CN114434274B - 一种自适应表面结构精细化打磨装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应表面结构精细化打磨装置，主要包括打磨箱体、支腿、收集箱、放料口、放料阀、送料窗、检修窗、打磨平台，打磨箱体安装在支腿上端，打磨箱体侧面设置有送料窗、检修窗，打磨箱体下端与打磨平台上表面连接，打磨平台下表面与收集箱连接，收集箱上设置有放料口，放料口上设置有放料阀。本发明产品采用打磨箱、橡胶层、抱箍、打磨带等构成等静压机构，向打磨箱内注入一定液压油并保持所需打磨压力，可让橡胶层、打磨带更好的适应常规的表面结构不复杂的非平面、特别是尺寸较长型材等的打磨结构。
Description
技术领域
本发明涉及表面打磨抛光技术领域，具体涉及一种自适应表面结构精细化打磨装置。
背景技术
目前，打磨行业相当一部分打磨由熟练的工人手工完成，自动化水平较低。手工打磨不仅劳动强度大、费时、效率低，而且打磨产生的粉尘危害工人的身体健康。采用旋转摩擦片方式打磨的，只适合表面平整的结构；一些曲面的零件打磨抛光、特别是尺寸较长的型材基本都是由人工手持作业来完成，这很难保证自由曲面零件的形位精度、表面微观物理属性。采用专用机床加工的通用性差，适合大批量生产，可拓展性不强，不仅如此专用机床的价格昂贵。
目前现有技术的自适应打磨技术，主要采用多组“微分”结构的自适应杆，这样的设计结构比较复杂，而且实际打磨时误差较大，表面打磨效果比较差，相关的设计可以参见中国专利202010993911.4。另外有采用基于模糊自适应力控制的恒力自动打磨方法的，这个的算法较为复杂，而且针对实际生产中的规格、形状繁多的打磨要求来说，也不利于大面积推广使用，相关的设计可以参见中国专利201510161357.2。
因此传统的位置控制方式已经不能满足对产品表面质量越来越高的要求，在自动化打磨设备中加入“等静压打磨”是解决这一问题的有效方法。
发明内容
（一）解决的技术问题
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明设计一种自适应表面结构精细化打磨装置，使打磨装置可适应更多片材、型材等常规表面的精细化打磨，同时可实时监测打磨的压力调整打磨时间、频率等参数，可模拟人手往复打磨方式，能更好地满足不适用旋转打磨纱带的打磨工艺需求，提高打磨作业效率和打磨品质。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自适应表面结构精细化打磨装置，主要包括打磨箱体、支腿、收集箱、放料口、放料阀、送料窗、检修窗、打磨平台，打磨箱体安装在支腿上端，打磨箱体侧面设置有送料窗、检修窗，打磨箱体下端与打磨平台上表面连接，打磨平台下表面与收集箱连接，收集箱上设置有放料口，放料口上设置有放料阀，其特征在于：所述打磨装置还包括：气缸组件、滑块、打磨支架、直线导轨、第一电磁铁、第一磁极、第一牵引杆、液压箱、抱箍、第二电磁铁、第二磁极、橡胶层、液压管接头、压力传感器、第二牵引杆，所述气缸组件的缸体固定在打磨箱体上，气缸组件伸缩部与打磨支架固定连接，打磨支架为U形结构，所述打磨支架内至少固定两组直线导轨，每个直线导轨至少固定一组滑块，所述滑块下端与液压箱顶部固定连接，液压箱通过滑块在直线导轨上往复移动；
所述打磨支架下端设置有第一电磁铁和第二电磁铁，第一电磁铁、第二电磁铁均为内空结构，第一电磁铁内设置有吻合的第一磁极，第二电磁铁内设置有吻合的第二磁极，第一磁极和第一牵引杆一端连接，第一牵引杆另一端固定在液压箱左侧，第二磁极和第二牵引杆一端连接，第二牵引杆另一端固定在液压箱右侧；
所述液压箱为内空结构，液压箱顶部设置有液压管接头、压力传感器，液压箱内部设置有液压油，液压箱底部设置有密封连接的橡胶层，橡胶层下表面连接有打磨纱带。
