CN115256089A - 通过扭矩控制实现精细研磨抛光的装置和方法 - Google Patents
通过扭矩控制实现精细研磨抛光的装置和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例提供一种研磨抛光装置，属于机械加工技术领域。所述研磨抛光装置包括：磨轮旋转电机，纵横双向进给平台，研磨轮，安装于磨轮旋转电机上，用于研磨抛光待处理器件的边部；纵横双向进给平台伺服电机，用于带动纵横双向进给平台；力矩进给轴，能够前后运动，用于使研磨轮向待处理器件施加固定扭矩值，以控制待处理器件每个部位的磨削量；力矩进给轴伺服电机，执行扭矩控制模式，用于带动力矩进给轴前后运动且保持运动中的平衡；控制器，用于通过预定程序控制力矩进给轴伺服电机和/或纵横双向进给平台伺服电机，以使得纵横双向进给平台带动研磨轮以预定轨迹研磨待处理器件，且使得力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体地涉及一种通过扭矩控制实现精细研磨抛光的装置和方法。
背景技术
对于玻璃和金属器件进行高精度深加工磨边过程中，研磨轮受控沿待处理器件边部进行预定轨迹行进并研磨待处理器件边部，这就要求研磨轮的运动轨迹与待处理器件的边部形状的相似性要高。这对于边部形状不规则的待处理器件较容易实现，而边部形状不规则时难于达到很高的相似性。现有加工过程中，若研磨轨迹和待处理器件边部形状相似度不高，就会造成有的地方研磨量过量，有的地方欠磨。因而对于不规则形状边部的待处理器件，要试验出合适的研磨轨迹，要经过多次调整才能得达到，若一批待处理器件数量不多，则试验品数量占比大很不经济。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种设备，该设备通过扭矩控制能够使研磨轨迹根据待处理器件边部的变化少量自动调整，解决了待处理器件边部不规则时需要大量实验才能确定合适的研磨轨迹的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种研磨抛光装置，包括：
磨轮旋转电机；纵横双向进给平台；
研磨轮，所述研磨轮安装于所述磨轮旋转电机上，用于研磨抛光待处理器件的边部；
纵横双向进给平台伺服电机，用于带动所述纵横双向进给平台；
力矩进给轴，能够前后运动，用于使所述研磨轮向所述待处理器件施加固定扭矩值，以控制所述待处理器件每个部位的磨削量；
力矩进给轴伺服电机，执行扭矩控制模式，用于带动所述力矩进给轴前后运动且保持运动中的平衡；以及
控制器，用于通过预定程序控制所述力矩进给轴伺服电机和/或所述纵横双向进给平台伺服电机，以使得所述纵横双向进给平台带动所述研磨轮以预定轨迹研磨所述待处理器件，且使得所述力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制。
优选的，所述通过预定程序控制所述力矩进给轴伺服电机和/或所述纵横双向进给平台伺服电机，包括：
获取组成所述待处理器件边部曲线的一段或多段曲线；
拟合每段所述曲线的伺服插补程序，以形成整个研磨轨迹；
运行所述伺服插补程序，以验证所述研磨轨迹的符合性；
根据所述符合性的验证结果最终确定所述伺服插补程序；
根据预设的扭矩值控制所述研磨轮对于所述待处理器件每个部位的磨削量，并根据磨削结果最终确定所述扭矩值；
按照最终确定的所述扭矩值和所述确定的伺服插补程序，处理所述待处理器件边部研磨抛光过程。
进一步的，所述的研磨抛光装置还包括弹性调节组件，用于所述研磨轮与所述待处理器件之间缓冲。
优选的，所述磨轮旋转电机为高速变频旋转电机且由变频器控制。
可选的，所述待处理器件为玻璃器件或金属器件。
优选的，所述力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制模式并带动所述力矩进给轴前后运动，当扭矩达到设定值时停止运动，当扭矩超过所述设定值时向后运动，当扭矩小于所述设定值时向前运动。
通过上述技术方案，所述研磨抛光装置在进行研磨时，纵横双向进给平台按预定轨迹移动并带动研磨轮进行研磨，力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制模式，使研磨轮与待处理器件边部研磨过程中基本保持固定大小的压力，达到边部每个部位的磨削量基本一致，大大减少边部研磨缺陷，工艺适应性好，工艺带宽，边部研磨质量高，经济性好。
