CN113084669A - 打磨治具、打磨设备、及打磨方法 - Google Patents

打磨治具、打磨设备、及打磨方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种打磨治具，包括工作台、设于所述工作台上的第一旋转装置和设于所述第一旋转装置上的第二旋转装置。所述第一旋转装置包括旋转支座、第一驱动装置、设于所述旋转支座上的第一旋转轴和固定于所述第一旋转轴上的支撑板；所述第一驱动装置用于驱动所述第一旋转轴。所述第二旋转装置包括固定于所述支撑板上的第二驱动装置、设于所述第二驱动装置上并与所述第二驱动装置电连接的第二旋转轴、以及设于所述第二旋转轴上的装夹装置。还提供包括上述打磨治具的打磨设备，及打磨方法。本发明提供的打磨治具、打磨设备和打磨方法可以提高产品的打磨良率，降低废品损失，提高打磨稳定性，降低产品成本，提高打磨效率。

Description

打磨治具、打磨设备、及打磨方法
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种打磨治具、打磨设备、及打磨方法。
背景技术
为使产品表面更加美观或精度更高，往往需要对产品表面进行打磨，而现有技术中，产品在打磨装夹好后，往往并没有达到完全水平的位置，且打磨装置的工作台并不平整，就目前测量过的数据来看，架治具的工作台面，左下角与右上角有约2.0mm以上的高度差，治具本身很难校准成水平，所以在产品装夹在治具上后，也不可能是完全水平的。此处所说的水平，都是依机械手在0度水平线上作为参考的。
正是由于现有打磨治具存在的上述问题，所以，在打磨过程中，产品往往会出现较多的问题。现有打磨治具在校正到最好的状态下时，其平行度约在0.1左右，也就是说，产品大平面有一个角一定高于相对最低的那个角0.1mm左右，而现有打磨治具并没有自动补偿平行度的功能。打磨时需要把整个产品都要打磨到，当打磨机从产品最高的点开始打磨，直到打磨到产品最低的点时，产品最高的点已经被打磨掉0.1mm了。而如果打磨治具没有处在校正最好状态时，对产品进行打磨时，造成的上述打磨问题会更加严重。
所以现有治具，针对精度要求较高的产品，打磨产品的良率非常低，报废成本相当高，产品打磨效率低下。
发明内容
基于此，本发明提供一种打磨治具、打磨设备、及打磨方法，可以提高产品的打磨良率，降低废品损失，提高打磨稳定性，降低产品成本，提高打磨效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种打磨治具，包括工作台、设于所述工作台上的第一旋转装置和设于所述第一旋转装置上的第二旋转装置；
所述第一旋转装置包括旋转支座、第一驱动装置、设于所述旋转支座上、并与所述第一驱动装置电连接的第一旋转轴和固定于所述第一旋转轴上的支撑板；所述第一旋转轴能够带动所述支撑板旋转；所述第一驱动装置用于驱动所述第一旋转轴；
所述第二旋转装置包括固定于所述支撑板上的第二驱动装置、设于所述第二驱动装置上并与所述第二驱动装置电连接的第二旋转轴、以及设于所述第二旋转轴上的装夹装置；所述第二驱动装置用于驱动所述第二旋转轴；所述装夹装置用于装夹待打磨的工件；所述第二旋转轴能够带动所述装夹装置旋转，其旋转面与所述第一旋转轴的旋转面互相垂直。
对上述技术方案的进一步改进是：
所述旋转支座包括驱动端支座和随动端支座；所述驱动端支座上设有驱动端第一旋转轴；所述随动端支座上设有随动端第一旋转轴；所述驱动端第一旋转轴与所述第一驱动装置电连接；所述支撑板一端与所述驱动端第一旋转轴固定连接，另一端与所述随动端第一旋转轴固定连接。
所述装夹装置包括固定装置和装夹块；所述固定装置与所述第二旋转轴固定连接，所述装夹块设于所述固定装置远离所述第二旋转装置一侧。
