CN203918724U - 一种弯管内表面磁力研磨抛光机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种弯管内表面磁力研磨抛光机,该抛光机包括:一个六轴关节式工业机器人本体和一个磁极头,所述磁极头由磁极组件、磁极旋转运动组件、连接法兰以及磁极座组成,安装在所述六轴工业机器人本体的末端,与机器人本体联动。磁极座上安装有图像识别用摄像头,该摄像头可采集图像信息送至所述控制计算机,通过计算分析,对弯管工件中心线以及管径进行实时检测,并依此驱动所述六轴工业机器人本体带动磁极头沿着弯管中心线移动。与此同时,当磁极旋转组件旋转时,分布于弯管外部的永久磁石所形成的旋转磁场将带动弯管内表面的磁性磨料与静止的弯管内表面产生相对运动与摩擦,从而实现对弯管内表面的抛光处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种研磨抛光装置,特别是一种弯管内表面磁力研磨抛光机。
背景技术
随着科学技术的发展,对航空航天产业、半导体产业、生物化学行业、医疗器械行业以及食品机械行业的输送洁净流体、气体等的管道都提出了更高的要求,这些要求都是轧制管道及非装饰性焊接管道难以满足的,必须增加加工工序,对内表面实施抛光。特别是对弯管内表面的加工,普通工具很难介入,即使手工作业也很难完成,这为弯管内表面的超精密抛光加工带来很大的困难。如果机器所使用的弯管内孔比较粗糙,它在传导气体及液体时,就很容易使气体或液体的残留物堆积在粗糙的内孔表面,越积越多,会造成传导不畅,进而导致弯管传输效率降低。降低弯管内表面的粗糙度,实现对弯管内表面的超精密抛光加工,可提高弯管输送效率;还可以有效延长弯管的使用寿命、避免危险工况发生。
查阅相关文献,中国专利公布的“一种不锈钢管的内抛光机”,公开号为CN101972972A,公开了一种不锈钢圆管的内壁抛光装置。在机架的端部设有不锈钢管的装夹旋转机构和不锈钢管的支撑架;抛光机构包括抛光体、抛光体的轴向驱动机构和抛光体下压定位装置。抛光体位于不锈钢管内,在机架的两端设有抛光体的轴向驱动机构,在机架上设有不锈钢管支撑架和抛光体下压定位装置。因为该抛光体由管两端的轴向驱动机构连接,所以不适用于弯管,尤其不适用于空间弯管,又因抛光体自身体积限制,所以该方法也不适用于抛光细长管。
实用新型内容
本实用新型提供了一种弯管内表面磁力研磨抛光机,可以对多种曲率弯管,特别是空间弯管内表面进行自动光整的磁力研磨抛光。
本实用新型提供的一种弯管内表面磁力研磨抛光机包括六轴关节式工业机器人本体(1)和磁极头两部分,所述磁极头由磁极组件和磁极旋转运动驱动组件组成,其中磁极组件由磁极(15)、磁性磨料(14)、永久磁石(16)、磁石支座(12)、弧形衔铁(11)和旋转套筒(9)组成,永久磁石(16)吸附在磁石支座(12)上,磁性磨料(14)填充在弯管工件(13)内,磁石支座(12)和弧形衔铁(11)通过调整螺栓连接在旋转套筒(9)端面上;磁极旋转运动组件由驱动软轴(6)、软轴支座(4)、主动同步带轮(5)、同步带(7)和从动同步带轮(8)组成,驱动软轴(6)与伺服电机经联轴器连接,驱动软轴(6)穿过软轴支座(4)与主动同步带轮(5)相连,主动同步带轮(5)通过同步带(7)连接从动同步带轮(8),所述磁极头由连接法兰(3)连接在六轴工业机器人(1)的末端,磁极座(2)安装有图像识别用摄像头(10)。
所述六轴关节式工业机器人本体(1)和伺服电机均由控制计算机驱动。控制计算机驱动六轴机器人本体(1)与伺服电机,构建形成6+1个自由度综合机器人系统,该系统能保证弯管在研磨过程中的精确度,同时也避免了加工过程中可能出现的盲区,实现了对不同曲率弯管、特别是空间弯管内表面的自动研磨抛光。
