CN1784291A - 具有沿垂直于工件作往复运动的研磨盘的研磨机 - Google Patents

Abstract

公开了一种利用旋转研磨盘(5、5’)研磨大体呈平面的工件的研磨机，所述研磨盘同时沿垂直于工件的方向向前和向后运动并且优选具有向下延伸的研磨片层。优选地，该机器还包括一个，通常为两个相向旋转的、其上安装有细长研磨元件的研磨圆筒(7、7’)，且具有从该研磨圆筒向外延伸的研磨片层。通过使所述研磨盘沿垂直于工件的进给方向(A)作往复运动(H)，可以消除由该研磨盘的不同研磨特性导致的痕迹等，并且可以均匀地研磨被铣削区域等的所有部分，这在所述的研磨设备使用具有研磨装置——该研磨装置包括由研磨布制成的且从研磨盘表面向下延伸的研磨片层——的研磨盘的情况下更是如此。

Description

具有沿垂直于工件作往复运动的研磨盘的研磨机

技术领域

本发明涉及一种利用旋转研磨盘来研磨基本上为平面工件的研磨机，所述旋转研磨盘同时沿垂直于工件方向作往复运动，即前后运动，并优选地具有向下延伸的研磨片层。

优选地，所述研磨机还包括一个，通常为两个转向相反的研磨圆筒，所述研磨圆筒具有径向安装于其上的细长研磨元件，且研磨片层从该圆筒沿径向延伸。

背景技术

为了研磨具有平坦表面的工件，通常使用一条安装在带式磨床上的研磨带。但是，这种研磨方法仅适合于研磨完全为平面的表面，因为表面上的雕刻图案或其它造型将被磨掉，而低处的表面将不会受到所述研磨带的研磨。同时，这种方法的精确度因此不能满足很多研磨任务的要求。这意味着这种方法不适合于例如需要轻柔但同时完全研磨的家具工业中的很多研磨任务。类似问题存在于金属工业以及在生产和表面处理所谓的“固体表面”物体中对所切削、铣削和激光切割的物体进行完全去除毛刺、研磨或者表面抛光的处理中。

其中在家具制造业中，很多不同的研磨任务取决于工件的尺寸和形状。在过去几十年中，木制品的生产在家具制造工业中已经大量自动化，这对研磨工具也有新的要求。其中在WO 01/76824和US-A-6,267,660中描述了一种旋转研磨工具，该研磨工具呈一带有研磨元件的滚筒形式，即一种适合研磨成型或平面工件的所谓研磨圆筒。这里，所述平面工件由一个连续运动的传送带、一个滚轮或类似物传送通过所述研磨设备。所述滚筒绕其纵轴旋转并且该旋转研磨工具与受研磨表面接触，从而产生一轻柔研磨。由于研磨压力低，这种研磨方法是轻柔的，但是它可以是一种较慢的、与具有各种造型的大致平面(例如，门)的研磨任务相关的研磨过程。在这种情况下，有必要将所述研磨工具绕着所述造型作复杂运动，以确保对这些造型的完全研磨。就此而论，研磨工具相对于所述轮廓曲线的旋转方向也是很重要的。结果是，研磨任务的实施变慢，同时研磨很难完全自动化，这使该工具从生产成本方面考虑是低效率的。

因此，为了实现高效研磨带有各种造型或其它雕刻图案的一个大体平坦的表面，有必要对所述平面进行带研磨以及在所述造型区域应用一旋转研磨工具，其中该研磨工具沿该造型移动。

因此，本发明的目的是实现一种研磨设备，该设备通过对一个工件表面进行高效、同时和均匀研磨或加工来克服上述现有技术的缺点。

本发明提供了一种研磨大体为平面工件的研磨设备，所述设备包括沿进给方向传送所述物体的传送装置、用于悬挂多个研磨工件一侧的研磨盘的悬挂装置、驱动所述研磨盘绕大体垂直于所述工件一侧的轴转动的装置、以及驱动所述研磨盘垂直于所述物体进给方向作往复运动的装置。通过使所述研磨盘沿垂直于所述工件的进给方向摆动或往复运动，可以消除由所述研磨盘直径方向上的不同研磨特性导致的痕迹等，并且可以均匀研磨被铣削区域等的所有部分，这在优选的研磨设备设计为使用具有研磨装置的研磨盘时尤其如此，所述研磨装置包括一个研磨薄片的研磨片层，例如表面具有研磨特性并且从所述研磨盘表面延伸的研磨布。对这种研磨盘的描述见于例如US-A-4,493,170、DE-A-24 11 749和EP-A-0 922 535中。

