CN112318341B - 一种智能抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能抛光机，属于抛光技术领域，包括：底座、浮动装置、转轴、抛光轮和控制模块；浮动装置包括滑动轨道、滑块和力控驱动件，滑动轨道设置在底座上，滑块与力控驱动件驱动连接，滑块可在底座上沿滑动轨道长度方向滑动，滑块背离底座的一侧设置有一凹槽，凹槽内设置有一基座，基座外围环设有力传感器，转轴活动穿设于基座远离底座的一端，抛光轮套设在转轴的两端；控制模块一方面与力传感器电性连接，另一方面与力控驱动件电性连接，控制模块接收力传感器的实时作用力信息，并根据该实时作用力信息控制力控驱动件带动滑块运动相应距离。该智能抛光机可以实时监控抛光轮的实时压入力状态，然后进行补偿动作，使得抛光轮的压入力大小保持恒定。

Description

一种智能抛光机

技术领域

本发明涉及抛光技术领域，具体涉及一种智能抛光机。

背景技术

目前抛光工艺广泛应用于各行业的产品。这些应用对象普遍具有多变、复杂的打磨曲面。过去该抛光工艺通常由人工完成，人工进行抛光的时候，工人可以通过抛光轮的柔性和手感，依靠经验来控制产品抛光时各个复杂曲面的压入力，保持抛光效果的一致性。但是人工进行抛光，工作环境恶劣，对工人的经验要求高；此时需要较高的人工成本，且加工成品的一致性较难得到保障，加工效率较低。

随着自动化生产的推广，工业机器人在抛光中得到了应用。常见的将机器人应用在抛光工况中是模仿人工抛光的形式：机器人抓持需要进行抛光的工件，在抛光轮处进行抛光。

采用机器人等自动化设备后，抛光时仅靠抛光轮的柔性不足以控制好压入力，还需要有代替工人“手感”的装置进行更准确的控制，尤其是抛光轮的磨料易磨损，磨损后抛光轮的直径有所改变，抛光的点位会发生改变。若仅依靠机器人自身的力控装置或者软浮动功能来进行抛光时压入力的控制，则对机器人配置提出了较高的要求，且使得机器人的编程难度提高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种能够对抛光的作用力进行实时监控并进行补偿控制，以使抛光作用力达到恒定状态的智能抛光机。

具体技术方案如下：

一种智能抛光机，主要包括：底座、浮动装置、转轴、抛光轮和控制模块；

所述浮动装置包括滑动轨道、滑块和力控驱动件，所述滑动轨道设置在所述底座上，所述滑块与所述力控驱动件驱动连接，所述滑块可在所述底座上沿所述滑动轨道长度方向滑动，所述滑块背离所述底座的一侧设置有一凹槽，所述凹槽内设置有一基座，所述基座外围环设有一力传感器，所述转轴活动穿设于所述基座远离所述底座的一端，所述抛光轮套设在所述转轴的两端；

所述控制模块一方面与所述力传感器电性连接，另一方面与所述力控驱动件电性连接，所述控制模块接收所述力传感器的实时作用力信息，并根据该实时作用力信息控制所述力控驱动件带动所述滑块运动相应距离，使得所述抛光轮的压入力大小保持恒定。

上述的智能抛光机中，还具有这样的特征，所述智能抛光机还包括笔刷装置，所述笔刷装置包括一齿轮副和笔刷，所述齿轮副一端装设在所述转轴上，另一端装设有所述笔刷。

上述的智能抛光机中，还具有这样的特征，所述智能抛光机还包括抛光驱动件，所述抛光驱动件与所述转轴驱动连接以驱动所述抛光轮转动进行抛光。

上述的智能抛光机中，还具有这样的特征，所述滑动轨道包括至少两个并列设置的限位块，所述限位块装设于所述底座上，所述限位块与所述底座形成所述滑块滑动的所述滑动轨道。

上述的智能抛光机中，还具有这样的特征，所述实时作用力信息包括实时作用力的数值，所述控制模块将所述实时作用力的数值与预设作用力的数值进行比较得出补偿作用力数值，并将所述补偿作用力数值转化为所述滑块的位移量，并根据所述位移量驱动所述力控驱动件运动以推动所述滑块运动完成所述位移量。

