CN201950293U

CN201950293U - 自动刮削装置

Info

Publication number: CN201950293U
Application number: CN 201020681766
Authority: CN
Inventors: 王志伟; 陈美伟; 郑海辉
Original assignee: Research Institute of Zhejiang University Taizhou
Current assignee: Research Institute of Zhejiang University Taizhou
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2020-12-27

Abstract

本实用新型提供一种自动完成工件表面刮削的自动刮削装置，包括支架、摄像头，支架的底座上设有纵向位移机构，纵向位移机构上设有工作台面，支架的横梁上设有横向位移机构，横向位移机构上设有竖向位移机构，竖向位移机构上固定联接有刀架，刀架上设有刀具，摄像头拍摄方向朝向工作台面，所述纵向位移机构、横向位移机构、竖向位移机构、摄像头分别与控制设备相联接。采用本实用新型的技术方案可以提高生产效率、降低劳动强度、并摆脱对技术工人以往经验的依赖。

Description

自动刮削装置

技术领域

本实用新型涉及一种机加工设备，更具体地说，本实用新型涉及一种用于高精度平面的刮削加工装置。

背景技术

刮削加工是一种精加工工艺，通过微量去除金属工件工作面上微凸起的多余材料，使工件工作面达到较高的精度要求。该工艺长期以来一直依赖经验丰富的老钳工手工完成，存在劳动强度大、生产效率低、老钳工易患职业病的缺陷。为解决上述缺陷，人们发明了手持式自动刮研机，如中国专利局在1995年9月6日公开的一份专利号为95200620.0的文献，该文献名称为《手持式电动刮刀》，文献所述的一种手持式电动刮刀，由电机及其调速部分A、减速机构B、刮研动作执行机构C、提绳D及刮削刀具E等组成，电机采用市售冲击钻电机、手把及开关部分，并在手把内安装有由可控硅电路和电位器组成的电机无级调速装置。这种手持式电动刮刀虽然在一定程度上降低了劳动强度、提高了生产效率，但仍然只是一种手持式刮削工具，操作工人未能摆脱重复的体力劳动，加工质量和效率对工人熟练程度的依赖性也没有改变。

发明内容

本实用新型解决了现有技术中存在的劳动强度大、工作效率低、加工质量严重依赖钳工个人作业经验的缺陷，提供一种自动完成工件表面刮削的自动刮削装置。

本实用新型解决现有技术存在问题的技术方案是：一种自动刮削装置，包括支架、摄像头，支架的底座上设有纵向位移机构，纵向位移机构上设有工作台面，支架的横梁上设有横向位移机构，横向位移机构上设有竖向位移机构，竖向位移机构上固定联接有刀架，刀架上设有刀具，摄像头拍摄方向朝向工作台面，所述纵向位移机构、横向位移机构、竖向位移机构、摄像头分别与控制设备相联接。由于在支架上设置了纵向位移机构、横向位移机构、竖向位移机构，使得刀架上的刀具相对于被加工件具有空间直角坐标系的三个自由度，可以实现刮削运动；由于纵向位移机构、横向位移机构、竖向位移机构、摄像头都通过数据线与作为控制设备的计算机相连，这样刮削运动可以在计算机的控制下进行；在工件的加工面上涂上一层颜色显示剂，用标准件或相配件的配合面对加工面进行研磨，以去除工件加工面上相对高一点的凸起部分的显示剂，凸起与周围产生色差，由于摄像头拍摄方向朝向工作台面，需要刮削的工件固定在工作台面上，这样摄像头可以将工件加工面上的所有色差特征摄成图像传递给计算机，计算机可以根据图像上的色差特征确定待刮削点的位置及相应的刮削参数；由此，计算机可以根据待加工面上图像的色差特征，驱动各位移机构动作，使刀具对被加工面上的凸起进行刮削。

作为优选，所述刀架上还设有测距传感器，测距传感器与控制设备相联接。测距传感器可以测量被加工表面与测距传感器的距离，并将所测数据传递给计算机。由于测距传感器与刀具的距离已知，计算机便可得出刀具到被加工表面的距离，从而控制刀具在空载区快速进刀，当刀具接触到被加工表面时，按刮削参数施加载荷，并进行刮削加工；由于被加工表面的特征参数由计算机根据测距传感器实时测量转换而来，刮削装置的刮削精度不受工件夹装误差的影响，使得对固定被加工件的刮削装置自身的精度要求可以大大降低，从而也大大降低了刮削装置的制造成本，节约了被加工件的夹装时间，提高了劳动生产率。

作为优选，所述测距传感器的感应点位于刀具的刀口外侧。测距传感器的感应点为测距传感器的测距轴线与被测件表面的交点，这样测距传感器随着刀具的移动实时测量，使得计算机可以根据实时测得的数据修正刀具的竖向位移。

