CN1792551A - 自动研磨装置及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工件自动地被输送的同时进行研磨作业的自动研磨装置及其控制系统。本发明的自动研磨装置包括：超精密研磨机，其具备胶片形的胶片研磨材和推杆，该推杆滑动支承胶片研磨材与工件表面接触；一对研磨辊，其强制由超精密研磨机加工的工件在旋转的同时向一侧移动。另外，本发明的自动研磨装置的控制系统依次或者同时进行以下步骤：投入工件的工件投入步骤、向工件表面供给冷却水的冷却水供给步骤、使工件旋转的同时向一侧移动的旋转及输送步骤、用胶片形的胶片研磨材对工件表面进行研磨加工的研磨步骤等。基于这样构成的本发明的自动研磨装置及其控制系统具有可实现精密研磨提高作业效率的优点。

Description

自动研磨装置及其控制系统

技术领域

本发明涉及研磨机，更具体地说，涉及自动输送工件的同时进行研磨作业的自动研磨装置及其控制系统。

背景技术

一般研磨(polishing/抛光)是指，利用硬度高的粒状或粉末状的物质对工件表面进行研磨抛光来提高工件品质的精加工方法。

现有的研磨作业一般是采用磨石进行的，而采用磨石的加工方法统称为磨石粒子加工。

即，现有的研磨机具有如图1所示的单纯地在马达(图中未示出)的旋转轴10上安装圆形的磨石20并进行旋转的结构。从而，使用者在用手直接抓持工件30的状态下，使工件30接触到磨石20来进行研磨。

在这种使用者直接使工件30接触到研磨磨石20而进行研磨作业的情况下，很难进行高精度的研磨作业，且存在发生安全事故的问题。

另外，为了解决如上述的问题，所提出并使用的方案是在将工件30以人为地可左右移动的方式安装在夹具上的状态下进行研磨的方案，但在该情况下，虽然减少了安全事故的危险，但高精度的研磨仍有困难。

发明内容

从而，本发明的目的在于，为了解决如上述那样的现有技术中的问题点而提供一种自动研磨装置，其具有研磨辊使胶片(film)研磨材和工件旋转及输送，且自动地进行微细的研磨作业。

本发明的另一个目的在于，提供一种自动研磨装置的控制系统，使用于研磨作业的多个作业步骤依次或者同时自动地进行，该多个作业步骤是指工件的旋转及输送步骤、和研磨工件的研磨步骤等。

为了达到如上述的目的，根据本发明的自动研磨装置，其特征在于，包括：超精密研磨机，其具备胶片研磨材和推杆，该胶片研磨材为胶片形，且与工件接触对工件表面进行研磨，该推杆滑动支承上述胶片研磨材与工件表面接触；一对研磨辊，其按照相互以一定角度交叉的方式设置于上述超精密研磨机的一侧，且强制由上述超精密研磨机加工的工件在旋转的同时向一侧移动。

上述本发明的特征在于，上述超精密研磨机还具备：供给辊，其供给上述胶片研磨材；回收辊，其设置于上述供给辊的一侧，且回收在工件的研磨中使用的胶片研磨材；多个支承辊，其支承从上述供给辊向上述回收辊移动的胶片研磨材；上下移动装置，其设置于上述推杆的一侧，且使得由推杆支承的上述胶片研磨材选择性地与工件表面接触；摆动装置，其设置于上述推杆的一侧，且使得上述推杆在一定区间内左右往复运动。

上述本发明的特征在于，上述推杆可装卸地安装在与上述上下移动装置连动的推杆托架上。

上述本发明的特征在于，上述推杆的前端，以中央部为圆形的形式凹陷形成。

上述本发明的特征在于，上述研磨辊通过辊旋转装置来进行旋转，该辊旋转装置包括分别在上述一对研磨辊的一端连接设置的一对动力传输轴、和向上述动力传输轴提供旋转动力的辊马达。

上述本发明的特征在于，上述动力传输轴被设置与上述研磨辊具有一定角度。

上述本发明的特征在于，上述研磨辊为具有一定长度的圆筒形状，且从两侧端部越靠近中央部则外径越小。

上述本发明的特征在于，在上述研磨辊的外周面上形成多个排出引导槽，用于引导在研磨作业时产生的副产物的排出。

另外，根据本发明的自动研磨装置的控制系统，其特征在于，依次或者同时进行以下各步骤，即：投入工件的工件投入步骤；向上述工件表面供给冷却水的冷却水供给步骤；使上述工件在旋转的同时向一侧移动的旋转及输送步骤；利用胶片形的胶片研磨材对上述工件的表面进行研磨加工的研磨步骤。

