CN217619131U - 一种高刚性力控浮动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高刚性力控浮动装置，其包括固定座、直线导轨、气缸、浮动头、第一电气比例阀、第二电气比例阀、力传感器以及位移传感器。直线导轨固定在固定座上，浮动头与直线导轨滑动连接，浮动头一端设置有连接磨抛工具的连接部，缸筒相对直线导轨固定设置，伸缩杆与浮动头连接，力传感器连接在伸缩杆和浮动头之间，第一电气比例阀、第二电气比例阀均与气缸的缸筒连接，从而为气缸稳定提供设定的输出气压，位移传感器设置在固定座上用于检测浮动头的移动距离。本实用新型中可活动的浮动头与磨抛工具连接，且能检测浮动头位移量、接触力和末端工具的工作状态，从而更精确控制浮动头在移动轨迹上输出设定推力或拉力，进而实现精密加工。

Description

一种高刚性力控浮动装置

技术领域

本实用新型涉及磨抛装置领域，特别涉及一种高刚性力控浮动装置。

背景技术

加工厂对产品的加工方式多种多样，如磨抛、铣削等等，但现有技术中的磨抛工具一般是采用刚性的连接结构直接与电机等驱动机构直接连接，机器定位移动进行加工的精度有限，单靠控制加工进给的轨迹精度很难加工出高精度、质量一致性好的产品。

故需要提供一种高刚性力控浮动装置来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种高刚性力控浮动装置，以解决现有技术中加工精度差、产品质量一致性差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种高刚性力控浮动装置，其包括固定座、直线导轨、气缸、浮动头、第一电气比例阀、第二电气比例阀、力传感器以及位移传感器，所述气缸包括缸筒和伸缩杆；

所述直线导轨固定设置在所述固定座上，所述浮动头与所述直线导轨滑动连接，所述浮动头一端设置有用于连接磨抛工具的连接部，所述缸筒相对所述直线导轨固定设置，所述伸缩杆与所述浮动头连接，所述力传感器连接在所述伸缩杆和所述浮动头之间，所述第一电气比例阀、所述第二电器比例阀均与所述气缸的缸筒连接，所述第一电气比例阀为所述气缸稳定提供设定的输出气压，所述第二电器用于给所述气缸提供备压以抵消摩擦力及重力，所述位移传感器设置在所述固定座上用于检测所述浮动头的移动距离。

在本实用新型中，所述高刚性力控浮动装置还包括第一端部座、第二端部座以及风琴管，所述第一端部座连接在所述固定座的外周，所述第二端部座连接在所述浮动头的外周，所述风琴管连接在所述第一端部座和所述第二端部座之间，所述第一端部座、所述第二端部座以及所述风琴管对所述直线导轨、所述气缸、所述浮动头、所述第一电气比例阀、所述第二电气比例阀、所述力传感器以及所述位移传感器形成包裹封装。

其中，所述固定座的外周设置有用于定位连接所述第一端部座的第一凹阶，所述浮动头的外周设置有用于定位连接所述第二端部座的第二凹阶。

进一步的，所述第一端部座和所述固定座之间设置有第一密封圈，所述第二端部座与所述浮动头之间设置有第二密封圈。

在本实用新型中，所述第一端部座的外部设置有能连通所述第一端部座的内腔的进气口和排气口。

在本实用新型中，所述浮动头的端面凸出于所述第二端部座的端面。

在本实用新型中，所述固定座上设置有IMU惯性测量单元，用以监测浮动头运动参数。所述第一端部座的外部设置有通讯接口，所述通讯接口同于将所述第一电气比例阀、所述第二电气比例阀、所述力传感器、所述位移传感器、以及所述IMU惯性测量单元与外部控制器电性连接。

在本实用新型中，所述伸缩杆与所述浮动头之间通过浮动接头连接。

在本实用新型中，所述固定座包括主体板以及设置在主体板两侧的侧板，所述主体板和两块所述侧板的截面呈工字形，所述直线导轨和所述气缸分别设置在主体板的两面，所述位移传感器设置在所述侧板的一面上。