作为优选，所述摄像头设在竖向位移机构上。这样摄像头与刀具的距离固定，方便计算机根据摄像头拍摄的图像特征计算出刀具的位置。

作为优选，所述刀架呈“L”状，刀架的一端与刀具的一端固定联接，所述刀具的中部通过弹簧装置与刀架相联接。刀架呈“L”状，方便将刀口设置在测距传感器的测距感应点的附近；刀架的一端与刀具的一端螺接固定，刀具的中部通过弹簧装置与刀架相联接，这样可以使得弹簧装置能得到预紧力，方便弹簧装置的固定，也方便计算机可以准确通过弹簧装置的形变量来控制刀具的刮削力。

作为优选，所述弹簧装置包括弹簧和芯杆，弹簧间隙地套接在芯杆上，芯杆的一端螺接在刀架上，弹簧的一端抵接在刀具上，弹簧的另一端抵接在刀架上。这样可以使得弹簧能得到有效地固定，又可以自由伸缩。

作为优选，所述竖向位移机构上还设有光源。该光源为两只管形灯，分列在摄像头的两侧，为摄像头的拍摄图像提供照明，提高图像色差对比度、消除背景光的影响。

作为优选，所述纵向位移机构包括纵向电机、工作台、滑杆，滑杆的两端设有固定座，所述工作台间隙地套接在滑杆的中间，工作台上联接有纵向丝杆，纵向丝杆与滑杆平行设置，纵向丝杆的两端分别设有纵向轴承座，纵向丝杆其中的一端穿过纵向轴承座与纵向电机固定联接，固定座、纵向轴承座分别固定联接在支架的底座上。纵向丝杆为滚珠丝杆，这样可以减少纵向丝杆与工作台的磨损，延长使用寿命；纵向丝杆其中的一端穿过纵向轴承座与纵向电机固定联接，这样使得纵向电机可以根据计算机的指令驱动纵向丝杆转动，从而带动工作台作相应的位移；工作台两侧耳板间隙地套接在滑杆上，使得工作台可以平稳地移动。

作为优选，所述横向位移机构包括横向电机、横向丝杆，横向丝杆的两端分别设有横向轴承座，横向轴承座固定联接在支架的横梁上，横向丝杆中间联接有竖向基板，横向丝杆其中的一端穿过横向轴承座与横向电机固定联接。横向丝杆为滚珠丝杆；横向丝杆的一端与横向电机固定联接，使得纵向电机可以根据计算机的指令驱动横向丝杆转动，从而带动竖向基板作相应的位移。

作为优选，所述竖向位移机构包括竖向电机、竖向丝杆，竖向丝杆的两端分别设有竖向轴承座，竖向轴承座固定联接在竖向基板上，竖向丝杆中间联接有溜板，溜板通过导向机构与竖向基板联接，竖向丝杆其中的一端穿过竖向轴承座与竖向电机固定联接，所述摄像头、光源、刀架联接在溜板上。竖向丝杆为滚珠丝杆；竖向丝杆的一端与竖向电机固定联接，使得竖向电机可以根据计算机的指令驱动竖向丝杆转动，从而带动溜板作相应的位移。

本实用新型的有益效果是：

1、由于自动刮削装置设有横向位移机构、纵向位移机构、竖向位移机构，刀具设在竖向位移机构上，使得刮削工作由机器实施，降低了作业人员的劳动强度；

2、由于自动刮削装置上设有摄像头，使得加工面上凸起的参数可以由摄像头来采集，作业人员摆脱了以往对经验的依赖，一般作业人员即可实施刮削任务；

3、由于自动刮削装置上设有测距传感器，使得计算机可以在刀具空载时可以快速进刀，缩短刮削加工时间；也使得对刮削装置自身的精度要求可以大大降低，从而也大大降低了刮削装置的制造成本，节约了被加工件的夹装时间，提高了劳动生产率；

4、由于横向位移机构、纵向位移机构、竖向位移机构、摄像头、测距传感器都通过数据线与计算机相连，使得计算机可以控制担当刮削任务的各个机构及组件协调完成，工作效率大大提高，而且刮削质量稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型一种结构主视示意图。