上述本发明的特征在于，上述研磨步骤包括：调节上述胶片研磨材具有一定的张紧的张力调节过程；使上述胶片研磨材左右摆动的摆动过程；使左右摆动的胶片研磨材与工件表面接触的接触过程；利用上述胶片研磨材对工件进行研磨的加工过程，其中，上述的各过程同时或者依次自动地进行。

上述本发明的特征在于，上述旋转及输送步骤，是通过间隔一定距离设置的一对研磨辊的旋转，上述工件边旋转边向一侧移动的过程。

根据具有这样的构成的本发明的自动研磨装置及其控制系统，具有可进行精密研磨提高作业效率的优点。

根据本发明，为了工件的研磨，使用具备胶片研磨材的超精密研磨机。从而，与以往的磨石作业相比，具有提高工件表面精细度的效果。即，由于利用具有严密粒子分布的胶片研磨材进行加工，所以具有提高加工精密度的优点。此外，用根据本发明的自动研磨装置及其控制系统可以自动地进行研磨作业。即，通过相互以规定角度交叉的一对研磨辊，使工件在旋转的同时被自然地向一侧输送，因此，可进行连续作业。从而具有提高作业效率的优点。

附图说明

图1是表示根据现有技术的研磨机的使用状态的立体图。

图2是表示根据本发明的自动研磨装置的优选实施例构成的立体图。

图3是根据本发明的自动研磨装置的优选实施例的主视图。

图4是表示按照本发明的实施例来进行研磨作业的状态的部分立体图。

图5是表示根据本发明的构成自动研磨装置的优选实施例的超精密研磨机的简要构成的内部构成图。

图6是表示根据本发明的自动研磨装置控制系统的优选实施例的流程图。

图7是表示根据本发明的自动研磨装置控制系统研磨步骤的详细过程的流程图。

其中附图标记如下：

100  支承台                            102  台导向件

110  辊支承台                          120  研磨辊

122  排出引导槽                        130  工件

140  动力传输轴                        142  轴支承台

144  滑轮罩                            150  研磨机支承台

152  研磨机安装板                      160  超精密研磨机

162  胶片研磨材                        164  供给辊

166  回收辊                            168  支承辊

170  推杆                              172  上下移动装置

175  推杆托架                          180  冷却水管

182  冷却水马达                        184  冷却水喷嘴

190  控制箱                            192  控制箱支承台

S200 工件投入步骤                      S210 冷却水供给步骤

S220 旋转及输送步骤                    S230 研磨步骤

S232 张力调节过程                      S234 摆动过程

S236 接触过程                          S238 加工过程

具体实施方式

下面，参照附图详细说明如上述的本发明优选实施例。

图2及图3中分别示出根据本发明的自动研磨装置的立体图及主视图。另外，图4中示出利用根据本发明的自动研磨装置来研磨工件的状态的部分立体图，图5中示出构成根据本发明的自动研磨装置的超精密研磨机的简要构成图。

如上述附图所示，在根据本发明的自动研磨装置的下侧部分具备支承台100。上述支承台100以规定的高度形成、起到支承后述的多个部件的作用，且在这样的支承台100的内部，有时候还设置向后述的研磨辊120提供旋转动力的辊马达(图中未示出)等的部件。

上述支承台100具有大致四角形状，沿着这样的支承台100的上面边缘，台导向件102以规定的高度形成。上述台导向件102起到使后述的冷却水等的副产物不向外部漏泄的作用。

在上述支承台100的上面，具备辊支承台110。具体地，在上述支承台100的上面左侧部分，具备四角形状的辊支承台110。另外，在上述辊支承台110上设置一对研磨辊120。上述研磨辊120左右具有规定的长度，且具有圆筒形状。

上述一对研磨辊120通过后述的辊旋转装置向顺时针方向或逆时针方向(从侧面观看时)同时旋转，且通过这样的研磨辊120的旋转而使工件130旋转。即，在上述一对研磨辊120之间插入而被支承的工件130，利用伴随研磨辊120的旋转而产生的摩擦来旋转，作为一个例子，在上述研磨辊120向逆时针方向旋转的情况下，上述工件130向顺时针方向旋转(参照图4)。

另一方面，上述一对研磨辊120，在前后间隔一定距离而设置，同时以一定角度相互交叉的方式被设置。另外，上述研磨辊120按照从两侧端部越靠近中央部则外径越变小的方式形成。即，上述一对研磨辊120，如图3所示，从前方观看时，按照左右侧端部相互上下倾斜一定部分的方式被设置，且按照前后的研磨辊120相互交叉的方式被设置，另外，研磨辊120的两端，与中央部分相比，其外径形成得相对大些。