另一方面，本发明还提供一种研磨抛光方法，包括：
获取组成待处理器件边部曲线的一段或多段曲线；
拟合每段所述曲线的伺服插补程序，以形成整个研磨轨迹；
运行所述伺服插补程序，以验证所述研磨轨迹的符合性；
根据所述符合性的验证结果最终确定所述伺服插补程序；
根据预设的扭矩值控制研磨轮对于待处理器件每个部位的磨削量，并根据磨削结果最终确定所述扭矩值；
按照最终确定的所述扭矩值和所述确定的伺服插补程序，处理所述待处理器件边部研磨抛光过程。
进一步的，所述根据预设的扭矩值控制研磨轮对于待处理器件每个部位的磨削量，并根据磨削结果最终确定所述扭矩值，还进一步确定弹性调节组件弹力的大小，并根据所述弹性调节组件弹力的大小处理所述待处理器件边部研磨抛光过程，其中所述弹性调节组件用于所述研磨轮与所述待处理器件之间缓冲。
可选的，所述待处理器件为玻璃器件或金属器件。
可选的，所述边部曲线为直线、平面曲线及其组合。
本发明提供得研磨抛光方法，其技术特征和有益效果与前述研磨抛光装置相同，此处不再一一赘述。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例的研磨抛光装置主视图；
图2是本发明另一实施例的研磨抛光方法流程图；以及
图3是本发明另一实施例的研磨抛光方法流程图；以及
图4是本发明另一实施例的伺服程序图例。
附图标记说明
1—研磨轮；
2—磨轮旋转电机；
3—弹性调节组件；
4—力矩进给轴；
5—力矩进给轴伺服电机；
6—纵横双向进给平台
7—磨轮旋转电机滑轨；以及
8—待处理器件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本发明的一个装置实施例用于边部形状不规则的器件磨边或抛光的装置，该装置包括：磨轮旋转电机；研磨轮，安装于所述磨轮旋转电机上，用于研磨抛光或待处理器件的边部；纵横双向进给平台；纵横双向进给平台伺服电机，用于带动所述纵横双向进给平台；力矩进给轴，能够前后运动，用于使所述研磨轮向所述待处理器件施加固定扭矩值，以控制所述待处理器件每个部位的磨削量；力矩进给轴伺服电机，执行扭矩控制模式，用于带动所述力矩进给轴前后运动且保持运动中的平衡；以及控制器，用于通过预定程序控制所述力矩进给轴伺服电机和/或所述纵横双向进给平台伺服电机，以使得所述纵横双向进给平台带动所述研磨轮以预定轨迹研磨所述待处理器件，且使得所述力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制。
在该实施例中，当纵横双向进给平台按预定的轨迹移动并带动研磨轮进行边部研磨时，力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制模式，以事先设定的扭矩向前运行，当扭矩达到设定值时停止运动，当扭矩超过设定值时向后运动，当扭矩小于设定值时向前运动，如此带动力矩进给轴前后运动且在运动中保持平衡，使研磨轮与待处理器件边部研磨过程中保持固定大小的压力，达到边部每个部位的磨削量基本一致，能够大大减少边部研磨缺陷，尤其是欠磨、烧边两种缺陷。
本发明的另一个装置实施例为用于TFT基板玻璃边部研磨抛光的装置，请参考图1所示，该装置由研磨轮1、磨轮旋转电机2、弹性调节组件3、力矩进给轴4、力矩进给轴伺服电机5、纵横双向进给平台6、磨轮旋转电机滑轨7、控制器(未示出)组成，用于为待处理器件8磨边。具体的，在本实施例中待处理器件8为边部形状不规则的TFT基板玻璃。必须要说明的是，本实施例的研磨抛光的装置并非仅限于处理TFT基板玻璃，其他类型的玻璃、金属或石材等材质的产品都可以使用本实施例所述的装置来研磨抛光。
在本实施例中：研磨轮1安装在磨轮旋转电机2上；磨轮旋转电机2为高速变频旋转电机，一般由变频器控制，转速可以达到5000转/min以上；弹性调节组件3起缓冲作用，避免研磨轮接触玻璃边缘时太快造成玻璃边部损伤；力矩进给轴4由力矩进给轴伺服电机5控制，研磨边部时，力矩进给轴伺服电机5执行转矩控制模式，可以拖动力矩进给轴4前后运动；纵横双向进给平台6由两个纵横双向进给平台伺服电机(未示出)拖动，通过两轴插补程序使纵横双向进给平台6的移动轨迹与玻璃边部形状相吻合；磨轮旋转电机滑轨7行程很短，用于实现研磨轮电机的少量前后直线运动。
