CN114012571B - 基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，包括底座，所述底座的上方固定安装有压力传感器，所述压力传感器的上方固定安装有工作平台，所述工作台的上方设置有法兰，所述底座的上方滑动连接有进给块，所述进给块的下方轴承连接有换刀盘，所述换刀盘的下方固定连接有打磨头，所述打磨头的下方传动连接有砂轮，所述底座的左侧固定安装有研磨抛光液喷洒管道，所述底座的下方设置有研磨抛光液池，所述研磨抛光液喷洒管道与研磨抛光液池为管道连接，所述该智能打磨装置使用了智能打磨系统，本发明，具有压力自动补偿和根据旋转速度自动调节研磨液流速的特点。
Description
技术领域
本发明涉及零件打磨技术领域，具体为基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置。
背景技术
在法兰的生产过程中，打磨装置通过旋转部的旋转并与法兰表面相互摩擦从而实现对法兰打磨处理，然而在打磨的过程中，会由于旋转部与法兰间的压力过大而导致温度超出正常工作范围，均会使产品出现过量打磨，加速旋转部磨损的情况，给用户造成了损失，不能满足使用需求。
而现有的智能打磨装置，实用性差；同时现有的智能打磨装置长时间的打磨会对砂轮产生损耗，随着损耗的加大，砂轮对法兰的压力会逐渐变小，且当打磨进行时选旋速度越快，热量产生的越多，会使砂轮的使用寿命缩短。因此，设计压力自动补偿和根据旋转速度自动调节研磨液流速的基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，包括底座，所述底座的上方固定安装有压力传感器，所述压力传感器的上方固定安装有工作台，所述工作台的上方设置有法兰，所述底座的上方滑动连接有进给块，所述进给块的下方轴承连接有换刀盘，所述换刀盘的下方固定连接有打磨头，所述打磨头的下方传动连接有砂轮，所述底座的左侧固定安装有研磨抛光液喷洒管道，所述底座的下方设置有研磨抛光液池，所述研磨抛光液喷洒管道与研磨抛光液池为管道连接。
根据上述技术方案，所述该智能打磨装置使用了智能打磨系统，所述智能打磨系统包括打磨控制模块和研磨抛光液控制模块，所述打磨控制模块包括砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块和温度检测模块，所述砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块和温度检测模块与打磨控制模块为电连接；
所述打磨控制模块用于对打磨过程中的打磨速度和砂轮的选择进行控制，所述研磨抛光液控制模块用于对研磨抛光液的输出流量和流速进行控制，所述砂轮更换模块用于对不同粗糙度的砂轮进行替换，从而进行粗磨和精磨；所述砂轮摩擦力检测模块用于对不同砂轮与法兰之间的摩擦力进行检测，所述旋转速度控制模块用于对砂轮的旋转速度进行控制，所述温度检测模块用于对法兰表面的温度进行检测。
根据上述技术方案，所述砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块均电连接有砂轮磨损估算模块，所述砂轮磨损估算模块电连接有压力补偿模块，所述压力补偿模块电连接有进给单元，所述压力补偿模块包括压力传感器，所述旋转速度控制模块包括有旋转电机；
所述砂轮磨损估算模块用于对砂轮的磨损量进行估算，所述压力补偿模块用于根据砂轮的磨损自动进行进给，使打磨压力保持恒定，所述进给单元用于对砂轮的打磨进行进给。
根据上述技术方案，所述温度检测模块包括红外线测温仪，所述温度检测模块电连接有零件热量估算模块，所述研磨抛光液控制模块电连接有流量控制阀，所述零件热量估算模块和研磨抛光液控制模块均与流量评估模块电连接；
所述零件热量估算模块用于根据零件温度的变化进行热量的计算，所述流量评估模块用于根据零件的热量对研磨抛光液的流量进行评估。
根据上述技术方案，所述系统的运行步骤如下：
S1、先利用砂轮摩擦力检测模块将不同砂轮与法兰之间的摩擦力进行检测；
S2、根据旋转速度控制模块，旋转电机的旋转速度，得出砂轮的旋转速度，根据摩擦力、旋转速度和打磨压力，对砂轮的磨损进行估算；
S3、随后利用压力补偿模块根据砂轮的磨损以及其打磨压力计算出打磨时所需要的补偿进给量；
S4、利用温度检测模块对打磨过程中的法兰进行实时检测，并利用零件热量估算模块对零件产生的热量进行实时评估，随后通过评估出的热量对研磨抛光液流量进行定量计算；