从而，与上述一对研磨辊120接触的工件130边旋转边向一方向移动。并且，上述一对研磨辊120在纵向方向上形成曲面。即，上述研磨辊120，按照从其两端部越靠近中央部则外径越小的方式来形成，从正面观察时，上述研磨辊120具有非常大的曲率半径。

从而，如果具有这样的曲面的一对研磨辊120，相互以一定角度交叉的同时，与上述工件130接触并旋转，则上述工件130的外面与上述研磨辊120的外周面螺旋接触，并工件130自然地向一侧移动。

此时，使上述一对研磨辊120相互交叉的方式倾斜的角度，通常是1°～2°，更优选的是大致1.5°为适合。

在上述研磨辊120的外周面上，形成多个排出引导槽122，用于引导研磨作业时产生的副产物的排出。具体地说，规定深度的排出引导槽122在上述研磨辊120的外面以相同间隔形成，且引导从后述的冷却水喷嘴184喷射的冷却水、和通过胶片研磨材162研磨的金属屑(chip)等迅速地排出。

在上述研磨辊120的一侧，具备向研磨辊120提供旋转动力的辊旋转装置。上述辊旋转装置由分别在上述一对研磨辊120的右侧端连接设置的一对动力传输轴140、和向上述动力传输轴140提供旋转动力的辊马达(图中未示出)等构成。

上述动力传输轴140由万向接头那样的可调节长度的轴而成，且一端与上述研磨辊120的一端连接，另一端由上述支承台100的上面所具备的轴支承台142来支承。另外，这样的轴支承台142和上述研磨辊的设置高度与位置相互不同。这样，上述动力传输轴140，相对于上述研磨辊120以一定角度倾斜设置。

这样，如果上述动力传输轴140与上述研磨辊120维持一定角度，则上述动力传输轴140受到扭转阻力，因此，有必要构成为如车辆的动力传输装置那样具有适当的刚性和耐久性。

在上述轴支承台142的右侧，设置滑轮罩144。在上述滑轮罩144的内部具备滑轮(图中未示出)，在这样的滑轮上，装有皮带(belt)或链条(chain)一类的动力传输部件的一端，皮带或链条以外的另一端装到上述支承台100内部设置的辊马达(图中未示出)上。

从而，由上述辊马达产生的旋转动力通过动力传输部件(皮带或链条)而传输到上述动力传输轴140上，经动力传输轴140的旋转而上述研磨辊120旋转。

在上述支承台100的上面后端，形成研磨机支承台150。上述研磨机支承台150，从上述支承台100的上面后端开始向上侧以规定高度形成，且支承后述的超精密研磨机160，并且，在这样的研磨机支承台150的内部或后面，可以设置多个部件。

在上述研磨机支承台150的前面左侧部，安装研磨机安装板152。然后，在这样的研磨机安装板152的前面，设置超精密研磨机160，该超精密研磨机160与工件130接触并对工件130表面进行微细加工。

上述超精密研磨机160，如图5中简要地示出那样，由下述部分等来构成，即：胶片研磨材162，其为胶片形，且与工件直接接触并对工件表面进行研磨；供给辊164，其供给上述胶片研磨材162；回收辊166，其设置于上述供给辊164的后侧，且回收工件研磨中所使用的胶片研磨材162；多个支承辊168，其支承由上述供给辊164供给且向上述回收辊166移动的胶片研磨材162；推杆170，其向下侧突出形成，且滑动支承上述胶片研磨材162，使其与工件表面接触；上下移动装置172，其设置于上述推杆170的上侧，且使得由推杆170支承的上述胶片研磨材162选择性地与工件表面接触；摆动装置(图中未示出)，其设置于上述推杆170的一侧，且使得上述推杆170在一定区间内左右往复运动。

在上述供给辊164和回收辊166的下侧至少具备两个以上的上述支承辊168，上述推杆170位于如上述的左右支承辊168之间。另外，上述推杆170可拆卸地安装在推杆托架174上，而这样的推杆托架174，在上述上下移动装置172的下侧，且与上下移动装置172同时上下移动。

另外，上述推杆170的前端(图5中为下端)，以中央部为圆形的方式凹陷形成。即，如图5所示，下端中央部向上侧以圆形凹陷而形成与上述工件130的外面相对应的曲面。从而，如果由上述推杆170的前端(图5中为下端)推压上述胶片研磨材162而与上述工件130的外面紧密接触，则可实现面接触，因此与线接触相比，可提高加工效率。