发明内容

本发明涉及一种研磨大体为平面工件的研磨设备，所述设备包括：

沿进给方向传送所述工件的传送装置，

悬挂多个用于研磨工件一侧的、具有研磨装置的研磨盘的悬挂装置，

用于驱动所述研磨盘绕大体垂直于所述工件该侧的轴转动的装置，以及

用于驱动所述研磨盘沿垂直于所述工件的进给方向往复运动的装置。

将所述悬挂所述研磨盘的悬挂装置优选地制成一单一结构，使得所有研磨盘的往复运动都由相同的驱动装置驱动。通常，这个或这些装置可以是一个电动或液压马达，其驱动一根连接到所述悬挂装置的偏心轴转动，但也可能例如由一个所述悬挂装置的弹性悬挂件和一个螺线管组成，该螺线管由一个继电器按一给定频率接通和断开，因此在所述悬挂装置和所述研磨设备的一个固定部件之间施加有规律变化的力。

优选地，这种沿垂直于所述工件的进给方向的往复运动大体上是严格的横向运动，但也可以包括例如研磨盘的圆形或椭圆形运动，只要该运动模式包括所述的往复运动。在一个实施例中，所述研磨盘的往复运动的一个行程长度优选为该研磨盘的直径的40-100％，更优选为该研磨盘的直径的60-85％，以消除形成凹槽的可能性。行程长度应理解为研磨盘的中心轴线在横向方向上的两个极端位置之间的距离。

优选地，所述悬挂装置用于悬挂具有研磨装置的研磨盘，该研磨装置从研磨盘的表面延伸，使得这种如在US-A-4,493,170、DE-A-24 11 749和EP-A-0 922 535中公开的研磨盘特别适合于研磨表面的低洼处，例如，铣削区域或孔洞。但是，根据本发明，所述设备还可以包括具有平面研磨装置的研磨盘，例如，一个安装有研磨纸或研磨布的研磨环的缓冲盘，其取决于研磨任务可以具有不同的硬度。

有利地，所述研磨设备包括多个具有容纳和固定型轨的底切凹槽的研磨盘，而该型轨构成包括研磨装置的细长研磨元件的一部分，优选地，所述凹槽在所述研磨盘的表面上主要沿径向延伸。因此，所述研磨盘可以容纳由研磨布的片层这样的研磨装置构成的细长研磨元件，该研磨元件的前侧具有研磨特性，而后侧由在研磨盘的切向为弹性的支撑元件支撑，从而使得研磨布的前侧以较高的研磨压力与一待研磨表面压靠在一起，因此，研磨以所述研磨元件的低进给速度——即研磨盘的低旋转速度——进行，以防止在表面和造型之间的产生撞击并部分保持研磨布的前侧与待研磨工件的连续接触，这导致均匀和完全的研磨。优选地，所述支撑元件为刷子，例如自然刷子，该刷子从研磨盘表面延伸的距离短于所述研磨装置，使得该支撑装置一般不接触工件。所述研磨装置和支撑元件固定在一个横截面与凹槽的横截面对应的型轨中，这样使该研磨元件易于推入该凹槽并由该凹槽保持，也易于从该凹槽中卸下它们以替换磨损了的研磨元件或将该设备转换为具有其它研磨元件的另一种设备。合适的研磨元件类型公开在例如WO-A-01/76824中。

另外，可在所述研磨元件之间设置保持元件以限制该研磨元件的弯曲，使用该保持元件的结果是，所述研磨元件在其发生一定弯曲时以背部结合该保持元件，这导致了该研磨装置刚度的增加，因此需要用更大的力来进一步来使得该研磨装置弯曲。优选地，所述保持元件包括一个长度较所述研磨元件短且安装在一个型轨上的保持刷，该保持刷容纳在研磨盘表面上的一个相应的底切凹槽中。

驱动所述研磨盘转动的装置一般安装成使得所有的研磨盘以相同的方式旋转。但是，根据本发明的一种可选方法是，相邻的研磨盘反向旋转，该反向旋转结合研磨盘的往复运动可使得工件的表面各部分的研磨更均匀。

优选地，所述多个研磨盘可以设置成沿垂直于所述工件进给方向排成一行。在一个进一步的优选实施例中，该多个研磨盘设置成沿垂直于所述工件的进给方向连续排成两排，其中一排中的盘子与另一排中的盘子错开。在后一种设置中，行程的长度可以减小且其大小优选为所述研磨盘直径的20-50％，更优选为该研磨盘直径的30-43％。

