CN115256213A - 基于精准控制的平面研磨设备 - Google Patents

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CN115256213A CN202210957058.XA CN202210957058A CN115256213A CN 115256213 A CN115256213 A CN 115256213A CN 202210957058 A CN202210957058 A CN 202210957058A CN 115256213 A CN115256213 A CN 115256213A
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Abstract

本发明提供一种基于精准控制的平面研磨设备，包括调节架和机体，所述调节架固定连接在机体上端面，所述机体上端面对称设置有两组水平检测箱，所述机体上端面开设有安装槽，所述安装槽内部两侧均固定连接一组固定板，所述固定板侧端面固定连接有基准螺栓，所述安装槽内部安装有冷却箱，本发明通过对待研磨金属板重新定义基准面，使其在后续研磨时以这个基准面进行研磨，保证研磨基准面水平，同时配合冷却箱以及控温系统，使金属板在研磨时温度保持恒定，有效防止磨削产生的高温时金属板体积发生变化，使金属板研磨后的平面度不会在回温后发生改变，进一步提高研磨精度，使得金属板在研磨后表面精度极高且在打磨后平面度依旧稳定。

Description

基于精准控制的平面研磨设备
技术领域
本发明涉及平面加工技术领域，具体为一种基于精准控制的平面研磨设备。
背景技术
平面加工是一种工业基础技术，常见的加工方法主要为铣与磨，用磨的方式可加工硬度较高的材料，如合金、高碳刚，也可加工脆性的玻璃、花岗岩、大理石等材料。
现有的金属板在进行平面加工时一般通过夹具装夹在加工台上，而加工台在长时间使用产生的磨损，会导致金属板放置后不平，这会影响后续的平面加工的平面度；同时打磨机构通过电机驱动下降，机械行程均会有误差，使得打磨装置实际下降的高度不定，进而使金属板打磨的厚度偏薄或偏厚；并且打磨时产生的高温会使金属板的体积发生变化，回温后会影响打磨表面的平面度会发生变化。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于精准控制的平面研磨设备，包括调节架和机体，所述调节架固定连接在机体上端面，所述机体上端面对称设置有两组水平检测箱，所述机体上端面开设有安装槽，所述安装槽内部两侧均固定连接一组固定板，所述固定板侧端面固定连接有基准螺栓，所述安装槽内部安装有冷却箱，且冷却箱在两组固定板之间，所述调节架一侧安装有第一液压气缸，所述调节架内部滑动连接有打磨机构。
作为进一步优选，所述固定板侧端面间隔设置有三组基准螺栓，且两组固定板上的基准螺栓高度一致，所述基准螺栓侧端面设置有螺母和螺纹垫片，所述螺母和螺纹垫片分别在固定板两侧。
作为进一步优选，两组所述水平检测箱相邻一侧均设置有狭缝，所述狭缝至少有一组间隔设置在水平检测箱侧端面，且狭缝为矩形，两组水平检测箱上的狭缝位置对应。
作为进一步优选，两组所述水平检测箱中的一组内部设置有与狭缝数量相同的激光器，所述激光器输出端与狭缝位置对应，另一组水平检测箱内部设置有光束感应组件，所述光束感应组件的位置与狭缝对应。
作为进一步优选，所述冷却箱内部间隔设置有至少一组冷却流道，所述冷却箱上端面开设有与冷却流道数量相等的冷却槽，且至少一组冷却槽与至少一组冷却流道一一对应，所述冷却箱下端面安装有冷却器，所述冷却器的输出端和输入端与冷却流道连通，所述冷却流道内部填充有水。
作为进一步优选，所述冷却器的输出端和输出端均设置有一组温度传感器，所述冷却器输出端和输入端的温度和的平均值为±.℃。
作为进一步优选，所述打磨机构包括固定座限位槽，所述固定座限位槽两侧各开设有一组限位槽，所述固定座限位槽下端面两侧各固定连接有一组连接板，两组所述连接板相邻一侧转动连接有螺纹杆，两组连接板中的任一组另一侧安装有驱动电机，两组所述连接板之间设置有安装座，所述安装座被螺纹杆贯穿，所述安装座下端面固定连接有第二液压气缸，所述第二液压气缸输出端通过连接杆固定连接有打磨机。
作为进一步优选，所述固定座限位槽通过限位槽与调节架滑动连接，所述第一液压气缸输出端固定连接有一组伸缩杆，所述伸缩杆背离第一液压气缸一端贯穿调节架与固定座限位槽的侧端面固定连接。
作为进一步优选，所述螺纹杆一端贯穿连接板与驱动电机的输出端固定连接。
作为进一步优选，基于精准控制的平面研磨设备还包括研磨系统，所述研磨系统包括处理器和分析模块，所述处理器与第一液压气缸、冷却器、传感器、光束感应器、驱动电机、打磨机、第二液压气缸和分析模块通信连接，所述分析模块用于分析光束感应器采集的光束数据以确定研磨平面度。