上述的智能抛光机中，还具有这样的特征，所述控制模块与所述力控驱动件之间还设置有用于控制所述力控驱动件的比例调节阀。

上述的智能抛光机中，还具有这样的特征，所述齿轮副包括啮合连接的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮套设在所述转轴上，所述第二齿轮设置于靠近待抛光工件的一侧，且所述第二齿轮与所述笔刷轴心共线连接。

上述的智能抛光机中，还具有这样的特征，所述智能抛光机还包括机架，所述机架固定在所述底座上，且设置在所述浮动装置的外部，所述转轴两端伸出所述机架，所述抛光轮位于所述机架外部。

上述的智能抛光机中，还具有这样的特征，所述基座设置有轴承孔，所述轴承孔内设置有一轴承，所述转轴活动穿设于所述轴承。

上述技术方案的积极效果是：

本发明提供的一种智能抛光机，通过设置可在底座滑动的滑块，以及在滑块内设置有基座和力传感器，基座与抛光轮连接，力传感器环设在基座外围，可以检测得到抛光轮的实时作用力信息，并传递给控制模块，控制模块进行计算转化得到控制信号，然后控制力控驱动件推动滑块运动相应距离，使得抛光轮的压入力大小保持恒定。

附图说明

图1为本发明提供的智能抛光机的主视结构示意图；

图2为本发明提供的智能抛光机的俯视结构示意图；

图3为本发明提供的浮动装置的主视结构示意图；

图4为本发明提供的浮动装置的俯视结构示意图。

附图中：

1、底座；2、浮动装置；21、滑动轨道；211、限位块；22、滑块；23、力控驱动件；24、基座；25、力传感器；3、转轴；4、抛光轮；5、笔刷装置；51、齿轮副；511、第一齿轮；512、第二齿轮；52、笔刷；6、机架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1至图4，图1为本发明提供的智能抛光机的主视结构示意图；图2为本发明提供的智能抛光机的俯视结构示意图；图3为本发明提供的浮动装置的主视结构示意图；图4为本发明提供的浮动装置的俯视结构示意图。本发明公开了一种智能抛光机，该智能抛光机包括：底座1、浮动装置2、转轴3、抛光轮4和控制模块(图未示)。

浮动装置2包括滑动轨道21、滑块22和力控驱动件23。

滑动轨道21设置在底座1上。

具体地，滑动轨道21包括至少两个并列设置的限位块211，限位块211装设于底座1上，限位块211与底座1形成滑块22滑动的滑动轨道21。

滑块22与力控驱动件23驱动连接，滑块22可在底座1上沿滑动轨道21长度方向滑动。

其中，滑块22靠近限位块211的外侧面与限位块211的内侧面滑动配合，滑块22靠近底座1的外表面与底座1滑动配合，限位块211与底座1使得滑块22在滑动轨道21内沿轨道的长度方向作直线往复滑动，限位块211起到限位作用。

可选地，限位块211的内侧面为平面，滑块22的外侧面也为平面，滑块22可以为方块结构。

可选地，力控驱动件23可以为气缸、液压缸或者其他可以实现相同作用的结构。

滑块22背离底座1的一侧设置有一凹槽221，凹槽221内设置有一基座24，基座24外围环设有一力传感器25。

具体地，基座24一端固定与凹槽221内，另一端伸出凹槽221。

力传感器25环设在基座24位于凹槽221内的部分，力传感器25外形与凹槽221的外形相适配，力传感器25可以感测基座24对自己的作用力，根据力的传递作用，实际上可以最终检测到抛光轮4的实际压入力。

可选地，力传感器25可以为压力传感器。

转轴3活动穿设于基座24远离底座1的一端，抛光轮4套设在转轴3的两端。

优选地，基座24设置有轴承孔(图未示)，轴承孔内设置有一轴承(图未示)，转轴3活动穿设于轴承内。

控制模块一方面与力传感器25电性连接，另一方面与力控驱动件23电性连接，控制模块接收力传感器25的实时作用力信息，并根据该实时作用力信息控制力控驱动件23推动滑块22运动相应距离，使得抛光轮4的压入力大小保持恒定。