所述伺服电机将动力通过所述联轴器和驱动软轴(6)送至主动同步带轮(5),通过同步带(7)将动力送至从动同步带轮(8),所述从动同步带轮(8)通过螺栓与所述磁极组件连接,并驱动其转动。
所述图像识别用摄像头(10)采集图像信号送至机器人控制计算机,通过程序计算,可实时检测弯管工件(13)的中心线和弯管的外径,并依此驱动六轴工业机器人本体(1)带动磁极头沿弯管中心线移动。在弯管工件(13)外部配置的永久磁石(16)所产生的强磁场的作用下,使填充在弯管内的磁性磨料(14)沿着磁力线的方向排布,吸附在弯管工件(13)内表面形成磨料刷,并对工件表面产生压力。当由所述伺服电机驱动磁极组件转动时,所形成的旋转磁场带动弯管内部的磁性磨料(14)也随之旋转、翻滚,与静止的弯管内表面产生相对运动和摩擦,完成研磨抛光弯管工件(13)的内表面。同时,在六轴工业机器人本体(1)的牵引下,磁极(15)与工件之间保持间隙,并沿着弯管中心线移动,从而实现对整个弯管内表面的光整加工。
所述的磁性磨料(14)是采用烧结法制备磁性研磨粒子,即将铁粒子、磨粒与一定的粘结剂相混合,经过压制、干燥、烧结、冷却、粉碎和筛分等程序完成。
本实用新型与同类设备相比其有益效果体现在:
采用该弯管内表面磁力研磨抛光机,具有弯管曲率自动识别系统,可以对多种曲率弯管内壁进行研磨抛光。可以去除弯管内壁毛刺,能够减少或消除弯曲处褶皱量和微小裂纹,降低弯管内表面粗糙度值,又提高了内表面的疲劳强度。抛光均匀性好,加工效率高、加工自动化程度高、操作方便、适用范围广。弯管内表面的褶皱和微小裂纹经过光整后,可以使其明显去除或减少,即可保证传输介质的稳定性,又可提高弯管的可靠性。
附图说明
图1为一种弯管内表面抛光机的结构示意图。
图2为一种弯管内表面抛光机的磁极头结构示意图。
图中编号:1、六轴关节式工业机器人;2、磁极座;3、连接法兰;4、驱动软轴支座;5、主动同步带轮;6、驱动软轴;7、同步带;8、从动同步带轮;9、旋转套筒;10、图像识别用摄像头;11、弧形衔铁;12、磁石支座;13、弯管工件;14、磁性磨料;15、磁极;16、永久磁石。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型抛光装置作进一步描述。
如图1所示,一种弯管内表面抛光机由一个六轴关节式工业机器人1和一个磁极头构成,磁极头安装在六轴关节式工业机器人1末端,该六轴工业机器人由控制计算机驱动其移动。
如图2所示,磁极头由磁极组件、磁极旋转运动驱动组件、磁极座2以及连接法兰3组成。连接法兰3通过螺栓与所述六轴工业机器人本体1端部连接,磁极头固定在六轴工业机器人1的末端。
所述磁极组件由弧形衔铁11、磁性磨料14、永久磁石16、磁极15、磁石支座12和旋转套筒9构成。所述永久磁石16的规格参照磁石支座12进行调整,磁极15的形状根据弯管规格进行调整,以适应不同直径、曲率的弯管内表面抛光,从而保证具有较高的抛光质量和抛光效率。另外磁石支座12带动永久磁石16和磁极15在旋转套筒9进行径向移动,根据弯管规格预设磁极15与弯管工件13的加工间隙。
所述磁极旋转驱动组件包括伺服电机、联轴器、软轴支座4、驱动软轴6和主动带轮5、同步带7、和从动带轮8,所述伺服电机将动力通过所述联轴器和驱动软轴6送至主动带轮5,通过同步带7将动力送至从动带轮8,所述从动带轮8通过螺栓与所述磁极组件的旋转套筒9连接,从而驱动磁极组件的磁石支座12、永久磁石16及磁极15转动。
本实用新型在弯管工件13外部配置的永久磁石16和磁极15所产生的强磁场的作用下,使填充在弯管内的磁性磨料14沿着磁力线的方向排列,吸附在弯管内表面形成磁粒刷,并对工件表面产生一定的压力。当所述伺服电机驱动磁极15旋转时,所形成的旋转磁场带动弯管内部的磁性磨料14也随之旋转、翻滚,与静止的弯管内表面产生相对运动与摩擦,从而完成对工件表面的抛光、去毛刺的精密光整加工。同时,所述的控制计算机对图像识别用摄像头10采集的图像信息进行分析后,结合控制人员输入的技术参数,驱动所述六轴工业机器人1牵引磁极头沿弯管工件13中心线移动,从而确保磁极15与弯管工件13保持设定的间隙沿弯管中心线移动,实现对整个弯管内表面的磁力研磨抛光。