通过本实施例的研磨抛光装置加工一种产品时，例如对边部形状不规则的玻璃进行磨边但不限于，首先确定该产品的边部形状，将边部曲线分为一段或多段曲线(也可以是直线和曲线的组合)，每段曲线为规则圆弧曲线或近似规则圆弧曲线，编写每段的圆弧插补伺服程序，控制纵横双向进给平台6，试验验证其运动轨迹与玻璃边部本段圆弧的符合性，并修改伺服程序直到符合性满意为止。最终达到连续执行各段圆弧的伺服程序，纵横双向进给平台6的运动轨迹与玻璃边部基本相符合，由此可以基本达到研磨抛光的目的。
实际生产中，即使同一批玻璃基材的边部也存在差异，且机械零件前进后退时有间隙，如果严格按照纵横双向进给平台6的运动轨迹，对于部分边部形状差异较大的玻璃基材，边部研磨质量很难控制，容易造成烧边、吊片、欠磨等缺陷，造成良品率不高。为此本实施例中，进一步通过弹性调节组件3、力矩进给轴4和力矩进给轴伺服电机5。当纵横双向进给平台6按规定的轨迹移动，进行边部研磨时，力矩进给轴伺服电机5执行扭矩控制模式，以事先设定的扭矩向前运行，当扭矩达到设定值时停止运动，当扭矩超过设定值时向后运动，当扭矩小于设定值时向前运动，就这样带动力矩进给轴4前后运动且在运动中保持平衡，使研磨轮1与玻璃边部研磨过程中基本保持固定大小的压力，达到边部每个部位的磨削量基本一致，减少边部研磨缺陷。其中，扭矩设定值的大小，根据玻璃品种、研磨轮种类的不同而不同，可根据经验或试验结果而定。弹性调节组件3在研磨轮前进碰到玻璃时，起到缓冲作用，避免应接触过急而引起对玻璃损伤，也是对于力矩进给轴伺服电机5执行扭矩控制时机械反应滞后的补偿。弹性调节组件3中设有可调整器件，其弹性大小可根据具体情况调整。
通过本实施例所述的技术方案，提高了玻璃边部的研磨质量，减少了边部缺陷，提高了良品率，提升了经济效益；在切换新产品时，可以减少确定研磨轮轨迹的试验次数和时间，提高工作效率。
以下介绍本发明的一个方法实施例，本实施例可用于基板玻璃、其他玻璃、金属、玉石等材质的产品的磨边与抛光，其具体实施流程请参考图2所示，实施流程包括：
步骤1：获取组成待处理器件边部曲线的一段或多段曲线；
需要说明的是，当待处理器件边部形状复杂或者要求加工质量较高时，要将边部曲线分成多段，实现研磨轮行走轨迹与边部形状较高的符合性，确保加工质量。同时，将边部曲线分为多段曲线，每段可以是直线，也可以是曲线，以容易模拟并实现程序编写为准。
步骤2：拟合每段所述曲线的伺服插补程序，以形成整个研磨轨迹；
步骤3：运行所述伺服插补程序，以验证所述研磨轨迹的符合性；
步骤4：根据所述符合性的验证结果最终确定所述伺服插补程序；
步骤5：根据预设的扭矩值控制研磨轮对于待处理器件每个部位的磨削量，并根据磨削结果最终确定所述扭矩值；
需要说明的是，研磨过程中，伺服电机执行扭矩控制模式，保证待处理器件边部与研磨轮之间作用力一致。
步骤6：按照最终确定的所述扭矩值和所述确定的伺服插补程序，处理所述待处理器件边部研磨抛光过程。
本实施例对应于本说明书第一装置实施例，如上所述的流程应用于第一装置实施例的控制器，可控制力矩进给轴伺服电机和/或纵横双向进给平台伺服电机，以使得纵横双向进给平台带动研磨轮以预定轨迹研磨待处理器件，且使得力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制并保证待处理器件边部与研磨轮之间作用力一致。
本实施例的有益效果与对应的装置实施例相同，此处不再赘述。
以下介绍本发明的另一方法实施例，该实施例在上一实施例的基础上增加了根据所述弹性调节组件弹力的大小处理所述待处理器件边部研磨抛光过程，其具体实施流程请参考图3所示，实施流程包括：
步骤1：获取组成待处理器件边部曲线的一段或多段曲线；
步骤2：拟合每段所述曲线的伺服插补程序，以形成整个研磨轨迹；
步骤3：运行所述伺服插补程序，以验证所述研磨轨迹的符合性；
步骤4：根据所述符合性的验证结果最终确定所述伺服插补程序；
步骤5：根据预设的扭矩值控制研磨轮对于待处理器件每个部位的磨削量，并根据磨削结果最终确定所述扭矩值；
步骤6：确定弹性调节组件弹力的大小，并根据所述弹性调节组件弹力的大小处理所述待处理器件边部研磨抛光过程，其中所述弹性调节组件用于所述研磨轮与所述待处理器件之间缓冲；