本发明还提供一种打磨设备，包括上述的打磨治具，以及设于所述工作台上的机械手、和与所述机械手可拆卸连接的打磨装置。
对上述技术方案的进一步改进是：
所述打磨装置包括安装部、打磨组件和探测组件；所述安装部一端与所述机械手连接，另一端与所述探测组件连接；所述打磨组件设于所述安装部上，位于所述机械手与所述探测组件之间。
在所述安装部和机械手之间还设有连接部，所述连接部一端与所述安装部固定连接，另一端与所述机械手可拆卸连接。
所述打磨组件包括一个以上打磨头，所述打磨头均包括依次固定连接的固定座、连接柱和打磨板；所述固定座与所述安装部可拆卸连接。
所述探测组件的中心线与所述安装部连接于所述机械手的安装轴线重合。
本发明还提供一种打磨方法，包括以下步骤：
将工件固定于所述装夹装置上；
所述探测装置探取工件的外侧边，当探取到外侧边与所述第一旋转轴的轴心不平行时，所述探测装置将补偿值传输给控制器，控制器控制所述第二旋转轴按照补偿值距离进行旋转，所述第二旋转轴带动所述工件沿水平方向旋转，以在水平方向上进行补正；
所述探测装置探取工件的上平面，当探取到上平面未处于水平位置时，所述探测装置将补偿值传输给控制器，控制器控制所述第一旋转轴按照补偿值距离进行旋转，所述第一旋转轴带动所述工件沿竖直方向旋转，以在竖直方向上进行补正；
机械手对工件进行打磨。
进一步地，一次打磨完成后，通过旋转第二旋转轴带动工件旋转，并重复进行水平方向补正和竖直方向补正步骤，机械手对工件进行打磨。
由本发明的技术方案可知，本发明的打磨治具，通过第一旋转装置和第二旋转装置带动工件旋转，可对工件的装夹位置进行自动补偿，第一旋转轴和第二旋转轴的旋转面互相垂直，可使工件在水平和竖直两个方向上均得到补偿，从而使工件各部分的打磨程度一致，提高了打磨良率，降低了废品损失，增强了打磨的稳定性，且结构简单，可靠。打磨设备将上述打磨治具与机械手及打磨装置相结合，可实现精准高效的打磨。配合探测组件，可轻松调节第一旋转轴和第二旋转轴，以实现对产品的位置进行精确的补正，可有效提高产品的表面质量，提高产品的打磨效率及打磨良率。
附图说明
图1为本发明实施例打磨治具的总体结构示意图。
图2为本发明实施例工件的结构示意图。
图3为本发明实施例打磨设备的结构示意图。
图4为本发明实施例打磨装置的结构示意图。
图5为本发明实施例打磨治具的具体结构示意图。
附图中各标号的含义为：
1-打磨治具；2-工件；3-打磨装置；4-机械手；5-工作台；11-驱动端支座；12-随动端支座；13-侧板；14-底板；15-装夹块；16-随动端第一旋转轴；17-限位滑块；18-限位槽；19-第二驱动装置；110-第二旋转轴；111-支撑板；112-支撑板固定块；113-固定板；114-驱动端第一旋转轴；21-大平面；22-长斜面；23-短斜面；31-法兰盘；32-连接杆；33-安装部；34-打磨头；35-探测组件；341-打磨板；342-连接柱；343-连接柱。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1至图5所示，其为本发明的待打磨工件、打磨治具和打磨设备的结构示意图。
如图4所示为本实施例待打磨的工件2，其待打磨的表面包括位于中心处的大平面21，及分别与大平面21的四边相连接，并向外倾斜设置的两个长斜面22和两个短斜面23。
实施例1：如图1和图5所示，本实施例提供一种打磨治具1，包括工作台5、设于所述工作台5上的第一旋转装置和设于所述第一旋转装置上的第二旋转装置。
