CN115319604A - 一种阳极碳块碳碗打磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阳极碳块碳碗打磨设备，属于打磨设备技术领域。包括中空的主轴、定环、凸轮体、浮动套筒、若干斜槽打磨机构、底面打磨机构、上弹性支撑组件和下弹性支撑组件；定环、凸轮体和浮动套筒依次套设在主轴上，定环通过轴承与主轴相连，凸轮体位于定位台阶和第一卡簧槽之间，第一卡簧槽中设有第一卡簧，凸轮体上沿圆周方向上设有环形导槽，环形导槽的上缘面和/或下缘面呈周期性波浪形或正弦曲线形；底面打磨机构安装在浮动套筒的下端；上弹性支撑组件设置在定位台阶与凸轮体之间，下弹性支撑组件设置在所述凸轮体与浮动套筒之间；若干斜槽打磨机构安装在定环上，并且每个斜槽打磨机构上均设有滚子，滚子设置在导槽内。

Description

一种阳极碳块碳碗打磨设备

技术领域

本发明涉及一种阳极碳块碳碗打磨设备，属于打磨设备技术领域。

背景技术

阳极碳块是铝电解槽的核心部分，它既作为导电体将直流电导入电解槽，同时，也参与铝电解的电化学反应过程。

阳极碳块的结构如图14和15所示，包括长方体形状的阳极主体23和在阳极主体23顶部的若干碳碗24，碳碗24用于连接阳极钢爪，在每一个碳碗24的中心部分均设有一个碳碗凸台27，在每个碳碗24的内圆周边均匀分布有多个凝固斜槽25。阳极碳块在生产过程中需要高温焙烧，焙烧过程中必须用辅料将其完全覆盖，但是，在高温下会有大量辅料与碳块粘连在一起，必须要将碳碗斜槽清理干净，才能保障与钢爪浇筑连接的牢固，增加导电性，降低电阻率。

目前的清理方式多采用人工清理的方式，由于碳碗24内部斜槽25和碳碗凸台27的结构设计，工人需要具有一定的操作技术才能完成清理，人工清理劳动强度大，工作效率低，并且清理过程中污染非常大，会损害工人的健康。

申请号为202110153187.9的中国发明专利，公开了一种铝用碳碗斜槽的清理刀具及清理方法，该刀具包括支架、结构件、气缸、纵向驱动装置、双向驱动装置和清理装置；每个清槽刀为一根与斜槽长度一致，大小略小的钢棒，每个振动器与每个清槽刀一一对应设置，通过将清槽刀插入到斜槽当中，振动器使钢棒振动着向下移动实现对碳碗的清理，整个打磨头由机器人带动，在向下运动时同时有与斜槽角度一致的旋转运动，刀盘随着碳碗的斜槽的角度自由旋转，每个清槽刀可上下跳动和左右摆动，缺点是：（1）该发明的刀具只能够实现碳碗斜槽狭小空间内的自动清理，不能对碳碗内部所有的位置进行全面的清理，碳碗内侧壁、底壁及凸台上附着的辅料还需要人工或其它设备进行清理；（2）使用该发明的刀具对碳碗清理后，清理后的残渣会留在碳碗内，还需要额外使用吸尘器，或者通过翻转方式将残渣清理走，清理效率低，浪费人力和物力；（3）如果碳碗变形过大时，清槽刀会被卡住而难以从斜槽中脱离，如果碳碗内辅料过多时，清槽刀也会被卡住，造成设备的损坏；（4）碳碗与斜槽均具有一定的拔模斜度，而清槽刀的尺寸只能按照斜槽的最小宽度处设计，所以在拔模处清理不干净。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的技术方案以改善或解决如上所述的现有技术中存在的技术问题。

本发明提供的技术方案如下：一种阳极碳块碳碗打磨设备，包括中空的主轴、定环、凸轮体、浮动套筒、若干斜槽打磨机构、底面打磨机构、上弹性支撑组件和下弹性支撑组件；所述定环、凸轮体和浮动套筒依次套设在所述主轴上，所述凸轮体和浮动套筒均通过键与所述主轴连接；

所述上弹性支撑组件设置在所述定位台阶上部，所述下弹性支撑组件设置在所述凸轮体与所述浮动套筒之间；

所述凸轮体上沿圆周方向上设有环形导槽，所述环形导槽的上缘面和/或下缘面呈周期性波浪形或正弦曲线形；所述底面打磨机构安装在所述浮动套筒的下端；

所述斜槽打磨机构上包括滚子，若干所述斜槽打磨机构沿所述定环的周向均布，所述滚子安装在环形导槽内。

进一步的，所述凸轮体为圆柱筒状，在所述圆柱筒侧壁上沿圆周方向开设有所述环形导槽。

进一步的，所述斜槽打磨机构的数量为偶数个，所述斜槽打磨机构沿所述凸轮体的环形导槽均匀分布。所述波浪形或正弦曲线形的周期的数量与所述斜槽打磨机构的数量相适配。

进一步的，所述斜槽打磨机构包括刀杆组件和安装在刀杆组件上的斜槽打磨头，所述刀杆组件通过滑轨安装在所述定环上，所述滚子通过轮轴安装在所述刀杆组件上且置于所述凸轮体的环形导槽内。

