控装置能够实现抛光力的实时调整，从而能够提高抛光机的工作效率和自动抛光加工后的成品率（减少因抛光力的不适当造成的过抛或未抛，以及不必要的停机等待和人工干预）。

该抛光机的加工对象为一回转体的外表面，壁薄，形状公差较大。

直角坐标系中定义X轴、Y轴和Z轴，三轴相互垂直。

为了达到上述目的，本发明提供了一种保温杯抛光机流体动力力控装置，包含：

一作动机构，通过流体压力能产生一机械力；

一调整机构，该调整机构用以调整该作动机构产生的该机械力的大小；

一滑动机构，该滑动机构连接该作动机构，该滑动机构用以带动一工件或一刀具延一轴向滑动；

一主运动机构，该主运动机构根据数控加工的位置数据提供该工件或该刀具的主运动。

优选地，该作动机构包括一柱塞缸、一流体源、一选择阀。

优选地，该调整机构包括一调压阀，该流体源并联分为N条流体支路，N大于或等于二，该调压阀数量等于N，各该调压阀安装于各该流体支路上。N为自然数。

优选地，该调整机构包括一调压阀，该流体源并联分为N条流体支路，N大于或等于二，该调压阀数量等于N-1，各该调压阀安装于其中N-1条该流体支路上。

优选地，该选择阀包含N条择一通路，各该择一通路分别连接各该流体支路，该择一通路连接该柱塞缸。

优选地，该选择阀包含N位电磁阀或N+1位电磁阀，该N位电磁阀或N+1位电磁阀根据数控加工程序推动电磁阀动作至接通其中一路择一通路且关闭其他择一通路。

优选地，该选择阀包含N个开关电磁阀，该N个开关电磁阀根据数控加工程序推动电磁阀动作至接通其中一路择一通路且关闭其他择一通路。该开关电磁阀为两位两通常闭式电磁阀。或，该开关电磁阀为两位两通常开式电磁阀。

优选地，该滑动机构包含一导轨、一滑块，该导轨连接该主运动机构，该滑块滑动地连接该导轨，该滑块连接一主座板，该主座板连接该工件或该刀具，该柱塞缸具有一缸体和一柱塞，该主运动机构上连接一缸体安装座，该缸体固定连接在该缸体安装座上，该主座板包含一限位块一，该柱塞靠抵或固定连接该限位块一，该柱塞的轴线与该导轨运动方向平行。

优选地，该导轨为一滚珠导轨。

优选地，该主运动机构上还设有一限位二，该限位二和该限位块一用以限制该滑块滑动范围，该限位二包含一凸块或一凹槽。

优选地，还包括一机身，该主运动机构包含一圆板，该圆板相对该机身绕Z轴转动，延X轴滑动，延Y轴运动，该圆板相对该机身的运动由数控加工的位置数据控制，该滑动机构安装于该圆板上。

该流体源为压缩气体。该流体源包含一空气过滤器、一减压阀，或空气过滤器和减压阀组合为一两联件。如需润滑，该流体源还包含一油雾器，或采用空气过滤器、减压阀和油雾器组合为一三联件。

该流体源为具有一定压力的液压油。

与现有技术相比，本发明提供了一种保温杯抛光机流体动力力控装置，主要包含一作动机构、一调整机构、一滑动机构、一主运动机构。采用仿生设计的理念，模仿人工抛光中对抛光力的控制方法，据此，本机器操作方便，只要调整调整机构中的调压阀，便能控制机械力的大小；结构简单，能够实现不同机械力的实时选择，能够根据不同的杯子形状（曲线段或直线段）或不同的工艺步骤来调整不同的力的大小；力控效果好，能够对大公差同一批次的被加工件进行抛光工作，避免了过抛和未抛现象，增加抛光工艺的良率；并且适用于高速抛光，避免了共振等影响加工精度的情况。