作为上一步优选方案，所述打磨支架顶部设置有通孔，通孔为吸风通道并与排尘管配合吸取打磨时产生的粉尘，所述排尘管一端与打磨箱体连通，另一端与抽风除尘系统连通。
作为上一步优选方案，所述液压箱底部外侧设置有抱箍，抱箍用于将打磨纱带固定在液压箱上橡胶层下表面。
作为上一步优选方案，所述第一电磁铁、第二电磁铁均固定连接在打磨支架上，第一磁极在第一电磁铁内进行左右移动，第二磁极在第二电磁铁内进行左右移动。
作为上一步优选方案，所述第一磁极、第二磁极与变频器接通交变电流后，通过电磁力推动第一磁极、第二磁极在第一电磁铁、第二电磁铁内往复移动，带动与第一牵引杆、第二牵引杆连接的液压箱往复运动。
作为上一步优选方案，所述液压油通过液压管接头向液压箱内注入，启动气缸组件向下压，结合被打磨件在打磨平台上的高度，同时控制压力传感器显示刻度，维持液压箱内液压油的压力，所述液压箱和橡胶层构成等静压体，所述橡胶层下端的打磨纱带与被打磨件表面形成等静压模式且与被打磨件表面贴合。
（三）有益效果
本发明提供了一种自适应表面结构精细化打磨装置，具备以下有益效果：
1、本发明产品采用打磨箱、橡胶层、抱箍、打磨带等构成等静压机构，向打磨箱内注入一定液压油并保持所需打磨压力，可让橡胶层、打磨带更好的适应常规的表面结构不复杂的非平面、特别是尺寸较长型材等的打磨结构。
2、本发明产品采用直线导轨滑块结构，可起到稳定的固定与滑块相连的打磨箱的往复运动，降低了打磨过程中的摩擦阻力。
3、本发明产品采用两端可同向极性电磁铁和相对磁极性设置的磁铁，通过变频器，向两组电磁铁通入交变电流，实现牵引杆带动打磨箱往复运动；改变交变电流的频率，可改变打磨箱的往复运动打磨频率；电磁驱动打磨箱，避免了机械驱动的复杂结构和能力损耗、噪音、维修保养等问题。
4、本发明产品产品将两组电磁铁固定在打磨支架上、两组磁铁固定在打磨箱上，即线圈组件作为固定部件、磁铁作为可动部件，使结构更紧凑，线圈接线为固定式，更加可靠。
5、本发明产品产品在打磨时，根据材质和打磨需要，参照打磨箱内压力传感器参数，可方便控制气缸压力和打磨箱内液压油压力，实现对被打磨件的打磨力度调节。
6、本发明产品产品打磨箱下部设置收集箱可收集较大打磨颗粒。顶部设置排尘管，排尘管可将打磨箱内细小粉尘吸取做进一步除尘处理。打磨支架带有通孔，可方便打磨粉尘被吸取到排尘管内。
7、本发明产品产品结构简单，便于加工制造和推广使用。
附图说明
图1为本发明主视图；
图2为本发明左视图；
图3为本发明右视图；
图4为本发明主视局部剖视图；
图5为本发明图4中A-A剖视图；
图6为本发明打磨组件结构示意图；
图7为本发明打磨组件向左移动示意图；
图8为本发明打磨组件向右移动示意图；
图9为本发明图4中A-A打磨例示意图。
其中，1、气缸组件，2、打磨箱体，3、支腿，4、收集箱，5、放料口，6、放料阀，7、排尘管，8、送料窗，9、检修窗，10、滑块，11、打磨支架，12、直线导轨，13、第一电磁铁，14、第一磁极，15、牵引杆，16、液压箱，17、抱箍，18、第二电磁铁，19、第二磁极，20、橡胶层，21、打磨平台，22、液压管接头，23、压力传感器，24、通孔，25、液压油，26、被打磨件，27、打磨纱带，28、第二牵引杆。
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。
实施例：
如图1-6、9所示，打磨箱体2顶部固定有气缸组件1、排尘管7，底部有支腿3、收集箱4，侧壁有送料窗8、检修窗9；排尘管7一端与打磨箱体2连通，另一端与抽风除尘系统连通。收集箱4为漏斗结构，其下端与放料口5连通，放料口5内设置放料阀6，放料阀6可调节收集箱4内较大的打磨颗粒从放料口5处排出；气缸组件1的缸体固定在打磨箱体2上，其伸缩部与打磨支架11固定连接，打磨支架11为U形结构。
液压箱16顶部与滑块10固定连接，液压箱16可通过滑块10在直线导轨12上往复移动。液压箱16两端至少设置一组第一牵引杆15、第二牵引杆28，第一牵引杆15、第二牵引杆28另一端分别与第一电磁铁13、第二电磁铁18对应位置处设置有第一磁极14、第二磁极19。液压箱16为内空结构，顶部设置有液压管接头22、压力传感器23，底部设置有密封连接的橡胶层20。液压箱16底部设置有抱箍17，抱箍17用于将打磨纱带27固定在液压箱16上橡胶层20的下端，抱箍17用于将打磨纱带27固定在液压箱16上橡胶层20的下端。
打磨支架11内至少固定两组直线导轨12，每个直线导轨12至少固定一组滑块10。打磨支架11内至少设置一组第一电磁铁13、第二电磁铁18。第一电磁铁13、第二电磁铁18为内空结构，并可分别通过第一磁极14、第二磁极19。打磨支架11顶部设置有通孔24，通孔24作为吸风通道，便于排尘管7吸取打磨时产生的粉尘。
采用第一电磁铁13、第二电磁铁18作为固定部，第一磁极14、第二磁极19作为可动部，降低了复杂结构和电源接线难度，同时方便检修维护。
第一磁极14、第二磁极19设为极性相对安装，第一电磁铁13、第二电磁铁18选择电流同向方式安装，第一磁极14、第二磁极19通过变频器接通交变电流后，可通过电磁力推动第一磁极14、第二磁极19在第一电磁铁13、第二电磁铁18内往复移动，实现带动与第一牵引杆15、第二牵引杆28连接的液压箱16往复运动。
液压油25可通过液压管接头22向液压箱16内注入，启动气缸组件1向下压，结合被打磨件26在打磨平台21上的高度，同时控制压力传感器23显示刻度，维持液压箱16内液压油25一定的压力，此时液压箱16和橡胶层20构成一个等静压体，这样橡胶层20下端的打磨纱带27可与被打磨件26表面形成等静压模式，能更好的与被打磨件26表面贴合。
如图7、8所示，液压箱16顶部与滑块10固定连接，液压箱16可通过滑块10在直线导轨12上往复移动，液压箱16两端至少设置一组第一牵引杆15、第二牵引杆28，第一牵引杆15、第二牵引杆28另一端分别与第一电磁铁13、第二电磁铁18对应位置处设置有第一磁极14、第二磁极19，
打磨支架11内至少固定两组直线导轨12，每个直线导轨12至少固定一组滑块10，打磨支架11内至少设置一组第一电磁铁13、第二电磁铁18。第一电磁铁13、第二电磁铁18为内空结构，并可分别通过第一磁极14、第二磁极19，采用第一电磁铁13、第二电磁铁18作为固定部，第一磁极14、第二磁极19作为可动部，降低了复杂结构和电源接线难度，同时方便检修维护。
第一磁极14、第二磁极19设为极性相对安装；第一电磁铁13、第二电磁铁18选择电流同向方式安装；第一磁极14、第二磁极19通过变频器接通交变电流后，可通过电磁力推动第一磁极14、第二磁极19在第一电磁铁13、第二电磁铁18内往复移动，实现带动与牵引杆15连接的液压箱16往复运动。
具体实施过程：
1、通过送料窗8，将被打磨件26放置于打磨平台21上（根据实际产品结构需要，可选择固定夹具夹持后放置）。
2、通过检修窗9，将打磨纱带27用抱箍17固定在液压箱16上橡胶层20的下端。
3、启动气缸组件1向下压，打磨支架11向下移动，结合被打磨件26在打磨平台21上的高度控制所需的下降高度。
4、结合压力传感器23显示刻度，通过液压管接头22向液压箱16内注入所需的液压油25，维持液压箱16内液压油25一定的压力，形成等静压模式。橡胶层20下端的打磨纱带27可与与被打磨件26表面更好的贴合。
5、在第一磁极14、第二磁极19通过变频器接通交变电流后，可通过电磁力推动第一磁极14、第二磁极19在第一电磁铁13、第二电磁铁18内往复移动，实现带动与第一牵引杆15、第二牵引杆28连接的液压箱16往复运动，进而实现液压箱16下端固定的打磨纱带27在被打磨件26表面上往复移动打磨。
以上达到设计目的。
