CN114536171A - 自动抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抛光设备技术领域，一种自动抛光机，包括工作底板，工作底板上设置有控制器、第一行走机构、第二行走机构和第三行走机构，第二行走机构上设有摆动卸力机构，摆动卸力机构上设有翻转机构，旋转机构顶部传动连接有夹持机构，第三行走机构具有能够纵向移动的升降板，升降板上设有砂带机构；所述控制器连接控制各机构的驱动元件。本发明有助于解决现有抛光机加工轨迹单一、无法适配复杂轮廓工件抛光需求的问题。

Description

自动抛光机

技术领域

本发明涉及抛光设备技术领域，尤其是涉及一种自动抛光机。

背景技术

抛光机主要用于工件表面的磨削抛光，主要是通过砂带机构与工件接触摩擦。目前市场上抛光机结构相对简单，只能针对产品的同一工作面或同一角度进行磨削抛光，而像水暖产品等具有圆弧棱边、曲面的工件表面，其抛光处理主要依靠人为操作，费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动抛光机，有助于解决现有抛光机加工轨迹单一、无法适配复杂轮廓工件抛光需求的问题。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

自动抛光机，包括工作底板，工作底板上设置有控制器，工作底板上设有第一行走机构，第一行走机构具有能够水平线性移动的第一滑块，第一滑块上设有第二行走机构，第二行走机构具有能够水平线性移动的第二滑块，且其移动方向垂直于第一滑块的移动方向；

第二滑块上设有摆动卸力机构，摆动卸力机构底部通过枢转轴与第二滑块连接，摆动卸力机构一侧设有固设于第二滑块上的拉簧支架，拉簧支架与摆动卸力机构之间设有拉簧；

摆动卸力机构上设有翻转机构，其输出端具有水平设置的翻转轴，翻转轴上连接有旋转机构，旋转机构顶部传动连接有夹持机构；

所述工作底板位于拉簧支架一侧还设有第三行走机构，第三行走机构具有能够纵向移动的升降板，升降板上设有砂带机构；

所述控制器连接控制各机构的驱动元件。

进一步的，所述摆动卸力机构包括沿第一滑块移动方向间隔设置的第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板为竖直板体结构，两者底部通过轴承与枢转轴连接；枢转轴平行于第一滑块的移动方向，枢转轴可旋转设置在第二滑块顶部；第一侧板和第二侧板底部与第二滑块顶部之间存在间隙。

进一步的，第一侧板和第二侧板靠近拉簧支架一侧还设有限位板，限位板外侧壁为平整面，第一侧板、第二侧板和限位板共同构成一摆动架，该摆动架能够以枢转轴为轴线进行摆动；

所述卸力拉簧两端分别固定连接在第一侧板和拉簧支架位于同一侧的侧壁上；自由状态下，卸力拉簧能够将摆动架拉向拉簧支架，限位板外侧壁与拉簧支架内侧壁贴合接触。

进一步的，所述翻转机构包括固设于第二侧板外侧的翻转电机，所述翻转轴由共线设置的两个转轴组成，两个转轴分别枢接于第一侧板和第二侧板顶部，两个转轴之间连接有翻转板；

所述旋转机构包括固设于翻转板底部的旋转电机，旋转电机的输出轴竖直朝上，该输出轴顶部连接有通气旋转接头，所述通气旋转接头包括旋转芯和外壳，所述旋转芯与外壳之间设有通气孔，通气孔在外壳侧壁处形成进气口，在旋转芯顶部形成出气口，旋转芯与旋转电机的输出轴传动连接，外壳与翻转轴之间设有约束件。

进一步的，所述夹持机构包括固定件和活动件，所述固定件底部与所述旋转芯连接，固定件上固设有夹持气缸，夹持气缸的伸缩杆末端与活动件连接，夹持气缸的通过管件及通气旋转接头的通气孔与外部空压设备连接，固定件和活动件上可拆卸连接有用于夹持工件的夹持爪。

进一步的，所述砂带机构包括枢接于升降板上的驱动轮和从动轮，驱动轮底部连接有砂带驱动电机，升降板位于从动轮一侧设有延展架，延展架上设有水平设置的摆臂，摆臂中心位置底部通过转轴与延展架连接，摆臂内侧端设有换带气缸和张紧拉簧，两者一端与摆臂内侧端连接，另一端与升降板连接固定，摆臂外侧端连接有张紧轮，所述驱动轮、从动轮和张紧轮外侧绕设有砂带。