上述摆动装置虽然没有详细地图示出来，但其构成为，利用凸轮(cam)来使马达的旋转运动转换为直线运动，并使得上述推杆170向左右摆动。从而，上述胶片研磨材162，在与工件130表面接触的状态下，向左右滑动往复运动的同时进行研磨作业。

上述上下移动装置172是为了使得上述推杆170上下移动并选择性地与工件130接触的装置，其使用具有将流体的压力能转换为机械能的结构的液压缸(hydraulic cylinder)。从而，通过这样的液压缸的上下移动，上述推杆托架174上下移动，结果，安装于上述推杆托架174下侧的推杆170上下移动，使得上述胶片研磨材162选择性地与上述工件130表面接触。

在上述超精密研磨机160的右侧面具备供给冷却水的冷却水管180。另外，在这样的冷却水管180上侧设置冷却水马达182来强制冷却水的供给，在上述冷却水管180下端连接冷却水喷嘴184且引导冷却水喷射到上述工件130的表面。

在上述超精密研磨机160的一侧，设置控制箱190。更具体地说，四角形筒状的控制箱190从上述超精密研磨机160相隔规定距离被设置，而这样的控制箱190由从上述研磨机支承台150的上端弯曲延长形成的控制箱支承台192来进行支承，在这样的控制箱190的内部内置有多个控制部件，且对如上述超精密研磨机160或研磨辊120那样的多个部件的动作进行控制。另外，在上述控制箱190的前面具备多个操作按扭194，且构成为使用者可设定自动研磨装置的动作。

下面，参照图2至图7，对具有如上述构成的自动研磨装置的作用、和自动研磨装置的控制系统进行说明。

首先，如果从外部向自动研磨装置附加电源，则使用者操作上述控制箱190的操作按扭194并设定自动研磨装置的动作条件。当然，此时也可以设定成自动研磨装置自动地进行动作，或者用手动一个步骤一个步骤地进行动作。

下面，将设定成自动研磨装置自动地进行动作的情况作为例子进行说明。首先，如果自动研磨装置通过上述那样的操作来动作，则如下的各步骤被自动地依次或者同时进行，即：投入上述工件130的工件投入步骤S200；向上述工件130的表面供给冷却水的冷却水供给步骤S210；使上述工件130旋转的同时向一侧移动的旋转及输送步骤S220；利用胶片研磨材162对上述工件130进行研磨的研磨步骤S230等。

更具体地说，上述工件投入步骤S200是在向上述研磨辊120的左侧端装载(loading)上述工件130的过程，这样的工件130的装载(loading)作业可构成为通过作业者的手工作业来进行，或者通过设备自动进行。

上述冷却水供给步骤S210，是从上述外部供给的冷却水利用上述冷却水马达182的动作在经过上述冷却水管180后，通过上述冷却水喷嘴184向进行研磨作业的工件130的表面喷射的步骤。

此外，上述旋转及输送步骤S220，是使上述工件130利用上述一对研磨辊120的旋转来旋转且同时从左侧向右侧输送的过程(参照图3)，这样的过程是利用上述辊马达(图中未示出)的动作来进行的。即，如果上述马达产生旋转动力，则这样的旋转动力通过上述动力传输轴140传输到上述一对研磨辊120，且利用以规定角度交叉设置的上述一对研磨辊120的旋转，上述工件130在旋转的同时从左侧向右侧移动。

此时，上述研磨辊120的旋转方向和工件130的旋转方向相互相反。即，例如在上述研磨辊120向逆时针方向旋转的情况下，与上述一对研磨辊120接触旋转的工件130向顺时针方向旋转，相反地，在上述研磨辊120向顺时针方向旋转的情况下，工件130向逆时针方向旋转。

上述研磨步骤S230，是用胶片形的上述胶片研磨材162对工件130的表面进行研磨加工的步骤，这样的步骤由下述过程构成，即：张力调节过程S232，调节使得上述胶片研磨材162具有一定的张紧(tension)；摆动过程S234，使上述胶片研磨材162左右摆动；接触过程S236，使左右摆动的胶片研磨材162与工件表面接触；加工过程S238，利用上述胶片研磨材162对工件进行研磨等，这样的各过程自动地同时或者依次进行。

上述张力调节过程S232，是使从上述供给辊164开始经上述支承辊168和推杆170以及回收辊166而装上的上述胶片研磨材162维持一定张力的过程，虽然没有图示，但可以清楚是通过在上述供给辊164和回收辊166的一侧所具备的、向供给辊164和回收辊166提供旋转动力的供给马达和回收马达来进行。

