CN112440205A - 可自动调平的柔性打磨头装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可自动调平的柔性打磨头装置，包括自动调平机构(100)、气动夹具(300)以及柔性基底(400)，自动调平机构(100)、气动夹具(300)、柔性基底(400)依次连接，柔性基底(400)可拆卸安装在气动夹具(300)上，当柔性基底(400)压紧带钢(600)并打磨带钢(600)表面时，自动调平机构(100)能够自适应扭动使柔性基底(400)表面适应带钢(600)表面的形变，保证柔性基底(400)与带钢(600)接触面摩擦均匀，增加打磨头(700)与带钢(600)的接触面积，大大提高了打磨质量。

Description

可自动调平的柔性打磨头装置

技术领域

本发明涉及带钢自动打磨技术领域，具体地，涉及一种可自动调平的柔性打磨头装置。

背景技术

冷轧轧机组在生产过程中，带钢表面会出现一定周期性的缺陷：如“辊印、横向压印、划伤、来料钢质缺陷等”。这些潜在的周期性缺陷主要是由带钢和相接触的轧辊在生产时非正常的接触，或轧机的振动等生产过程的问题所产生的，从而在带钢表面产生各类的缺陷，且此类缺陷通常非常细微难以发现，需要经过带钢自动打磨系统打磨完成才能识别出这些缺陷。

带钢自动打磨系统都是基于带钢建张的条件下完成打磨动作，带钢在建张后因本身自重因素并不是完全平直，如图10中10-1所示，而且在打磨压力的作用下带钢表面会有微小下压形变，如图10中10-2所示，此压力作用在带钢表面会导致带钢从本来就不完全平直的表面变成中间有微小的弧度变化，造成打磨头与带钢表面接触的部位实际上有部分是悬空的，对打磨头的安装要求很高，因此需要设计一种自动调平的打磨头装置来优化带钢自动打磨系统。

专利文献CN103481214A公开了一种弹性打磨头，包括真空棒，所述真空棒开设有内腔，所述真空棒的顶端设置有弹性磨头主体，所述弹性磨头主体中开设有第一通孔，所述第一通孔连通所述真空棒的内腔。还公开一种打磨机，包括所述弹性打磨头，所述弹性打磨头的内腔连通抽真空装置；该文献中设计的弹性打磨头，可以根据工件的形变自动挤压调节，但是打磨头主体呈倒置的锥形，使用的打磨工具是打磨砂纸，但并不适用于建张后的平直带钢打磨的工艺要求。专利文献CN102962768A公开了一种平板砂带打磨机打磨头机构，包括六角联动轴，特征是：在六角联动轴上设置多个打磨机构，所述打磨机构包括滑动轴、传动轴、被动轴、第一滚轮、第二滚轮以及连接第一滚轮和第二滚轮的砂带；所述滑动轴设置在六角联动轴上，滑动轴通过圆锥滚子轴承安装在第一轴承座中，在滑动轴上固定第一齿轮；所述传动轴通过第一深沟球轴承安装在第二轴承座中，在传动轴上固定第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，在传动轴的轴伸端上固定第一滚轮；在所述第二轴承座上设置转动板，转动板的端部安装调整板，在调整板上固定被动轴，在被动轴上通过第二深沟球轴承安装第二滚轮。该专利是对钢板的漆膜进行打磨去除，有打磨去除量要求，保证焊接效果，可是不能解决带钢打磨工艺的刚性打磨问题，并不适用于带钢打磨无去除量的技术要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可自动调平的柔性打磨头装置。