附图说明

图1为本发明的保温杯抛光机流体动力力控装置一实施例的立体图。

图2为本发明的保温杯抛光机流体动力力控装置一实施例安装在抛光机的部分机构上的立体图。

图3为本发明的保温杯抛光机流体动力力控装置一实施例的示意图。

图4a为本发明的保温杯抛光机流体动力力控装置中流体管路连接的一实施例的示意图。

图4b为本发明的保温杯抛光机流体动力力控装置中流体管路连接的又一实施例的示意图。

图4c为本发明的保温杯抛光机流体动力力控装置中流体管路连接的再一实施例的示意图。

图5为本发明的保温杯抛光机流体动力力控装置中N位电磁阀或N+1位电磁阀的一实施例。

图6为本发明的保温杯抛光机流体动力力控装置中限位二的一实施例局部剖视图。

附图标记说明。

作动机构1

柱塞缸11

缸体111

柱塞112

流体源12

压缩气体源12a

三联件12a1

流体支路121

选择阀13

择一通路131

N位电磁阀132a

开关电磁阀132b

调整机构2

调压阀21

滑动机构3

导轨31

滚珠导轨31a

滑块32

主座板33

限位块一331

主运动机构4

限位二41

圆板42

缸体安装座43

工件51

刀具52

机身6。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

大部分保温杯杯体表面为回转面，回转面是母线绕轴线旋转而成的曲面，根据此特性，确定好该回转面的轴线和母线能完整的还原出该回转面。抛光刀具通常也是回转体（基本上是圆柱体）。

如图1所示，展示在一直角坐标系（X轴、Y轴、Z轴）下保温杯抛光机流体动力力控装置的立体图。本发明提供一种保温杯抛光机流体动力力控装置，包括，作动机构1，通过流体压力能产生一机械力，该机械力平行于工件51与刀具52（图中未示，本实施例中空白处待加装的为工件51）之间的主切削力；调整机构2，该调整机构2用以调整该作动机构1产生的该机械力的大小，从而实现自动化加工过程中根据不同的工艺要求和不同的形状（曲线段、直线段）等加工力的自动调整；滑动机构3，该滑动机构3连接该作动机构1。如图所示，连接方式为：该作动机构1的部分部件比如阻塞通过螺纹连接该滑动机构3上固定连接的限位块331。也可以是，作动机构1的柱塞靠抵该滑动机构3上固定连接的限位块331。该作动机构1推动该滑动机构3运动，该滑动机构3用以带动工件51或刀具52延一轴向滑动，从一加工平面上看，可以使得工件51和刀具52能够在抛光点更好的接触，且具备较佳的切削力；主运动机构4，该主运动机构4根据数控加工的位置数据提供该工件51或该刀具52的主运动。从而，该主运动机构4即固定连接原数控驱动（主程序）的执行部件，从而跟随原执行部件运动（主运动）。而，相对而言，该力控装置中的滑动机构3等相对主运动机构4所产生的运动或力为辅助的、微小的，为副运动，与主运动结合提升自动抛光的自动化程度和成品的良率。

从图2能够展示出保温杯抛光机流体动力力控装置安装在抛光机的部分机构上的立体图。该抛光机最终复合运动，即绕Z轴转动、延X轴滑动、延Y轴运动，在该主运动机构4上实现。

参阅图4a-4c所示，该作动机构1包括一柱塞缸11、一流体源12、一选择阀13。图中所示的流体源12为一压缩气体源12a，该压缩气体源通过三联件12a1处理成一工作压力的干净的带润滑的压缩气体A。该三联件12a1包含空气过滤器、减压阀和油雾器。目前，有气路传动线路中不需要润滑的，该三联件12a1可以用包含空气过滤器和减压阀的两联件代替。

该调整机构2包括一调压阀21，压缩气体A并联分为压缩气体A1……AN。本实施例中N=3。

图4a中所示，调压阀21的个数为N-1。压缩气体AN未经调压阀直接输出一压缩气体BN（压力值等于AN）。压缩气体A1……、A（N-1）分别通过调压阀21（1……N）的调整出来的一气压稳定的压缩气体B1……、B（N-1）。