根据本发明，所述研磨设备可进一步包括至少一个研磨圆筒，优选为两个转向相反的研磨圆筒，该圆筒设置用于研磨工件的一侧，并且其优选包括从一个细长芯部大体沿径向延伸的研磨装置，所述研磨圆筒垂直于所述进给方向延伸，并且由驱动装置驱动绕其纵轴旋转。优选地，所述的至少一个研磨圆筒设置在所述侧已经被该研磨盘研磨之后，但可选的，也可以位于所述侧被研磨之前，这样该工件在遇到研磨盘之前先遇到该研磨圆筒。具有转动研磨盘的研磨是有较强磨蚀性的，因为工件将有一些横向研磨而且该设备通常设计为较高研磨压力和较低的研磨盘转速以使工件中的可能造型不会发生变形。因此，由于旋转研磨将会出现一些“杂乱”的研磨划痕，但这些划痕将由所述的一个、两个或多个研磨圆筒去除，该圆筒通常具有比研磨盘更粗糙的磨砂尺寸。可选地，所述机器可以构造为具有包括多个研磨盘的一个非常相似的模块，以省去所述研磨圆筒。

附图说明

以下将参考附图对根据本发明的研磨设备的优选实施例进行描述，其中：

图1显示了所述研磨设备的俯视图，该图省去了一些部件使得可以看到所述的研磨部件；

图2显示了所述研磨设备从进给端看过去的一部分的、经过所述研磨盘的垂直截面图，该图示出了所述研磨盘、滑动件以及驱动装置，

图3显示了所述研磨设备的侧视垂直截面图，

图4示出了研磨盘、该研磨盘的滑动件以及它们的悬挂和驱动装置的侧视部分截面图，以及

图5显示了本发明的第二实施例。

具体实施方式

下面将对本发明的研磨设备的一个优选实施例进行描述，其作为本发明的一个示例。该示例没有限制本发明，并且从本申请的说明书和权利要求中，本领域的普通技术人员可以具体构造出很多可选的设备，而这些设备均位于本发明的范围中。

研磨设备1包括一个由马达3连续或步进驱动的传送带2，该传送带用于将大体平面的工件从进给端4沿着图1中的箭头A所指的方向传送通过研磨设备1。此后，该工件的上侧接触排成一排的6个研磨盘5，这些研磨盘处于该工件进给方向的横向上，并且研磨盘5交替地沿顺时针方向和逆时针方向旋转，使得两个相邻的研磨盘5如图1中的箭头B-G所示朝不同的方向旋转。可选地，研磨盘5的驱动装置也可以设置成使所有的研磨盘5朝相同的方向旋转。研磨盘5安装在一滑动件10上，该滑动件在运转过程中作如图1中的箭头H所示出的往复运动，其中该运动具有这样一个行程，使得每个研磨盘5的中心在该运动中所确定的极端位置之间的距离为研磨盘5直径的75％。每个研磨盘5包括一个盘子6，该盘子在朝向工件的底侧具有多个底切的、径向延伸的凹槽(未示出)，用于容纳研磨元件(未示出)，该研磨元件包括一个用于保持多个研磨片层的型轨，所述研磨片层的前侧具有研磨特性而其后侧由多个支撑刷支撑。所述研磨片层从所述盘子向下朝着工件延伸，该延伸方向大体垂直于该盘子的旋转面。这样由型轨、研磨片层和刷子组成的研磨元件的一种适当的类型公开在例如WO-A-01/76824中。所述研磨元件的取向设置为使得该元件具有研磨特性的前侧位于旋转方向的前部。所述研磨元件由所述型轨和具有燕尾槽截面开口的底切凹槽之间的相互作用及一个环固定该盘子上，其中该环绕盘子的外周延伸，并在盘子外周封闭型轨的开口端。这个环是可卸下的，卸下后可以从凹槽中推出所述研磨元件以及推入新的研磨元件。在经过研磨盘5后，工件进一步在传送带2上被传送到两个相向旋转的研磨圆筒7、7’的下面，该研磨圆筒去除该工件表面上的可能划痕并最后抛光该表面。所述研磨圆筒7、7’由相关的马达8、8’驱动。例如在WO-A-01/76824中公开了合适的研磨圆筒。然后，传送带2在出口端9将工件传送出所述研磨设备。