进一步的，所述刀杆组件包括刀杆本体和振动片，所述振动片的一端与刀杆本体连接，所述振动片的另一端安装斜槽打磨头，所述滚子通过轮轴安装在所述刀杆本体上。

进一步的，所述振动片包括连接臂、折弯臂和振动臂，所述连接臂、折弯臂和振动臂依次连接，且所述连接臂与所述振动臂不在同一个平面上，所述斜槽打磨头安装在所述振动臂的端部。

进一步的，所述振动片上还设有一挡板，所述挡板的一端安装在所述连接臂上，所述挡板的另一端挡设在所述振动臂靠近所述主轴的一侧。

进一步的，所述斜槽打磨机构还包括顶升弹簧，所述顶升弹簧的一端与所述刀杆组件连接，另一端与所述定环连接。

进一步的，所述斜槽打磨机构还包括刀杆支架和弹簧顶块，所述刀杆支架固定在所述定环上，所述弹簧顶块固定在所述刀杆支架上，所述刀杆组件通过滑轨安装在所述刀杆支架上，所述顶升弹簧的一端与所述刀杆组件连接，另一端与弹簧顶块连接。

进一步的，所述底面打磨机构包括盘体、以及安装在所述盘体底面上的一把或若干把螺旋刀，所述盘体的中间设有吸渣口，所述螺旋刀的刀尖延伸至所述吸渣口内。

进一步的，所述螺旋刀靠近所述吸渣口的一端具有凹陷部，若干所述螺旋刀的凹陷部形成仿形凹槽结构。

进一步的，所述底面打磨机构还包括安装在所述盘体上的一个或若干个侧壁打磨块。

进一步的，所述底面打磨机构还包括调整弹簧和调整螺栓，每个所述侧壁打磨块周侧均设有调整弹簧和调整螺栓，所述侧壁打磨块通过铰链销安装在所述盘体上，所述侧壁打磨块的一侧与调整弹簧抵触安装，所述侧壁打磨块的另一侧与调整螺栓抵触安装。

进一步的，所述主轴上设有定位台阶和第一卡簧槽，所述凸轮体位于所述定位台阶和第一卡簧槽之间，所述第一卡簧槽中设有第一卡簧。

进一步的，所述上弹性支撑组件包括若干第一支撑弹簧和弹簧顶板，若干所述第一支撑弹簧呈环形阵列排布在所述弹簧顶板与所述凸轮体的上端面之间，并且所述弹簧顶板与所述主轴的定位台阶接触限位；所述下弹性支撑组件包括若干第二支撑弹簧和若干支柱销，若干第二支撑弹簧和若干支柱销均呈环形阵列排布在所述凸轮体的下端面和浮动套筒的上端面之间，且所述支柱销的一端与凸轮体或浮动套筒连接，所述支柱销的另一端为自由端。

进一步的，所述主轴的下端还设有第二卡簧槽，所述浮动套筒设置在所述第二卡簧槽上方，所述第二卡簧槽内设有第二卡簧，所述第二卡簧用于限制所述浮动套筒沿轴向脱离主轴移动。

进一步的，还包括吸风管，所述吸风管通过轴承安装在所述主轴上，并且所述吸风管的内腔与所述主轴的内腔连通。

进一步的，还包括总装外壳和用于与机器人连接的法兰盘，所述法兰盘安装在所述总装外壳上，并且所述总装外壳还与所述定环连接。

进一步的，还包括电机和皮带轮，所述电机通过所述皮带轮带动所述主轴旋转。

本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的阳极碳块碳碗打磨设备能够对阳极碳块碳碗的内侧壁、底壁、斜槽和凸台进行全面的清理，碳碗的底壁和内侧壁均通过底面打磨机构进行清理，碳碗的斜槽通过斜槽打磨机构进行清理，斜槽打磨机构通过滚子与凸轮体连接，当凸轮体跟随主轴做高速旋转运动时，由于环形导槽的上或/和下缘面的呈周期性波浪形或正弦曲线形，滚子在环形导槽内绕轮轴转动，同时受环形导槽波浪形或正弦曲线形的周期性作用，滚子会带动斜槽打磨机构上下振动，实现对碳碗斜槽的清理。