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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。综上，本发明达到预期目的。
Claims (6)
1.一种自适应表面结构精细化打磨装置，主要包括打磨箱体（2）、支腿（3）、收集箱（4）、放料口（5）、放料阀（6）、送料窗（8）、检修窗（9）、打磨平台（21），打磨箱体（2）安装在支腿（3）上端，打磨箱体（2）侧面设置有送料窗（8）、检修窗（9），打磨箱体（2）下端与打磨平台（21）上表面连接，打磨平台（21）下表面与收集箱（4）连接，收集箱（4）上设置有放料口（5），放料口（5）上设置有放料阀（6），其特征在于：所述打磨装置还包括：气缸组件（1）、直线导轨（12）、液压箱（16）、压力传感器（23）、第二牵引杆（28），所述气缸组件（1）的缸体固定在打磨箱体（2）上，气缸组件（1）伸缩部与打磨支架（11）固定连接，打磨支架（11）为U形结构，所述打磨支架（11）内至少固定两组直线导轨（12），每个直线导轨（12）至少固定一组滑块（10），所述滑块（10）下端与液压箱（16）顶部固定连接，液压箱（16）通过滑块（10）在直线导轨（12）上往复移动；
所述打磨支架（11）下端设置有第一电磁铁（13）和第二电磁铁（18），第一电磁铁（13）、第二电磁铁（18）均为内空结构，第一电磁铁（13）内设置有吻合的第一磁极（14），第二电磁铁（18）内设置有吻合的第二磁极（19），第一磁极（14）和第一牵引杆（15）一端连接，第一牵引杆（15）另一端固定在液压箱（16）左侧，第二磁极（19）和第二牵引杆（28）一端连接，第二牵引杆（28）另一端固定在液压箱（16）右侧；
所述液压箱（16）为内空结构，液压箱（16）顶部设置有液压管接头（22）、压力传感器（23），液压箱（16）内部设置有液压油（25），液压箱（16）底部设置有密封连接的橡胶层（20），橡胶层（20）下表面连接有打磨纱带（27）。
2.根据权利要求1所述的一种自适应表面结构精细化打磨装置，其特征在于：所述打磨支架（11）顶部设置有通孔（24），通孔（24）为吸风通道并与排尘管（7）配合吸取打磨时产生的粉尘，所述排尘管（7）一端与打磨箱体（2）连通，另一端与抽风除尘系统连通。
3.根据权利要求1所述的一种自适应表面结构精细化打磨装置，其特征在于：所述液压箱（16）底部外侧设置有抱箍（17），抱箍（17）用于将打磨纱带（27）固定在液压箱（16）上橡胶层（20）下表面。
4.根据权利要求1所述的一种自适应表面结构精细化打磨装置，其特征在于：所述第一电磁铁（13）、第二电磁铁（18）均固定连接在打磨支架（11）上，第一磁极（14）在第一电磁铁（13）内进行左右移动，第二磁极（19）在第二电磁铁（18）内进行左右移动。
5.根据权利要求4所述的一种自适应表面结构精细化打磨装置，其特征在于：所述第一磁极（14）、第二磁极（19）与变频器接通交变电流后，通过电磁力推动第一磁极（14）、第二磁极（19）在第一电磁铁（13）、第二电磁铁（18）内往复移动，带动与第一牵引杆（15）、第二牵引杆（28）连接的液压箱（16）往复运动。
6.根据权利要求1所述的一种自适应表面结构精细化打磨装置，其特征在于：所述液压油（25）通过液压管接头（22）向液压箱（16）内注入，启动气缸组件（1）向下压，结合被打磨件（26）在打磨平台（21）上的高度，同时控制压力传感器（23）显示刻度，维持液压箱（16）内液压油（25）的压力，所述液压箱（16）和橡胶层（20）构成等静压体，所述橡胶层（20）下端的打磨纱带（27）与被打磨件（26）表面形成等静压模式且与被打磨件（26）表面贴合。
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