CN215847502U - 应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，涉及压电陶瓷片生产领域，包括固定夹具、上下料机构、运动平台、打磨装置、除尘系统。固定夹具包含固定底盘、定位装置；上下料机构包含上料台、同步搬运机械手、下料台；运动平台包含Y/Z轴运动模块；打磨装置包含含驱动部件、打磨盘、打磨片、压力传感器；除尘系统通过防尘罩与打磨装置相连接。本实用新型实现压电陶瓷片银层氧化膜的自动化打磨，具有自动上下料、自动定位调整、自动打磨与自动吸尘等功能，满足某一尺寸范围内同一形状、不同尺寸压电陶瓷片的打磨需求，提高打磨质量、打磨均匀性以及打磨效率，且通过更换固定夹具可实现其他不同形状的压电陶瓷片的自动化打磨。

Description

应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备

技术领域

本实用新型涉及压电陶瓷片生产的领域，具体涉及一种应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备。

背景技术

水声换能器是声纳湿端设备的基本单元，主要依靠压电陶瓷片的压电效应进行工作。压电陶瓷片通过粘接、焊接等形式与其他器件构成一个整体，进行声电信号的转换、传递，其粘接、焊接效果直接决定了换能器的性能参数。由于压电陶瓷片表面渡有极薄的银层，银层上附着有一层氧化膜，氧化膜的存在将降低其粘接、焊接效果，为确保换能器性能，在装配时需对压电陶瓷片表面银层氧化膜进行打磨处理。现有的打磨处理手段有：人工持待磨陶瓷片在砂纸上进行特定路径打磨；通过人工控制简易的单轴打磨平台进行打磨。其中，前者需要人工轻摁陶瓷片在砂纸上滑动打磨，打磨过程中，施加的力时刻存在波动，导致陶瓷片氧化膜打磨不均，同时该手段劳动强度大，生产效率低下，也无法满足日益增长的生产需求；后者由于打磨时间需人工判断控制，打磨质量不稳定，无法保证同一批次打磨效果的一致性，同时该手段适合应用于单一形状、单一尺寸陶瓷片的打磨，要满足多品种、小批量的打磨需求需人工频繁更换夹具、校准打磨基准，打磨效果一致性差，打磨效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，可完成大部分压电陶瓷的自动化打磨工作，满足多品种、小批量的打磨需求，提高打磨质量、打磨均匀性以及打磨效率。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，包括设备平台，在设备平台上设有固定夹具、上下料机构、运动平台、打磨装置和除尘装置，所述固定夹具包括固定底盘、设于固定底盘上的定位装置和底部真空装置，固定底盘上开设中心通孔，底部真空装置通过该中心通孔进行伸缩，从而吸附待打磨压电陶瓷片，固定底盘配合底部真空装置支撑待打磨压电陶瓷片，并由定位装置固定定位；上下料机构包括上料台、同步搬运机械手、下料台，待打磨压电陶瓷片通过同步搬运机械手从上料台搬运至固定夹具上或从固定夹具上搬运至下料台，实现自动上下料；运动平台包括机架B、Y轴运动模块、Z轴运动模块、机架C，Y轴运动模块安装在机架B上，用于驱动待打磨压电陶瓷片沿机架B运动，Z轴运动模块安装在机架C上，用于驱动待打磨压电陶瓷片沿机架C运动；打磨装置固定在Z轴运动模块上用于接触并打磨待打磨压电陶瓷片；除尘装置固定于运动平台上，除尘装置通过防尘罩与打磨装置相连，用于吸除打磨过程中产生的灰尘。

作为进一步的技术方案，所述定位装置包括联动盘、若干定位滑块和弹性缓冲机构，联动盘上设置有若干联动槽，用于控制各个定位滑块的同步移动；定位滑块后端设置有连接孔和短轴，连接孔用于定位滑块和Y轴运动模块的连接，使Y轴运动模块驱动定位滑块移动，同时短轴与联动盘上的联动槽配合，保证各个定位滑块移动距离的一致性；所述固定底盘上设有滑动导向槽用于限定定位滑块的移动方向。