如图2-4所示，研磨盘5安装在一个公共的滑动件10上，由于该滑动件包括两个在固定安装在横梁13——该横梁13固定安装到研磨设备1的框架14——上的三对轮子上移动的导轨，该滑动件在相对于工件的进给方向的横向上是可移动的。每个研磨盘5安装在一个竖直轴15上，该轴通过轴承16嵌入滑动件10中，使得绕其竖直轴自由转动时具有最小的摩擦力。轴15延伸穿过滑动件10，且在其上端具有一个皮带轮16以与一个V形带17配合来驱动研磨盘5的旋转。所有研磨盘5皆由安装在滑动件10上的马达18驱动，该马达在其驱动轴19上具有一个皮带轮20。图3和4显示了研磨片层在竖直方向上的延伸部21。

滑动件10沿相对于工件的进给方向的横向上的往复运动由一个独立的马达22通过一个偏心机构23驱动。

在图5所示的实施例中，研磨盘5、5’设置在相对于工件的进给方向A的横向上的相邻两排上，并且第一排的研磨盘5与第二排的研磨盘5’错开。所有的研磨盘5、5’都设置在一个公共滑动件10上，由于所述错开设置，该滑动件在运转过程中作如图1中的箭头H所示的往复运动，其行程是图1中所示的实施例的行程大小的一半，即每个研磨盘5、5’的中心在该运动中的所确定的极端位置之间的距离等于研磨盘5、5’的直径的35-40％。

Claims (15)

1.一种用于研磨大体上为平面工件的研磨设备，所述设备包括：

沿进给方向(A)传送所述工件的装置(2)，

用于悬挂多个研磨盘(5、5’)的悬挂装置(10)，该研磨盘具有用于研磨该工件一侧的研磨装置；

用于驱动所述研磨盘绕基本上垂直于所述工件该侧的轴转动的装置(18)，以及

用于驱动所述研磨盘(5、5’)沿垂直于所述工件进给方向(A)作往复运动的装置(22、23)。

2.如权利要求1所述的研磨设备，其中所述研磨装置从该研磨盘(5、5’)的表面向外延伸。

3.如权利要求2所述的研磨设备，其中所述多个研磨盘(5、5’)具有底切凹槽，用于容纳和固定构成细长研磨元件的一部分的型轨，该细长研磨元件包含该研磨装置，所述凹槽优选在该研磨盘的表面上主要沿径向延伸。

4.如权利要求1至3中任一项所述的研磨设备，其中所述研磨盘(5、5’)设置成沿垂直于工件的进给方向排成一排。

5.如权利要求1至4中任一项所述的研磨设备，其中所述研磨盘(5、5’)的往复运动的行程等于该盘直径的40-100％，优选等于该盘直径的60-85％。

6.如前述权利要求中任一项所述的研磨设备，其中所述研磨盘(5、5’)设置成沿垂直于工件的进给方向排成相邻的两排，一排中的盘(5)相对于另一排中的盘(5’)错开。

7.如权利要求6所述的研磨设备，其中所述研磨盘(5、5’)的往复运动的行程长度等于该盘直径的20-50％，优选等于该盘直径的30-43％。

8.如权利要求1至7中任一项所述的研磨设备，包括多个具有研磨装置的研磨盘(5、5’)，所述研磨装置包括一个研磨片的片层，例如研磨布，该片层的前侧具有研磨特性并自该研磨盘的表面延伸。

9.如权利要求8所述的研磨设备，其中所述研磨装置包括一个支撑该研磨片层的背侧的一个弹性支撑元件，优选为支撑刷子，所述支撑元件基本上具有与所述片层差不多一样的长度。

10.如权利要求8或9所述的研磨设备，其中所述研磨装置设置在一个在该研磨盘的表面上主要沿径向延伸的细长研磨元件中。

11.如权利要求10所述的研磨设备，其中所述研磨元件包括型轨，所述研磨装置连接于该型轨中，且该型轨容纳在该研磨盘的底切凹槽中。

12.如权利要求10或11所述的研磨设备，其中在所述研磨元件之间设置有保持元件。

13.如权利要求12所述的研磨设备，其中每个保持元件包括一个保持刷，该保持刷的长度短于所述研磨元件并且安装在一个设置于类似底切凹槽中的型轨上。

14.如前述权利要求中任一项所述的研磨设备，进一步包括一个研磨圆筒(7、7’)，该圆筒用于研磨工件的一侧且优选包括从一个细长芯部大体沿径向延伸的研磨装置，所述研磨圆筒(7、7’)沿垂直于进给方向(A)的方向延伸，并被驱动绕其纵轴旋转。

15.如权利要求14所述的研磨设备，其中所述的至少一个研磨圆筒(7、7’)设置为沿工件的进给方向位于研磨盘(5、5’)之后。

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