其中，实时作用力信息包括实时作用力的数值，控制模块将实时作用力的数值与预设作用力的数值进行比较得出补偿作用力数值，并将补偿作用力数值转化为滑块22的位移量，并根据位移量驱动力控驱动件23运动以推动滑块22运动完成位移量。

其中，预设作用力也为恒定抛光压入力，具体为抛光过程中待抛光工件正常压向抛光轮4的压入力(图1中的粗黑箭头和图2中的A表示压入力的方向)，这个力应该是恒定地，才能保证待抛光工件的抛光质量；

实时作用力是抛光轮4受到的实时压入力，通过力的传递作用传递到基座24上，进而被力传感器25检测到。

控制模块将实时作用力的数值与预设作用力的数值进行比较得出补偿作用力数值，并将补偿作用力数值转化为滑块22的位移量，并根据位移量驱动力控驱动件23运动以带动滑块22运动完成位移量。

其中，位移量包括位移的数值和位移的方向。例如，当实时作用力大于预设作用力时，则力控驱动件23带动滑块22向远离待抛光工件方向移动，当实时作用力小于预设作用力时，则力控驱动件23带动滑块22向靠近待抛光工件方向移动，当实时作用力等于预设作用力时，这不需要进行任何动作。

进一步地，控制模块与力控驱动件23之间还设置有用于控制力控驱动件23的比例调节阀(图未示)。比例调节阀介于普通液压元件(开关控制)和伺服阀(连续控制)之间，使用比例调节阀可以起到廉价、抗污染性能较好的效果。

在本实施例中，抛光过程如下所示：

(1)通过机器人或者普通夹具将待抛光工件装夹定位好；

(2)将待抛光工件压向抛光轮4，编程时设置机器人或者普通夹具运行路径的抛光点压入抛光轮4较多的距离，但又在浮动装置2的浮动范围内；

(3)根据初始设定的预设作用力，实时检测实时作用力信息，并控制浮动装置2做出浮动措施，维持待抛光工件压入抛光轮4的压入力保持恒定，即压入力大小不变，等于预设作用力；在此过程中，可能出现三种情况：当实时作用力大于预设作用力(可能由于待抛光工件放置不当导致)时，则力控驱动件23带动滑块22向远离待抛光工件方向移动，当实时作用力小于预设作用力(可能由于待抛光工件放置不当导致或者抛光轮4的磨损，抛光轮4直径变小时导致)时，则力控驱动件23带动滑块22向靠近待抛光工件方向移动，当实时作用力等于预设作用力时，这不需要进行任何动作；

重复进行(3)直至完成抛光工序。

本实施例中的智能抛光机通过设置可在底座1滑动的滑块22，以及在滑块22内设置有基座24和力传感器25，基座24与抛光轮4连接，力传感器25环设在基座24外围，可以检测得到抛光轮4的实时作用力信息，并传递给控制模块，控制模块进行计算转化得到控制信号，然后控制力控驱动件23推动滑块22运动相应距离，使得抛光轮4的压入力大小保持恒定。

进一步地，智能抛光机还包括抛光驱动件(图未示)，抛光驱动件与转轴3驱动连接以驱动抛光轮4转动进行抛光。

可选地，抛光驱动件可以包括电机，电机与转轴3驱动连接；优选地，在电机与转轴3之间还可以设置齿轮传动组件。

进一步地，智能抛光机还包括笔刷装置5，笔刷装置5包括一齿轮副51和笔刷52，齿轮副51一端装设在转轴3上，另一端装设有笔刷52。

具体地，在本实施例中，齿轮副51包括啮合连接的第一齿轮511和第二齿轮512，第一齿轮511套设在转轴3上，第二齿轮512设置于朝向待抛光工件的一侧，且第二齿轮512与笔刷52轴心共线连接。笔刷52可以用于对于笔刷52的外圆周方向形状相适配的槽孔结构进行毛刺清理抛光，也可以采用机器人或者装置将待抛光工件改变方向，使得轴线与笔刷52轴线方向平行的孔结构可以采用该笔刷52进行毛刺清理抛光。关于此处描述，本发明只是列举，并不用于限制本发明。