根据本发明提供的一种可自动调平的柔性打磨头装置，包括自动调平机构100、气动夹具300以及柔性基底400；

气动夹具300的一端与自动调平机构100紧固连接，另一端与柔性基底400连接；

当柔性基底400压紧并打磨带钢600表面时，自动调平机构100能够自适应调整使柔性基底400适应带钢600的形变。

优选地，所述自动调平机构100包括过度法兰110、上体120、下体130以及销轴140；

上体120为凸字形结构，下体130为凹字形结构；

上体120的凸头匹配安装在下体130的凹槽里；

上体120的凸头上设置有第一螺栓孔121；

下体130的凹槽两侧各设置有第二螺栓孔131；

销轴140穿过第一螺栓孔121、第二螺栓孔131将上体120和下体130连接；

上体120上设置有第一安装面122；

过度法兰110紧固安装在第一安装面122上。

优选地，所述上体120和下体130之间设置有安装间隙；

下体130相对于上体120能够绕销轴140顺时针或逆时针转动，转动的角度为θ，0°≤θ≤5°。

优选地，还包括连接板200；

连接板200的一面紧固安装自动调平机构100，另一面紧固安装气动夹具300。

优选地，所述连接板200为长方形板；

连接板200上设置有第五螺栓孔210和第六螺栓孔220；

第五螺栓孔210为直通孔，第五螺栓孔210的数量为多个；

第六螺栓孔220为阶梯孔，第六螺栓孔220的数量为多个。

优选地，所述气动夹具300包括夹具主体310、第一夹板320以及第二夹板330；

第一夹板320、第二夹板330分别为L形结构；

第一夹板320、第二夹板330对称安装在夹具主体310上；

夹具主体310能够驱使第一夹板320和第二夹板330靠近或远离；

第一夹板320、第二夹板330之间形成夹具槽340；

夹具槽340中安装柔性基底400。

优选地，所述柔性基底400包括硬质橡胶410、弹性材料420以及打磨层430；

硬质橡胶410、弹性材料420、打磨层430依次连接。

优选地，硬质橡胶410与弹性材料420为粘接；

弹性材料420与打磨层430为可拆卸连接。

优选地，还包括机器人500；

所述自动调平机构100紧固安装在机器人500上；

机器人500能够驱使柔性基底400进行打磨作业。

优选地，所述过度法兰110、上体120、下体130都采用铝合金材质。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够实现自动调平机构100自适应带钢600因建张和打磨压力作用下的形变，保证柔性基底400与带钢600表面接触均匀，大大提高打磨工具与带钢600的接触面积，保证打磨效果，能够应用于冷轧机组生产出口处的带钢自动打磨系统上。

2、柔性基底400中设置硬质橡胶410和弹性材料420，能够使打磨作业时与带钢更好的贴合，大大增加打磨工具与带钢的接触面积，提高了打磨质量。

3、气动夹具300通过调整第一夹板320与第二夹板330之间的距离能够安装不同尺寸的柔性基底400，能够根据打磨工具的尺寸进行调整，应用范围广。

4、通过设置连接板200能够将不同型号的自动调平机构100和气动夹具300连接在一起，扩大了本发明的适用范围，通过更换不同的连接板200能够配套不同的气动夹具300，使该设计更加灵活，应用范围广泛。

5、通过设置机器人500连接到打磨头，使打磨作业更加灵活方便，操作准确，并能够结合实际的打磨需要进行操作和更改，实现了智能高效的打磨作业。

6、通过将过度法兰110、上体120、下体130都采用铝合金材质，减轻了打磨头700的重量，提高安装的便捷性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为自动调平机构100的结构示意图；

图3为自动调平机构100的爆炸示意图；

图4为自动调平机构的爆炸示意图；

图5为连接板200的结构示意图；

图6为连接板200的结构示意图；

图7气动夹具的结构示意图；

图8为柔性基底400的结构示意图；

图9为柔性基底400的爆炸示意图；

图10为带钢600建张的示意图；

图11为本发明的框图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种可自动调平的柔性打磨头装置，如图1所示，包括自动调平机构100、气动夹具300以及柔性基底400，自动调平机构100、气动夹具300、柔性基底400依次连接，气动夹具300的一端与自动调平机构100紧固连接，另一端与柔性基底400连接，柔性基底400被气动夹具300夹持，当柔性基底400压紧并打磨带钢600表面时，自动调平机构100能够自适应调整使柔性基底400适应带钢600的形变。在一个优选例中，如图1、图7所示，气动夹具300上设置有第一夹板320和第二夹板330，气动夹具300能够通过调整第一夹板320和第二夹板330之间的间隙将柔性基底400紧固夹持，自动调平机构100、气动夹具300和柔性基底400共同组成打磨头700，当打磨头700中的柔性基底400压紧带钢600打磨时，带钢600在建张的情况下再加上本身重量因素并不完全平直，而且在打磨压力的作用下带钢600的表面会有微小下压形变，如图10所示，柔性基底400在压紧打磨带钢600的同时因带钢600表面不平整而使柔性基底400本身存在扭力，柔性基底400本身的扭力通过气动夹具300传递到自动调平机构100，自动调平机构100受到传递来的扭力的驱使自身能够发生微小扭动，从而能够使柔性基底400平整的压紧带钢600表面进行打磨作业。通过自动调平机构100能够自适应带钢600因建张和打磨压力作用下的形变，保证柔性基底400与带钢600表面接触均匀，大大提高打磨工具与带钢600的接触面积，保证打磨效果，提高了打磨质量。