2、本发明的凸轮体的上下分别设有上弹性支撑组件和下弹性支撑组件，使斜槽打磨机构、底面打磨机构沿主轴的轴向上可以伸缩，防止底面打磨机构打到碳碗底部时发生硬的冲击，并且当卡刀现象发生时，刀具会向上压迫凸轮体，凸轮体会带动斜槽打磨机构上移，进而保护斜槽打磨机构。

3、本发明的主轴为中空的结构，当将吸渣设备的吸风管与主轴连接后，使打磨装置具有了收渣功能，可以将碳碗内的渣（即辅料）沿主轴的空心管道吸走。

4、本发明的碳碗底部的打磨刀具为螺旋刀，可以将渣（即辅料）旋进空心管道中，并且所述螺旋刀的刀尖均延伸至所述吸渣口内，所述螺旋刀靠近所述吸渣口的一端具有凹陷部，若干所述螺旋刀的凹陷部形成仿形凹槽结构，所述仿形凹槽内的刀具能够将碳碗凸台上的料渣打磨干净，并且在吸渣口处所述螺旋刀之间的距离很小，能进一步的将大块的渣搅碎，从而不堵塞管道。

6、本发明的底面打磨机构配有侧壁打磨块，在工作时所述侧壁打磨块一直紧贴碳碗侧壁，使碳碗的拔模角度处也能打磨干净。

7、本发明的所述斜槽打磨机构的数量为偶数个，滚子的数量与所述斜槽打磨机构的数量相同，所述斜槽打磨机构和滚子沿所述凸轮体的环形导槽均匀分布，工作时，一半的滚子做上升运动时，另一半的滚子做下降运动，从而将滚子上下振动时对凸轮体造成的不平衡力给抵消掉，防止滚子与斜槽打磨头乃至整个机器人发生共振，从而避免了共振引起的破坏。

8、本发明的振动片的结构设计使得振动片具有一定的弹性和抗强冲击能力，当振动片受到冲击力作用后能够进行多向缓冲并自动复位，从而能够可以防止斜槽变形等使刀具卡住，还能够使振动片上安装的打磨头与斜槽在拔模角度方向上紧密贴合，将斜槽内的辅料清理干净。

9、本发明的顶升弹簧给滚子一个向上的力，使滚子一直与环形导槽的上缘面接触，从而使滚子沿一个方向旋转，当凸轮体高速旋转时，滚子在环形导槽内与凸轮体之间为滚动摩擦；如果滚子与环形导槽的上缘面或下缘面随机接触，则会造成滚子反复变换旋转方向的情况，滚子将会与凸轮体之间产生滑动摩擦力而非滚动摩擦力，这样将大大影响滚子寿命。

附图说明

图1为本发明的阳极碳块碳碗打磨设备的结构示意图；

图2为本发明的阳极碳块碳碗打磨设备的正视图；

图3为本发明的图2的A-A向剖视图；

图4为本发明的主轴的结构示意图；

图5为本发明的图4的B-B向剖视图；

图6为本发明的各结构装配在主轴上的结构示意图；

图7为本发明的斜槽打磨机构结构示意图；

图8为本发明的振动片结构示意图；

图9为本发明的凸轮体结构示意图；

图10为本发明的斜槽打磨机构安装在凸轮体上的结构示意图；

图11为本发明的定环结构示意图；

图12为本发明的底面打磨机构的结构示意图；

图13为本发明的底面打磨机构的底部的结构示意图；

图14为阳极碳块的结构示意图；

图15为阳极碳块局部剖视结构示意图。

图中，1、主轴；101、定位台阶；102、第一卡簧槽；103、第一卡簧；104、第二卡簧槽；105、第二卡簧；2、定环；3、凸轮体；301、环形导槽；302、凸峰；303、凹谷；4、浮动套筒；5、斜槽打磨机构；501、斜槽打磨头；502、刀杆本体；503、振动片；5031、连接臂；5032、折弯臂；5033、振动臂；5034、挡板；504、顶升弹簧；505、刀杆支架；506、弹簧顶块；6、底面打磨机构；601、盘体；6011、吸渣口；602、螺旋刀；6021、凹陷部；6022、仿形凹槽；603、侧壁打磨块；604、调整弹簧；605、调整螺栓；7、上弹性支撑组件；701、第一支撑弹簧；702、弹簧顶板；8、下弹性支撑组件；801、第二支撑弹簧；802、支柱销；9、第一轴承；10、第二轴承；11、键；12、滚子；13、吸风管；14、总装外壳；15、法兰盘；16、电机；17、皮带轮；18、第一轴承支撑座；19、第二轴承支撑座；20、上密封座；21、下密封座；22、滑轨；23、阳极主体；24、碳碗；25、斜槽；27、碳碗凸台。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

