CN111761445A - 一种圆弧边缘打磨装置及栅形评价方法 - Google Patents

一种圆弧边缘打磨装置及栅形评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种零件打磨技术，具体为一种圆弧边缘打磨装置及栅形评价方法，采用循环反复自动矫正打磨、自动检测评价后再次矫正打磨的装置，从而为打磨零件的自动化提供一种新的途径；包括工作台(6)、X向丝杠组件(3)、Y向丝杠组件(4)，所述X向丝杠组件(3)包括X向丝杠座(31)、X向丝杆(32)、X向滑动座(33)和X向驱动电机(1)，所述X向丝杠座(31)安装在工作台(6)上，X向驱动电机(1)的机身安装在X向丝杠座(31)上，X向驱动电机(1)的转轴与X向丝杆(32)联动，所述X向滑动座(33)与X向丝杆(32)螺接。

Description

一种圆弧边缘打磨装置及栅形评价方法
技术领域
本发明涉及一种零件打磨技术，具体为一种圆弧边缘打磨装置及栅形评价方法。
背景技术
一般圆形零件上大圆弧倒角的成型打磨，属于光整加工，难以矫正圆弧倒角前道工序粗加工引起的形状误差，目前采用人工多次反复打磨并人工检测的方法来矫正大圆弧倒角形状误差，由于人工打磨矫正不仅需要熟练操作人员，有时也会因为打磨用力或操作不当引起零件报废，同时也会由于打磨粉尘飞出，引起环境污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种圆弧边缘打磨装置及栅形评价方法，采用循环反复自动矫正打磨、自动检测评价后再次矫正打磨的装置，从而为打磨零件的自动化提供一种新的途径。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种圆弧边缘打磨装置，包括工作台、X向丝杠组件、Y向丝杠组件，所述X向丝杠组件包括X向丝杠座、X向丝杆、X向滑动座和X向驱动电机，所述X向丝杠座安装在工作台上，X向驱动电机的机身安装在X向丝杠座上，X向驱动电机的转轴与X向丝杆联动，所述X向滑动座与X向丝杆螺接；所述Y向丝杠组件包括Y向丝杠座、Y向丝杆、Y向滑动座和Y向驱动电机；所述Y向丝杠座与X向滑动座连接，所述Y向驱动电机的机身安装在Y向丝杠座上，所述Y向驱动电机的转轴与Y向丝杆联动，所述Y向丝杆与Y向滑动座螺接，还包括旋转电机和旋转台面，所述旋转电机的机身安装在Y向滑动座上，所述旋转电机的转轴与旋转台面连接，还包括支撑臂，所述支撑臂也安装在工作台上，且分别与X向丝杠组件和Y向丝杠组件相邻，所述支撑臂上设有升降臂，升降臂与支撑臂之间滑动配合，所述升降臂上分别设有悬臂一和悬臂二，所述悬臂一上设有砂轮打磨机构，所述悬臂二上设有激光发射器和CCD相机。
作为优选，所述悬臂一的方向与悬臂二的方向互为垂直。
作为优选，所述悬臂一、悬臂二和升降臂之间为一体成型结构。
作为优选，所述CCD相机与激光发射器位于同一竖直平面内。
作为优选，所述X向丝杠座与Y向丝杠座互为垂直。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种圆弧边缘打磨装置的栅形评价方法，包括如下步骤：步骤一：将做好打磨轨迹标注的待打磨件的安装在旋转台面上，根据设定参数调整好X向丝杠组件、Y向丝杠组件、旋转电机和升降臂在初次打磨时的动作轨迹，在X向丝杠组件、Y向丝杠组件及旋转电机的联动下进行圆弧边缘打磨，砂轮打磨机构的上下运动实现了打磨工件的打磨动作；
步骤二：在初次打磨完成后，工件旋转90°在X向丝杠组件和Y向丝杠组件的作用下移动至圆弧边缘检测区域进行圆弧评价，激光发射器射出若干平行激光，以一定角度照射在已打磨工件的圆弧面，形成平行的弧线；CCD相机进行圆弧面的图像采集，采集的图像会传输至电脑进行图像处理，进行特征值提取，根据相交线所形成的线型及平滑度，从而判断该打磨位置是否存在未打磨到位或打磨过度造成凹陷的情况；
步骤三：根据栅形评价的结果，针对瑕疵位置进行打磨路径的自动规划，并再次打磨；