该选择阀13为N个开关电磁阀132b，该开关电磁阀132b为两位两通常闭式电磁阀。压缩气体B1……、BN分别连接开关电磁阀132b（1……N）。这些开关电磁阀132b在失电时为常闭，而得电时为接通状态。通过程序中对电磁阀的得失电设置，从而选择相应的压力气体的气路导通，某一气路导通的通道为一择一通路131。选择阀后输出的压缩气体C（C1、……、CN中一路）。

该开关电磁阀132b也可以为两位两通常开式电磁阀。某一气路中的，电磁阀失电时，该开关电磁阀132b接通，该气路导通。

压缩气体C连接柱塞缸11，为该柱塞缸11提供所需的压力，该气压产生了抛光所需的机械力。

另外，该选择阀13为N位（含失电位）电磁阀132a，N位代表该电磁阀的N种导通的状态，其可以对应每一路气体。当N位电磁阀失电时，可以导通常用的气体压力状态。如图5所示，展示了一种四位电磁阀，图中所示为失电时常闭状态，失电时，所有气路均不接通，该电磁阀还需三个位置导通不同的气路。此时，与前述N位电磁阀相比，需要多一位即N+1位电磁阀，该阀芯需要有N种运动（加上失电位即为N+1位），该阀芯运动可以采用多个电磁线圈来实现运动。当位数较多时，该阀杆运动的控制结构会设计的较为复杂。

以上，描述了在本发明的一实施例中通过流体元件的连接，和电磁阀线圈接通以及断开的简单电路控制，即能够实现对该机械力的控制。

如图4b中所示，调压阀21数量为N时，可以在每一条气源分出的支路上的压缩气体A1……AN后，均连接一调压阀21。与前述实施例相比，即前述实施例需要将总气路上的输入压力A设定为其中一种工况所需的压力CN。本实施例可以不用刻意设置为AN=CN，而通过调压阀21，将相应的工况压力CN调节出来。

图4c展示了一种流体源为具有一定压力的液压油。

结合图1和图3进一步描述该保温杯抛光机流体动力力控装置的相关部件的连接方式。

该滑动机构3包含一导轨31、一滑块32。该导轨31连接该主运动机构4，从而保证了该导轨31与该主运动机构4的跟随运动关系。该滑块32滑动地连接该导轨31，该滑块32连接一主座板33，该主座板33连接该工件51或该刀具52，从而保证了该工件51或该刀具52的运动为滑动机构3的运动与主运动机构4的运动的复合运动。该柱塞缸11具有一缸体111和一柱塞112，该主运动机构4上连接一缸体安装座43，该缸体111固定连接在该缸体安装座43上，该主座板33包含一限位块一331（该限位块一331即该主座板33的固定连接的一部分，两部件即相对静止，对其他参照物产生相同的运动，限位块一331的形状或者零部件组成不影响其相关功能实现，比如为了空间布局设置可以在该限位块一331上连接一个衬垫，该衬垫也是该限位块一331的组成部分），该柱塞112靠抵或固定连接该限位块一331（图中所示，柱塞112通过螺栓连接了与限位块一331的固定连接的衬垫这一组成部分），该柱塞112的轴线与该导轨31运动方向平行。这样，该柱塞112在运动时将力和运动都传递给了该限位块331也就是传递给了该主座板33以及连接在其上的该工件51或该刀具52。

该导轨31为一滚珠导轨31a。滚珠导轨31a可以提供更小的阻力，从而能够更好的控制抛光力。

该主运动机构4上还设有一限位二41，该限位二41和该限位块一331用以限制该滑块32滑动范围（该滑块32固接该主座板33，该主座板33固接该限位块一331），该限位二41包含一凸块或一凹槽。

当该限位二41包含一设置于主运动机构4上的凸块时，该凸块有一个面相对该限位块一331设置，该凸块的面和该限位块一331的面抵触时，该滑动范围被限制。

参考图6所示，当该限位二41包含一设置于主运动机构4上的一凹槽时，该限位块一331的部分延伸至该凹槽内，凹槽在导轨的运动方向上有一定长度，该凹槽的内壁与该限位块一331相对设置，该凹槽的壁和该限位块一331的面抵触时，该滑动范围被限制。