需要首先说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图1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。

如图1～13所示，一种阳极碳块碳碗打磨设备，包括中空的主轴1、定环2、凸轮体3、浮动套筒4、若干斜槽打磨机构5、底面打磨机构6、上弹性支撑组件7和下弹性支撑组件8；所述定环2、凸轮体3和浮动套筒4自上而下依次套设在所述主轴1上，所述凸轮体3和浮动套筒4均通过键11与所述主轴1连接；所述上弹性支撑组件7设置在凸轮体3上部，所述下弹性支撑组件8设置在所述凸轮体3与所述浮动套筒4之间；所述凸轮体3上沿圆周方向上设有环形导槽301，所述环形导槽301的上缘面和/或下缘面呈周期性波浪形或正弦曲线形；所述底面打磨机构6安装在所述浮动套筒4的下端；所述斜槽打磨机构5上包括滚子12，若干所述斜槽打磨机构5沿所述定环2的周向均布，所述滚子安装在环形导槽301内。

所述阳极碳块碳碗打磨设备还包括总装外壳14，所述定环2固定安装在总装外壳14上，所述主轴1和定环2在轴向上相对固定。具体可以是，所述定环2通过轴承与所述主轴1相连，所述定环2通过第一轴承9和第二轴承10安装在主轴1上，第一轴承9和第二轴承10的内圈与主轴1连接，第一轴承9通过第一轴承支撑座18与定环2连接，第二轴承10通过第二轴承支撑座19与定环2连接。主轴1能够相对定环2绕自身轴线旋转。

主轴1的旋转通过键11传递给所述凸轮体3和浮动套筒4，即主轴1能够带动所述凸轮体3和浮动套筒4同步旋转，并且凸轮体3和浮动套筒4在轴向上不固定，所述凸轮体3和浮动套筒4均能够沿主轴1上、下移动。

凸轮体3可沿主轴1的轴向上、下浮动，主轴1上有凸轮体下限位结构，该凸轮体下限位结构用于对凸轮体3的下限位置进行限定。

具体可以是：所述主轴1上设有定位台阶101和第一卡簧槽102，所述凸轮体3位于所述定位台阶101和第一卡簧槽102之间，所述第一卡簧槽102中设有第一卡簧103，通过第一卡簧对凸轮体的下限位进行限定。

所述凸轮体3为圆柱筒状，在所述圆柱筒侧壁上沿圆周方向开设环形导槽301，凸轮体3的环形导槽301的上缘面和/或下缘面呈周期性波浪形或正弦曲线形，即环形导槽301的上缘面和下缘面上具有交替重复排列的凸峰302和凹谷303。

所述斜槽打磨机构5包括刀杆组件和安装在刀杆组件上的斜槽打磨头501，所述刀杆组件包括刀杆本体502和振动片503，所述滚子12通过轮轴安装在所述刀杆本体502上且置于所述凸轮体3的环形导槽301内。所述振动片的一端与刀杆本体502连接，所述振动片503的另一端安装斜槽打磨头501。所述斜槽打磨机构5还包括顶升弹簧504、刀杆支架505和弹簧顶块506，所述刀杆支架505固定在所述定环2上，所述弹簧顶块506固定在所述刀杆支架505上，所述刀杆支架505上设有滑槽，所述刀杆本体502的一侧设有与所述滑槽相适配的滑轨22，所述刀杆本体502通过滑轨22安装在所述刀杆支架505上，所述刀杆本体502相对于所述刀杆支架505能够上下移动。所述顶升弹簧504的一端与所述刀杆本体502连接，另一端与弹簧顶块506连接。

当凸轮体3高速旋转时，由于斜槽打磨机构5的刀杆本体502通过滑轨22安装在定环2上，斜槽打磨机构5不能随凸轮体3同步旋转，而是滚子12在环形导槽301内沿凸峰302-凹谷303-凸峰302上下移动，从而带动斜槽打磨机构5做出简谐振动，进而带动斜槽打磨机构5的斜槽打磨头501上下振动，这样斜槽打磨头501就会在斜槽内进行高速的振动来将斜槽25内的渣打磨干净，并且当凸轮体3受到外力作用沿主轴1向上运动时，刀杆本体502会带动斜槽打磨头501沿滑轨22向上运动。所述顶升弹簧504给滚子12一个向上的力，使滚子12一直与环形导槽301的上缘面接触，当凸轮体3高速旋转时，滚子12在环形导槽301内与凸轮体3之间为滚动摩擦。如果没有顶升弹簧504，凸轮体3在旋转时，由于环形导槽301的上缘面和/或下缘面上呈周期性波浪形或正弦曲线形，那么滚子12将一会与环形导槽301的上表面接触，一会与环形导槽301的下表面接触，则会造成滚子12反复变换旋转方向的情况，滚子12将会与凸轮体3之间产生滑动摩擦力而非滚动摩擦力，将大大降低滚子12与凸轮的寿命。由于凸轮体3高速转动，而凸轮体3转动一圈滚子12轴承将做多次的上下运动，而凸轮体3的转速很高，所以顶升弹簧504的寿命将无法保证，为了增加顶升弹簧504的使用寿命，选用的顶升弹簧504的尺寸较长，从而使顶升弹簧504在压缩过程中一直远离其极限压缩位置，从而增大顶升弹簧504的寿命。