作为进一步的技术方案，所述弹性缓冲机构包括缓冲弹簧和弹性固定板，所述定位滑块前端设置有安装固定孔用于安装缓冲弹簧，定位滑块的两侧设置有限位导向槽，用于限制弹性缓冲机构的移动方向，保证弹性缓冲机构在受力过程中不发生偏移；弹性固定板内侧设置有防护垫，以保证与待打磨压电陶瓷片的软接触，弹性固定板采用短弓形结构。

作为进一步的技术方案，所述上料台包括料盒、旋转料盘、顶升装置、驱动部件、分割器和定位检测传感器；所述料盒通过旋转料盘上的定位凹槽安装固定在旋转料盘上；所述驱动部件用于配合分割器定角度驱动旋转料盘旋转；顶升装置用于控制上料台升降运动，定位检测传感器分别安装于上料台的底部和顶部位置，用于感应上料台所在位置，进而控制顶升装置的动作；所述下料台采用与上料台相同结构。

作为进一步的技术方案，所述同步搬运机械手由水平运动机构、竖直运动机构组成；水平运动机构包括安装在机架A上的导向机构与驱动机构，导向机构为设于底座A上的导轨A及设于滑动板A上与导轨A相匹配的滑块A；所述驱动机构为丝杆机构A，丝杆机构A由伺服电机A驱动转动，从而实现导向机构的水平运动；所述竖直运动机构包括安装在滑动板A上的带导杆气缸A及由该带导杆气缸A驱动的机械气爪，机械气爪沿滑动板A上下升降运动，并吸附待打磨压电陶瓷片。

作为进一步的技术方案，所述Y轴运动模块包括安装在机架B上的导向机构、带导杆气缸B、由伺服电机B驱动的丝杆机构B以及固定夹具安装固定平台；导向机构为设于底座B上的导轨B及设于滑动板B上与导轨B相匹配的滑块B；所述的固定夹具安装固定平台通过螺栓固定连接于滑动板B上用于安装固定夹具；Z轴运动模块包括安装在机架C上的导向机构和由伺服电机C驱动的丝杆机构C，该导向机构采用与Y轴运动模块内的导向机构相同的结构。

作为进一步的技术方案，所述打磨装置包括驱动部件、打磨盘、打磨片、压力传感器和连接板，打磨盘的连接端与驱动部件连接实现驱动，打磨盘的打磨端安装打磨片用于接触并打磨待打磨压电陶瓷片，驱动部件通过连接板固定在Z轴运动模块的导向机构上。

作为进一步的技术方案，所述打磨片采用毛毡打磨片。

作为进一步的技术方案，所述压力传感器安装在打磨盘上，用于反馈打磨压力参数。

本实用新型的有益效果为：实现了压电陶瓷片银层氧化膜的自动化打磨，具有自动上下料、自动定位调整、自动打磨与自动吸尘等功能，满足了某一尺寸范围内同一形状、不同尺寸的压电陶瓷片的打磨需求，提高了打磨质量、打磨均匀性以及打磨效率，且通过更换固定夹具可实现其他不同形状的压电陶瓷片的自动化打磨工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为固定夹具的结构示意图。