所述磁极座2安装有图像识别用摄像头10,该摄像头将所采集的图像信息送至控制计算机,通过程序计算,对弯管工件13的中心线和弯管的外径进行实时检测,并依据此信息驱动六轴工业机器人本体1带动磁极头沿弯管中心线移动。
本实用新型所述的控制计算机,预设所述伺服电机的转速、六轴工业机器人1端部的移动速度。除此之外,还包括设备启动、停止、变速控制,设置定时、旋转方向、往复循环次数等选项。
本实用新型所述的磁性磨料14是采用烧结法制备的磁性研磨粒子,即将铁粒子、磨粒与一定的粘结剂相混合,经过压制、干燥、烧结、冷却、粉碎和筛分等程序完成。磁性磨料14的质量、粒度、磨粒种类、研磨液的型号及规格等,均根据弯管的材料特性和表面质量要求进行选择,以提高研磨抛光质量和效率。
本实用新型所提供的一种弯管内表面抛光机拥有一个六轴工业机器人和一套磁极头,可实现在对多曲率弯管一次定位的基础上,自动完成整个弯管内表面的抛光加工,自动化程度较高,操控方便。并且该弯管抛光机不仅可以完成多曲率平面弯管内表面的抛光处理,而且还可对空间弯管内表面进行研磨抛光。研磨抛光后可去除弯管内壁毛刺,弯曲处褶皱量和微小裂纹明显减少或消除,且弯管内表面粗糙度值得到有效降低,抛光均匀性好,表面质量较佳,加工效率高。可适用于各类弯管内表面的研磨抛光、去毛刺及光饰处理。
Claims (4)
1.一种弯管内表面磁力研磨抛光机,其特征在于该抛光机包括六轴关节式工业机器人本体(1)和磁极头两部分,所述磁极头由磁极组件和磁极旋转运动驱动组件组成,其中磁极组件由磁极(15)、磁性磨料(14)、永久磁石(16)、磁石支座(12)、弧形衔铁(11)和旋转套筒(9)组成,永久磁石(16)吸附在磁石支座(12)上,磁性磨料(14)填充在弯管工件(13)内,磁石支座(12)和弧形衔铁(11)通过调整螺栓连接在旋转套筒(9)端面上;磁极旋转运动组件由驱动软轴(6)、软轴支座(4)、主动同步带轮(5)、同步带(7)和从动同步带轮(8)组成,驱动软轴(6)与伺服电机经联轴器连接,驱动软轴(6)穿过软轴支座(4)与主动同步带轮(5)相连,主动同步带轮(5)通过同步带(7)连接从动同步带轮(8),所述磁极头由连接法兰(3)连接在六轴工业机器人(1)的末端,磁极座(2)安装有图像识别用摄像头(10)。
2.根据权利要求1所述的一种弯管内表面磁力研磨抛光机,其特征在于六轴关节式工业机器人本体(1)和伺服电机均由控制计算机驱动,构建形成6+1个自由度综合机器人系统。
3.根据权利要求1所述的一种弯管内表面磁力研磨抛光机,其特征在于伺服电机将动力通过联轴器和驱动软轴(6)送至主动同步带轮(5),通过同步带(7)将动力送至从动同步带轮(8),所述从动同步带轮(8)通过螺栓与所述磁极组件连接,并驱动其转动。
4.根据权利要求1所述的一种弯管内表面磁力研磨抛光机,其特征在于图像识别用摄像头(10)采集图像信号送至机器人控制计算机,通过程序计算,实时检测弯管工件(13)的中心线和弯管的外径,并驱动六轴工业机器人本体(1)带动磁极头沿弯管中心线移动,填充在弯管内的磁性磨料(14)沿着磁力线的方向排布,吸附在弯管工件(13)内表面形成磨料刷,并对工件表面产生压力,磁极(15)与弯管工件(13)之间保持间隙,并沿着弯管中心线移动。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141105 Termination date: 20150519 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |