CN114473858A - 一种用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，涉及研磨装置技术领域，用于解决传统高精度研磨，会对操作者身体以及环境产生不利影响，不利于现场生产安全管理的技术问题。其中：压力装置、研磨装置以及研磨平台在三轴机械手的空间上沿上中下分布，压力装置与研磨装置同步运动，多个待研磨斜盘安装在研磨装置内，压力装置为研磨装置提供压力，待研磨斜盘在研磨装置带动下与研磨平台接触，三轴机械手带动压力装置以及研磨装置在平面内按预设轨迹运动，对待研磨斜盘进行研磨。上述用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置结构简单，使用方便，能够同时对多个斜盘进行加工研磨，提高了加工的效率，使用更加的安全可靠，具有很高的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及研磨装置技术领域，尤其涉及一种用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置。
背景技术
传统的高精度研磨都是由多年研磨经验的老师傅们手工完成的，传统手工方法存在劳动强度大，生产周期长，生产时长期占用工人及场地资源，致使生产资源冲突，加工效率低，并且斜盘研磨精度高，平面度要求0.003，需专人专项的研磨。砂研斜盘时需加研磨膏、煤油、机油及汽油等辅助性材料，以上辅材对操作者身体有一定危害；以往传统砂研场地都是公开环境，无保护的工作环境对斜盘及周围环境都有一定影响，且不利于现场生产安全管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，用于解决传统高精度研磨需要专门人员进行，而人工研磨会对操作者身体以及环境产生不利影响，不利于现场生产安全管理的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
提供一种用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，包括三轴机械手、压力装置、研磨平台以及研磨装置；
所述压力装置、所述研磨平台以及研磨装置均安装在所述三轴机械手上，所述压力装置、所述研磨装置以及所述研磨平台在空间上沿上中下分布，所述压力装置与所述研磨装置同步运动，多个待研磨斜盘安装在所述研磨装置内，所述压力装置为所述研磨装置提供压力，待研磨斜盘在所述研磨装置带动下与所述研磨平台接触，所述三轴机械手带动所述压力装置以及所述研磨装置在平面内按预设轨迹运动，对待研磨斜盘进行研磨。
本发明提供的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，有效的设计消除几个斜盘同时研磨易产生的侧向力，使每个斜盘所受的摩擦力均匀；斜盘研磨后已经能很好消除磨工痕迹，在保证研磨质量的前提下，研磨机床在更短的时间内一次装夹能研磨至少3个斜盘，使效率大幅度提升，突破原来专人专项的研磨技术瓶颈，机床研磨后斜盘质量基本和手工研磨一致，能满足工艺要求，同时，降低了加工者劳动强度，减少煤油、汽油等有机溶剂对身体的伤害，改善加工环境，提高现场生产的安全性。上述用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置结构简单，使用方便，能够同时对多个斜盘进行加工研磨，提高了加工的效率，使用更加的安全可靠，具有很高的实用性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置的侧视图；
图2为图1中用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置的俯视图；
图3为图1中研磨工装的结构示意图；
图4为图3中研磨工装的局部剖面图；
图5为图1中压块的示意图。
附图标记：
1-垫板、2-弹性块、3-压板、4-压块、5-工装推盘、6-钢性球头、7-三轴机械手、8-压力装置、9-推力框、10-夹具、11-固定施力点11。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以泵系列前、后斜盘斜盘为例，摸索类似斜盘在专用设备研磨加工，一次研磨多个斜盘。泵系列前、后斜盘年投入批次多、数量大、斜盘硬度高及研磨时下屑困难等问题严重制约公司生产，工人劳动强度大与研磨过程中大量使用有机溶剂对工人身体及环境造成危害也是亟待解决的问题。