作为进一步优选，还包括一种基于精准控制的平面研磨设备的加工方法，工作时，先将待研磨金属板放置在冷却箱上，再将固定板上的基准螺栓取下，根据基准螺栓的孔位在待研磨金属板侧边打孔，通过基准螺栓将待研磨金属板与固定板固定，使待研磨金属板以固定板上基准螺栓的位置作为基准面，然后通过处理器控制驱动电机、打磨机和第二液压气缸在待研磨金属板上磨出一道径向轨迹，然后在径向轨迹上第二次研磨出一道径向轨迹，通过分析两次研磨打磨机下降的高度差值，以及分析模块分析两次研磨后对应光束感应器感应到的光束长度差值，再将光束长度差值与打磨机下降高度差值进行比例处理分析，确定研磨铣销的金属厚度打磨机需要下将的高度，再通过处理器控制第一液压气缸、驱动电机、打磨机和第二液压气缸将待研磨金属板研磨完成，在研磨过程中，通过传感器确定冷却器输出端和输入端的温度，冷却器输出的冷水通过冷却槽对金属板研磨时产生的温度进行冷却，保证金属板温度保持的一定范围类，降低稳固对金属板体积的影响，保证了金属板研磨后的平面度。
（二）有益效果
本发明提供了一种基于精准控制的平面研磨设备，具备以下有益效果：该基于精准控制的平面研磨设备通过两组固定板上的基准螺栓对待研磨金属板重新定义一个基准面，使其在后续研磨时以这个基准面进行研磨，保证研磨基准面水平，使得金属板在也研磨时不需要再次找平，同时通过水平检测箱内部的激光器和光束感应组件分析金属板自身平面度，通过研磨系统确定打磨机下降的精准度，并重新定义下降需要的实际高度，有效防止将金属板研磨厚度过多，再配合冷却箱以及控温系统，使金属板在研磨时温度保持恒定，有效防止磨削产生的高温时金属板体积发生变化，使金属板研磨后的平面度不会在回温后发生改变，进一步提高研磨精度，使得金属板在研磨后表面精度极高且在打磨后平面度依旧稳定。
附图说明
图1为本发明的基于精准控制的平面研磨设备结构示意图；
图2为本发明的机体结构示意图；
图3为图2A出结构放大图；
图4为本发明的冷却箱剖视结构示意图；
图5为本发明的水平监测箱结构示意图；
图6为本发明的打磨机构结构示意图。
图中：1调节架、2第一液压气缸、3机体、4打磨机构、5水平检测箱、6安装槽、7固定板、8冷却箱、9基准螺栓、10冷却槽、11冷却流道、12冷却器、13狭缝、14固定座、15限位槽、16驱动电机、17连接板、18螺纹杆、19打磨机、20第二液压气缸、21安装座。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。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所述特征。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。
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，也可以是电连接或可以相互通讯；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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本实施例提供一种基于精准控制的平面研磨设备，包括调节架1和机体3，调节架1固定连接在机体3上端面，机体3上端面对称设置有两组水平检测箱5，机体3上端面开设有安装槽6，安装槽6内部两侧均固定连接一组固定板7，固定板7侧端面固定连接有基准螺栓9，安装槽6内部安装有冷却箱8，且冷却箱8在两组固定板7之间，调节架1一侧安装有第一液压气缸2，调节架1内部滑动连接有打磨机构4。
在本实施例中，固定板7侧端面间隔设置有三组基准螺栓9，且两组固定板7上的基准螺栓9高度一致，基准螺栓9侧端面设置有螺母和螺纹垫片，螺母和螺纹垫片分别在固定板7两侧。
其中，在研磨作业前，先通过基准螺栓9在固定板7上留下的孔洞对待研磨金属板进行打孔，再通过基准螺栓9、螺母以及垫片将待研磨金属板固定，使得待研磨金属板会以固定板7上所有基准螺栓9的面作为基准面，进而给金属板找了一个新的基准面，便于后续的研磨操作的基准面定位。
在本实施例中，两组水平检测箱5相邻一侧均设置有狭缝13，狭缝13至少有一组间隔设置在水平检测箱5侧端面，且狭缝13为矩形，两组水平检测箱5上的狭缝13位置对应。
具体的，两组水平检测箱5中的一组内部设置有与狭缝13数量相同的激光器，激光器输出端与狭缝13位置对应，另一组水平检测箱5内部设置有光束感应组件，光束感应组件的位置与狭缝13对应。