进一步的，所述摆臂外侧端与张紧轮之间设有角度调节机构。

进一步的，所述翻转轴位于第一侧板外侧端设有翻转原点传感器。

进一步的，所述第一行走机构、第二行走机构和第三行走机构采用电机及丝杆组合的线性驱动结构。

进一步的，所述控制器采用多轴运动控制卡。

相较于现有技术，本发明至少包括以下优点：

1、本发明通过设置层级叠加的第一行走机构、第二行走机构、翻转机构和旋转机构，使得工件安装在夹持机构后，能够在前后、左右横移的基础上同步进行纵轴旋转、横轴摆动，使得工件外轮廓各角度方向均能作为外露面进行抛光处理；以及，协同可调节高度位置的砂带机构，进一步丰富抛光动作，能够进行直线、圆弧、曲面等多种状态下的抛光作业，能够实现工件立体式全覆盖抛光作业，而借助控制器来控制各活动机构的驱动元件，能够根据工件的待抛光区域的立体结构来制定各活动机构的活动参数，实现自动化抛光操作，这有助于节省人力操作的参与，降低劳动强度。

2、本发明通过设置摆动卸力机构，利用枢转轴与卸力拉簧带来的弹性摆动结构，当工件受到砂带对其施加的压力大于卸力拉簧的预设值时，摆动卸力机构能够带动工件向外翻转，用于抵消砂带所施加的超负荷压力，避免过度抛光磨削，损坏工件。

本发明通过设置张紧轮、摆臂和换带气缸的组合结构，利用换带气缸驱动摆臂摆动，带动张紧轮位置变化，这能够快速改变砂带的张紧度，使得砂带的拆装更加便捷高效；另外在摆臂上设置张紧拉簧，用于换带气缸在换带气缸拉紧摆臂时提供一个辅助拉力。

附图说明

图1为一实施例中自动抛光机的结构示意图；

图2为图1中行走机构的结构示意图；

图3为摆动卸力机构的结构示意图；

图4为翻转机构和旋转机构的安装结构示意图；

图5为砂带机构的结构示意图；

图6为图5的俯视图。

图中标注：1、工作底板；2、第一行走机构；21、第一电机；22、第一丝杆；23、第一导轨；24、第一滑块；3、第二行走机构；31、第二电机；32、第二丝杆；33、第二导轨；34、第二滑块；4、摆动卸力机构；41、第一侧板；42、第二侧板；43、枢转轴；44、拉簧支架；45、卸力拉簧；46、限位板；5、翻转机构；51、翻转电机；52、翻转轴；53、翻转板；54、翻转原点传感器；6、旋转机构；61、旋转电机；62、通气旋转接头；63、约束件；7、夹持机构；71、固定件；72、活动件；73、夹持气缸；74、夹持爪；8、第三行走机构；81、升降板；9、砂带机构；91、驱动轮；92、从动轮；93、张紧轮；94、砂带；95、摆臂；96、换带气缸；97、张紧拉簧；98、延展架；99、角度调节板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一元件，它可以直接在另一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”另一元件，它可以是直接连接到一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参见图1，本实施例公开一种基于多轴运动控制卡的自动抛光机，其包括一工作底板1，工作底板1为厢式结构，主要起承载作用，工作底板1的顶面为水平的平整面。工作底板1顶部一侧安装有电控柜，电控柜内设有控制器，该控制器具体为多轴控制运动卡，其通过导线与各活动机构的驱动元件电性连接，该控制器设置有显示屏和按键，能够对各活动机构的驱动元件的运行参数进行设置。

结合图2，工作底板1顶部设有第一行走机构2，第一行走机构2具体包括固设于工作底板1上的第一电机21，第一电机21的输出轴经减速器后传动连接有一水平设置的第一丝杆22，定义第一丝杆22的方向为前后方向。第一丝杆22两端可旋转卡设在工作底板1上，第一丝杆22上套设有第一滑块24，第一滑块24与第一丝杆22之间通过螺纹结构连接，第一电机21能够驱动第一丝杆22旋转，使得第一滑块24与第一丝杆22发生相对位置变化，实现第一滑块24水平线性移动的效果。

为了第一滑块24的移动路径更加稳定精准，工作底板1上固设有与第一丝杆22平行设置的第一导轨23，第一导轨23为线性导轨，第一导轨23与第一滑块24通过凹凸轮廓卡接，第一导轨23能够为第一滑块24起到导向作用。