前、后斜盘斜盘小、异形结构，与专门研磨的大壳体结构差异大，在设备一次研磨多个小斜盘，解决一个施力头带动多个斜盘研磨，需重新设计“工装推盘5”、“压装接口”结构，使受力平稳均衡。
研磨的“工装推盘5”、“压装接口”结构设计难点：
①一个施力头带动多个斜盘研磨，斜盘的高度差易引起压块4侧斜，斜度大，斜盘受侧向力影响，研磨时易受压力不稳定；②斜盘台阶面不规则，无与研磨面平行的三点施力面；③由于斜盘小且精度高，施力斜面时易自转，从速度方向的分析，压力中心的变化会使斜盘研磨不稳定。
本申请的目的是突破原来专人专项的研磨技术瓶颈，提高生产效率，在数控研磨设备加工斜盘，解决一个施力头带动多个斜盘同时研磨，因高度差及中心误差影响，研磨时摩擦力不均匀，斜盘易受侧向力问题。达到表面粗糙度Ra0.2要求，平面度0.003要求。
详见图1和图2所示，本发明提供的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，包括三轴机械手、压力装置8、研磨平台以及研磨装置；
压力装置8、研磨平台以及研磨装置均安装在三轴机械手上，压力装置8、研磨装置以及研磨平台在空间上沿上中下分布，压力装置8与研磨装置同步运动，多个待研磨斜盘安装在研磨装置内，压力装置8为研磨装置提供压力，待研磨斜盘在研磨装置带动下与研磨平台接触，三轴机械手带动压力装置8以及研磨装置在平面内按预设轨迹运动，对待研磨斜盘进行研磨。
具体实施时：
用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置(见图1)，用三组带伺服电机的双轨滑台组成三轴机械手，研磨平台水平放置，机械手的水平移动范围大于研磨平台的范围，推力框9和压力装置8(压力装置8可选择为可控变压气缸)装在机械手上，研磨工装放在夹具10内，夹具10放在推力框9内，推力框9上的固定施力点11限制夹具10在水平方向上的自由移动，可控变压气缸给斜盘施加垂直于研磨面的压力，采用工控机编程控制研磨轨迹、研磨速度、轨迹位置变化和压力大小。
根据斜盘斜盘的结构特征设计制作“工装推盘5”和“压装接口”装置，以三点成一个面原则，一次装夹至少研磨3个斜盘，通过“压装接口”保证“工装推盘5”推动的三个斜盘和相对应的三处施力位置定位准确可靠。通过确定“工装推盘5”与斜盘间隙及施力位置，避免几个斜盘因摩擦力不均，而导致斜盘受侧向力。一个施力头向下施力时，三处“压装接口”连接处不能浮动受阻，如果受阻，整体的高度误差会影响三个斜盘同时贴平研磨平台。几个斜盘同时研磨运动时，为了保证斜盘质量和平台稳定，不能有较大的冲量传到斜盘及研磨平台，使几个斜盘受力不均造成研磨量不一致。最终试验参数如压力、速度、时间及研磨轨迹，实现压力能和手工研磨压力匹配，使研磨质量能符合工艺要求，达到表面粗糙度Ra0.2，平面度0.003。
数控研磨设备“钢性球头”(为可控变压气缸研磨工装的接触位置)施力部分与“工装推盘5”同步，斜盘在“工装推盘5”与施力头同步。设备施力到“钢性球头”，自由滚动的钢性球头通过垫板1将压力传递到压板3，通过压板3传递弹性块2，通过弹性块2传递到各个压块4上，并且通过弹性块2定位各个压块4，最后通过压块4传递到了各个斜盘上，这时各个斜盘在工装推盘5里与设备“钢性球头”施力部分同步运动，实现多个斜盘在研磨平台上按设置的轨迹研磨。
工装推盘5推斜盘外圆，斜盘与工装推盘5之间有合适的双面间隙0.5mm，斜盘相对工装推盘5自由运动，摩擦力不会滞后，能消除运动时的侧向力。与斜盘接触的压块4压在靠近研磨面的斜台阶圆面上，斜盘与压块4配合双面间隙0.08mm，压块4的中心与斜盘中心一致。斜盘与压块4之间用活动销钉连接，防止斜盘运动中自转，避免压力中心的变化使斜盘研磨不稳定。压块4用非金属材料铝或铍青铜，以保护斜盘不被碰伤。
压块4与压板3通过弹性块2连接，弹性块2与压块4、压板3配压合，保证上下定位准确可靠，浮动连接使几个斜盘研磨时能自动调平，斜盘同时贴平研磨平台一起被研磨。施力点转接装置为柔性结构，避免了较大的冲量传到斜盘及研磨平台，保证平台稳定和斜盘受力平稳。经过试验弹性块2材料及尺寸，材料用5080橡胶压制而成，足够强度的弹性块2保证中心轴对研磨平台的垂直度，并且它的弹性势能可以很好地补偿斜盘高度差异。