步骤7：按照最终确定的所述扭矩值和所述确定的伺服插补程序，处理所述待处理器件边部研磨抛光过程。
本实施例边部研磨过程中，力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制模式，以最终确定的所述扭矩值向前运行，当扭矩达到最终确定的所述扭矩值时停止运动，当扭矩超过最终确定的所述扭矩值时向后运动，当扭矩小于最终确定的所述扭矩值时向前运动，使研磨轮进行边部研磨过程中基本保持固定大小的压力，达到边部每个部位的磨削量基本一致，减少边部研磨缺陷。其中，弹性调节组件弹力的初始值和扭矩初始设定值的大小，根据被处理器件的材质、研磨轮种类的经验值或本领域技术人员可知的方法设定。本实施例一个调试完成的伺服程序图例请参考图4所示，其中命令1、5为直线插补程序，2、3、4位圆弧插补程序。
此外，还需要说明的是，本实施例中所述边部曲线可以是直线、平面曲线及其组合。
本实施例的有益效果与对应的装置实施例相同，此处不再赘述。
还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种研磨抛光装置，其特征在于，包括：
磨轮旋转电机；
纵横双向进给平台；
研磨轮，所述研磨轮安装于所述磨轮旋转电机上，用于研磨抛光待处理器件的边部；
纵横双向进给平台伺服电机，用于带动所述纵横双向进给平台；
力矩进给轴，能够前后运动，用于使所述研磨轮向所述待处理器件施加固定扭矩值，以控制所述待处理器件每个部位的磨削量；
力矩进给轴伺服电机，执行扭矩控制模式，用于带动所述力矩进给轴前后运动且保持运动中的平衡；以及
控制器，用于通过预定程序控制所述力矩进给轴伺服电机和/或所述纵横双向进给平台伺服电机，以使得所述纵横双向进给平台带动所述研磨轮以预定轨迹研磨所述待处理器件，且使得所述力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制。
2.根据权利要求1所述的研磨抛光装置，其特征在于，所述通过预定程序控制所述力矩进给轴伺服电机和/或所述纵横双向进给平台伺服电机，包括：
获取组成所述待处理器件边部曲线的一段或多段曲线；
拟合每段所述曲线的伺服插补程序，以形成整个研磨轨迹；
运行所述伺服插补程序，以验证所述研磨轨迹的符合性；
根据所述符合性的验证结果最终确定所述伺服插补程序；
根据预设的扭矩值控制所述研磨轮对于所述待处理器件每个部位的磨削量，并根据磨削结果最终确定所述扭矩值；
按照最终确定的所述扭矩值和所述确定的伺服插补程序，处理所述待处理器件边部研磨抛光过程。
3.根据权利要求1所述的研磨抛光装置，其特征在于，还包括弹性调节组件，用于所述研磨轮与所述待处理器件之间缓冲。
4.根据权利要求1所述的研磨抛光装置，其特征在于，所述磨轮旋转电机为高速变频旋转电机且由变频器控制。
5.根据权利要求1所述的研磨抛光装置，其特征在于，所述待处理器件为玻璃器件或金属器件。
6.根据权利要求1所述的研磨抛光装置，其特征在于，所述力矩进给轴伺服电机执行扭矩控制模式并带动所述力矩进给轴前后运动，当扭矩达到设定值时停止运动，当扭矩超过所述设定值时向后运动，当扭矩小于所述设定值时向前运动。
7.一种研磨抛光方法，包括：
获取组成待处理器件边部曲线的一段或多段曲线；
拟合每段所述曲线的伺服插补程序，以形成整个研磨轨迹；
运行所述伺服插补程序，以验证所述研磨轨迹的符合性；
根据所述符合性的验证结果最终确定所述伺服插补程序；
根据预设的扭矩值控制研磨轮对于待处理器件每个部位的磨削量，并根据磨削结果最终确定所述扭矩值；
按照最终确定的所述扭矩值和所述确定的伺服插补程序，处理所述待处理器件边部研磨抛光过程。
8.根据权利要求7所述的研磨抛光方法，其特征在于，所述根据预设的扭矩值控制研磨轮对于待处理器件每个部位的磨削量，并根据磨削结果最终确定所述扭矩值，
还进一步确定弹性调节组件弹力的大小，并根据所述弹性调节组件弹力的大小处理所述待处理器件边部研磨抛光过程，其中所述弹性调节组件用于所述研磨轮与所述待处理器件之间缓冲。
9.根据权利要求7所述的研磨抛光方法，其特征在于，所述待处理器件为玻璃器件或金属器件。
10.根据权利要求7所述的研磨抛光方法，其特征在于，所述边部曲线为直线、平面曲线及其组合。
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