由于在抛光作业过程中，砂带对工件进行磨削，会有毛刺、细屑等掉落，为了保证第一导轨23免受粉尘、细屑等杂质的影响，第一滑块24位于第一导轨23上方固设有防尘罩。

进一步的，工作底板1靠近前端边缘处设有原点接近开关，用于第一滑块24的行程终点检测。

第一滑块24上固定设置有第二行走机构3，第二行走机构3具体包括固定安装于第一滑块24上的第二电机31，第二电机31的输出轴通过减速器传动连接有水平设置的第二丝杆32，第二丝杆32垂直于第一丝杆22设置，即第二丝杆32呈左右朝向布置，第二丝杆32两端可旋转卡设在第一滑块24上，第二丝杆32上套设有第二滑块34，第二滑块34与第二丝杆32之间通过螺纹连接，第二电机31能够驱动第二丝杆32旋转，使得第二滑块34在第二丝杆32上进行线性移动。

第一滑块24上设有平行于第二丝杆32的第二导轨33，第二滑块34可活动卡设在第二导轨33上，使得其线性滑动路径更加稳定精准。

第一行走机构2和第二行走机构3协同作用，利用前后、左右方向的同步配合驱动，能够提供在滑块行程内的同一水平面上随意位置的灵活移动能力。

第二滑块34上设有摆动卸力机构4。具体的，如图3所示，摆动卸力机构包括左右间隔设置的第一侧板41和第二侧板42，第一侧板41和第二侧板42为竖直板体结构，两者底部通过轴承与枢转轴43连接，枢转轴43通过一转轴套与第二滑块34固定连接，枢转轴43呈左右朝向设置。

结合图4所示，为了防止与第二滑块34发生干涉，第一侧板41和第二侧板42底部与第二滑块34顶部之间存在间隙。

进一步的，第一侧板41和第二侧板42靠近拉簧支架44后侧中部位置还设有限位板46，限位板46为竖直板体结构，其外侧壁为平整面，限位板46能够起到连接第一侧板41和第二侧板42，增强结构强度的效果，使得第一侧板41、第二侧板42和限位板46共同构成一摆动架，该摆动架能够以枢转轴43为轴线进行摆动。

所述卸力拉簧45两端分别固定连接在第一侧板41和拉簧支架44位于同一侧的侧壁上，第一侧板41和拉簧支架44位于该侧的侧壁上安装有与其相适配的拉簧螺杆，用于卸力拉簧45两端的勾拉绷紧连接。自由状态下，卸力拉簧45能够将摆动架拉向拉簧支架44，限位板46外侧壁与拉簧支架44内侧壁贴合接触，限位板46此时起到防止摆动卸力机构过度后倾，保持摆动卸力机构后侧终端位置的效果。

如图2-4所示，摆动卸力机构上设有翻转机构5，具体的，第二侧板42外侧壁上安装固定有翻转电机51，翻转电机51的输出轴左右朝向，其内侧端延伸至第二侧板42内侧，并连接有左右朝向的翻转轴52。所述翻转轴52由共线设置的两个转轴组成，两个转轴分别通过轴承枢接于第一侧板41和第二侧板42顶部内侧壁上，两个转轴之间连接有翻转板53，翻转板53起到连接两个转轴的作用，以及为旋转机构6提供安装载体。翻转电机51能够驱动翻转板53进行翻转。

进一步的，第一侧板41上的转轴外侧端延伸至第一侧板41外侧，并连接有翻转原点传感器54，翻转原点传感器54包括固设于翻转轴52外侧的翻转信号杆，以及固设于第一侧板41前端的原点检测件，翻转信号杆能够跟随翻转轴52转动，当其转动至原点检测件的识别区域时，能够触发信号变化，使得控制器能够得知相关信息并反馈至翻转电机51，构成翻转机构5的原点检测系统，使得翻转轴52不会过度后翻。

旋转机构6安装在翻转板53上。具体的，结合图2和图4，所述旋转机构6包括固设于翻转板53底部的旋转电机61，旋转电机61的输出轴竖直朝上，该输出轴顶部连接有通气旋转接头62，所述通气旋转接头62包括旋转芯和外壳，所述旋转芯与外壳之间设有通气孔，通气孔在外壳侧壁处形成进气口，在旋转芯顶部形成出气口，旋转芯与旋转电机61的输出轴传动连接，这使得旋转芯在灵活旋转过程中，也能够保证高压气体的向上传递输送。为了防止外壳跟随旋转芯一同转动，外壳与翻转轴52之间设有约束件63，该约束件63包括水平固设于外壳侧壁上的约束块，以及竖直固设于翻转轴52上的约束杆，约束块外侧端具有U型槽，约束杆卡设在该U型槽内，起到外壳的角度约束效果。