具体地，还包括连接板200，连接板200的一面紧固安装自动调平机构100，另一面紧固安装气动夹具300，如图1所示，在一个优选例中，自动调平机构100、连接板200、气动夹具300、柔性基底400依次紧固连接，连接板200的一面通过螺栓紧固安装自动调平机构100，另一面通过螺栓紧固安装气动夹具300，连接板200为长方形板，连接板200上设置有第五螺栓孔210和第六螺栓孔220，第五螺栓孔210为直通孔，第六螺栓孔220为阶梯孔。如图4、图5、图6所示，下体130设置有第四安装面133，第四安装面133上设置有第九螺栓孔132，连接板200设置有第五安装面230和第六安装面240，连接板200的第六安装面240安装在下体130的第四安装面133上，螺栓穿过阶梯孔第六螺栓孔220并紧固安装到第九螺栓孔132里；通过第五螺栓孔210能够将连接板200紧固连接在气动夹具300上，其中，第五螺栓孔210的数量为多个，第六螺栓孔220的数量为多个，例如，第五螺栓孔210的数量为4个，第六螺栓孔220的数量为6个；再例如，第五螺栓孔210的数量为6个，第六螺栓孔220的数量为8个。通过设置连接板200能够将不同型号的自动调平机构100和气动夹具300连接在一起，同时连接板200还可以根据自动调平机构100和气动夹具300的实际型号和尺寸进行单独设计，包括形状和开孔的数量和位置，以便能将自动调平机构100和气动夹具300紧固连接，连接板200的设置扩大了打磨头700的适用范围，通过更换不同的连接板200能够更换不同的气动夹具300，使该设计更加灵活，应用范围更加广泛。

具体地，如图2、图3、图4所示，自动调平机构100包括过度法兰110、上体120、下体130以及销轴140，上体120为凸字形结构，下体130为凹字形结构，上体120的凸头匹配安装在下体130的凹槽里，上体120的凸头上设置有第一螺栓孔121，下体130的凹槽两侧各设置有第二螺栓孔131，销轴140穿过第一螺栓孔121、第二螺栓孔131将上体120和下体130连接，上体120上设置有第一安装面122，过度法兰110安装在第一安装面122上。在一个优选例中，过度法兰110设置有第三安装面112、第三螺栓孔113和第四螺栓孔114，第三螺栓孔113和第四螺栓孔114为阶梯孔且在第三安装面112上成直线排列，第三螺栓孔113的数量为2个，第四螺栓孔114的数量为1个，上体120上还设置有第八螺栓孔123，第八螺栓孔123的数量为3个，螺栓穿过第三安装面112上的第三螺栓孔113和第四螺栓孔114紧固安装在第八螺栓孔123中，将过度法兰110与上体120紧固连接。通过设置自动调平机构100减小打磨头700的安装难度，并保证带钢600在打磨过程打磨头700可以有微小角度变化的自适应性，随着带钢600的弯曲变形自适应的改变打磨头700的角度，增加打磨头700与带钢600的接触面积，从而提高了带钢600的打磨效果。