所述斜槽打磨机构5的数量为偶数个，所述斜槽打磨机构5沿所述凸轮体3的环形导槽301均匀分布，所述波浪形或正弦曲线形的周期的数量与所述斜槽打磨机构5的数量相适配。在本发明中所述滚子12有6个，正弦曲线的周期数量与滚子12的数量相匹配，使互相间隔的三个滚子12向上运动时，另外三个滚子12正好向下运动，从而将滚子12上下振动时对凸轮体3造成的不平衡力给抵消掉，防止滚子12与斜槽打磨头501乃至整个机器人发生共振，从而避免了共振引起的破坏。更具体的，假设滚子的数量为m，则波浪形或正弦曲线形的周期的数量为T，则T=m/2+nm，其中，m为偶数，n为自然数，并且n可以是0。

所述振动片503包括连接臂5031、折弯臂5032和振动臂5033，所述连接臂5031、折弯臂5032和振动臂5033依次连接，所述连接臂5031、折弯臂5032和振动臂5033之间的连接角度根据斜槽打磨头501的实际的打磨方向设置，在本实施例中，所述连接臂5031和折弯臂5032垂直连接，所述折弯臂5032和振动臂5033垂直连接，且所述连接臂5031与所述振动臂5033不在同一个平面上，所述振动片503通过所述连接臂5031与所述刀杆本体502连接，并且所述振动片503安装在刀杆本体502上后，所述振动臂5033的倾斜角度与碳碗24内斜槽25的倾斜角度相适配，所述斜槽打磨头501安装在所述振动臂5033的端部。所述打磨头为仿形结构，所述斜槽打磨头501的打磨面上设有打磨刃。

所述振动片503的所述振动臂5033由弹性材料制成，优选的，所述弹性材料为65Mn钢、60Si2Mn钢和50CrVA钢等，使振动片503在水平面中的X和Y方向上具有柔性，能够使斜槽打磨头501与斜槽25在拔模角度方向上紧密贴合，另外也可以防止斜槽25变形等使斜槽打磨头501卡住。在打磨过程中，由于视觉定位误差、机器人移动时的误差、斜槽25变形等误差的客观存在，如果振动片503是刚性的，要将斜槽打磨头501顺利插入到阳极碳块碳碗的斜槽25中，那必然只能将斜槽打磨头501尺寸做的比斜槽25小很多才能防止斜槽打磨头501被卡住，但是这样做打磨效果将大打折扣，并且如果弹性片是刚性的，在振动打磨过程中，有可能会损坏打磨片。另外，振动片503的结构特性，使之在竖直方向上又有一定的刚性，从而能够将斜槽25中的较硬的渣打磨下来。

所述振动片503上还设有一挡板5034，所述挡板5034为一折弯的挡板5034，所述挡板5034的一端安装在所述连接臂5031上，所述挡板5034的另一端靠近所述振动臂5033。当斜槽25内有很硬的渣时，这将会有可能迫使振动片503的振动臂5033向内弯曲，这样斜槽打磨头501将会与高速旋转的底面打磨机构6发生碰撞，所述挡板5034的作用是如果上述这种情况发生时，折弯的板将使振动片503与之接触后停止向内移动，从而防止振动片503的振动臂5033与底面打磨机构发生碰撞，确保安全。