结合图2和图4，通气旋转接头62顶部设有夹持机构7，夹持机构7用于夹持或卡设工件，对工件进行固定作用。所述夹持机构7包括固定件71和活动件72，所述固定件71底部通过底板结构与所述旋转芯连接，固定件71上固设有夹持气缸73，夹持气缸73的伸缩杆左右朝向设置，该伸缩杆末端与活动件72连接固定，夹持气缸73的通过管件及通气旋转接头62的通气孔与外部空压设备连接，实现气动连接。固定件71和活动件72顶部可拆卸连接有用于夹持工件的夹持爪74，夹持爪74的结构可根据工件的结构进行更换。夹持气缸73通过伸缩杆控制活动件72的位置，来调整固定件71和活动件72之间的间距，用于夹持或卡设固定工件。

通过通气旋转接头62，使得夹持机构7在跟随旋转机构6的旋转过程中，也能够保持夹持气缸73的气流管路的连接，使其能够正常稳定支持夹持机构7对工件夹持固定。

结合图5和图6，工作底板1顶部后侧设有第三行走机构8，第三行走机构8与第一行走机构2和第二行走机构3的结构一致，均采用电机及丝杆的驱动方式。第三行走机构8竖直设置，该丝杆上固定连接有升降板81，升降板81为水平板体结构，升降板81位于夹持机构7的后方。

升降板81上设有砂带机构9。所述砂带机构9包括枢接于升降板81上的驱动轮91和从动轮92，两者的枢转轴43竖直设置，底部通过轴承与升降板81连接，驱动轮91远离夹持机构7一侧，其枢转轴43贯穿至升降板81下方，并连接有砂带驱动电机，砂带驱动电机固设于升降板81上。升降板81位于从动轮92一侧设有延展架98，延展架98上设有水平设置的摆臂95，摆臂95外侧延伸至升降板81外部，摆臂95中心位置底部通过转轴与延展架98连接，该转轴作为摆臂95的枢转轴，摆臂95内侧端水平设置有换带气缸96和张紧拉簧97，两者一端与摆臂95内侧端连接，另一端通过与升降板81上的支座连接固定，摆臂95外侧端连接有张紧轮93，所述驱动轮91、从动轮92和张紧轮93外侧绕设有环状的砂带94。砂带94受驱动轮91的影响，能够持续高速旋转，砂带94在靠近夹持机构7一侧形成一工作面，用于与工件接触磨削，从而起到抛光效果。

张紧拉簧97位于换带气缸96的外侧，在张紧轮93向外移动过程时，能够辅助换带气缸96对摆臂95后端提供一个辅助拉紧力，这有助于减轻换带气缸96的工作负担。换带气缸96作为摆臂95的主控制部件，当砂带94套设在驱动轮91、从动轮92和张紧轮93上时，换带气缸96拉紧摆臂95的后侧端，使得摆臂95前侧端向外摆动，绷紧砂带94，完成砂带94的安装，当需要更换砂带94时，换带气缸96反向驱动，将摆臂95后侧端向外推动，使得摆臂95前侧端的张紧轮93向内摆动，砂带94失去内侧的支撑力而松脱。这使得砂带94的更换更加便捷。

进一步的，张紧轮93与摆臂95之间设有角度调节板99，张紧轮93的枢转轴通过螺杆与角度调节板99上的螺纹孔连接，借助该连接结构，可以对张紧轮93的安装角度进行调整，使得抛光面的角度得到调整。

由于砂带94在靠近夹持机构7一侧形成一固定位置的工作面，因此，摆动机构的限位板46和翻转机构5的翻转原点传感器54协同作用，构成双层限位系统，避免工件在夹持后，过度后倾，砂带94对工件施加的压力超负荷。另外的，摆动卸力机构的存在，也能够在工件受到超负荷压力时，自动向外侧翻转移动，起到抵消卸力的效果，使得工件的抛光动作更加精准。