其中，如图2所示，一组水平检测箱5内激光器发出的激光光束通过狭缝13后会成为矩形光束，然后通过另一组水平检测箱5上的狭缝13被光束感应组件接收，当两组水平检测箱5之间有金属板时，多组激光光束被金属板挡住部分区域，剩下的区域从金属板上部经过，然后被光束感应器接收，通过接收多组光束分析金属板表面的平面度。
在本实施例中，如图4所示，冷却箱8内部间隔设置有至少一组冷却流道11，冷却箱8上端面开设有与冷却流道11数量相等的冷却槽10，且至少一组冷却槽10与至少一组冷却流道11一一对应，冷却箱8下端面安装有冷却器12，冷却器12的输出端和输入端与冷却流道11连通，冷却流道11内部填充有水。
具体的，冷却器12的输出端和输出端均设置有一组温度传感器，冷却器12输出端和输入端的温度和的平均值为20±0.5℃。
其中，金属板在被加工时会放在冷却箱8上端面，通过冷却器12工作使冷却器12与狭缝13形成一个控温系统，对狭缝13内部的水进行循环降温，而狭缝13内部的水通过冷却槽10对冷却箱8上的金属板进行降温，保持金属板在磨削时温度恒定，有效防止磨削产生的高温时金属板体积发生变化，进而影响研磨后的平面度。
在本实施例中，如图1和图6所示，打磨机构4包括固定座限位槽15，固定座限位槽15两侧各开设有一组限位槽15，固定座限位槽15下端面两侧各固定连接有一组连接板17，两组连接板17相邻一侧转动连接有螺纹杆18，两组连接板17中的任一组另一侧安装有驱动电机16，两组连接板17之间设置有安装座21，安装座21被螺纹杆18贯穿，安装座21下端面固定连接有第二液压气缸20，第二液压气缸20输出端通过连接杆固定连接有打磨机19。
具体的，固定座限位槽15通过限位槽15与调节架1滑动连接，第一液压气缸2输出端固定连接有一组伸缩杆，伸缩杆背离第一液压气缸2一端贯穿调节架1与固定座限位槽15的侧端面固定连接，第一液压气缸2通过伸缩杆可调节打磨机构4在调节架1内部的位置，进而完成对打磨机19位置的横向调节。
进一步的，螺纹杆18一端贯穿连接板17与驱动电机16的输出端固定连接，通过驱动电机16驱动螺纹杆18旋转，使安装座21在螺纹杆18上的位置发生改变，进而完成对打磨机19位置的纵向调节。
通过第一液压气缸2和驱动电机16可对打磨机19进行横向和纵向调节，进而使打磨机19可将金属板上端面完成打磨完成。
在本实施例中的基于精准控制的平面研磨设备还包括研磨系统，研磨系统包括处理器和分析模块，处理器与第一液压气缸2、冷却器12、传感器、光束感应器、驱动电机16、打磨机19、第二液压气缸20和分析模块通信连接，分析模块用于分析光束感应器采集的光束数据以确定研磨平面度。
其中，通过处理器对第一液压气缸2、冷却器12、传感器、光束感应器、驱动电机16、打磨机19、第二液压气缸20和分析模块进行控制，执行研磨程序，先通过测量两次在待研磨金属板上的研磨高度差，确定研磨时打磨机19需要下降的高度，再通过维持金属板的温度，避免高温使金属板膨胀，降低回温后金属板的高度差，有效提高研磨精度，保证了金属板在研磨后具有极平整的平面。
本实施例还提供一种基于精准控制的平面研磨设备的加工方法，工作时，先将待研磨金属板放置在冷却箱8上，再将固定板7上的基准螺栓9取下，根据基准螺栓9的孔位在待研磨金属板侧边打孔，通过基准螺栓9将待研磨金属板与固定板7固定，使待研磨金属板以固定板7上基准螺栓9的位置作为基准面，然后通过处理器控制驱动电机16、打磨机19和第二液压气缸20在待研磨金属板上磨出一道径向轨迹，然后在径向轨迹上第二次研磨出一道径向轨迹，通过分析两次研磨打磨机19下降的高度差值，以及分析模块分析两次研磨后对应光束感应器感应到的光束长度差值，再将光束长度差值与打磨机19下降高度差值进行比例处理分析，确定研磨铣销的金属厚度打磨机19需要下将的高度，再通过处理器控制第一液压气缸2、驱动电机16、打磨机19和第二液压气缸20将待研磨金属板研磨完成，在研磨过程中，通过传感器确定冷却器12输出端和输入端的温度，冷却器12输出的冷水通过冷却槽10对金属板研磨时产生的温度进行冷却，保证金属板温度保持的一定范围类，降低稳固对金属板体积的影响，保证了金属板研磨后的平面度。
其中，在研磨结束后需将金属板两侧打的孔区域切除。
综上，本发明提供的一种基于精准控制的平面研磨设备，通过两组固定板7上的基准螺栓9对待研磨金属板重新定义一个基准面，使其在后续研磨时以这个基准面进行研磨，保证研磨基准面水平，使得金属板在也研磨时不需要再次找平，同时通过水平检测箱5内部的激光器和光束感应组件分析金属板自身平面度，通过研磨系统确定打磨机19下降的精准度，并重新定义下降需要的实际高度，有效防止将金属板研磨厚度过多，再配合冷却箱8以及控温系统，使金属板在研磨时温度保持恒定，有效防止磨削产生的高温时金属板体积发生变化，使金属板研磨后的平面度不会在回温后发生改变，进一步提高研磨精度，使得金属板在研磨后表面精度极高且金属板在打磨后平面度依旧稳定。