所述上弹性支撑组件7设置在所述定位台阶101与所述凸轮体3之间，所述下弹性支撑组件8设置在所述凸轮体3与所述浮动套筒4之间；所述上弹性支撑组件7包括若干第一支撑弹簧701和弹簧顶板702，若干所述第一支撑弹簧701呈环形阵列排布在所述弹簧顶板702与所述凸轮体3的上端面之间，并且所述弹簧顶板702与所述主轴1的定位台阶101接触限位；所述下弹性支撑组件8包括若干第二支撑弹簧801和若干支柱销802，若干第二支撑弹簧801和若干支柱销802均呈环形阵列排布在所述凸轮体3的下端面和浮动套筒4的上端面之间，且所述支柱销802的一端与凸轮体3或浮动套筒4连接，所述支柱销802的另一端为自由端。所述上弹性支撑组件7和下弹性支撑组件8能够使浮动套筒4上下浮动，所述底面打磨机构6安装在所述浮动套筒4的下端，底面打磨机构6随着浮动套筒4一起上下浮动及转动。更具体的，所述凸轮体3位于所述上弹性支撑组件7的下方，当有从下向上的外力时，且外力大于第一支撑弹簧701的弹力时，凸轮体3就会沿主轴1向上移动。所述浮动套筒4位于所述下弹性支撑组件8的下方，当有从下向上的外力时，且外力大于第二支撑弹簧801的弹力时，浮动套筒4就会沿主轴1向上移动。

浮动套筒4的上下两端各设置一个无油衬套，无油衬套内圈套在主轴1上，其可以沿主轴1的轴向滑动。另外浮动套筒4与主轴1之间还通过两个导向键11连接，使主轴1可以带动浮动套筒4一起转动。浮动套筒4的上下两端分别与上密封座20和下密封座21连接，所述上密封座20和下密封座21内均有防尘密封圈，防止灰尘进入浮动套筒4内。凸轮体3的下端面与第一卡簧103之间设有垫片，若干所述第二支撑弹簧801呈环形阵列排布在垫片和上密封座20之间，上密封座20被第二支撑弹簧801向下压紧，第二支撑弹簧801的上端与垫片接触，并且第二支撑弹簧801的弹力小于第一支撑弹簧701的弹力，这样整个浮动套筒4就能沿着主轴1上下移动。在打磨过程中，当螺旋刀602与碳碗底部接触时，受外力作用浮动套筒4会向上移动，当上密封座20与支柱销802接触后，如果整个打磨头继续向下移动，那么上密封座20将通过支柱销802与垫片将力传递给凸轮体3，使凸轮克服第一支撑弹簧701的弹力向上移动，直到凸轮体3与定位台阶101接触后，将整个打磨头的力传递给机器人。凸轮体3向上移动时将带动斜槽打磨机构5一起向上移动，能够防止斜槽打磨机构5的振动片503损坏。

浮动套筒4均能够沿主轴1上、下移动，主轴1上有浮动套筒下限位结构，该浮动套筒下限位结构用于对浮动套筒4的下限位置进行限定。

具体可以是，所述主轴1的下端还设有第二卡簧槽104，所述浮动套筒4设置在所述第二卡簧105上方，所述第二卡簧槽104内设有第二卡簧105，浮动套筒4沿轴向向下移动时，下密封座21与第二卡簧105接触，浮动套筒4停止移动。

所述底面打磨机构6包括盘体601、以及安装在所述盘体601底面上的一把或若干把螺旋刀602，所述盘体601的中间设有吸渣口6011，所述螺旋刀602的刀尖均延伸至所述吸渣口6011内，所述螺旋刀602靠近所述吸渣口6011的一端具有凹陷部6021，若干所述螺旋刀602的凹陷部6021形成仿形凹槽6022结构，所述仿形凹槽6022用于避开阳极碳块碳碗底部的碳碗凸台27，所述仿形凹槽6022的大小和形状与所述碳碗凸台27的大小和形状相适配，所述仿形凹槽6022内的刀具能够将碳碗凸台27上的料渣打磨干净，并且，由于碳碗底部的打磨刀具为螺旋形状，可以将渣（即辅料）旋进空心管道中。如果打磨刀具是直刀，那么刀在高速旋转下使辅料产生极大的离心力，负压气流将无法将辅料吸走。并且所述螺旋刀602的刀尖均延伸至所述吸渣口6011内，在吸渣口6011处所述螺旋刀602之间的距离很小，能进一步的将大块的渣搅碎，从而不堵塞管道。在上弹性支撑组件7和下弹性支撑组件8的作用下，所述螺旋刀602沿轴向可以升降，防止打到碳碗底部时发生硬的冲击。

所述底面打磨机构6还包括安装在所述盘体601上的一个或若干个侧壁打磨块603，每个所述侧壁打磨块603周侧均设有调整弹簧604和调整螺栓605，所述侧壁打磨块603通过铰链销安装在所述盘体601上，所述侧壁打磨块603的一侧与调整弹簧604抵触安装，所述侧壁打磨块603的另一侧与调整螺栓605抵触安装。侧壁打磨块603通过铰链销安装在盘体601上，调整弹簧604将侧壁打磨块603向外压，使侧壁打磨块603与碳碗的内侧壁贴紧，在盘体601旋转的过程中将碳碗侧壁打磨干净，碳碗的拔模角度处也能打磨干净。侧壁打磨块603上安装有高硬度的磨削片，可以将大块且较硬的渣打磨掉，从而提高侧壁打磨块603的寿命。盘体601与碳碗24内侧面之间预留适当的间隙，这样风可以通过这个间隙流动到吸风管13中，这样就能够将碳碗边缘的渣都吸走。优选的，所述间隙的大小等于吸风管内径截面积，缝隙过大将使风速降低，从而吸渣效果不好。