图3为弹性缓冲机构的结构示意图。

图4为上料台的结构示意图。

图5为同步搬运机械手及下料台的结构示意图。

图6为运动平台及打磨装置的结构示意图。

附图标记说明：设备平台1、固定夹具100、固定底盘110、定位装置120、联动盘121、定位滑块122、弹性缓冲机构123、缓冲弹簧124、弹性固定板125、上下料机构200、上料台210、料盒211、旋转料盘212、顶升装置213、驱动部件214、分割器215、到位检测传感器216、同步搬运机械手220、机架A221、底座A222、导轨A223、滑动板A224、滑块A225、丝杆机构A226、伺服电机A227、带导杆气缸A228、机械气爪229、下料台230、运动平台300、机架B310、Y轴运动模块320、底座B321、导轨B322、滑块B323、滑动板B324、带导杆气缸B325、伺服电机B326、丝杆机构B327、固定夹具安装固定平台328、Z轴运动模块330、丝杆机构331C、伺服电机C332、机架C340、打磨装置400、驱动部件410、打磨盘420、打磨片430、压力传感器440、连接板450、除尘装置500。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例：如附图1～6所示，这种应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，包括设备平台1，在设备平台1上设有固定夹具100、上下料机构200、运动平台300、打磨装置400和除尘装置500，所述固定夹具100包括固定底盘110、设于固定底盘110上的定位装置120和底部真空装置，固定底盘110上开设中心通孔，底部真空装置通过该中心通孔进行伸缩，从而吸附待打磨压电陶瓷片，固定底盘110配合底部真空装置支撑待打磨压电陶瓷片，并由定位装置120固定定位；上下料机构200包括上料台210、同步搬运机械手220、下料台230，待打磨压电陶瓷片通过同步搬运机械手220从上料台210搬运至固定夹具100上或从固定夹具100上搬运至下料台230，实现自动上下料；运动平台300包括机架B310、Y轴运动模块320、Z轴运动模块330、机架C340，Y轴运动模块320安装在机架B310上，用于驱动待打磨压电陶瓷片沿机架B310运动，Z轴运动模块330安装在机架C340上，用于驱动待打磨压电陶瓷片沿机架C340运动；打磨装置400固定在Z轴运动模块330上用于接触并打磨待打磨压电陶瓷片；除尘装置500固定于运动平台300上，除尘装置500通过防尘罩与打磨装置400相连，用于吸除打磨过程中产生的灰尘。

参考附图2，定位装置120包括联动盘121、若干定位滑块122和弹性缓冲机构123，联动盘121上设置有若干联动槽，用于控制各个定位滑块122的同步移动；定位滑块122后端设置有连接孔和短轴，连接孔用于定位滑块122和Y轴运动模块320的连接，使Y轴运动模块320驱动定位滑块122移动，同时短轴与联动盘121上的联动槽配合，保证各个定位滑块122移动距离的一致性；所述固定底盘110上设有滑动导向槽用于限定定位滑块122的移动方向。

参考附图3，弹性缓冲机构123包括缓冲弹簧124和弹性固定板125，所述定位滑块122前端设置有安装固定孔用于安装缓冲弹簧124，定位滑块122的两侧设置有限位导向槽，用于限制弹性缓冲机构123的移动方向，保证弹性缓冲机构123在受力过程中不发生偏移；弹性固定板125内侧设置有防护垫，以保证与待打磨压电陶瓷片的软接触，弹性固定板125采用短弓形结构。

参考附图4，上料台210包括料盒211、旋转料盘212、顶升装置213、驱动部件214、分割器215和定位检测传感器216；所述料盒211通过旋转料盘212上的定位凹槽安装固定在旋转料盘212上；所述驱动部件214用于配合分割器215定角度驱动旋转料盘212旋转；顶升装置213用于控制上料台210升降运动，定位检测传感器216分别安装于上料台210的底部和顶部位置，用于感应上料台210所在位置，进而控制顶升装置213的动作；所述下料台230采用与上料台210相同结构。

参考附图5，同步搬运机械手220由水平运动机构、竖直运动机构组成；水平运动机构包括安装在机架A221上的导向机构与驱动机构，导向机构为设于底座A222上的导轨A223及设于滑动板A224上与导轨A223相匹配的滑块A225；所述驱动机构为丝杆机构A226，丝杆机构A226由伺服电机A227驱动转动，从而实现导向机构的水平运动；所述竖直运动机构包括安装在滑动板A224上的带导杆气缸A228及由该带导杆气缸A228驱动的机械气爪229，机械气爪229沿滑动板A224上下升降运动，并吸附待打磨压电陶瓷片。

参考附图6，Y轴运动模块320包括安装在机架B310上的导向机构、带导杆气缸B325、由伺服电机B326驱动的丝杆机构B327以及固定夹具安装固定平台328；导向机构为设于底座B321上的导轨B322及设于滑动板B324上与导轨B322相匹配的滑块B323；所述的固定夹具安装固定平台328通过螺栓固定连接于滑动板B324上用于安装固定夹具100；Z轴运动模块330包括安装在机架C340上的导向机构和由伺服电机C332驱动的丝杆机构C331，该导向机构采用与Y轴运动模块320内的导向机构相同的结构。