S5、随后将计算得出的补偿进给量和流量数据分别反馈给进给单元和流量控制阀，使得补偿进给能够根据砂轮的磨损实时进行调整，使得研磨抛光液的流量能够随着零件的热量进行实时调整。
根据上述技术方案，所述步骤S1中，在对砂轮与法兰之间的摩擦力进行检测时，可以将砂轮与法兰两者相接触，然后利用弹簧测力计拉着砂轮在与法兰的平面上向右作匀速直线运动，这时弹簧测力计的检测力就是摩擦力的大小。
根据上述技术方案，所述步骤S2中，磨损h为：
式中，F为砂轮与法兰之间的摩擦力，V为砂轮旋转速度，t为打磨时间，f为磨粒之间的结合力，r为磨粒的平均半径，R为砂轮的半径，磨粒之间的结合力f即是砂轮硬度，在外力作用下砂轮表面颗粒从砂轮表面脱落的难易程度，可以根据砂轮的型号以及使用的结合剂通过询问生产商得出。
根据上述技术方案，所述步骤S3中，补偿进给量δ为：
式中，h为磨损量，为打磨压力修正系数，γ为打磨压力，打磨压力可以通过压力传感器检测出来。
根据上述技术方案，所述步骤S4中，热量Q为：
Q＝FVt＝cm(t1-t0)
摩擦产生的热量与研磨抛光液的吸收热量相同，
式中，F为摩擦力，V为打磨速度，t为打磨时间，c为研磨抛光液的比热容，t1为冷却前零件表面的温度，t0为冷却后的温度，t0、t1可以通过红外线测温仪检测得出，c可以通过查表得到；
通过上述公式即可求出所需要的研磨抛光液的质量m，根据其密度进一步求出其体积，从而利用管径算出其流速。
根据上述技术方案，所述步骤S5中，进给单元与进给块电连接，当计算出的补偿进给量和流量数据分别反馈给进给单元和流量控制阀时，进给单元会将数据传输给进给块，使进给块进行向下进给，使得打磨压力始终恒定，同时流量数据会传输给流量控制阀，流量控制阀会根据计算出的流量进行调控。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，先通过砂轮摩擦力检测模块将不同砂轮与法兰之间的摩擦力进行检测，再利用砂轮磨损估算模块，根据砂轮的摩擦力和打磨速度，求出砂轮的损耗，再通过压力补偿模块估算得出补偿进给量，将补偿进给量反馈给进给单元，使得进给块进行进给调整，从而保持打磨压力恒定，进一步使法兰打磨更加均匀，同时利用温度检测模块对零件进行温度测量，利用零件热量估算模块估算出产生的热量，再利用流量评估模块，根据热量计算出研磨抛光液的流量，从而使法兰打磨能够稳定保持在正常温度下，避免热量过大影响砂轮的正常使用寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的系统示意图；
图中：1、底座；2、进给块；3、换刀盘；4、压力传感器；5、法兰；6、打磨头；7、砂轮；8、研磨抛光液喷洒管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供技术方案：基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，包括底座1，底座1的上方固定安装有压力传感器4，压力传感器4的上方固定安装有工作台，工作台的上方设置有法兰5，底座1的上方滑动连接有进给块2，进给块2的下方轴承连接有换刀盘3，换刀盘3的下方固定连接有打磨头6，打磨头6的下方传动连接有砂轮7，底座1的左侧固定安装有研磨抛光液喷洒管道8，底座1的下方设置有研磨抛光液池，研磨抛光液喷洒管道8与研磨抛光液池为管道连接；当砂轮7进行打磨时，打磨头6在电机的作用下进行旋转，且进给块2带动打磨头6向下移动，使得砂轮7与法兰5的表面接触进行打磨，打磨的同时研磨抛光液从研磨抛光液喷洒管道8中喷出，对打磨中的法兰5和砂轮7进行降温同时避免砂轮7温度过高，超出正常工作范围，影响砂轮7的使用寿命。
该智能打磨装置使用了智能打磨系统，智能打磨系统包括打磨控制模块和研磨抛光液控制模块，打磨控制模块包括砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块和温度检测模块，砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块和温度检测模块与打磨控制模块为电连接；
打磨控制模块用于对打磨过程中的打磨速度和砂轮的选择进行控制，研磨抛光液控制模块用于对研磨抛光液的输出流量和流速进行控制，砂轮更换模块用于对不同粗糙度的砂轮7进行替换，从而进行粗磨和精磨；砂轮摩擦力检测模块用于对不同砂轮7与法兰5之间的摩擦力进行检测，旋转速度控制模块用于对砂轮7的旋转速度进行控制，温度检测模块用于对法兰5表面的温度进行检测。
砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块均电连接有砂轮磨损估算模块，砂轮磨损估算模块电连接有压力补偿模块，压力补偿模块电连接有进给单元，压力补偿模块包括压力传感器，旋转速度控制模块包括有旋转电机；
砂轮磨损估算模块用于对砂轮7的磨损量进行估算，压力补偿模块用于根据砂轮7的磨损自动进行进给，使打磨压力保持恒定，进给单元用于对砂轮7的打磨进行进给。
温度检测模块包括红外线测温仪，温度检测模块电连接有零件热量估算模块，研磨抛光液控制模块电连接有流量控制阀，零件热量估算模块和研磨抛光液控制模块均与流量评估模块电连接；
零件热量估算模块用于根据零件温度的变化进行热量的计算，流量评估模块用于根据零件的热量对研磨抛光液的流量进行评估。
系统的运行步骤如下：
S1、先利用砂轮摩擦力检测模块将不同砂轮7与法兰5之间的摩擦力进行检测；
S2、根据旋转速度控制模块，旋转电机的旋转速度，得出砂轮的旋转速度，根据摩擦力、旋转速度和打磨压力，对砂轮7的磨损进行估算；
S3、随后利用压力补偿模块根据砂轮7的磨损以及其打磨压力计算出打磨时所需要的补偿进给量；
S4、利用温度检测模块对打磨过程中的法兰进行实时检测，并利用零件热量估算模块对零件产生的热量进行实时评估，随后通过评估出的热量对研磨抛光液流量进行定量计算；
S5、随后将计算得出的补偿进给量和流量数据分别反馈给进给单元和流量控制阀，使得补偿进给能够根据砂轮7的磨损实时进行调整，使得研磨抛光液的流量能够随着零件的热量进行实时调整。
步骤S1中，在对砂轮7与法兰5之间的摩擦力进行检测时，可以将砂轮7与法兰5两者相接触，然后利用弹簧测力计拉着砂轮7在与法兰5的平面上向右作匀速直线运动，这时弹簧测力计的检测力就是摩擦力的大小。
步骤S2中，磨损h为：
式中，F为砂轮与法兰之间的摩擦力，V为砂轮旋转速度，t为打磨时间，f为磨粒之间的结合力，r为磨粒的平均半径，R为砂轮的半径，磨粒之间的结合力f即是砂轮硬度，在外力作用下砂轮表面颗粒从砂轮表面脱落的难易程度，可以根据砂轮的型号以及使用的结合剂通过询问生产商得出。
步骤S3中，补偿进给量δ为：
式中，h为磨损量，为打磨压力修正系数，γ为打磨压力，打磨压力可以通过压力传感器检测出来。
步骤S4中，热量Q为：
Q＝FVt＝cm(t1-t0)
摩擦产生的热量与研磨抛光液的吸收热量相同
式中，F为摩擦力，V为打磨速度，t为打磨时间，c为研磨抛光液的比热容，t1为冷却前零件表面的温度，t0为冷却后的温度，t0、t1可以通过红外线测温仪检测得出，c可以通过查表得到；
通过上述公式即可求出所需要的研磨抛光液的质量m，根据其密度进一步求出其体积，从而利用管径算出其流速。
步骤S5中，进给单元与进给块2电连接，当计算出的补偿进给量和流量数据分别反馈给进给单元和流量控制阀时，进给单元会将数据传输给进给块2，使进给块2进行向下进给，使得打磨压力始终恒定，同时流量数据会传输给流量控制阀，流量控制阀会根据计算出的流量进行调控。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上方固定安装有压力传感器(4)，所述压力传感器(4)的上方固定安装有工作台，所述工作台的上方设置有法兰(5)，所述底座(1)的上方滑动连接有进给块(2)，所述进给块(2)的下方轴承连接有换刀盘(3)，所述换刀盘(3)的下方固定连接有打磨头(6)，所述打磨头(6)的下方传动连接有砂轮(7)，所述底座(1)的左侧固定安装有研磨抛光液喷洒管道(8)，所述底座(1)的下方设置有研磨抛光液池，所述研磨抛光液喷洒管道(8)与研磨抛光液池为管道连接；
所述该智能打磨装置使用了智能打磨系统，所述智能打磨系统包括打磨控制模块和研磨抛光液控制模块，所述打磨控制模块包括砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块和温度检测模块，所述砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块和温度检测模块与打磨控制模块为电连接；