步骤四：二次打磨完成后，再次进行圆弧边缘的栅形评价，根据评价结果是否满足设定要求以判断是否需要再次打磨，重复循环，直至满足设定的要求。
本发明有益效果：本发明的圆弧边缘打磨装置及栅形评价方法采用二轴丝杠和旋转电机的组合方式，实现了待打磨工件的全方位打磨；采用激光和视觉组合，采用相交线线型和连续性检查评价方式，实现了对于圆弧边缘高准确度和高精度的打磨。
附图说明
图1为本发明的圆弧边缘打磨装置的结构示意图；
图2为本发明的圆弧边缘打磨装置的结构示意图；
图3为本发明的圆弧边缘打磨装置对圆弧边栅线扫描状态示意图。
附图说明：1、X向驱动电机；2、Y向驱动电机；3、X向丝杠组件；31、X向丝杠座；32、X向丝杆；33、X向滑动座；4、Y向丝杠组件；41、Y向丝杠座；42、Y向丝杆；43、Y向滑动座；5、旋转电机；6、工作台；7、支撑臂；8、升降臂；9、悬臂一；10、悬臂二；11、砂轮打磨机构；12、激光发射器；13、CCD相机；14、工件；15、旋转台面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种圆弧边缘打磨装置，包括工作台6、X向丝杠组件3、Y向丝杠组件4，所述X向丝杠组件3包括X向丝杠座31、X向丝杆32、X向滑动座33和X向驱动电机1，所述X向丝杠座31安装在工作台6上，X向驱动电机1的机身安装在X向丝杠座31上，X向驱动电机1的转轴与X向丝杆32联动，所述X向滑动座33与X向丝杆32螺接；所述Y向丝杠组件4包括Y向丝杠座41、Y向丝杆42、Y向滑动座43和Y向驱动电机2；所述Y向丝杠座41与X向滑动座33连接，所述Y向驱动电机2的机身安装在Y向丝杠座41上，所述Y向驱动电机2的转轴与Y向丝杆42联动，所述Y向丝杆42与Y向滑动座43螺接，还包括旋转电机5和旋转台面15，所述旋转电机5的机身安装在Y向滑动座43上，所述旋转电机5的转轴与旋转台面15连接，还包括支撑臂7，所述支撑臂7也安装在工作台6上，且分别与X向丝杠组件3和Y向丝杠组件4相邻，所述支撑臂7上设有升降臂8，升降臂8与支撑臂7之间滑动配合，所述升降臂8上分别设有悬臂一9和悬臂二10，所述悬臂一9上设有砂轮打磨机构11，所述悬臂二10上设有激光发射器12和CCD相机13；所述悬臂一9的方向与悬臂二10的方向互为垂直；所述悬臂一9、悬臂二10和升降臂8之间为一体成型结构；所述CCD相机13与激光发射器12位于同一竖直平面内；所述X向丝杠座31与Y向丝杠座41互为垂直。
一种圆弧边缘打磨装置的栅形评价方法，包括如下步骤：步骤一：将做好打磨轨迹标注的待打磨件的安装在旋转台面15上，根据设定参数调整好X向丝杠组件3、Y向丝杠组件4、旋转电机5和升降臂8在初次打磨时的动作轨迹，在X向丝杠组件3、Y向丝杠组件4及旋转电机5的联动下进行圆弧边缘打磨，砂轮打磨机构11的上下运动实现了打磨工件14的打磨动作；
步骤二：在初次打磨完成后，工件14旋转90°在X向丝杠组件3和Y向丝杠组件4的作用下移动至圆弧边缘检测区域进行圆弧评价，激光发射器12射出若干平行激光，以一定角度照射在已打磨工件14的圆弧面，形成平行的弧线；CCD相机13进行圆弧面的图像采集，采集的图像会传输至电脑进行图像处理，进行特征值提取，根据相交线所形成的线型及平滑度，从而判断该打磨位置是否存在未打磨到位或打磨过度造成凹陷的情况；
步骤三：根据栅形评价的结果，针对瑕疵位置进行打磨路径的自动规划，并再次打磨；
步骤四：二次打磨完成后，再次进行圆弧边缘的栅形评价，根据评价结果是否满足设定要求以判断是否需要再次打磨，重复循环，直至满足设定的要求。
本发明的X向驱动电机和Y向驱动电机采用伺服电机，二轴丝杠以及旋转电机共同组成了工件移动装置，能够实现待打磨工件的圆弧角全方位打磨工作。由CCD相机、栅形激光发射器和电脑组成的圆弧栅形评价装置，能够实现对于圆弧边缘的圆整度评估检测。以图3为例，圆弧边缘栅形评价方法是在对工件进行圆弧边缘打磨后，在其加工后的圆弧边缘发射数道栅形激光，使得圆弧表面与栅形激光相交，根据相交线所形成的线型及平滑度(如导数的一次或二次方连续)，评价该工件打磨出的圆弧边缘的合格程度，不合格继续打磨，直至合格为止。在装置中，采用了CCD相机进行图像采集，电脑进行图像处理，以保证检测的精度。