打磨装置400包括驱动部件410、打磨盘420、打磨片430、压力传感器440和连接板450，打磨盘420的连接端与驱动部件410连接实现驱动，打磨盘420的打磨端安装打磨片430用于接触并打磨待打磨压电陶瓷片，驱动部件410通过连接板450固定在Z轴运动模块330的导向机构上。所述打磨片430采用毛毡打磨片。所述压力传感器440安装在打磨盘420上，用于反馈打磨压力参数，用于反馈打磨压力参数。

本实用新型的工作过程：启动设备，人工将待打磨压电陶瓷片放置于上料台210上，上下料机构200开始运行，当底部的到位检测传感器214感应待打磨压电陶瓷片后反馈给PLC控制系统，顶升装置213开始顶升运动，当顶部的到位检测传感器214感应待打磨压电陶瓷片后反馈给PLC控制系统，顶升装置213停止顶升运动；

同步搬运机械手220的水平运动机构动作，将机械气爪229移动至待打磨压电陶瓷片上方；竖直运动机构动作，将机械气爪229下移到位，并吸住待打磨压电陶瓷片。运动平台300的Y轴运动模块320动作，将固定夹具100移动至上下料区域，同步搬运机械手220将待打磨压电陶瓷片搬运至打磨装置400上，并放下待打磨压电陶瓷片。

定位装置120动作，将待打磨压电陶瓷片在固定底盘110上夹紧固定；运动平台300的Y轴运动模块320动作，将固定夹具100移动至打磨区域；Z轴运动模块330根据PLC控制系统的预设程序以及压力传感器440反馈的信息动作，下移相应距离；驱动部件410驱动打磨盘420旋转，进行待打磨压电陶瓷片的打磨作业，同时除尘系统500开始工作。

打磨完成后，运动平台300的Y轴运动模块320动作，将固定夹具100移动至上下料区域。同步搬运机械手220的水平运动机构动作，移动至固定夹具100上方，竖直运动机构动作，将机械气爪229下移到位，并吸住待打磨压电陶瓷片。水平运动机构动作，移动至下料台230位置，同时竖直运动机构动作，将机械气爪229下移到位，将待打磨压电陶瓷片搬运至下料盒中，顶部传感器234感应到待打磨压电陶瓷片后，顶升装置顶杆下降，当顶部传感器234感应不到待打磨压电陶瓷片时，顶升装置停止运动。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：包括设备平台(1)，在设备平台(1)上设有固定夹具(100)、上下料机构(200)、运动平台(300)、打磨装置(400)和除尘装置(500)，所述固定夹具(100)包括固定底盘(110)、设于固定底盘(110)上的定位装置(120)和底部真空装置，固定底盘(110)上开设中心通孔，底部真空装置通过该中心通孔进行伸缩，从而吸附待打磨压电陶瓷片，固定底盘(110)配合底部真空装置支撑待打磨压电陶瓷片，并由定位装置(120)固定定位；上下料机构(200)包括上料台(210)、同步搬运机械手(220)、下料台(230)，待打磨压电陶瓷片通过同步搬运机械手(220)从上料台(210)搬运至固定夹具(100)上或从固定夹具(100)上搬运至下料台(230)，实现自动上下料；运动平台(300)包括机架B(310)、Y轴运动模块(320)、Z轴运动模块(330)、机架C(340)，Y轴运动模块(320)安装在机架B(310)上，用于驱动待打磨压电陶瓷片沿机架B(310)运动，Z轴运动模块(330)安装在机架C(340)上，用于驱动待打磨压电陶瓷片沿机架C(340)运动；打磨装置(400)固定在Z轴运动模块(330)上用于接触并打磨待打磨压电陶瓷片；除尘装置(500)固定于运动平台(300)上，除尘装置(500)通过防尘罩与打磨装置(400)相连，用于吸除打磨过程中产生的灰尘。

