CN111546183B - 一种高效打磨的末端执行装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效打磨的末端执行装置，该装置的打磨底板上设置有控制组件、图像反馈处理组件和防护与清理组件，打磨底板通过滑动组件连接主轴底座，主轴底座上设置有打磨组件；控制组件的驱动端连接主轴底座；防护与清理组件的毛刷座与气动滑台连接，气动滑台固定在主轴底座上；防护与清理组件的喷雾阀驱动气动滑台固定在打磨底板上。本发明可用于大平面、大曲面的高效打磨，打磨精度和打磨效率高。

Description

一种高效打磨的末端执行装置

技术领域

本发明涉及机械零部件表面打磨装置，特别涉及一种高效打磨的末端执行装置。

背景技术

随着装备制造业的日益发展，对大型零部件的平面及曲面光整的需求越来越广泛，目前针对大平面抛光的装置有许多，如平面磁力研磨抛光机、电化学抛光装置等。但平面磁力研磨机抛光时需要不断地加入抛光磨料；电化学装置目前也仅用于小平面的抛光而且电解液对金属腐蚀性大，且废液难以处理，不利于环境保护。对于曲面的打磨，主要是由熟练工人凭借其丰富的经验完成，而且曲面抛光后的表面均匀性和平整性难以保证。

查阅相关文献，中国专利公开（公告）号CN202894934U，公开了一种自动打磨装置。该装置在马达下固定有偏心轮及与偏心轮连接的打磨头，打磨头在马达驱动下做圆周运动，待加工产品放置在水平位移部，水平位移部固定在底座上由气缸驱动做水平往复运动。由于水平位移部通过气缸连接而控制该水平位移部水平运动，所以不适用于曲面，尤其是空间大曲面的打磨通用性差。

发明内容

发明目的：

本发明提供了一种高效打磨的末端执行装置，其目的是解决现有执行装置打磨的被打磨工件表面均匀性、平整性和通用性差的问题，本发明能实现水平面和曲面工件的恒力打磨以及修型打磨，保证被打磨工件表面的均匀性和平整性，并且通用性好。

技术方案：

一种高效打磨的末端执行装置，该装置的打磨底板上设置有控制组件、图像反馈处理组件和防护与清理组件，打磨底板通过滑动组件连接主轴底座，主轴底座上设置有打磨组件；控制组件的驱动端连接主轴底座；防护与清理组件的毛刷座与气动滑台连接，气动滑台固定在主轴底座上；防护与清理组件的喷雾阀驱动气动滑台固定在打磨底板上。

滑动组件的导轨固定在打磨底板上，导轨上设置有导轨滑块，导轨滑块上固定连接导轨制动器，导轨滑块固定连接主轴底座。

打磨组件由打磨头、刀柄、主轴电机组成，刀柄的一端连接打磨头，刀柄的另一端连接主轴电机，主轴电机固定在主轴底座上。

所述控制组件包括伺服气缸、浮动接头和气缸推杆，浮动接头的一端连接伺服气缸，浮动接头的另一端连接气缸推杆，气缸推杆与主轴底座固定连接。

所述图像反馈处理组件包括测头和测头驱动滑台，测头固定连接在测头驱动滑台上，测头驱动滑台固定连接在打磨底板上。

毛刷座外周圈设置有毛刷，毛刷座连接吸尘管。

喷雾阀驱动气动滑台上连接有喷雾阀。

控制组件上还设置有压力传感器和加速度传感器，压力传感器通过传感器固定件固定在打磨底板上，加速度传感器固定在打磨底板上。

打磨底板下方设置有连接法兰，连接法兰连接机器人或者数控设备。

优点及效果：

本发明可用于大平面、大曲面高效打磨的末端执行装置，实现了除毛刺、抛光、打磨、修型和洗净等功能，打磨精度和打磨效率高。防护组件能够有效的防止金属屑，灰尘等飞溅。打磨力控制组件可以根据不同需求进行打磨，即可实现恒力打磨又可实现修型打磨；导轨制动器抱紧时，可以实现强力打磨，能去除工件高凸部分，并改变工件形状；导轨制动器不抱紧时，打磨叶片随着电脑控制的轨迹进行恒压力打磨，能保持工件原有形状进行抛光。该装置既可以安装在数控设备上又可以安装在机器人上，通用性好。

