CN205096980U - 位置和压力补偿装置及使用该装置的打磨机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置及使用该装置的打磨机，包括砂带支撑机构、电磁铁支撑机构、压力传感器支撑机构和模拟数字控制电路，所述砂带支撑机构和所述电磁铁支撑机构通过直线轴承同所述压力传感器支撑机构相连接，所述砂带支撑机构用于支撑外部的研磨砂带。由于待研磨工件尺寸不一，导致研磨砂带在相向方向被放松或是在相对方向被压下，所产生的压力变化，传导到压力传感器时，压力传感器将输出同压力对应的电压；模拟数字电路控制器可以将压力传感器的电压运算转换为控制电磁铁的电压；从而该闭环控制回路可以使得砂带同工件的接触状态实时的保持一致，具有响应速度快，磁力可调节的诸多优点效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工制造的技术领域，特别涉及一种通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置及使用该装置的打磨机。
背景技术
在对金属或是塑胶工件进行表面处理，去除毛刺，表面污物，提高表面光洁度时，常用的砂带研磨工艺，是将工件接触高速直线运动的砂带，通过砂带上的砂粒的切削力将工件表面的不需要部分研磨掉。
研磨过程中，砂带同工件的接触状态非常重要。工件相对砂带过于下压，会导致工件的接触面被过度研磨，导致外形品质不良；如工件相对砂带接触不足，会导致需要研磨的区域没有被研磨到。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置及使用该装置的打磨机。
本实用新型的第一方面公开了一种通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置，包括砂带支撑机构、电磁铁支撑机构、压力传感器支撑机构和模拟数字控制电路，所述砂带支撑机构和所述电磁铁支撑机构通过直线轴承同所述压力传感器支撑机构相连接，
所述砂带支撑机构用于支撑外部的研磨砂带202，由于放置其所述研磨砂带上的待研磨工件尺寸不一，导致所述砂带支撑机构在相向方向被放松或是在相对方向被压下，所产生的压力变化传导到所述压力传感器支撑机构后将输出同压力对应的电压；所述模拟数字电路控制器将所述压力传感器支撑机构输出的电压运算转换为控制所述电磁铁支撑机构的电压；所述电磁铁支撑机构通过上述电压产生变化的磁力，通过磁力之间的排斥力或者吸引力作为所述电磁铁支撑机构和所述砂带支撑机构之间位置的控制方式，进而使得所述研磨砂带同被研磨工件的接触状态实时的保持一致。
优选的，所述电磁铁支撑机构包括第一砂带支撑轮101、第二砂带支撑轮108和砂带支撑板103，所述第一砂带支撑轮101和第二砂带支撑轮108固定在砂带支撑板103上，所述电磁铁支撑机构还包括永磁铁104或者铁块，所述永磁铁或者铁块固定在砂带支撑板103上。
优选的，所述压力传感器支撑机构包括压力传感器111和传感器支撑板112，所述电磁铁支撑机构包括电磁铁109和电磁铁支撑板110，所述电磁铁109固定在所述电磁铁支撑板110上，所述直线轴承包括第一直线轴承102和第二直线轴承107，所述砂带支撑板103和所述电磁铁支撑板110通过所述第一直线轴承102及第二直线轴承107同所述传感器支撑板112相连接，所述压力传感器111固定在所述传感器支撑板112和所述电磁铁支撑板110之间。
优选的，所述位置和压力补偿装置还包括限位杆106，所述限位杆106固定在所述电磁铁支撑板110上，所述限位杆106用于限制所述砂带支撑板103的位移极限。
优选的，所述限位杆106与所述砂带支撑板103之间保持有一定的间隙，所述间隙的取值范围为0.5mm～2mm。
优选的，所述位置和压力补偿装置采用水平或者竖直的方式设置。