该保温杯抛光机流体动力力控装置还包括一机身6，该主运动机构4包含一圆板42，该圆板42相对该机身6绕Z轴转动，延X轴滑动，延Y轴运动，该圆板42相对该机身6的运动由数控加工的位置数据控制。该主运动机构4主要提供原数控加工机的执行机构的运动。

以上所述即为本发明的技术方案，本发明的技术方案主要是上述组成结构和连接关系的描述。采用仿生设计的理念，模仿人工抛光中对抛光力的控制方法，并且寻找到了抛光工序中抛光力的控制这一重要的技术参数，并采用一流体动力结构实现了对抛光力的不同选择的控制。据此，本发明带来的有益效果在于，本机器操作方便，只要调整调整机构中的调压阀，便能控制机械力的大小；结构简单，能够实现不同机械力的实时选择，能够根据不同的杯子形状（曲线段或直线段）、或不同工艺步骤来调整不同的力的大小；力控效果好，能够对大公差同一批次的被加工件进行抛光工作，避免了过抛和未抛现象，增加抛光工艺的良率；并且适用于高速抛光，避免了共振等影响加工精度的情况。

上述具体实施例和附图说明仅为例示性说明本发明的技术方案及其技术效果，而非用于限制本发明。任何熟于此项技术的本领域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，在权利要求保护的范围内对上述实施例进行修改或变化，均属于本发明的权利保护范围。

Claims (10)

1.一种保温杯抛光机流体动力力控装置，其特征在于，包含：

一作动机构，通过流体压力能产生一机械力；

一调整机构，该调整机构用以调整该作动机构产生的该机械力的大小；

一滑动机构，该滑动机构连接该作动机构，该滑动机构用以带动一工件或一刀具延一轴向滑动；

一主运动机构，该主运动机构根据数控加工的位置数据提供该工件或该刀具的主运动。

2.如权利要求1所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，其特征在于，该作动机构包括一柱塞缸、一流体源、一选择阀。

3.如权利要求2所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，其特征在于，该调整机构包括一调压阀，该流体源并联分为N条流体支路，N大于或等于二，该调压阀数量等于N，各该调压阀安装于各该流体支路上。

4.如权利要求2所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，其特征在于，该调整机构包括一调压阀，该流体源并联分为N条流体支路，N大于或等于二，该调压阀数量等于N-1，各该调压阀安装于其中N-1条该流体支路上。

5.如权利要求3或4所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，该选择阀包含N条择一通路，各该择一通路分别连接各该流体支路，该择一通路连接该柱塞缸。

6.如权利要求5所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，该选择阀包含N位电磁阀或N+1位电磁阀或N个开关电磁阀，该N位电磁阀或N+1位电磁阀或N个开关电磁阀根据数控加工程序推动电磁阀动作至接通其中一路择一通路且关闭其他择一通路。

7.如权利要求5所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，其特征在于，该滑动机构包含一导轨、一滑块，该导轨连接该主运动机构，该滑块滑动地连接该导轨，该滑块连接一主座板，该主座板连接该工件或该刀具，该柱塞缸具有一缸体和一柱塞，该主运动机构上连接一缸体安装座，该缸体固定连接在该缸体安装座上，该主座板包含一限位块一，该柱塞靠抵或固定连接该限位块一，该柱塞的轴线与该导轨运动方向平行。

8.如权利要求7所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，其特征在于，该导轨为一滚珠导轨。

9.如权利要求7或8所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，其特征在于，该主运动机构上还设有一限位二，该限位二和该限位块一用以限制该滑块滑动范围，该限位二包含一凸块或一凹槽。

10.如权利要求1所述的保温杯抛光机流体动力力控装置，其特征在于，还包括一机身，该主运动机构包含一圆板，该圆板相对该机身绕Z轴转动，延X轴滑动，延Y轴运动，该圆板相对该机身的运动由数控加工的位置数据控制，该滑动机构安装于该圆板上。