附图说明

图1是一种高效打磨的末端执行装置的结构图示意图；

图2是一种高效打磨的末端执行装置的主视图示意图；

图3是一种高效打磨的末端执行装置的工作流程示意图；

图中标号：1、打磨头；2、刀柄；3、毛刷；4、毛刷座；5、吸尘管；6、主轴电机；7、滑台连接件；8、气缸推杆；9、浮动接头；10、加速度传感器；11、伺服气缸；12、打磨底板；13、压力传感器；14、传感器固定件；15、导轨；16、连接法兰；17、导轨滑块；18、导轨制动器；19、气动滑台；20、主轴底座；21、滑台滑块；22、打磨头紧定螺母；23、测头驱动滑台；24、扫描连接板；25、测头；26、喷雾阀；27、喷雾阀连接件；28、喷雾阀驱动气动滑台。

具体实施方式

以下结合附图更好的说明本发明。

本发明提供一种高效打磨的末端执行装置，可用于大平面、大曲面高效打磨的末端执行装置，实现了除毛刺、抛光、修型和洗净等功能，打磨精度和打磨效率较高。通过导轨制动器抱紧时，实现强力打磨，能去除工件高凸部分，并改变工件形状，即实现修型打磨；导轨制动器不抱紧时，打磨叶片随着电脑控制的轨迹进行恒压力打磨，能保持工件原有形状进行抛光，即实现除毛刺、抛光打磨。通过吸尘管结构实现打磨过程中灰尘和磨屑收集处理，并且每次打磨后喷雾阀可对工件进行高压喷雾清洗，实现洗净功能。

一种高效打磨的末端执行装置，该装置的打磨底板12上设置有控制组件、图像反馈处理组件和防护与清理组件，打磨底板12通过滑动组件连接主轴底座20，主轴底座20上设置有打磨组件；控制组件的驱动端连接主轴底座20；防护与清理组件的毛刷座4与气动滑台19连接，气动滑台19固定在主轴底座20上；防护与清理组件的喷雾阀驱动气动滑台28固定在打磨底板12上。

如图1和图2所示，一种高效打磨的末端执行装置，该装置由打磨组件、控制组件、图像反馈处理组件和防护与清理组件四部分组成，该装置的打磨底板12上设置有打磨组件、控制组件、图像反馈处理组件和防护与清理组件。

所述打磨组件由打磨头1、刀柄2、主轴电机6组成，刀柄2的一端连接打磨头1，刀柄2的另一端连接主轴电机6，主轴电机6固定在主轴底座20上，主轴底座20与打磨底板12通过滑动组件能够固定连接，也能够滑动连接；其中打磨头1通过打磨头紧定螺母22固定在刀柄2上，刀柄2与主轴电机6相连接，主轴电机6通过螺栓固定在主轴底座20上，主轴电机6带动打磨头1旋转。

所述控制组件包括伺服气缸11、浮动接头9和气缸推杆8，浮动接头9的一端连接伺服气缸11，浮动接头9的另一端连接气缸推杆8，气缸推杆8与主轴底座20固定连接，主轴底座20安装在与导轨15配合的四个导轨滑块17上，伺服气缸11驱动主轴底座20沿导轨15直线运动，带动打磨头1到达加工位置。伺服气缸11通过螺栓固定在打磨底板12上。

所述图像反馈处理组件包括测头25和测头驱动滑台23，测头25通过扫描连接板24固定连接在测头驱动滑台23上，测头驱动滑台23通过螺栓固定连接在打磨底板12设置有打磨头1一侧的下端。扫描连接板24能在测头驱动滑台23的驱动下移动。

