保温杯抛光机的制作方法

本发明涉及抛光加工设备，特别涉及一种应用于保温杯杯体的抛光加工设备。

背景技术：

目前，在保温杯生产中，保温杯的外形抛光大部分还是靠人工完成。抛光车间环境非常恶劣，粉尘大、噪音大，易造成操作人员得职业病，例如尘肺。急需专业人员设计专门的设备替代人工作业。

保温杯设备厂家也看好该设备的前景，近年来，一直也有业内人在努力开发这方面的设备，制造出各种各样的抛光设备，能完成一些外形简单的保温杯抛光（如直线外形的保温杯）。但对一些曲面的保温杯，一直没设计出可真正实用的机器。相关设备制造商为了实现全工序自动抛光，利用7台六关节机械手做成流水线，造价高达几百万，对于保温杯生产企业来说，基础设施投资额相当高昂。

如上所述，现有技术中保温杯抛光机存在或自动化程度低或设备成本高，操作复杂、编程复杂、编程耗时长，适用形状单一，工作环境恶劣等相关技术问题。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种保温杯抛光机，其目的在于替代人工抛光工作，提高生产效率，抛光效果好，设备价格成本低，提高抛光作业环境。

该抛光机的加工对象为一回转体的外表面。

直角坐标系中定义x轴、y轴和z轴，三轴相互垂直。

为了达到上述目的，本发明提供了一种保温杯抛光机，包含：

一杯体旋转组件，该杯体旋转组件包含一主轴旋转装置和一杯体夹紧装置；

一运动组件，该运动组件包含一延x轴运动的横向进给装置，一延y轴运动的纵向进给装置，和一绕z轴旋转的竖轴转动装置；

该杯体旋转组件安装于该运动组件上；

一打磨刀具组件，该打磨刀具组件包含一打磨刀具和一刀架，该打磨刀具与该刀架连接。

优选地，该刀架连接一移动装置，该移动装置为一导轨滑动机构，该移动装置由一刀架移位电机驱动。

优选地，该刀架连接一移动装置，该移动装置为一导轨滑动机构，该移动装置由一移位气缸驱动，该移位气缸连接一电磁阀。

优选地，该打磨刀具为砂轮、布轮或棉轮。

优选地，该打磨刀具的数量为至少二个，该打磨刀具为砂轮、布轮或棉轮，各个该打磨刀具分别与各个该刀架相连接，各个该刀架分别连接一移动装置，该移动装置为一导轨滑动机构，用以带动各打磨刀具在一个轴线方向上移动，各个该打磨刀具分别由一刀具旋转电机驱动绕自身轴线旋转。

优选地，该保温杯抛光机还包含一机身，该竖轴旋转装置由一旋转伺服电机驱动，绕z轴旋转地设置于该纵向进给装置上，该纵向进给装置由一纵向伺服电机驱动，延y轴运动地设置于该横向进给装置上，该横向进给装置由一横向伺服电机驱动，延x轴运动地设置于该机身上。

优选地，该横向进给装置或该纵向进给装置包含一滚珠丝杠或一导轨滑块机构或一伸缩杆或拖链机构。

优选地，该保温杯抛光机还包含：一运动控制装置；

该主轴旋转装置包含一杯体旋转电机，该杯体旋转电机用以驱动一杯体绕自身旋转；

该打磨刀具组件包含一刀具旋转电机，该刀具旋转电机用以驱动该打磨刀具绕其轴线转动，该运动控制装置连接该刀具旋转电机；

该打磨刀具组件包含一刀架移位电机，该刀架移位电机用以推动该刀架滑动，该运动控制装置连接该刀架移位电机；或，该打磨刀具组件包含一移位气缸，该移位气缸用以推动该刀架滑动，该移位气缸连接一电磁阀，该运动控制装置连接该电磁阀；

该横向进给装置由一横向伺服电机驱动，该运动控制装置连接该横向伺服电机；

该纵向进给装置由一纵向伺服电机驱动，该运动控制装置连接该纵向伺服电机；

该竖轴旋转装置由一旋转伺服电机驱动，该运动控制装置连接该旋转伺服电机。

优选地，

该运动控制装置还包含一示教器，该示教器用以采集一保温杯的形状位姿信息；

该运动控制装置还包含一数据处理器，该数据处理器用以计算出一控制信号；

该运动控制装置还包含一控制信号输出接口，用以输出控制的电信号；

该控制信号输出接口连接该杯体旋转电机、该刀具旋转电机、该刀架移位电机、该横向伺服电机、该纵向伺服电机、和该旋转伺服电机。或，该控制信号输出接口连接该杯体旋转电机、该刀具旋转电机、该电磁阀、该横向伺服电机、该纵向伺服电机、和该旋转伺服电机。