图2是本实用新型一种结构左视示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步具体说明：

实施例：一种自动刮削装置如图1、图2所示，包括支架1，支架1的底座11上设有纵向位移机构2，纵向位移机构2包括纵向电机27、工作台26、滑杆23，滑杆23的两端设有固定座24，所述工作台26间隙地套接在滑杆23的中间，工作台26可以沿滑杆23前后移动，工作台26通过滚珠与纵向丝杆22连接，工作台26的上表面为工作台面，纵向丝杆22与滑杆23平行设置，纵向丝杆22的两端分别设有纵向轴承座25，纵向丝杆22其中的一端穿过纵向轴承座25与纵向电机27固定联接，固定座24、纵向轴承座25分别固定联接在支架1的底座11上，纵向电机27可以驱动纵向丝杆22转动，纵向丝杆22转动带动工作台26沿纵向丝杆22前后移动产生纵向线性位移；支架1的横梁12上设有横向位移机构4，横向位移机构4包括横向电机42、横向丝杆41，横向丝杆41的两端分别设有横向轴承座43，横向轴承座43固定联接在支架1的横梁12上，横向丝杆41中间通过滚珠与竖向基板44连接，横向丝杆41其中的一端穿过横向轴承座43与横向电机42固定联接，横向电机42可以驱动横向丝杆41转动，横向丝杆41转动带动竖向基板44沿横向丝杆41左右移动产生横向线性位移；竖向基板44上设有竖向位移机构3，所述竖向位移机构3包括竖向电机36、竖向丝杆35，竖向丝杆35的两端分别设有竖向轴承座39，竖向轴承座39固定联接在竖向基板44上，竖向丝杆35中间通过滚珠与溜板34连接，溜板34通过导向机构与竖向基板44联接，导向机构包括滑轨311、滑块310，滑轨311与竖向基板44固定连接，滑块310与溜板34固定连接，滑块310可以沿滑轨311上下滑动，滑块310其他方向受限制，竖向丝杆35其中的一端穿过竖向轴承座39与竖向电机36固定联接，竖向电机36可以驱动竖向丝杆35转动，竖向丝杆35转动带动溜板34沿竖向丝杆35上下移动产生竖向线性位移。

在溜板34下端中间固定连接有拍摄方向朝向工作台面的摄像头33，在摄像头33两侧分别固定连接两只管状灯313，在其中一只管状灯313外侧的溜板34上固定连接刀架32，刀架32呈直角“L”状，刀架32的弯端水平朝向横梁12方向，刀架32的垂直部下端固定连接测距方向垂直向下的测距传感器31，测距传感器31相对于刀架32垂直部与横梁12异侧，刀架32水平部的自由端螺接有刀具37，刀具37的刀口朝向测距传感器31一侧，刀具37的刀口离测距传感器31测距轴线1mm，刀架32水平部的中间螺接有芯杆312，芯杆32上套有弹簧38，弹簧38的一端抵接在刀具37上，弹簧38的另一端抵接在刀架上32。

纵向电机27、横向电机42、竖向电机36、摄像头33、测距传感器31通过数据线与计算机相连。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳方案，并非对本实用新型做任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种自动刮削装置，其特征在于：包括支架、摄像头，支架的底座上设有纵向位移机构，纵向位移机构上设有工作台面，支架的横梁上设有横向位移机构，横向位移机构上设有竖向位移机构，竖向位移机构上固定联接有刀架，刀架上设有刀具，摄像头拍摄方向朝向工作台面，所述纵向位移机构、横向位移机构、竖向位移机构、摄像头分别与控制设备相联接。

2.根据权利要求1所述的自动刮削装置，其特征在于：所述刀架上还设有测距传感器，测距传感器与控制设备相联接。

3.根据权利要求2所述的自动刮削装置，其特征在于：所述测距传感器的感应点位于刀具的刀口外侧。

4.根据权利要求3所述的自动刮削装置，其特征在于：所述摄像头设在竖向位移机构上。

5.根据权利要求4所述的自动刮削装置，其特征在于：所述刀架呈“L”状，刀架的一端与刀具的一端固定联接，所述刀具的中部通过弹簧装置与刀架相联接。

6.根据权利要求5所述的自动刮削装置，其特征在于：所述弹簧装置包括弹簧和芯杆，弹簧间隙地套接在芯杆上，芯杆的一端螺接在刀架上，弹簧的一端抵接在刀具上，弹簧的另一端抵接在刀架上。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的自动刮削装置，其特征在于：所述竖向位移机构上还设有光源。

8.根据权利要求7所述的自动刮削装置，其特征在于：所述纵向位移机构包括纵向电机、工作台、滑杆，滑杆的两端设有固定座，所述工作台间隙地套接在滑杆的中间，工作台上联接有纵向丝杆，纵向丝杆与滑杆平行设置，纵向丝杆的两端分别设有纵向轴承座，纵向丝杆其中的一端穿过纵向轴承座与纵向电机固定联接，固定座、纵向轴承座分别固定联接在支架的底座上。

9.根据权利要求8所述的自动刮削装置，其特征在于：所述横向位移机构包括横向电机、横向丝杆，横向丝杆的两端分别设有横向轴承座，横向轴承座固定联接在支架的横梁上，横向丝杆中间联接有竖向基板，横向丝杆其中的一端穿过横向轴承座与横向电机固定联接。

10.根据权利要求9所述的自动刮削装置，其特征在于：所述竖向位移机构包括竖向电机、竖向丝杆，竖向丝杆的两端分别设有竖向轴承座，竖向轴承座固定联接在竖向基板上，竖向丝杆中间联接有溜板，溜板通过导向机构与竖向基板联接，竖向丝杆其中的一端穿过竖向轴承座与竖向电机固定联接，所述摄像头、光源、刀架联接在溜板上。