本实用新型相较于现有技术，其有益效果为：本实用新型的高刚性力控浮动装置设置可活动的浮动头与磨抛工具连接，且能检测浮动头位移量、接触力和运动参数，从而更精确控制浮动头在移动轨迹上输出设定推力或拉力，进而实现精密加工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本实用新型的部分实施例相应的附图。

图1为本实用新型的高刚性力控浮动装置的优选实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的高刚性力控浮动装置的剖视图。

图3为本实用新型的高刚性力控浮动装置去除风琴管的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

本实用新型术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，连接可以是可拆卸连接，或一体结构的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有技术中的磨抛工具(如砂轮)一般是采用刚性的连接结构直接与电机等驱动机构直接连接，机器定位移动进行加工的精度有限，单靠控制加工进给的轨迹精度很难加工出高精度、质量一致性好的产品。

如下为本实用新型提供的一种能解决以上技术问题的一种高刚性力控浮动装置的优选实施例。

请参照图1、图2和图3，其中图1为本实用新型的高刚性力控浮动装置的优选实施例的结构示意图。图2为本实用新型的高刚性力控浮动装置的剖视图。图3为本实用新型的高刚性力控浮动装置去除风琴管的结构示意图。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

本实用新型提供一种高刚性力控浮动装置，其包括固定座1、直线导轨7、气缸9、浮动头8、第一电气比例阀13、力传感器10以及位移传感器17，气缸9包括缸筒和伸缩杆。

直线导轨7固定设置在固定座1上，浮动头8与直线导轨7滑动连接，浮动头8一端设置有用于连接磨抛工具的连接部(请参照图2，连接部即为浮动头8一端的凸环部以及设置在凸环部上的连接孔)，缸筒相对直线导轨7固定设置，伸缩杆与浮动头8连接，力传感器10连接在伸缩杆和浮动头8之间，第一电气比例阀13和气缸9的缸筒连接，从而为气缸9提供恒定的输出气压，位移传感器17设置在固定座1上用于检测浮动头8的移动距离。能精确控制浮动头8在移动轨迹上输出预设推力或拉力，控制浮动头8的线性位移，进而实现精密加工。

在本实施例中，高刚性力控浮动装置还包括第二电气比例阀14，第二电气比例阀14与气缸9的缸筒连接，用于给气缸9提供备压以抵消摩擦力和重力，从而能提高浮动头的活动灵敏度。

请参照图2，在本实施例中，高刚性力控浮动装置还包括第一端部座2、第二端部座12以及风琴管3，第一端部座2连接在固定座1的外周，第二端部座12连接在浮动头8的外周，风琴管3连接在第一端部座2和第二端部座12之间，第一端部座2、第二端部座12以及风琴管3对直线导轨7、气缸9、浮动头8、第一电气比例阀13、力传感器10以及位移传感器17形成包裹封装。对内腔的各部件形成较好的防护。

其中，固定座1的外周设置有用于定位连接第一端部座2的第一凹阶，浮动头8的外周设置有用于定位连接第二端部座12的第二凹阶。

进一步的，第一端部座2和固定座1之间设置有第一密封圈15，第二端部座12与浮动头8之间设置有第二密封圈16。密封性好，能达到IP67级防护。

在本实用新型中，第一端部座2的外部设置有能连通第一端部座2的内腔的排气口4和进气口5，在浮动头8活动过程中，风琴管3内腔的气流能通过排气口4和进气口5进行吸入或排出，实现气压平衡，且不影响浮动头8的活动。

在本实施例中，浮动头8的端面凸出于第二端部座12的端面，形成凸环部，以便于与抛磨工具进行连接。

请参照图3，在本实施例中，固定座1上设置有IMU惯性测量单元20，IMU惯性测量单元20能用于检测浮动机构的空间位姿和运动状态，提供位姿参数和运动参数，从而方便对浮动头8进行位姿调整和控制优化。第一端部座2的外部设置有通讯接口6，通讯接口6同于将第一电气比例阀13、第二电气比例阀14、力传感器10、位移传感器17、以及IMU惯性测量单元20与外部控制器电性连接。