本发明由工件移动装置，栅形曲线评测装置，打磨装置等组成。工件移动装置由X方向的驱动电机、Y方向的驱动电机、旋转电机等组成。栅形曲线评价装置由CCD相机、激光发射器、电脑等组成。打磨装置由悬臂、打磨电机、打磨砂轮组成。栅形曲线评测装置和打磨装置能够上下运动且为同步运动。其中为了控制的精准性，均采用伺服电机作为驱动源。圆弧打磨装置如图1和2所示。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种圆弧边缘打磨装置，其特征在于：包括工作台(6)、X向丝杠组件(3)、Y向丝杠组件(4)，所述X向丝杠组件(3)包括X向丝杠座(31)、X向丝杆(32)、X向滑动座(33)和X向驱动电机(1)，所述X向丝杠座(31)安装在工作台(6)上，X向驱动电机(1)的机身安装在X向丝杠座(31)上，X向驱动电机(1)的转轴与X向丝杆(32)联动，所述X向滑动座(33)与X向丝杆(32)螺接；所述Y向丝杠组件(4)包括Y向丝杠座(41)、Y向丝杆(42)、Y向滑动座(43)和Y向驱动电机(2)；所述Y向丝杠座(41)与X向滑动座(33)连接，所述Y向驱动电机(2)的机身安装在Y向丝杠座(41)上，所述Y向驱动电机(2)的转轴与Y向丝杆(42)联动，所述Y向丝杆(42)与Y向滑动座(43)螺接，还包括旋转电机(5)和旋转台面(15)，所述旋转电机(5)的机身安装在Y向滑动座(43)上，所述旋转电机(5)的转轴与旋转台面(15)连接，还包括支撑臂(7)，所述支撑臂(7)也安装在工作台(6)上，且分别与X向丝杠组件(3)和Y向丝杠组件(4)相邻，所述支撑臂(7)上设有升降臂(8)，升降臂(8)与支撑臂(7)之间滑动配合，所述升降臂(8)上分别设有悬臂一(9)和悬臂二(10)，所述悬臂一(9)上设有砂轮打磨机构(11)，所述悬臂二(10)上设有激光发射器(12)和CCD相机(13)。
2.根据权利要求1所述的圆弧边缘打磨装置，其特征在于：所述悬臂一(9)的方向与悬臂二(10)的方向互为垂直。
3.根据权利要求1所述的圆弧边缘打磨装置，其特征在于：所述悬臂一(9)、悬臂二(10)和升降臂(8)之间为一体成型结构。
4.根据权利要求1所述的圆弧边缘打磨装置，其特征在于：所述CCD相机(13)与激光发射器(12)位于同一竖直平面内。
5.根据权利要求1所述的圆弧边缘打磨装置，其特征在于：所述X向丝杠座(31)与Y向丝杠座(41)互为垂直。
6.一种如权利要求1所述的圆弧边缘打磨装置的栅形评价方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将做好打磨轨迹标注的待打磨件的安装在旋转台面(15)上，根据设定参数调整好X向丝杠组件(3)、Y向丝杠组件(4)、旋转电机(5)和升降臂(8)在初次打磨时的动作轨迹，在X向丝杠组件(3)、Y向丝杠组件(4)及旋转电机(5)的联动下进行圆弧边缘打磨，砂轮打磨机构(11)的上下运动实现了打磨工件(14)的打磨动作；
步骤二：在初次打磨完成后，工件(14)旋转90°在X向丝杠组件(3)和Y向丝杠组件(4)的作用下移动至圆弧边缘检测区域进行圆弧评价，激光发射器(12)射出若干平行激光，以一定角度照射在已打磨工件(14)的圆弧面，形成平行的弧线；CCD相机(13)进行圆弧面的图像采集，采集的图像会传输至电脑进行图像处理，进行特征值提取，根据相交线所形成的线型及平滑度，从而判断该打磨位置是否存在未打磨到位或打磨过度造成凹陷的情况；
步骤三：根据栅形评价的结果，针对瑕疵位置进行打磨路径的自动规划，并再次打磨；
步骤四：二次打磨完成后，再次进行圆弧边缘的栅形评价，根据评价结果是否满足设定要求以判断是否需要再次打磨，重复循环，直至满足设定的要求。
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