本实用新型的第二方面公开了一种使用位置和压力补偿装置的打磨机，所述打磨机包括研磨砂带202、2个以上支撑轮、位置和压力补偿装置203和主支撑板204，所述位置和压力补偿装置203被固定在所述主支撑板204上，所述主支撑板204的顶面用于撑起所述研磨砂带202，所述研磨砂带202被固定在所述支撑轮上，上述支撑轮有一个是被电机带动旋转的主动轮，从而所述研磨砂带202被带动着沿所述支撑轮组成的封闭曲线运动。
优选的，所述打磨机包括第一支撑轮201、第二支撑轮205、第三支撑轮206以及第四支撑轮207，所述研磨砂带202被固定在所述第一支撑轮201、第二支撑轮205、第三支撑轮206以及第四支撑轮207上，上述支撑轮有一个是被电机带动旋转的主动轮，从而所述研磨砂带202被带动着沿上述支撑轮组成的封闭曲线运动。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本实用新型公开的通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置，可以补偿加工零件和打磨机构带来的磁力和位置的偏差，同时由于通过磁力控制，具有响应速度快，磁力可调节的诸多优点效果。
附图说明
图1是本实用新型中公开的通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置的结构组成图；
图2是本实用新型中公开的使用通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置的打磨机结构组成图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
本实施例公开了一种通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置，应用于使用磁力(包括同极磁场的排斥力和异极磁场的吸引力)来处理打磨力补偿问题的技术领域。具体如附图1所示，该装置包括砂带支撑机构，电磁铁支撑机构，压力传感器支撑机构和模拟数字控制电路，上述四部分组成的一整套闭环控制系统实时的根据工件的外形差异，因应的调整外部的研磨砂带202相对于待研磨工件105的接触状态。该位置和压力补偿装置采用水平或者竖直的方式设置上相关应用环境中。
如附图1所示可知，本位置和压力补偿装置采用三层叠加式机械结构，分别是砂带支撑机构，电磁铁支撑机构和压力传感器支撑机构。所述砂带支撑机构和所述电磁铁支撑机构通过直线轴承同所述压力传感器支撑机构相连接，其中直线轴承包括第一直线轴承102和第二直线轴承107。
所述电磁铁支撑机构包括第一砂带支撑轮101、第二砂带支撑轮108和砂带支撑板103，所述第一砂带支撑轮101和第二砂带支撑轮108固定在砂带支撑板103上，所述电磁铁支撑机构还包括永磁铁104或者铁块，所述永磁铁或者铁块固定在砂带支撑板103上。
所述压力传感器支撑机构包括压力传感器111和传感器支撑板112，所述电磁铁支撑机构包括电磁铁109和电磁铁支撑板110，所述电磁铁109固定在所述电磁铁支撑板110上，所述直线轴承包括第一直线轴承102和第二直线轴承107，所述砂带支撑板103和所述电磁铁支撑板110通过所述第一直线轴承102及第二直线轴承107同所述传感器支撑板112相连接，所述压力传感器111固定在所述传感器支撑板112和所述电磁铁支撑板110之间。
本位置和压力补偿装置的工作原理是，首先所述砂带支撑机构用于支撑外部的研磨砂带202，由于放置其所述研磨砂带上的待研磨工件尺寸不一，导致所述砂带支撑机构在相向方向被放松或是在相对方向被压下，所产生的压力变化传导到所述压力传感器支撑机构后将输出同压力对应的电压；所述模拟数字电路控制器将所述压力传感器支撑机构输出的电压运算转换为控制所述电磁铁支撑机构的电压；所述电磁铁支撑机构通过上述电压产生变化的磁力，通过磁力之间的排斥力或者吸引力作为所述电磁铁支撑机构和所述砂带支撑机构之间位置的控制方式，进而使得所述研磨砂带同被研磨工件的接触状态实时的保持一致。