在本实施例中，气缸9的伸缩杆与浮动头8之间通过浮动接头11连接，减轻被气缸的偏心、平行精度不足,不需要气缸和浮动头8完全对正连接。

请参照图3，在本实用新型中，固定座1包括主体板19以及设置在主体板19两侧的侧板18，主体板19和两块侧板18的截面呈工字形，直线导轨7和气缸9分别设置在主体板19的两面，位移传感器17设置在侧板18的一面上。空间分隔隔离，结构紧凑稳定性好。

本优选实施例的高刚性力控浮动装置的固定座1这端与机器的驱动组件连接，浮动头8这端与磨抛工具连接，工作过程中，通过力传感器10以及位移传感器17检测浮动头位移量和接触力，可控制浮动头8的线性位移以及气缸的驱动压力，通过IMU惯性测量单元20能检测浮动机构的空间位姿和末端工具工作状态，提供位姿参数和运动参数，从而方便对浮动头8进行位姿调整和控制优化，进而实现精密加工。另外，还在通过在第一端部座2和第二端部座12之间连接风琴管3，对内腔的部件进行封装，密封独立的工作空间，可实现IP67级防护，不受外界工作环境干扰。

本优选实施例的一种高刚性力控浮动装置设置可活动的浮动头与磨抛工具连接，且能检测浮动头位移量和接触力，从而更精确控制浮动头在移动轨迹上输出设定推力或拉力，进而实现精密加工。

可实现稳定的恒力输出，具有良好的防水防尘性能，并可达IP67级防护等级，不受外界工作环境干扰，适配多种场景使用。完整独立的输出模块，可用于多种终端应用。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，包括固定座、直线导轨、气缸、浮动头、第一电气比例阀、第二电气比例阀、力传感器以及位移传感器，所述气缸包括缸筒和伸缩杆；

所述直线导轨固定设置在所述固定座上，所述浮动头与所述直线导轨滑动连接，所述浮动头一端设置有用于连接磨抛工具的连接部，所述缸筒相对所述直线导轨固定设置，所述伸缩杆与所述浮动头连接，所述力传感器连接在所述伸缩杆和所述浮动头之间，所述第一电气比例阀、所述第二电气比例阀均与所述气缸的缸筒连接，所述第一电气比例阀为所述气缸稳定提供设定的输出气压，所述第二电气用于给所述气缸提供备压以抵消摩擦力及重力，所述位移传感器设置在所述固定座上用于检测所述浮动头的移动距离。

2.根据权利要求1所述的一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，所述高刚性力控浮动装置还包括第一端部座、第二端部座以及风琴管，所述第一端部座连接在所述固定座的外周，所述第二端部座连接在所述浮动头的外周，所述风琴管连接在所述第一端部座和所述第二端部座之间，所述第一端部座、所述第二端部座以及所述风琴管对所述直线导轨、所述气缸、所述浮动头、所述第一电气比例阀、所述第二电气比例阀、所述力传感器以及所述位移传感器形成包裹封装。

3.根据权利要求2所述的一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，所述固定座的外周设置有用于定位连接所述第一端部座的第一凹阶，所述浮动头的外周设置有用于定位连接所述第二端部座的第二凹阶。

4.根据权利要求3所述的一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，所述第一端部座和所述固定座之间设置有第一密封圈，所述第二端部座与所述浮动头之间设置有第二密封圈。

5.根据权利要求2所述的一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，所述第一端部座的外部设置有能连通所述第一端部座的内腔的进气口和排气口。

6.根据权利要求2所述的一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，所述浮动头的端面凸出于所述第二端部座的端面。

7.根据权利要求1所述的一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，所述固定座上设置有IMU惯性测量单元，用以监测浮动头运动参数，所述第一端部座的外部设置有通讯接口，所述通讯接口同于将所述第一电气比例阀、所述第二电气比例阀、所述力传感器、所述位移传感器、以及所述IMU惯性测量单元与外部控制器电性连接。

8.根据权利要求2所述的一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，所述伸缩杆与所述浮动头之间通过浮动接头连接。

9.根据权利要求1所述的一种高刚性力控浮动装置，其特征在于，所述固定座包括主体板以及设置在主体板两侧的侧板，所述主体板和两块所述侧板的截面呈工字形，所述直线导轨和所述气缸分别设置在主体板的两面，所述位移传感器设置在所述侧板的一面上。

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