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。

Claims (10)

1.一种基于精准控制的平面研磨设备，包括调节架（1）和机体（3），其特征在于：所述调节架（1）固定连接在机体（3）上端面，所述机体（3）上端面对称设置有两组水平检测箱（5），所述机体（3）上端面开设有安装槽（6），所述安装槽（6）内部两侧均固定连接一组固定板（7），所述固定板（7）侧端面固定连接有基准螺栓（9），所述安装槽（6）内部安装有冷却箱（8），且冷却箱（8）在两组固定板（7）之间，所述调节架（1）一侧安装有第一液压气缸（2），所述调节架（1）内部滑动连接有打磨机构（4）。
2.根据权利要求1所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：所述固定板（7）侧端面间隔设置有三组基准螺栓（9），且两组固定板（7）上的基准螺栓（9）高度一致，所述基准螺栓（9）侧端面设置有螺母和螺纹垫片，所述螺母和螺纹垫片分别在固定板（7）两侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：两组所述水平检测箱（5）相邻一侧均设置有狭缝（13），所述狭缝（13）至少有一组间隔设置在水平检测箱（5）侧端面，且狭缝（13）为矩形，两组水平检测箱（5）上的狭缝（13）位置对应。
4.根据权利要求3所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：两组所述水平检测箱（5）中的一组内部设置有与狭缝（13）数量相同的激光器，所述激光器输出端与狭缝（13）位置对应，另一组水平检测箱（5）内部设置有光束感应组件，所述光束感应组件的位置与狭缝（13）对应。
5.根据权利要求1所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：所述冷却箱（8）内部间隔设置有至少一组冷却流道（11），所述冷却箱（8）上端面开设有与冷却流道（11）数量相等的冷却槽（10），且至少一组冷却槽（10）与至少一组冷却流道（11）一一对应，所述冷却箱（8）下端面安装有冷却器（12），所述冷却器（12）的输出端和输入端与冷却流道（11）连通，所述冷却流道（11）内部填充有水。
6.根据权利要求5所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：所述冷却器（12）的输出端和输出端均设置有一组温度传感器，所述冷却器（12）输出端和输入端的温度和的平均值为20±0.5℃。
7.根据权利要求1所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：所述打磨机构（4）包括固定座限位槽（15），所述固定座限位槽（15）两侧各开设有一组限位槽（15），所述固定座限位槽（15）下端面两侧各固定连接有一组连接板（17），两组所述连接板（17）相邻一侧转动连接有螺纹杆（18），两组连接板（17）中的任一组另一侧安装有驱动电机（16），两组所述连接板（17）之间设置有安装座（21），所述安装座（21）被螺纹杆（18）贯穿，所述安装座（21）下端面固定连接有第二液压气缸（20），所述第二液压气缸（20）输出端通过连接杆固定连接有打磨机（19）。
8.根据权利要求5所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：所述固定座限位槽（15）通过限位槽（15）与调节架（1）滑动连接，所述第一液压气缸（2）输出端固定连接有一组伸缩杆，所述伸缩杆背离第一液压气缸（2）一端贯穿调节架（1）与固定座限位槽（15）的侧端面固定连接。
9.根据权利要求6所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：所述螺纹杆（18）一端贯穿连接板（17）与驱动电机（16）的输出端固定连接。
10.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于精准控制的平面研磨设备，其特征在于：还包括研磨系统，所述研磨系统包括处理器和分析模块，所述处理器与第一液压气缸（2）、冷却器（12）、传感器、光束感应器、驱动电机（16）、打磨机（19）、第二液压气缸（20）和分析模块通信连接，所述分析模块用于分析光束感应器采集的光束数据以确定研磨平面度。
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