如果砂带支撑板103上固定的是永磁铁104，就是利用了磁力之间的排斥力作为位置控制的方式。
如果将永磁铁104换成铁块固定在上述砂带支撑板103上，就可以变成利用吸力作为位置控制的方式。
如附图1所示，位置和压力补偿装置还包括限位杆106，所述限位杆106固定在所述电磁铁支撑板110上，所述限位杆106用于限制所述砂带支撑板103的位移极限。
所述限位杆106与所述砂带支撑板103之间保持有一定的间隙，所述间隙的取值范围为0.5mm～2mm，本实施例中选取间隙值1mm。
更具体的工作原理如下：
在初始状态，电磁铁109在一定的电压下产生磁场，该磁场同永磁铁104作用产生作用力，将砂带支撑板103顶起，研磨砂带102所被顶起的高度由被预设在模拟数字电路控制器里的电压所控制，模拟数字电路控制器的输出电压给到电磁铁109，如电压越高，则电磁铁109产生的磁力越强，则砂带支撑板102被顶起越高。
砂带支撑板103被顶起的最高高度由限位杆106限定，但不同限位杆106的上限位接触，通常保持一定的间隙如1毫米，这样的设计是因为如二者接触，砂带支撑板103向上的力极有可能是大于研磨砂带102施加于其上的力的，这样会导致该机构的位置伺服补偿功能失效。
砂带支撑板103同限位杆106的上限位恒定的保持有一定的间隙，通过模拟数字电路控制器的输出电压控制；当砂带支撑板103过于向上，即其同限位杆106的上限位的间隙变小，也即研磨砂带102被向上顶起更多，则研磨砂带102的向下的反作用力也更大，这个反作用力被传导到压力传感器111，压力传感器111给到模拟数字电路控制器的输入电压发生变化，模拟数字电路控制器通过模数分析改变给到电磁铁109的输出电压，从而通过该闭环系统控制住砂带支撑板103的相对位置。
当待研磨工件105压在研磨砂带102上，砂带被压下，其压力被传导给砂带支撑轮101和108，再传导到压力传感器111，压力传感器111给到模拟数字电路控制器的输入电压发生变化，模拟数字电路控制器通过模数分析改变给到电磁铁109的输出电压，从而通过该闭环系统控制住砂带支撑板103的相对位置。
待研磨工件105同研磨砂带102接触状态一定的情况下，作用于压力传感器111的力也是一定的，这样其对应的输出电压也是一定的，这时就可以将该输出电压设置到模拟数字电路控制器里，作为原点电压。
当尺寸有差异的工件进行加工时，根据其产生的施加于研磨砂带的力不同，该闭环系统通过以上原理就可以实时的调整砂带相对于该工件的接触状态，从而保证研磨的品质。
综上所述，本实施例一公开的通过磁力悬浮实现的位置和压力补偿装置，可以补偿加工零件和打磨机构带来的磁力和位置的偏差，同时由于通过磁力控制，具有响应速度快，磁力可调节的诸多优点效果。
实施例二
本实施例公开了一种通过磁力悬浮实现的使用位置和压力补偿装置的打磨机，该打磨机使用磁力(包括同极磁场的排斥力和异极磁场的吸引力)来处理打磨力补偿问题。具体如附图2所示，该打磨机包括研磨砂带202、2个以上支撑轮、实施例一中公开的位置和压力补偿装置203和主支撑板204，所述位置和压力补偿装置203被固定在所述主支撑板204上，所述主支撑板204的顶面用于撑起所述研磨砂带202，所述研磨砂带202被固定在所述支撑轮上，上述支撑轮有一个是被电机带动旋转的主动轮，从而所述研磨砂带202被带动着沿所述支撑轮组成的封闭曲线运动。
在本实施例中，所述打磨机包括第一支撑轮201、第二支撑轮205、第三支撑轮206以及第四支撑轮207总共四个支撑轮，但是上述并不构成对技术方案的限制，该技术方案可以推广到包含多个支撑轮的实施例中。所述研磨砂带202被固定在所述第一支撑轮201、第二支撑轮205、第三支撑轮206以及第四支撑轮207上，上述支撑轮有一个或者是多个是被电机带动旋转的主动轮，从而所述研磨砂带202被带动着沿上述支撑轮组成的封闭曲线运动。