可选地，在另一些实施例中，包括多个齿轮副51和笔刷52，通过多个齿轮副51用于将转轴3的方向进行转向，笔刷52的轴线与待抛光工件的抛光面的相垂直，此时，笔刷52可以直接伸入待抛光工件上与自己轴向相同的孔内部，进行毛刺清理抛光，且不需要将待抛光工件进行换位。

本实施例中的智能抛光机，通过设置笔刷装置5，无需再增加一个动力设备主轴即可完成孔的清理。由于笔刷清理工位和抛光工位距离较近，相较于另设笔刷清理工位，待抛光工件可以以更快速地连续完成抛光和清理两道成套的工序，增加了智能抛光机的多功能性，提高了生产效率。而且两种加工工序都使用了浮动装置2的浮动功能，使得浮动装置2的利用效率得以提升。

进一步地，智能抛光机还包括机架6，机架6固定在底座1上，且设置在浮动装置2的外部，转轴3两端伸出机架6，抛光轮4位于机架6外部。设置机架6的作用是为了保护浮动装置2。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种智能抛光机，其特征在于，包括：底座、浮动装置、转轴、抛光轮和控制模块；

所述浮动装置包括滑动轨道、滑块和力控驱动件，所述滑动轨道设置在所述底座上，所述滑块与所述力控驱动件驱动连接，所述滑块可在所述底座上沿所述滑动轨道长度方向滑动，所述滑块背离所述底座的一侧设置有一凹槽，所述凹槽内设置有一基座，所述基座外围环设有一力传感器，所述转轴活动穿设于所述基座远离所述底座的一端，所述抛光轮套设在所述转轴的两端；

所述控制模块一方面与所述力传感器电性连接，另一方面与所述力控驱动件电性连接，所述控制模块接收所述力传感器的实时作用力信息，并根据该实时作用力信息控制所述力控驱动件带动所述滑块运动相应距离，使得所述抛光轮的压入力大小保持恒定，所述智能抛光机还包括笔刷装置，所述笔刷装置包括一齿轮副和笔刷，所述齿轮副一端装设在所述转轴上，另一端装设有所述笔刷；

所述齿轮副包括啮合连接的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮套设在所述转轴上，所述第二齿轮设置于靠近待抛光工件的一侧，且所述第二齿轮与所述笔刷轴心共线连接。

2.根据权利要求1所述的智能抛光机，其特征在于，所述智能抛光机还包括抛光驱动件，所述抛光驱动件与所述转轴驱动连接以驱动所述抛光轮转动进行抛光。

3.根据权利要求1所述的智能抛光机，其特征在于，所述滑动轨道包括至少两个并列设置的限位块，所述限位块装设于所述底座上，所述限位块与所述底座形成所述滑块滑动的所述滑动轨道。

4.根据权利要求1所述的智能抛光机，其特征在于，所述实时作用力信息包括实时作用力的数值，所述控制模块将所述实时作用力的数值与预设作用力的数值进行比较得出补偿作用力数值，并将所述补偿作用力数值转化为所述滑块的位移量，并根据所述位移量驱动所述力控驱动件运动以推动所述滑块运动完成所述位移量。

5.根据权利要求4所述的智能抛光机，其特征在于，所述控制模块与所述力控驱动件之间还设置有用于控制所述力控驱动件的比例调节阀。

6.根据权利要求1至5任一项所述的智能抛光机，其特征在于，所述智能抛光机还包括机架，所述机架固定在所述底座上，且设置在所述浮动装置的外部，所述转轴两端伸出所述机架，所述抛光轮位于所述机架外部。

7.根据权利要求6所述的智能抛光机，其特征在于，所述基座设置有轴承孔，所述轴承孔内设置有一轴承，所述转轴活动穿设于所述轴承。

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