所述打磨控制模块用于对打磨过程中的打磨速度和砂轮的选择进行控制，所述研磨抛光液控制模块用于对研磨抛光液的输出流量和流速进行控制，所述砂轮更换模块用于对不同粗糙度的砂轮(7)进行替换，从而进行粗磨和精磨；所述砂轮摩擦力检测模块用于对不同砂轮(7)与法兰(5)之间的摩擦力进行检测，所述旋转速度控制模块用于对砂轮(7)的旋转速度进行控制，所述温度检测模块用于对法兰(5)表面的温度进行检测；
所述旋转速度控制模块结合旋转电机的旋转速度，得出砂轮的旋转速度，根据摩擦力、旋转速度和打磨压力，对砂轮(7)的磨损进行估算，磨损h为：
式中，F为砂轮(7)与法兰(5)之间的摩擦力，V为砂轮旋转速度，t为打磨时间，f为磨粒之间的结合力，r为磨粒的平均半径，R为砂轮的半径，磨粒之间的结合力f即是砂轮硬度；
所述砂轮更换模块、砂轮摩擦力检测模块、旋转速度控制模块均电连接有砂轮磨损估算模块，所述砂轮磨损估算模块电连接有压力补偿模块，所述压力补偿模块电连接有进给单元，所述压力补偿模块包括压力传感器(4)，所述旋转速度控制模块包括有旋转电机；
所述砂轮磨损估算模块用于对砂轮(7)的磨损量进行估算，所述压力补偿模块用于根据砂轮(7)的磨损自动进行进给，使打磨压力保持恒定，所述进给单元用于对砂轮(7)的打磨进行进给；
所述压力补偿模块根据砂轮(7)的磨损以及其打磨压力计算出打磨时所需要的补偿进给量δ为：
式中，h为磨损量，为打磨压力修正系数，γ为打磨压力，打磨压力通过压力传感器(4)检测出来。
2.根据权利要求1所述的基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，其特征在于：所述温度检测模块包括红外线测温仪，所述温度检测模块电连接有零件热量估算模块，所述研磨抛光液控制模块电连接有流量控制阀，所述零件热量估算模块和研磨抛光液控制模块均与流量评估模块电连接；
所述零件热量估算模块用于根据零件温度的变化进行热量的计算，所述流量评估模块用于根据零件的热量对研磨抛光液的流量进行评估。
3.根据权利要求2所述的基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，其特征在于：所述系统的运行步骤如下：
S1、先利用砂轮摩擦力检测模块将不同砂轮(7)与法兰(5)之间的摩擦力进行检测；
S2、根据旋转速度控制模块，旋转电机的旋转速度，得出砂轮的旋转速度，根据摩擦力、旋转速度和打磨压力，对砂轮(7)的磨损进行估算；
S3、随后利用压力补偿模块根据砂轮(7)的磨损以及其打磨压力计算出打磨时所需要的补偿进给量；
S4、利用温度检测模块对打磨过程中的法兰(5)进行实时检测，并利用零件热量估算模块对零件产生的热量进行实时评估，随后通过评估出的热量对研磨抛光液流量进行定量计算；
S5、随后将计算得出的补偿进给量和流量数据分别反馈给进给单元和流量控制阀，使得补偿进给能够根据砂轮(7)的磨损实时进行调整，使得研磨抛光液的流量能够随着零件的热量进行实时调整。
4.根据权利要求3所述的基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，其特征在于：所述步骤S1中，在对砂轮(7)与法兰(5)之间的摩擦力进行检测时，将砂轮(7)与法兰(5)两者相接触，然后利用弹簧测力计拉着砂轮(7)在与法兰(5)的平面上向右作匀速直线运动，这时弹簧测力计的检测力就是摩擦力的大小。
5.根据权利要求3所述的基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，其特征在于：所述步骤S4中，热量Q为：
Q＝FVt＝cm(t1-t0)
摩擦产生的热量与研磨抛光液的吸收热量相同
式中，F为摩擦力，V为打磨速度，t为打磨时间，c为研磨抛光液的比热容，t1为冷却前零件表面的温度，t0为冷却后的温度，t0、t1通过红外线测温仪检测得出，c通过查表得到；
通过上述公式即可求出所需要的研磨抛光液的质量m，根据其密度进一步求出其体积，从而利用管径算出其流速。
6.根据权利要求3所述的基于铸件压力补偿的管路法兰用智能打磨装置，其特征在于：所述步骤S5中，进给单元与进给块(2)电连接，当计算出的补偿进给量和流量数据分别反馈给进给单元和流量控制阀时，进给单元会将数据传输给进给块(2)，使进给块(2)进行向下进给，使得打磨压力始终恒定，同时流量数据会传输给流量控制阀，流量控制阀会根据计算出的流量进行调控。
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