上述描述的一种通过磁力悬浮实现的使用位置和压力补偿装置的打磨机的具体结构，可以参考前述装置和方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种位置和压力补偿装置，通过磁力悬浮实现位置和压力补偿，包括砂带支撑机构、电磁铁支撑机构、压力传感器支撑机构和模拟数字控制电路，所述砂带支撑机构和所述电磁铁支撑机构通过直线轴承同所述压力传感器支撑机构相连接，其特征在于，
所述砂带支撑机构用于支撑外部的研磨砂带(202)，由于放置其所述研磨砂带上的待研磨工件尺寸不一，导致所述砂带支撑机构在相向方向被放松或是在相对方向被压下，所产生的压力变化传导到所述压力传感器支撑机构后将输出同压力对应的电压；所述模拟数字电路控制器将所述压力传感器支撑机构输出的电压运算转换为控制所述电磁铁支撑机构的电压；所述电磁铁支撑机构通过上述电压产生变化的磁力，通过磁力之间的排斥力或者吸引力作为所述电磁铁支撑机构和所述砂带支撑机构之间位置的控制方式，进而使得所述研磨砂带同被研磨工件的接触状态实时的保持一致。
2.根据权利要求1所述的位置和压力补偿装置，其特征在于，所述电磁铁支撑机构包括第一砂带支撑轮(101)、第二砂带支撑轮(108)和砂带支撑板(103)，所述第一砂带支撑轮(101)和第二砂带支撑轮(108)固定在砂带支撑板(103)上，所述电磁铁支撑机构还包括永磁铁(104)或者铁块，所述永磁铁或者铁块固定在砂带支撑板(103)上。
3.根据权利要求2所述的位置和压力补偿装置，其特征在于，所述压力传感器支撑机构包括压力传感器(111)和传感器支撑板(112)，所述电磁铁支撑机构包括电磁铁(109)和电磁铁支撑板(110)，所述电磁铁(109)固定在所述电磁铁支撑板(110)上，所述直线轴承包括第一直线轴承(102)和第二直线轴承(107)，所述砂带支撑板(103)和所述电磁铁支撑板(110)通过所述第一直线轴承(102)及第二直线轴承(107)同所述传感器支撑板(112)相连接，所述压力传感器(111)固定在所述传感器支撑板(112)和所述电磁铁支撑板(110)之间。
4.根据权利要求3所述的位置和压力补偿装置，其特征在于，所述位置和压力补偿装置还包括限位杆(106)，所述限位杆(106)固定在所述电磁铁支撑板(110)上，所述限位杆(106)用于限制所述砂带支撑板(103)的位移极限。
5.根据权利要求4所述的所述的位置和压力补偿装置，其特征在于，所述限位杆(106)与所述砂带支撑板(103)之间保持有一定的间隙，所述间隙的取值范围为0.5mm～2mm。
6.根据权利要求1至2任一所述的位置和压力补偿装置，其特征在于，所述位置和压力补偿装置采用水平或者竖直的方式设置。
7.一种使用位置和压力补偿装置的打磨机，其特征在于，所述打磨机包括研磨砂带(202)、2个以上支撑轮、权利要求1至6任一所述的位置和压力补偿装置(203)和主支撑板(204)，所述位置和压力补偿装置(203)被固定在所述主支撑板(204)上，所述主支撑板(204)的顶面用于撑起所述研磨砂带(202)，所述研磨砂带(202)被固定在所述支撑轮上，上述支撑轮有一个是被电机带动旋转的主动轮，从而所述研磨砂带(202)被带动着沿所述支撑轮组成的封闭曲线运动。
8.根据权利要求7所述的一种使用位置和压力补偿装置的打磨机，其特征在于，所述打磨机包括第一支撑轮(201)、第二支撑轮(205)、第三支撑轮(206)以及第四支撑轮(207)，所述研磨砂带(202)被固定在所述第一支撑轮(201)、第二支撑轮(205)、第三支撑轮(206)以及第四支撑轮(207)上，上述支撑轮有一个是被电机带动旋转的主动轮，从而所述研磨砂带(202)被带动着沿上述支撑轮组成的封闭曲线运动。
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