“钢性球头”与压板3之间增加垫板1，并且垫板1有高硬度且表面粗糙度在Ra0.8以上。避免研磨过程中长时间接触压坑，斜盘浮动受阻，消除研磨时斜盘的侧向力。
本发明提供的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，有效的设计消除几个斜盘同时研磨易产生的侧向力，使每个斜盘所受的摩擦力均匀；斜盘研磨后已经能很好消除磨工痕迹，在保证研磨质量的前提下，研磨机床在更短的时间内一次装夹能研磨至少3个斜盘，使效率大幅度提升，突破原来专人专项的研磨技术瓶颈，机床研磨后斜盘质量基本和手工研磨一致，能满足工艺要求，同时，降低了加工者劳动强度，减少煤油、汽油等有机溶剂对身体的伤害，改善加工环境，提高现场生产的安全性。上述用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置结构简单，使用方便，能够同时对多个斜盘进行加工研磨，提高了加工的效率，使用更加的安全可靠，具有很高的实用性。
作为一种可实施方式，研磨装置包括推力框9、夹具10以及研磨工装；推力框9安装在三轴机械手上，压力装置8朝向推力框9，推力框9上设置有上下贯穿的安装槽，夹具10安装在安装槽内，研磨工装安装在夹具10内，研磨工装的研磨端穿过安装槽，研磨工装的固定端位于安装槽外侧，压力装置8为研磨工装施加压力。
推力框9能够更好的收纳夹具10，夹具10能够更好的通过施力点将作用力传递给研磨工装，三轴机械手同时带动研磨工装与压力装置8同步运动。研磨工装的研磨端穿过安装槽，使得待研磨斜盘能够与研磨平台相接触，实现对斜盘的研磨。
作为一种可实施方式，研磨工装包括压板3、工装推盘5以及多个弹性安装件；弹性安装件的一端安装在压板3上，工装推盘5上设置有多个通孔，待研磨斜盘安装在弹性安装件的另一端，并位于对应的通孔内。
工装推盘5上的通孔能够同时容纳多个斜盘。实现了同时对多个斜盘的研磨，提高了研磨效率，弹性安装件证上下定位准确可靠。弹性安装件的浮动连接使几个斜盘研磨时能自动调平，斜盘同时贴平研磨平台一起被研磨。施力点转接装置为柔性结构，避免了较大的冲量传到斜盘及研磨平台，保证平台稳定和斜盘受力平稳。
作为一种可实施方式，弹性安装件包括弹性块2以及压块4；弹性块2安装在压板3上，压块4的固定端安装在弹性块2上，待研磨斜盘安装在压块4的自由端。
弹性块2及压块4，保证上下定位准确可靠，弹性块2实现的浮动连接使几个斜盘研磨时能自动调平，斜盘同时贴平研磨平台一起被研磨。施力点转接装置为柔性结构，避免了较大的冲量传到斜盘及研磨平台，保证平台稳定和斜盘受力平稳。
作为一种可实施方式，压块4为T形结构，压块4的自由端位于通孔内，自由端与通孔的内侧壁间设置有第一预设间隙，压块4的固定端位于通孔的外侧，并且，压块4固定端的直径大于通孔的内径。
压块4固定端的直径大于通孔的内径，保证了压块4对压力的传递效果，避免了对斜盘的过度研磨，保证了研磨效果，第一预设间隙的设置配合弹性料，解决几个斜盘受向下施力时斜盘中心误差引起整体高度误差的影响，使几个斜盘上下左右浮动灵活，斜盘研磨时能自动调平。弹性块2的力转接为弹性结构，弹性势能可以很好地补偿斜盘之间的差异，保证研磨时力的平稳传递，使斜盘受力均匀平稳。
作为一种可实施方式，压块4的自由端设置有安装孔，待研磨斜盘安装在安装孔内，安装孔的中心线向压力装置8倾斜。
安装孔的设置，方便了对斜盘的安装，安装孔的中心线向压力装置8倾斜，使得斜盘的待研磨面与研磨平台的接触效果。
作为一种可实施方式，待研磨斜盘的安装端与安装孔的内侧壁间设置有第二预设间隙，待研磨斜盘的安装端通过销轴活动安装在压块4的安装孔内，待研磨斜盘在安装孔内范围内活动。
消除几个斜盘同时研磨易产生的侧向力，使用特制弹性补偿垫使每个斜盘所受的摩擦力均匀；斜盘研磨后能很好消除磨工痕迹，机床研磨后斜盘质量和手工研磨一致。斜盘与压块4之间用活动销钉连接，防止斜盘运动中自转，避免压力中心的变化使斜盘研磨不稳定。压块4用非金属材料铝或铍青铜，以保护斜盘不被碰伤。
作为一种可实施方式，工装推盘5为T形结构，工装推盘5的研磨端穿过安装槽，工装推盘5的固定端位于推力框9上安装槽的外侧。
保证了工装推盘5在夹具10内的安装效果，也保证了压力装置8向下压力的传递效果。
作为一种可实施方式，工装推盘5的横截面为圆形，多个通孔沿工装推盘5的中心线均匀分布。