在具体实施过程中，将根据工件的立体结构，利用相应系统制作好抛光路径，利用多轴运动控制卡，根据该路径去控制第一行走机构2、第二行走机构3、翻转机构5、旋转机构6和第三行走机构8的驱动配合系统，实现根据工件轮廓，对砂带94作业时的高度进行灵活调整，对工件的水平位置进行灵活及时调整变化，以及对工件的左右角度、前后角度进行灵活及时的调整变化，达到自动抛光的作业效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.自动抛光机，包括工作底板，工作底板上设置有控制器，其特征在于，工作底板上设有第一行走机构，第一行走机构具有能够水平线性移动的第一滑块，第一滑块上设有第二行走机构，第二行走机构具有能够水平线性移动的第二滑块，且其移动方向垂直于第一滑块的移动方向；

第二滑块上设有摆动卸力机构，摆动卸力机构底部通过枢转轴与第二滑块连接，摆动卸力机构一侧设有固设于第二滑块上的拉簧支架，拉簧支架与摆动卸力机构之间设有卸力拉簧；

摆动卸力机构上设有翻转机构，其输出端具有水平设置的翻转轴，翻转轴上连接有旋转机构，旋转机构顶部传动连接有夹持机构；

所述工作底板位于拉簧支架一侧还设有第三行走机构，第三行走机构具有能够纵向移动的升降板，升降板上设有砂带机构；

所述控制器连接控制各机构的驱动元件。

2.根据权利要求1所述的自动抛光机，其特征在于，所述摆动卸力机构包括沿第一滑块移动方向间隔设置的第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板为竖直板体结构，两者底部通过轴承与枢转轴连接；枢转轴平行于第一滑块的移动方向，枢转轴可旋转设置在第二滑块顶部；第一侧板和第二侧板底部与第二滑块顶部之间存在间隙。

3.根据权利要求2所述的自动抛光机，其特征在于，第一侧板和第二侧板靠近拉簧支架一侧还设有限位板，限位板外侧壁为平整面，第一侧板、第二侧板和限位板共同构成一摆动架，该摆动架能够以枢转轴为轴线进行摆动；

所述卸力拉簧两端分别固定连接在第一侧板和拉簧支架位于同一侧的侧壁上；自由状态下，卸力拉簧能够将摆动架拉向拉簧支架，限位板外侧壁与拉簧支架内侧壁贴合接触。

4.根据权利要求2或3所述的自动抛光机，其特征在于，所述翻转机构包括固设于第二侧板外侧的翻转电机，所述翻转轴由共线设置的两个转轴组成，两个转轴分别枢接于第一侧板和第二侧板顶部，两个转轴之间连接有翻转板；

所述旋转机构包括固设于翻转板底部的旋转电机，旋转电机的输出轴竖直朝上，该输出轴顶部连接有通气旋转接头，所述通气旋转接头包括旋转芯和外壳，所述旋转芯与外壳之间设有通气孔，通气孔在外壳侧壁处形成进气口，在旋转芯顶部形成出气口，旋转芯与旋转电机的输出轴传动连接，外壳与翻转轴之间设有约束件。

5.根据权利要求4所述的自动抛光机，其特征在于，所述夹持机构包括固定件和活动件，所述固定件底部与所述旋转芯连接，固定件上固设有夹持气缸，夹持气缸的伸缩杆末端与活动件连接，夹持气缸的通过管件及通气旋转接头的通气孔与外部空压设备连接，固定件和活动件上可拆卸连接有用于夹持工件的夹持爪。

6.根据权利要求1所述的自动抛光机，其特征在于，所述砂带机构包括枢接于升降板上的驱动轮和从动轮，驱动轮底部连接有砂带驱动电机，升降板位于从动轮一侧设有延展架，延展架上设有水平设置的摆臂，摆臂中心位置底部通过转轴与延展架连接，摆臂内侧端设有换带气缸和张紧拉簧，两者一端与摆臂内侧端连接，另一端与升降板连接固定，摆臂外侧端连接有张紧轮，所述驱动轮、从动轮和张紧轮外侧绕设有砂带。

7.根据权利要求6所述的自动抛光机，其特征在于，所述摆臂外侧端与张紧轮之间设有角度调节机构。

8.根据权利要求4所述的自动抛光机，其特征在于，所述翻转轴位于第一侧板外侧端设有翻转原点传感器。

9.根据权利要求1所述的自动抛光机，其特征在于，所述第一行走机构、第二行走机构和第三行走机构采用电机及丝杆组合的线性驱动结构。

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