具体地，上体120和下体130之间设置有安装间隙，下体130相对于上体120在外力的驱使下能够绕销轴140顺时针或逆时针转动，旋转的角度为θ，0°≤θ≤5°。在一个优选例中，柔性基底400在压紧打磨带钢600的同时因带钢600表面不平整而使柔性基底400本身存在扭力，柔性基底400本身的扭力传递到自动调平机构100并驱使下体130自适应的绕销轴140发生顺时针或逆时针转动转动，例如，下体130绕销轴140发生顺时针转动3°，此时，柔性基底400与被打磨的带钢600表面均匀接触，使得柔性基底400与被打磨的带钢600的表面很好的接触，提高了打磨效果；又例如，下体130绕销轴140发生逆时针转动4°，使得柔性基底400与被打磨的带钢600的表面很好的接触。自动调平机构100的上体120和下体130之间设置安装间隙并能够自适应的发生微小扭动，从而能够使柔性基底400平整的压紧带钢600表面进行打磨作业，大大提高了打磨质量。

具体地，气动夹具300包括夹具主体310、第一夹板320以及第二夹板330，在一个优选例中，如图7所示，第一夹板320、第二夹板330分别为L形结构，第一夹板320、第二夹板330对称安装在夹具主体310上，夹具主体310能够驱使第一夹板320和第二夹板330靠近或远离；当第一夹板320和第二夹板330在夹具主体310的驱使下靠近时，第一夹板320、第二夹板330之间形成夹具槽340，能够将柔性基底400加紧，从而能够进行打磨作业；当打磨作业完成后或者需要更换柔性基底400时，第一夹板320和第二夹板330在夹具主体310的驱使下远离，此时拆下柔性基底400备用或更换新的柔性基底400，通过气动夹具300能够保证柔性基底400稳定作业，同时也能够随时更换柔性基底400，便于柔性基底400中的打磨层430由于长期打磨作业磨损后更换，同时也有利于柔性基底400拆卸后进行维修作业。

具体地，柔性基底400包括硬质橡胶410、弹性材料420以及打磨层430，硬质橡胶410、弹性材料420、打磨层430依次连接。在一个优选例中，如图8、图9所示，柔性基底400包括硬质橡胶410、弹性材料420以及打磨层430，硬质橡胶410与弹性材料420为粘接，弹性材料420与打磨层430为可拆卸连接，弹性材料420为弹性橡胶，打磨层430为油石；在另一个变化例中，柔性基底400中设置有一个或多个弹簧，例如，弹簧的数量为1个，再例如，弹簧的数量为2个，还例如，弹簧的数量为3个；弹簧的一端紧固连接硬质橡胶410，弹簧的中间穿过弹性材料420，弹性材料420为海绵，弹簧的另一端可拆卸的连接打磨层430。通过将打磨层430与柔性基底400中的其它部件设置为可拆卸连接，在打磨层430长期打磨磨损时，可以在扔使用原先的硬质橡胶410、弹性材料420的同时，仅更换打磨层430就能够使柔性基底400再次使用，降低了打磨成本，同时，通过在柔性基底400中设置弹性材料420能够使柔性基底400打磨作业过程中起到缓冲作用，同时也能够使打磨层430与带钢600表面更好的接触，有利于柔性基底400打磨作业中打磨质量的提高。

具体地，还包括机器人500，如图11所示，连接板200、气动夹具300、柔性基底400通过自动调平机构100紧固安装在机器人500上。在一个优选例中，如图2、图3所示，过度法兰110设置有第二安装面111和第七螺栓孔115，第七螺栓孔115的数量为4个，过度法兰110通过第二安装面111上的第七螺栓孔115安装到机器人500上；在一个变化例中，过度法兰110上的第二安装面111上设置有8个第七螺栓孔115；在另一个变化例中，过度法兰110上设置有卡扣件，机器人500上设置有与卡扣件相匹配的卡扣孔，使用时只需将过度法兰110上的卡扣件卡扣到机器人500上即可使用，方便快捷。过度法兰110与机器人500的连接方式能够设置多种形式，能够根据实际的需求进行设置。机器人500能够整体带动自动调平机构100、连接板200、气动夹具300、柔性基底400对带钢600进行打磨作业，灵活方便，操作准确，并能够结合实际的打磨需要进行操作和更改，实现了智能高效的打磨作业。

具体地，过度法兰110、上体120、下体130都采用铝合金材质，通过将过度法兰110、上体120、下体130设置为铝合金材质，减轻了打磨头700的重量，有利于打磨头700与机器人500的安装，提高安装的便捷性,有利于提高安装效率。