所述第一旋转装置包括旋转支座、第一驱动装置(未示出)、设于所述旋转支座上、并与所述第一驱动装置电连接的第一旋转轴和固定于所述第一旋转轴上的支撑板111；所述第一旋转轴能够带动所述支撑板111旋转；所述第一驱动装置用于驱动所述第一旋转轴。
所述旋转支座包括驱动端支座11和随动端支座12；所述驱动端支座11和所述随动端支座12分别通过固定板113与所述工作台5固定连接。所述驱动端支座11上设有驱动端第一旋转轴114；所述随动端支座12上设有随动端第一旋转轴16；所述驱动端第一旋转轴114与所述第一驱动装置电连接；所述驱动端第一旋转轴114和随动端第一旋转轴16的轴心重合。
所述随动端支座12上设有支撑轴(未示出)，所述随动端第一旋转轴16套设于所述支撑轴上，所述随动端第一旋转轴16靠近所述随动端支座12的一侧设有多个凸出的限位滑块17，所述限位滑块17与所述随动端第一旋转轴16可拆卸连接，所述随动端支座12与所述限位滑块17对应的位置沿圆周方向开设有限位槽18，所述限位滑块17可以沿所述限位槽18做周向滑动。随动端第一旋转轴16上也可以不设置限位滑块17，此时其可作周向360度旋转，其转动距离受驱动端第一旋转轴114控制。在此种结构下还可以对工件2的侧面进行打磨，此时，可通过第二旋转轴110将工件2的侧面旋转至水平位置。
所述驱动端第一旋转轴114和随动端第一旋转轴16上分别固定连接有支撑板固定块112，两块支撑板固定块112的位置互相对应设置。所述支撑板111的两端分别与所述支撑板固定块112固定连接。
所述第一驱动装置可以是步进电机或旋转气缸等驱动装置。第一驱动装置与所述驱动端支座11固定连接，所述第一驱动装置外部套设有保护罩(未示出)。
所述第二旋转装置包括固定设置于所述支撑板111中部的第二驱动装置19、设于所述第二驱动装置19上并与所述第二驱动装置19电连接的第二旋转轴110、以及设于所述第二旋转轴110上的装夹装置；所述第二驱动装置19用于驱动所述第二旋转轴110；所述装夹装置用于装夹待打磨的工件2；所述第二旋转轴110能够带动所述装夹装置旋转，其旋转面与所述第一旋转轴的旋转面互相垂直。
所述第二驱动装置19穿设于所述支撑板111的中部，并与所述支撑板111固定连接。所述第二旋转轴110位于支撑板111上方的所述第二驱动装置19的端部。
所述装夹装置包括固定装置和装夹块15；所述固定装置与所述第二旋转轴110固定连接，所述装夹块15设于所述固定装置远离所述第二旋转装置一侧。所述固定装置包括一块底板14和两块侧板13，两块侧板13位于所述底板14的上方，并分别与底板14的两端固定连接，形成类“U”字形结构。所述底板14与所述第二旋转轴110固定连接。所述侧板13的顶部固定连接有所述装夹块15，所述装夹块15用于装夹待打磨的工件2。所述装夹块15可采用吸盘或其它方式对工件2进行装夹。
本实施例的打磨治具1的工作原理如下：首先将待打磨的工件2固定于于装夹块15上，如先打磨斜面一侧，则将长斜面22一侧与支撑板111平行设置，并检测长斜面22外边沿是否与第一旋转轴的轴心平行，如不平行，则启动第二驱动装置19，第二驱动装置19带动第二旋转轴110转动，将长斜面22外边沿调节至与第一旋转轴的轴心平行。再来检测短斜面23外边沿是否处于水平位置，如不水平，则启动第一驱动装置，第一驱动装置带动驱动端第一旋转轴114转动，并带动支撑板111在限位槽18范围内转动，将整个工件2的大平面21调整到水平位置，调整完毕。
如图3所示，本实施还提供一种打磨设备，包括上述的打磨治具1，以及设于所述工作台5上的机械手4、和与所述机械手4可拆卸连接的打磨装置3。所述机械手4与所述打磨治具1对应设置。
如图4所示，所述打磨装置3包括安装部33、打磨组件和探测组件35；所述安装部33一端与所述机械手4连接，另一端与所述探测组件35连接；所述打磨组件设于所述安装部33上，位于所述机械手4与所述探测组件35之间。