优选地，该运动控制装置包含一工业电脑运动控制系统。

优选地，还包含一吸尘装置。

与现有技术相比，本发明公开的保温杯抛光机加工路径的实现方法具有以下有益效果：机器操作方便，加工路径示教好后，操作工只要将保温杯放到装夹位置后，按启动键就可以运行设备。完成同样的工序，制造成本相对机械手流水线来说大大降低。工业电脑运动控制系统，控制功能强大，功能扩展容易，人机界面友善。与人工抛光相比，精确的数控抛光轨迹，使产品抛光的一致性大大提高。针对一些直径较大的大壶杯，人工抛光难度较大，很难抛好；但是对该设备来说，程序示教好后，抛光的难易程度跟杯壶大小无关，一致性好。特别地，针对镜面抛光要求的杯壶，该设备的抛光的一致性可以使抛光效果更好。跟机械手流水线相比，该设备一次夹装后，可以用于多种精度的加工程序，减少加工时间，增加加工效率。不同精度的打磨刀具（如棉轮、布轮等）的位置可以根据工艺要求更换，灵活机动，可以根据工艺要求灵活匹配，机器柔性大。手轮示教，方便现场操作工示教。完全封闭的加工空间和积尘管路，配合外配的吸尘装置，可有效地降低粉尘对操作工地身体影响，减少尘肺等职业病。

附图说明

图1为本发明的保温杯抛光机一实施例的总装立体图。

图2为本发明的保温杯抛光机一实施例的主视图图。

图3为本发明的保温杯抛光机的打磨刀具组件一实施例的立体图。

图4为本发明的保温杯抛光机的移位气缸驱动的移动装置结构示意图。

图5a为本发明的保温杯抛光机的运动控制装置一实施例的连接示意图。

图5b为本发明的保温杯抛光机的运动控制装置的另一实施例的连接示意图。

附图标记说明。

杯体旋转组件1

主轴旋转装置11

杯体夹紧装置12

运动组件2

横向进给装置21

纵向进给装置22

竖轴转动装置23

打磨刀具组件3

打磨刀具31

刀架32

移动装置33

移位气缸331

运动控制装置4

刀架移位电机41

电磁阀41a

刀具旋转电机42

旋转伺服电机43

横向伺服电机44

纵向伺服电机45

杯体旋转电机46

示教器47

数据处理器48

控制信号输出接口49

工业电脑运动控制系统4a

机身5

杯体6

吸尘装置7。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

大部分保温杯杯体表面为回转面，回转面是母线绕轴线旋转而成的曲面，根据此特性，确定好该回转面的轴线和母线能完整的还原出该回转面。抛光刀具通常也是回转体（基本上是圆柱体）。

如图1所示，展示在一直角坐标系（x轴、y轴、z轴）下，保温杯抛光机的立体图。如图2所示，展示了保温杯抛光机一实施例的主视图。

在一实施例中，如图1、图2所示，展示了一种保温杯抛光机。主要包括，杯体旋转组件1，该杯体旋转组件1包含主轴旋转装置11和杯体夹紧装置12。用以将被加工件（例如杯体这样的回转体）夹持在主轴上，并且能够跟随主轴一起转动。运动组件2，该运动组件2包括延x轴运动的横向进给装置21，延y轴运动的纵向进给装置22，和绕z轴转动的竖轴转动装置23。该杯体旋转组件安装于该运动组件上。由此可以形成该杯体旋转组件1和该运动组件2的三个自由度的运动，可以保证一母线在一平面内的运动。打磨刀具组件3，该打磨刀具组件3包含打磨刀具31和刀架32，该打磨刀具31和该刀架32连接。该打磨刀具组件3用来对被加工件进行打磨加工。

该刀架32连接一移动装置33，该移动装置33为一导轨滑动机构，该移动装置33由一刀架移位电机41驱动。该刀架32可以存在两个位置，第一个位置为工作位置，在该工作位置，打磨刀具31与被加工件接触，进行打磨工作。第二个位置为空闲位置（或称刀库位置），在该工作位置该打磨刀具31不与被加工件接触。该刀架移位电机41推动该刀架在第一位置和第二位置间来回运动。

如图4所示，展示了一种保温杯抛光机的移位气缸驱动的移动装置结构示意图。该移动装置33由一移位气缸331驱动，该移动气缸连接一电磁阀41a，该电磁阀41a可以控制该移位气缸的运动，推动该刀架在第一位置和第二位置间来回运动。

如图3所示，展示了保温杯抛光机的打磨刀具组件一实施例的立体图。该打磨刀具31可以为砂轮、布轮或棉轮。其不同的加工精度，可以保证能够适用于粗磨、精磨等多种场合。当该打磨刀具31的数量为至少二个时，则可以实现被加工件一次装夹进行多次打磨加工。本实施例给出了，打磨刀具31数量为三个的情形。每个打磨刀具31均与每个刀架32连接，每个刀架32连接一移动装置33，每个移动装置33为一导轨滑动机构，用以带动各打磨刀具31在一个轴线方向上移动（y轴），各个打磨刀具31分别由一刀具旋转电机42驱动，绕各打磨刀具31的轴线旋转。据此，当需要某个打磨刀具31进行打磨工作时，该打磨刀具被推至工作位置，其余两个打磨刀具仍位于空闲位置，并且刀具旋转电机驱动工作位置上的打磨刀具旋转，从而进行打磨工作。每个打磨刀具的位置信息、形状信息都是固定的。原理上，通过坐标变换即可实现，将一个型号采集到的加工信息，适用于不同位置形状的打磨刀具的加工信息。