本发明的工作原理如下：

首先将自动调平机构100和气动夹具300通过连接板200紧固连接在一起，再将柔性基底400安装到夹具槽340中，调整气动夹具300上的第一夹板320和第二夹板330之间的间隙，使柔性基底400被第一夹板320和第二夹板330夹紧，此时再将组装好的打磨头700安装到机器人500上开始进行打磨作业，当打磨头700上的柔性基底400压紧带钢600打磨时，带钢在建张的情况下再加上本身重量、打磨压力的作用因素存在微小形变，并不完全平直，柔性基底400在压紧打磨带钢600的同时因带钢600表面不平整而使柔性基底400本身存在扭力，柔性基底400本身的扭力通过气动夹具300传递到自动调平机构100，自动调平机构100能够自适应性的发生微小扭动，从而能够使柔性基底400平整的压紧带钢600表面进行打磨作业。打磨头700下压作用后带钢600从左边到右边水平方向倾角会发生变化，如图10中10-2所示，打磨头700通过自动调平机构100对打磨头700角度微小的调整来适应带钢的变形，打磨头700上的柔性基底400可以增加打磨工具与带钢的接触面积，更好地优化打磨效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，包括自动调平机构(100)、气动夹具(300)以及柔性基底(400)；

气动夹具(300)的一端与自动调平机构(100)紧固连接，另一端与柔性基底(400)连接；

当柔性基底(400)压紧并打磨带钢(600)表面时，自动调平机构(100)能够自适应调整使柔性基底(400)适应带钢(600)的形变。

2.根据权利要求1所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，所述自动调平机构(100)包括过度法兰(110)、上体(120)、下体(130)以及销轴(140)；

上体(120)为凸字形结构，下体(130)为凹字形结构；

上体(120)的凸头匹配安装在下体(130)的凹槽里；

上体(120)的凸头上设置有第一螺栓孔(121)；

下体(130)的凹槽两侧各设置有第二螺栓孔(131)；

销轴(140)穿过第一螺栓孔(121)、第二螺栓孔(131)将上体(120)和下体(130)连接；

上体(120)上设置有第一安装面(122)；

过度法兰(110)紧固安装在第一安装面(122)上。

3.根据权利要求2所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，所述上体(120)和下体(130)之间设置有安装间隙；

下体(130)相对于上体(120)能够绕销轴(140)顺时针或逆时针转动，转动的角度为θ，0°≤θ≤5°。

4.根据权利要求1所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，还包括连接板(200)；

连接板(200)的一面紧固安装自动调平机构(100)，另一面紧固安装气动夹具(300)。

5.根据权利要求4所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，所述连接板(200)为长方形板；

连接板(200)上设置有第五螺栓孔(210)和第六螺栓孔(220)；

第五螺栓孔(210)为直通孔，第五螺栓孔(210)的数量为多个；

第六螺栓孔(220)为阶梯孔，第六螺栓孔(220)的数量为多个。

6.根据权利要求1所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，所述气动夹具(300)包括夹具主体(310)、第一夹板(320)以及第二夹板(330)；

第一夹板(320)、第二夹板(330)分别为L形结构；

第一夹板(320)、第二夹板(330)对称安装在夹具主体(310)上；

夹具主体(310)能够驱使第一夹板(320)和第二夹板(330)靠近或远离；

第一夹板(320)、第二夹板(330)之间形成夹具槽(340)；

夹具槽(340)中安装柔性基底(400)。

7.根据权利要求1所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，所述柔性基底(400)包括硬质橡胶(410)、弹性材料(420)以及打磨层(430)；

硬质橡胶(410)、弹性材料(420)、打磨层(430)依次连接。

8.根据权利要求7所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，硬质橡胶(410)与弹性材料(420)为粘接；

弹性材料(420)与打磨层(430)为可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，还包括机器人(500)；

所述自动调平机构(100)紧固安装在机器人(500)上；

机器人(500)能够驱使柔性基底(400)进行打磨作业。

10.根据权利要求2所述的可自动调平的柔性打磨头装置，其特征在于，所述过度法兰(110)、上体(120)、下体(130)都采用铝合金材质。

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