所述阳极碳块碳碗打磨设备还包括吸风管13、电机16、皮带轮17和法兰盘15，所述吸风管13通过轴承安装在所述主轴1上，并且所述吸风管13的内腔与所述主轴1的内腔连通，所述法兰盘15和电机16均安装在所述总装外壳14上，所述阳极碳块碳碗打磨设备通过法兰盘15与机器人连接，并且所述总装外壳14还与所述定环2连接。所述电机16通过所述皮带轮17带动所述主轴1旋转。定环2与总装外壳14固定连接，并且所述定环2与机器人法兰盘15同轴；伺服电机16通过同步带轮、同步带、胀套与主轴1连接，使主轴1可以转动；吸风管13与总装外壳14固定连接，吸风管13的下部通过轴承与主轴1连接，主轴1旋转而吸风管13固定。吸风管13通过软管与负压风机连接，所述吸风管13的上端与负压风机连接，这样就会有气流通过吸风管13流过，从而将碳碗中的辅料吸走，吸风管13的弯曲处，其曲率不能过小，如果过小渣被风带到此处时，动能损失将很大。

本发明的工作原理如下：工作时首先由3D相机对阳极碳块进行拍照，然后发坐标给机器人，机器人带动整个碳碗打磨头对碳碗进行打磨；打磨时，电机16通过皮带轮17带动主轴1旋转，凸轮体3、浮动套筒4和底面打磨机构6跟随主轴1同步旋转，此时所述定环2与总装外壳14是固定的。本发明的主轴1为中空的结构，当将吸风管13与主轴1连接后，使打磨装置具有了收渣功能，可以将碳碗24内的渣（即辅料）沿主轴1的空心管道吸走。由于所述斜槽打磨机构5的刀杆本体502通过滑轨22安装在所述定环2上，所述斜槽打磨机构5不能随凸轮体3同步旋转，凸轮体3的旋转使得滚子12在环形导槽301内沿上缘面从凸峰302-凹谷303-凸峰302的滚动运动中带动斜槽打磨机构5的斜槽打磨头501上下振动，这样斜槽打磨头501就会在斜槽25内进行高速的振动来将斜槽25内的渣打磨干净，凸轮体3受到外力作用沿主轴1向上运动时，会带动斜槽打磨头501向上运动；碳碗底部的螺旋刀602可以将打下的碎渣旋进主轴1的空心管道中，所述螺旋刀602的刀尖均延伸至所述吸渣口6011内，在吸渣口6011处能进一步的将大块的渣搅碎，从而不堵塞管道，底面打磨机构6配有侧壁打磨块603，所述侧壁打磨块603上设有磨削刀，在工作时磨削刀一直紧贴碳碗侧壁，使拔模角度处也能打磨干净；并且凸轮体3的上下分别设有上弹性支撑组件7和下弹性支撑组件8，使斜槽打磨机构5、底面打磨机构6沿主轴1的轴向上可以伸缩，防止打磨装置与碳碗之间发生硬的冲击，并且能够防止卡刀现象的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，包括中空的主轴（1）、定环（2）、凸轮体（3）、浮动套筒（4）、若干斜槽打磨机构（5）、底面打磨机构（6）、上弹性支撑组件（7）和下弹性支撑组件（8）；所述定环（2）、凸轮体（3）和浮动套筒（4）依次套设在所述主轴（1）上，所述凸轮体（3）和浮动套筒（4）均通过键（11）与所述主轴（1）连接；

所述上弹性支撑组件（7）设置在凸轮体（3）上部，所述下弹性支撑组件（8）设置在所述凸轮体（3）与所述浮动套筒（4）之间；

所述凸轮体（3）上沿圆周方向上设有环形导槽（301），所述环形导槽（301）的上缘面和/或下缘面呈周期性波浪形或正弦曲线形；所述底面打磨机构（6）安装在所述浮动套筒（4）的下端；

所述斜槽打磨机构（5）上包括滚子（12），若干所述斜槽打磨机构（5）沿所述定环（2）的周向均布，所述滚子安装在环形导槽（301）内。

2.根据权利要求1所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述凸轮体（3）为圆柱筒状，在所述圆柱筒侧壁上沿圆周方向开设有所述的环形导槽（301）。