测头25用于快速扫描待加工件，将待加工件表面轮廓信息传回电脑控制端，根据表面轮廓信息电脑控制端决定是否打磨抛光，电脑控制端结合压力传感器13和加速度传感器10反馈的数据调节伺服气缸11的压力和动作速度，伺服气缸11通过浮动接头9、气缸推杆8推动主轴底座20，使主轴底座20沿着导轨15移动，进而使主轴底座20上设置的打磨头1移动到加工位置，进行打磨。通过电脑控制端的控制，从而节省人力。本发明也可以通过人肉眼观察待加工件的表面轮廓，通过人力控制导轨制动器是否抱紧，实现修型打磨或者恒压力打磨。

所述的防护与清理组件由毛刷3、毛刷座4、吸尘管5、喷雾阀26、喷雾阀连接件27和喷雾阀驱动气动滑台28组成，防护与清理组件的毛刷座4外周圈设置有毛刷3，毛刷座4上的吸尘孔连接吸尘管5，吸尘管5上可外接吸尘袋等用于灰尘的收纳结构，毛刷座4与气动滑台滑块21固定连接，滑台滑块21由位于主轴电机6两侧并固定在主轴底座20上的两个气动滑台19驱动，滑台滑块21与气动滑台19相匹配，滑台滑块21与气动滑台19组成现有滑台气缸结构，气动滑台19外接电磁阀控制，滑台滑块21能沿着气动滑台19移动，气动滑台19固定在主轴底座20上；防护与清理组件的喷雾阀驱动气动滑台28通过螺栓固定在打磨底板12上，喷雾阀驱动气动滑台28上通过喷阀连接件27连接有喷雾阀26，用于清理工件表面。打磨的灰尘和磨屑通过吸尘管5收集处理，每次打磨后喷雾阀26进行高压喷雾清洗，即通过防护与清理组件能实现本装置对工件的清理以及能够有效的防止金属屑，灰尘等飞溅。

滑动组件对称设置在主轴电机6下方的两侧，滑动组件的两条平行导轨15通过螺栓固定在打磨底板12上，每条导轨15上设置有两个导轨滑块17，两个导轨滑块17中间装有与导轨15配合的导轨制动器18，导轨滑块17与主轴底座20固定连接。即当导轨制动器18不抱紧时，主轴底座20通过导轨滑块17能在导轨15上移动，相当于主轴底座20与打磨底板12滑动连接，打磨头1的打磨叶片随着电脑控制的轨迹进行恒压力打磨，能保持工件原有形状进行抛光，打磨头1能够沿着导轨15移动，根据待打磨工件的原有形状（大平面或者大曲面）进行恒压力的打磨、抛光，进而实现了大平面或者大曲面的除毛刺、抛光等功能；当导轨制动器18抱紧时，相当于主轴底座20与打磨底板12固定连接，实现大平面或者大曲面的强力打磨，去除工件高凸部分，并改变工件形状，即修型打磨。通过修型打磨与恒压力打磨的配合，实现了平面或者曲面的待打磨工件表面抛光后的均匀性和平整性，提高了打磨精度。

控制组件上还设置有压力传感器13和加速度传感器10，压力传感器13通过传感器固定件14固定在打磨底板12上，加速度传感器10用螺栓固定在打磨底板12上。压力传感器13和加速度传感器10连接电脑控制端。压力传感器13和加速度传感器10用于反馈伺服气缸11的压力和动作速度，以更精确的限定伺服气缸11的压力和动作速度，提高修型打磨或者恒压力打磨的打磨精度与打磨效率。