多个通孔均匀设置，确保了多个斜盘受力均衡，研磨效果相同。
作为一种可实施方式，研磨工装包括垫板1，垫板1位于压板3上，在压力装置8为研磨装置施加压力时，压力装置8的刚性球头6与垫板1相抵。
垫板1保证了压力装置8施加压力的传递效果。垫板1有高硬度且表面粗糙度在Ra0.8以上。避免研磨过程中长时间接触压坑，零件浮动受阻，消除研磨时零件的侧向力。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，包括三轴机械手、压力装置、研磨平台以及研磨装置；
所述压力装置、所述研磨平台以及研磨装置均安装在所述三轴机械手上，所述压力装置、所述研磨装置以及所述研磨平台在空间上沿上中下分布，所述压力装置与所述研磨装置同步运动，多个待研磨斜盘安装在所述研磨装置内，所述压力装置为所述研磨装置提供压力，待研磨斜盘在所述研磨装置带动下与所述研磨平台接触，所述三轴机械手带动所述压力装置以及所述研磨装置在平面内按预设轨迹运动，对待研磨斜盘进行研磨。
2.根据权利要求1所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，所述研磨装置包括推力框、夹具以及研磨工装；
所述推力框安装在所述三轴机械手上，所述压力装置朝向所述推力框，所述推力框上设置有上下贯穿的安装槽，所述夹具安装在所述安装槽内，所述研磨工装安装在所述夹具内，所述研磨工装的研磨端穿过所述安装槽，所述研磨装置的固定端位于所述安装槽外侧，所述压力装置为所述研磨工装施加压力。
3.根据权利要求2所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，所述研磨工装包括压板、工装推盘以及多个弹性安装件；
所述弹性安装件的一端安装在所述压板上，所述工装推盘上设置有多个通孔，待研磨斜盘安装在所述弹性安装件的另一端，并位于对应的所述通孔内。
4.根据权利要求3所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，所述弹性安装件包括弹性块以及压块；
所述弹性块安装在所述压板上，所述压块的固定端安装在所述弹性块上，待研磨斜盘安装在所述压块的自由端。
5.根据权利要求4所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，所述压块为T形结构，所述压块的自由端位于所述通孔内，所述自由端与所述通孔的内侧壁间设置有第一预设间隙，所述压块的固定端位于所述通孔的外侧，并且，所述压块固定端的直径大于所述通孔的内径。
6.根据权利要求4所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，所述压块的自由端设置有安装孔，待研磨斜盘安装在所述安装孔内，所述安装孔的中心线向所述压力装置倾斜。
7.根据权利要求6所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，待研磨斜盘的安装端与所述安装孔的内侧壁间设置有第二预设间隙，待研磨斜盘的安装端通过销轴活动安装在所述压块的安装孔内，待研磨斜盘在所述安装孔内范围内活动。
8.根据权利要求3所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，所述工装推盘为T形结构，所述工装推盘的研磨端穿过所述安装槽，所述工装推盘的固定端位于所述推力框上所述安装槽的外侧。
9.根据权利要求4所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，所述工装推盘的横截面为圆形，多个所述通孔沿所述工装推盘的中心线均匀分布。
10.根据权利要求3所述的用于对斜盘进行高精度自适应研磨的装置，其特征在于，所述研磨工装包括垫板，所述垫板位于所述压板上，在所述压力装置为所述研磨装置施加压力时，所述压力装置的刚性球头与所述垫板相抵。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2022
- 2022-02-11 CN CN202210130005.0A patent/CN114473858A/zh active Pending
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