3.根据权利要求1或2所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述斜槽打磨机构（5）的数量为偶数个，所述斜槽打磨机构（5）沿所述凸轮体（3）的环形导槽（301）均匀分布。

4.根据权利要求1或2所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述斜槽打磨机构（5）包括刀杆组件和安装在刀杆组件上的斜槽打磨头（501），所述刀杆组件通过滑轨（22）安装在所述定环（2）上，所述滚子（12）通过轮轴安装在所述刀杆组件上且置于所述凸轮体（3）的环形导槽（301）内。

5.根据权利要求4所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述刀杆组件包括刀杆本体（502）和振动片（503），所述振动片的一端与刀杆本体（502）连接，所述振动片（503）的另一端安装斜槽打磨头（501），所述滚子（12）通过轮轴安装在所述刀杆本体（502）上。

6.根据权利要求5所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述振动片（503）包括连接臂（5031）、折弯臂（5032）和振动臂（5033），所述连接臂（5031）、折弯臂（5032）和振动臂（5033）依次连接，且所述连接臂（5031）与所述振动臂（5033）不在同一个平面上，所述斜槽打磨头（501）安装在所述振动臂（5033）的端部。

7.根据权利要求6所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述振动片（503）上还设有一挡板（5034），所述挡板（5034）的一端安装在所述连接臂（5031）上，所述挡板（5034）的另一端挡设在所述振动臂（5033）靠近所述主轴（1）的一侧。

8.根据权利要求4所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述斜槽打磨机构（5）还包括顶升弹簧（504），所述顶升弹簧（504）的一端与所述刀杆组件连接，另一端与所述定环（2）连接。

9.根据权利要求8所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述斜槽打磨机构（5）还包括刀杆支架（505）和弹簧顶块（506），所述刀杆支架（505）固定在所述定环（2）上，所述弹簧顶块（506）固定在所述刀杆支架（505）上，所述刀杆组件通过滑轨（22）安装在所述刀杆支架（505）上，所述顶升弹簧（504）的一端与所述刀杆组件连接，另一端与弹簧顶块（506）连接。

10.根据权利要求1所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述底面打磨机构（6）包括盘体（601）、以及安装在所述盘体（601）底面上的一把或若干把螺旋刀（602），所述盘体（601）的中间设有吸渣口（6011），所述螺旋刀（602）的刀尖延伸至所述吸渣口（6011）内。

11.根据权利要求10所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述螺旋刀（602）靠近所述吸渣口（6011）的一端具有凹陷部（6021），若干所述螺旋刀（602）的凹陷部（6021）形成仿形凹槽（6022）结构。

12.根据权利要求10所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述底面打磨机构（6）还包括安装在所述盘体（601）上的一个或若干个侧壁打磨块（603）。

13.根据权利要求12所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述底面打磨机构（6）还包括调整弹簧（604）和调整螺栓（605），每个所述侧壁打磨块（603）周侧均设有调整弹簧（604）和调整螺栓（605），所述侧壁打磨块（603）通过铰链销安装在所述盘体（601）上，所述侧壁打磨块（603）的一侧与调整弹簧（604）抵触安装，所述侧壁打磨块（603）的另一侧与调整螺栓（605）抵触安装。

14.根据权利要求1所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述主轴（1）上设有定位台阶（101）和第一卡簧槽（102），所述凸轮体（3）位于所述定位台阶（101）和第一卡簧槽（102）之间，所述第一卡簧槽（102）中设有第一卡簧（103）。

15.根据权利要求14所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述上弹性支撑组件（7）包括若干第一支撑弹簧（701）和弹簧顶板（702），若干所述第一支撑弹簧（701）呈环形阵列排布在所述弹簧顶板（702）与所述凸轮体（3）的上端面之间，并且所述弹簧顶板（702）与所述主轴（1）的定位台阶（101）接触限位；所述下弹性支撑组件（8）包括若干第二支撑弹簧（801）和若干支柱销（802），若干第二支撑弹簧（801）和若干支柱销（802）均呈环形阵列排布在所述凸轮体（3）的下端面和浮动套筒（4）的上端面之间，且所述支柱销（802）的一端与凸轮体（3）或浮动套筒（4）连接，所述支柱销（802）的另一端为自由端。

16.根据权利要求1所述的阳极碳块碳碗打磨设备，其特征在于，所述主轴（1）的下端还设有第二卡簧槽（104），所述浮动套筒（4）设置在所述第二卡簧槽（104）上方，所述第二卡簧槽（104）内设有第二卡簧（105），所述第二卡簧用于限制所述浮动套筒（4）沿轴向脱离主轴（1）移动。

Images