2.根据权利要求1所述的应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：所述定位装置(120)包括联动盘(121)、若干定位滑块(122)和弹性缓冲机构(123)，联动盘(121)上设置有若干联动槽，用于控制各个定位滑块(122)的同步移动；定位滑块(122)后端设置有连接孔和短轴，连接孔用于定位滑块(122)和Y轴运动模块(320)的连接，使Y轴运动模块(320)驱动定位滑块(122)移动，同时短轴与联动盘(121)上的联动槽配合，保证各个定位滑块(122)移动距离的一致性；所述固定底盘(110)上设有滑动导向槽用于限定定位滑块(122)的移动方向。

3.根据权利要求2所述的应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：所述弹性缓冲机构(123)包括缓冲弹簧(124)和弹性固定板(125)，所述定位滑块(122)前端设置有安装固定孔用于安装缓冲弹簧(124)，定位滑块(122)的两侧设置有限位导向槽，用于限制弹性缓冲机构(123)的移动方向，保证弹性缓冲机构(123)在受力过程中不发生偏移；弹性固定板(125)内侧设置有防护垫，以保证与待打磨压电陶瓷片的软接触，弹性固定板(125)采用短弓形结构。

4.根据权利要求1所述的应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：所述上料台(210)包括料盒(211)、旋转料盘(212)、顶升装置(213)、驱动部件(214)、分割器(215)和定位检测传感器(216)；所述料盒(211)通过旋转料盘(212)上的定位凹槽安装固定在旋转料盘(212)上；所述驱动部件(214)用于配合分割器(215)定角度驱动旋转料盘(212)旋转；顶升装置(213)用于控制上料台(210)升降运动，定位检测传感器(216)分别安装于上料台(210)的底部和顶部位置，用于感应上料台(210)所在位置，进而控制顶升装置(213)的动作；所述下料台(230)采用与上料台(210)相同结构。

5.根据权利要求1所述的应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：所述同步搬运机械手(220)由水平运动机构、竖直运动机构组成；水平运动机构包括安装在机架A(221)上的导向机构与驱动机构，导向机构为设于底座A(222)上的导轨A(223)及设于滑动板A(224)上与导轨A(223)相匹配的滑块A(225)；所述驱动机构为丝杆机构A(226)，丝杆机构A(226)由伺服电机A(227)驱动转动，从而实现导向机构的水平运动；所述竖直运动机构包括安装在滑动板A(224)上的带导杆气缸A(228)及由该带导杆气缸A(228)驱动的机械气爪(229)，机械气爪(229)沿滑动板A(224)上下升降运动，并吸附待打磨压电陶瓷片。

6.根据权利要求1所述的应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：所述Y轴运动模块(320)包括安装在机架B(310)上的导向机构、带导杆气缸B(325)、由伺服电机B(326)驱动的丝杆机构B(327)以及固定夹具安装固定平台(328)；导向机构为设于底座B(321)上的导轨B(322)及设于滑动板B(324)上与导轨B(322)相匹配的滑块B(323)；所述的固定夹具安装固定平台(328)通过螺栓固定连接于滑动板B(324)上用于安装固定夹具(100)；Z轴运动模块(330)包括安装在机架C(340)上的导向机构和由伺服电机C(332)驱动的丝杆机构C(331)，该导向机构采用与Y轴运动模块(320)内的导向机构相同的结构。

7.根据权利要求6所述的应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：所述打磨装置(400)包括驱动部件(410)、打磨盘(420)、打磨片(430)、压力传感器(440)和连接板(450)，打磨盘(420)的连接端与驱动部件(410)连接实现驱动，打磨盘(420)的打磨端安装打磨片(430)用于接触并打磨待打磨压电陶瓷片，驱动部件(410)通过连接板(450)固定在Z轴运动模块(330)的导向机构上。

8.根据权利要求7所述的应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：所述打磨片(430)采用毛毡打磨片。

9.根据权利要求7所述的应用于压电陶瓷片银层氧化膜打磨的自动化设备，其特征在于：所述压力传感器(440)安装在打磨盘(420)上，用于反馈打磨压力参数。

Images