此外，上述摆动过程S234，是利用上述的摆动装置而使上述推杆170向左右摆动的过程，通过在上述超精密研磨机160的内部所具备的凸轮的动作来进行。

上述接触过程S236，是上述推杆170向下侧移动而与工件130接触的过程，通过构成上述上下移动装置172的液压缸的动作来进行。即，如果安装于上述推杆托架174的推杆170通过上述上下移动装置172而向下侧移动，由推杆170支承的胶片研磨材162则接触到由上述研磨辊120而进行移动的工件130的表面。

如果根据上述的过程，上述胶片研磨材162与旋转的工件130表面接触，则进行研磨作业。即，上述胶片研磨材162在上述推杆170的下端(图5中)边滑动边渐渐移动，在这样的过程中，进行与上述胶片研磨材162接触的工件130表面的研磨作业。

另外，此时被上述胶片研磨材162切削的金属屑、或由上述冷却水喷嘴184喷射而被用于工件130冷却的冷却水，通过在上述研磨辊120上形成的排出引导槽122而向下侧移动排出。经过上述那样的过程，工件130在由上述胶片研磨材162研磨之后，在上述研磨辊120的右侧出来。这样研磨作业完成，且使用者可进行下一工序的作业。

如上述那样的本发明并不局限于上述的实施例，在上述那样的技术范围内，本领域普通技术人员应当可以进行以本发明为基础的各种各样的变形。

Claims (11)

1.一种自动研磨装置，其特征在于，包括：

超精密研磨机，其具备胶片研磨材和推杆，该胶片研磨材为胶片形，且与工件接触对工件表面进行研磨；该推杆滑动支承上述胶片研磨材与工件表面接触；

一对研磨辊，其按照相互以一定角度交叉的方式设置于上述超精密研磨机的一侧，且强制由上述超精密研磨机加工的工件在旋转的同时向一侧移动。

2.根据权利要求1所述的自动研磨装置，其特征在于，上述超精密研磨机还具备：

供给辊，其供给上述胶片研磨材；

回收辊，其设置于上述供给辊的一侧，且回收在工件的研磨中使用的胶片研磨材；

多个支承辊，其支承从上述供给辊向上述回收辊移动的胶片研磨材；

上下移动装置，其设置于上述推杆的一侧，且使得由推杆支承的上述胶片研磨材选择性地与工件表面接触；

摆动装置，其设置于上述推杆的一侧，且使得上述推杆在一定区间内左右往复运动。

3.根据权利要求2所述的自动研磨装置，其特征在于，上述推杆可装卸地安装在与上述上下移动装置连动的推杆托架上。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的自动研磨装置，其特征在于，上述推杆前端以中央部为圆形的形式凹陷形成。

5.根据权利要求1所述的自动研磨装置，其特征在于，

上述研磨辊通过辊旋转装置来进行旋转，

该辊旋转装置包括分别在上述一对研磨辊的一端连接设置的一对动力传输轴、和向上述动力传输轴提供旋转动力的辊马达。

6.根据权利要求5所述的自动研磨装置，其特征在于，上述动力传输轴被设置成与上述研磨辊具有一定角度。

7.根据权利要求1所述的自动研磨装置，其特征在于，

上述研磨辊为具有一定长度的圆筒形状，且从两侧端部越靠近中央部则外径越小。

8.根据权利要求1或7所述的自动研磨装置，其特征在于，在上述研磨辊的外周面上形成多个排出引导槽，用于引导在研磨作业时产生的副产物的排出。

9.一种自动研磨装置的控制系统，其特征在于，依次或者同时进行以下各步骤：

投入工件的工件投入步骤；

向上述工件表面供给冷却水的冷却水供给步骤；

使上述工件在旋转的同时向一侧移动的旋转及输送步骤；

利用胶片形的胶片研磨材对上述工件的表面进行研磨加工的研磨步骤。

10.根据权利要求9所述的自动研磨装置的控制系统，其特征在于，上述研磨步骤包括：

调节上述胶片研磨材具有一定张紧的张力调节过程；

使上述胶片研磨材左右摆动的摆动过程；

使左右摆动的胶片研磨材与工件表面接触的接触过程；

利用上述胶片研磨材对工件进行研磨的加工过程，

上述的各过程同时或者依次自动地进行。

11.根据权利要求9或10所述的自动研磨装置的控制系统，其特征在于，

上述旋转及输送步骤，是通过间隔一定距离设置的一对研磨辊的旋转，上述工件边旋转边向一侧移动的过程。

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