该保温杯抛光机还包含一机身5。本实施例中，竖轴旋转装置23连接杯体旋转组件1，并且竖轴旋转装置23由旋转伺服电机43驱动，可以绕z轴旋转的设置于纵向进给装置21上；纵向进给装置21由一纵向伺服电机44驱动，延y轴运动地设置于横向进给装置22上；横向进给装置22由一横向伺服电机45驱动，延x轴运动地设置于机身5上。由此，可以实现电驱动各个运动组件相对于机身5（固定部分）的延x轴滑动、y轴滑动、绕z轴转动的运动，从而也就是杯体旋转组件的运动（含被加工件）。

纵向进给装置21包含一滚珠丝杠或一导轨滑块机构或一伸缩杆或拖链机构。

同样的，横向进给装置22包含一滚珠丝杠或一导轨滑块机构或一伸缩杆或拖链机构。据此，可以实现纵向进给装置21或横向进给装置22的滑动。

如图5a所示，保温杯抛光机的运动控制装置的一实施例的连接示意图。该保温杯抛光机还包含运动控制装置4；该主轴旋转装置11包含一杯体旋转电机46，该杯体旋转电机46用以驱动一杯体6绕自身旋转。该杯体6为一旋转体，待加工面为外表面。该打磨刀具组件3包含一刀具旋转电机42，该刀具旋转电机42用以驱动该打磨刀具31绕其轴线转动，该运动控制装置4连接该刀具旋转电机42。该打磨刀具组件3包含一刀架移位电机41，该刀架移位电机41用以推动该刀架32滑动，该运动控制装置4连接该刀架移位电机41。该纵向进给装置21由一纵向伺服电机44驱动，该运动控制装置4连接该纵向伺服电机44。该横向进给装置22由一横向伺服电机45驱动，该运动控制装置4连接该横向伺服电机45。该竖轴旋转装置23由一旋转伺服电机43驱动，该运动控制装置4连接该旋转伺服电机43。

该打磨刀具组件3包含一移位气缸331，该移位气缸331用以推动该刀架32滑动，该移位气缸331连接一电磁阀41a，该运动控制装置4连接该电磁阀41a。

该运动控制装置4还包含一示教器47，该示教器47用以采集一保温杯的形状位姿信息。该运动控制装置4还包含一数据处理器48，该数据处理器48用以计算出一控制信号。该运动控制装置还包含一控制信号输出接口49，用以输出控制的电信号。该控制信号输出接口49连接该杯体旋转电机46、该刀具旋转电机42、该刀架移位电机41、该横向伺服电机44、该纵向伺服电机45、和该旋转伺服电机43。

如图5b所示，保温杯抛光机的运动控制装置的另一实施例的连接示意图。主要区别在于，该控制信号输出接口49也可以连接该杯体旋转电机46、该刀具旋转电机42、该电磁阀41a、该横向伺服电机44、该纵向伺服电机45、和该旋转伺服电机43。

该运动控制装置4包含工业电脑运动控制系统4a。工业电脑运动控制系统4a，控制功能强大，功能扩展容易，人机界面友善。

保温杯抛光机还包含一吸尘装置7。据此，可以吸收抛光作业时产生的尘埃，从而改善工作环境，减少职业病的发生。

以上所述即为本发明的技术方案，本发明的技术方案主要是上述组成结构和连接关系的描述。本发明带来的有益效果在于，机器操作方便，加工路径示教好后，操作工只要将保温杯放到装夹位置后，按启动键就可以运行设备。完成同样的工序，制造成本相对机械手流水线来说大大降低。工业电脑运动控制系统，控制功能强大，功能扩展容易，人机界面友善。与人工抛光相比，精确的数控抛光轨迹，使产品抛光的一致性大大提高。针对一些直径较大的大壶杯，人工抛光难度较大，很难抛好；但是对该设备来说，程序示教好后，抛光的难易程度跟杯壶大小无关，一致性好。特别地，针对镜面抛光要求的杯壶，该设备的抛光的一致性可以使抛光效果更好。跟机械手流水线相比，该设备一次夹装后，可以用于多种精度的加工程序，减少加工时间，增加加工效率。不同精度的打磨刀具（如棉轮、布轮等）的位置可以根据工艺要求更换，灵活机动，可以根据工艺要求灵活匹配，机器柔性大。手轮示教，方便现场操作工示教。完全封闭的加工空间和积尘管路，配合外配的吸尘装置，可有效地降低粉尘对操作工地身体影响，减少尘肺等职业病。

上述具体实施例和附图说明仅为例示性说明本发明的技术方案及其技术效果，而非用于限制本发明。任何熟于此项技术的本领域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，在权利要求保护的范围内对上述实施例进行修改或变化，均属于本发明的权利保护范围。