打磨底板12下方设置有连接法兰16，连接法兰16连接机器人或数控设备。即本装置既可以安装在数控设备上又可以安装在机器人上，通用性好。

本发明的工作方式如下：

如图3所示，首先工件安装，之后测头25工作，将待打磨的工件图像高速扫描，并传送至电脑控制端，根据图像电脑控制端决定是否打磨抛光，如果是打磨抛光，则执行导轨制动器18不抱紧，实现恒压、恒力打磨；如果不打磨抛光，先决定是否强力打磨去除高凸部分，如果选是，则执行导轨制动器18抱紧，实现强力打磨，即修型打磨，如果选否，将返回至测头25工作，重新将待打磨的工件图像高速扫描，并传送至电脑控制端，根据图像电脑控制端决定是否打磨抛光；执行是否打磨抛光之后，通过压力传感器13控制伺服气缸11的打磨力度，实现恒压力打磨，通过加速度传感器10控制伺服气缸11的速度，将打磨头1运动到指定位置，同时通过气动滑台19推动毛刷底座4带动毛刷3和吸尘管5罩住打磨头1，启动主轴电机6，根据待打磨工件的形状要求，开始打磨；打磨之后需要检测工件是否合格，即打磨工件表面的均匀性和平整性，如果合格，则可以将装置复位，即打磨头1、毛刷3等复位，最后关闭机器。如果不合格，则从是否打磨抛光开始再打磨一次或者多次，循环操作直至检测工件合格，装置复位，关闭机器。

具体为，根据工件形状选择合适的打磨头1，并利用打磨头紧定螺母22将打磨头1固定在刀柄2上，刀柄2固定在主轴电机6上，利用图像反馈处理组件的测头25高速扫描待加工件轨迹并传递到电脑。设定气缸11的压力值通过加速度传感器10和压力传感器13保持恒定的压力，气缸11推动浮动接头9和气缸推杆8通过导轨滑块17沿着导轨15移动使打磨头1到达工作位置；同时通过气动滑台19推动滑台滑块21带动毛刷底座4带动毛刷3和吸尘管5罩住打磨头1，启动主轴电机6，根据待打磨工件的形状要求，确定导轨制动器18是否抱紧。不抱紧时，打磨叶片随着电脑控制的轨迹进行恒压力打磨，能保持工件原有形状进行抛光；导轨制动器18抱紧时，实现强力打磨，去除工件高凸部分，并改变工件形状；打磨的灰尘和磨屑通过吸尘管5收集处理，每次打磨后喷雾阀26进行高压喷雾清洗。

Claims (5)

1.一种高效打磨的末端执行装置，其特征在于：该装置的打磨底板（12）上设置有控制组件、图像反馈处理组件和防护与清理组件，打磨底板（12）通过滑动组件连接主轴底座（20），主轴底座（20）上设置有打磨组件；控制组件的驱动端连接主轴底座（20）；防护与清理组件的毛刷座（4）与气动滑台（19）连接，气动滑台（19）固定在主轴底座（20）上，毛刷座（4）外周圈设置有毛刷（3），毛刷座（4）连接吸尘管（5）；防护与清理组件的喷雾阀驱动气动滑台（28）固定在打磨底板（12）上，喷雾阀驱动气动滑台（28）上连接有喷雾阀（26）；滑动组件的导轨（15）固定在打磨底板（12）上，导轨（15）上设置有导轨滑块（17），导轨滑块（17）上固定连接导轨制动器（18），导轨滑块（17）固定连接主轴底座（20）；控制组件上还设置有压力传感器（13）和加速度传感器（10），压力传感器（13）通过传感器固定件（14）固定在打磨底板（12）上，加速度传感器（10）固定在打磨底板（12）上。

2.根据权利要求1所述的高效打磨的末端执行装置，其特征在于：打磨组件由打磨头（1）、刀柄（2）、主轴电机（6）组成，刀柄（2）的一端连接打磨头（1），刀柄（2）的另一端连接主轴电机（6），主轴电机（6）固定在主轴底座（20）上。

3.根据权利要求1所述的高效打磨的末端执行装置，其特征在于：所述控制组件包括伺服气缸（11）、浮动接头（9）和气缸推杆（8），浮动接头（9）的一端连接伺服气缸（11），浮动接头（9）的另一端连接气缸推杆（8），气缸推杆（8）与主轴底座（20）固定连接。

4.根据权利要求1所述的高效打磨的末端执行装置，其特征在于：所述图像反馈处理组件包括测头（25）和测头驱动滑台（23），测头（25）固定连接在测头驱动滑台（23）上，测头驱动滑台（23）固定连接在打磨底板（12）上。

5.根据权利要求1所述的高效打磨的末端执行装置，其特征在于：打磨底板（12）下方设置有连接法兰（16），连接法兰（16）连接机器人或者数控设备。

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