在所述安装部33和机械手4之间还设有连接部，所述连接部一端与所述安装部33固定连接，另一端与所述机械手4可拆卸连接。本实施例的连接部包括上部的法兰盘31和下部的连接杆32，所述法兰盘31可方便打磨装置3与机械手4快速拆卸，所述连接杆32一端与所述法兰盘31固定连接，另一端与所述安装部33固定连接。
本实施例中的打磨组件包括四个打磨头34，也可根据实际需要选择更多或更少的打磨头34，比如一个、二个、三个、六个等等。所述打磨头34均包括依次固定连接的固定座343、连接柱342和打磨板341；所述固定座343与所述安装部33可拆卸连接。所述打磨头34的形状及打磨精度可根据实际需要选择，比如形状可以为方形、圆形、椭圆形等。位于一组打磨组件中的打磨头34其精度可以相同，也可以分级设置，比如四个打磨头34打磨精度逐渐增加，一次装夹即可以对待打磨工件2进行逐级打磨。或者仅仅为了提高打磨效率而设置多个精度一致的打磨头34，避免频繁拆卸打磨头34，有助于提高打磨效率。
所述探测组件35的中心线与所述安装部33连接于所述机械手4的安装轴线重合。所述探测组件35为探针。所述探针对待打磨工件2进行检测，并将检测结果反馈给控制器，通过控制器对打磨治具1的第一旋转轴和第二旋转轴110进行控制，从而调节工件，对工件2的位置进行补偿。
本实施例的打磨设备工作原理如下：首先将待打磨的工件2固定于于装夹块15上，如先打磨斜面一侧，则将长斜面22一侧与支撑板111平行设置，并通过探针对长斜面22外边沿进行检测，检测其是否与第一旋转轴的轴心平行，如不平行，则探针将补偿信息反馈给控制器，控制器则控制第二驱动装置19启动，并按照补偿信息的距离进行转动，同时带动第二旋转轴110转动，将长斜面22外边沿调节至与第一旋转轴的轴心平行。再通过探针对短斜面23一侧进行检测，检测其外边沿是否处于水平位置，如不水平，则探针将补偿信息反馈给控制器，控制器则控制第一驱动装置启动，并按照补偿信息的距离进行转动，同时，第一驱动装置带动驱动端第一旋转轴114转动，并带动支撑板111在限位槽18范围内转动，将整个工件2的大平面21调整到水平位置，调整完毕，即可启动机械手4，机械手4带动并控制打磨组件对工件2进行打磨。
本实施例还提供一种打磨方法，包括以下步骤：
将工件固定于所述装夹装置上。
所述探测装置探取工件的外侧边，当探取到外侧边与所述第一旋转轴的轴心不平行时，所述探测装置将补偿值传输给控制器，控制器控制所述第二旋转轴按照补偿值距离进行旋转，所述第二旋转轴带动所述工件沿水平方向旋转，以在水平方向上进行补正。
所述探测装置探取工件的上平面，当探取到上平面未处于水平位置时，所述探测装置将补偿值传输给控制器，控制器控制所述第一旋转轴按照补偿值距离进行旋转，所述第一旋转轴带动所述工件沿竖直方向旋转，以在竖直方向上进行补正。
机械手对工件进行打磨。
一次打磨完成后，通过旋转第二旋转轴带动工件旋转，并重复进行水平方向补正和竖直方向补正步骤，机械手对工件进行打磨。
本发明的打磨治具1能够使工件2与机械手4保持水平状态，使机械手4在打磨工件2时，对工件2大平面21的四个角的打磨量保持一致(前面说的水平，参考的是依机械手4在0度水平线上作为参考)。所以，在打磨过程中，可以解决以下问题；
治具校正在最好的状态下大约在平行度0.1左右，通过机械手4上的探针对工件2测量，将误差反馈给到机台系统的控制器，系统经过运算，把相关的补偿值传输给第一旋转轴和第二旋转轴110，使工件2能够自动校正，当工件2校正后，打磨机即可对工件2进行打磨。
所以，此时，打磨机从工件2最高的角开始打磨，直接把整个产品都打磨到，直到产品最低的那个点时，产品最高的点与最低的点打磨量保持一致。
因此，使用本发明打磨方法打磨的产品良率有极大的改善，打磨效率也有所提升，产品报废率降低，产品打磨稳定性好，有效降低了生产成本。
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优选的实施方式，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 (10)

1.一种打磨治具，其特征在于：包括工作台、设于所述工作台上的第一旋转装置和设于所述第一旋转装置上的第二旋转装置；
所述第一旋转装置包括旋转支座、第一驱动装置、设于所述旋转支座上、并与所述第一驱动装置电连接的第一旋转轴和固定于所述第一旋转轴上的支撑板；所述第一旋转轴能够带动所述支撑板旋转；所述第一驱动装置用于驱动所述第一旋转轴；
所述第二旋转装置包括固定于所述支撑板上的第二驱动装置、设于所述第二驱动装置上并与所述第二驱动装置电连接的第二旋转轴、以及设于所述第二旋转轴上的装夹装置；所述第二驱动装置用于驱动所述第二旋转轴；所述装夹装置用于装夹待打磨的工件；所述第二旋转轴能够带动所述装夹装置旋转，其旋转面与所述第一旋转轴的旋转面互相垂直。
2.根据权利要求1所述的打磨治具，其特征在于：所述旋转支座包括驱动端支座和随动端支座；所述驱动端支座上设有驱动端第一旋转轴；所述随动端支座上设有随动端第一旋转轴；所述驱动端第一旋转轴与所述第一驱动装置电连接；所述支撑板一端与所述驱动端第一旋转轴固定连接，另一端与所述随动端第一旋转轴固定连接。
3.根据权利要求1所述的打磨治具，其特征在于：所述装夹装置包括固定装置和装夹块；所述固定装置与所述第二旋转轴固定连接，所述装夹块设于所述固定装置远离所述第二旋转装置一侧。
4.一种打磨设备，其特征在于：包括权利要求1至3任意一项所述的打磨治具，以及设于所述工作台上的机械手、和与所述机械手可拆卸连接的打磨装置。
5.根据权利要求4所述的打磨设备，其特征在于：所述打磨装置包括安装部、打磨组件和探测组件；所述安装部一端与所述机械手连接，另一端与所述探测组件连接；所述打磨组件设于所述安装部上，位于所述机械手与所述探测组件之间。
6.根据权利要求5所述的打磨设备，其特征在于：在所述安装部和机械手之间还设有连接部，所述连接部一端与所述安装部固定连接，另一端与所述机械手可拆卸连接。
7.根据权利要求5所述的打磨设备，其特征在于：所述打磨组件包括一个以上打磨头，所述打磨头均包括依次固定连接的固定座、连接柱和打磨板；所述固定座与所述安装部可拆卸连接。
8.根据权利要求4所述的打磨设备，其特征在于：所述探测组件的中心线与所述安装部连接于所述机械手的安装轴线重合。
9.一种用于权利要求4至8任意一项所述的打磨设备的打磨方法，其特征在于包括以下步骤：
将工件固定于所述装夹装置上；
所述探测装置探取工件的外侧边，当探取到外侧边与所述第一旋转轴的轴心不平行时，所述探测装置将补偿值传输给控制器，控制器控制所述第二旋转轴按照补偿值距离进行旋转，所述第二旋转轴带动所述工件沿水平方向旋转，以在水平方向上进行补正；
所述探测装置探取工件的上平面，当探取到上平面未处于水平位置时，所述探测装置将补偿值传输给控制器，控制器控制所述第一旋转轴按照补偿值距离进行旋转，所述第一旋转轴带动所述工件沿竖直方向旋转，以在竖直方向上进行补正；
机械手对工件进行打磨。
10.根据权利要求9所述的打磨方法，其特征在于：一次打磨完成后，通过旋转第二旋转轴带动工件旋转，并重复进行水平方向补正和竖直方向补正步骤，机械手对工件进行打磨。
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