一种复合材料叶片的坏点错层打磨设备吸盘机构的制作方法

1.本实用新型属于机加工设备技术领域，具体涉及一种复合材料叶片的坏点错层打磨设备吸盘机构。


背景技术：

2.复合材料叶片在生产过程中，由于碰撞、漏气等原因会在表面产生一些泛白、分层等不合格区域，这些不合格区域对复合材料叶片会产生致命的影响。因此，生产企业需要投入大量的人力、物力对相应的不合格区域进行维修。改维修过程一般分为：错层打磨、重新铺层以及真空灌注三部分。错层打磨这一步目前全部采用人工打磨的方式进行，打磨过程中产生巨大的粉尘危害。最重要的一点：错层打磨质量的好坏完全取决于错层打磨人员的技能水平，无法有效、准确地判断其质量。
3.鉴于此，我们开发了一种铣床，用于铣削风力发电叶片的玻璃纤维层。该设备要在叶片表面上放置多个支脚，由于叶片不同部位呈不同表面形状，因此这些支脚的高度需要精确调节，无间隙，重量尽可能轻，结构坚固，足以承受机器在xyz三个方向的整个重量。此外，支脚需要能够向任意方向旋转较大角度。
4.目前现有的可用作机器支脚的吸盘支架通常被设计为用于拾取和放置物品。它们是用真空拾取零件，并且通常是弹簧加载安装的，这使得它们不能被用来做结构坚硬的机器支脚。而通常用于吸盘的旋转接头，例如球形接头，只有15
°
的范围，无法满足风力发电叶片的加工需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：
6.为解决现有技术中的叶片铣削设备支脚无法精确自由调节的问题，提供一种可自动调整的复合材料叶片的坏点错层打磨设备吸盘机构，支脚接触的表面可以在不同方向上具有高达30
°
的角度调节。
7.本实用新型采用的技术方案如下：
8.一种复合材料叶片的坏点错层打磨设备吸盘机构，包括底架，所述底架上沿竖直方向安装有吸盘升降导轨，所述吸盘升降导轨上连接有吸盘升降滑块，所述吸盘升降滑块固定连接有支架，所述支架上安装有升降机构，所述升降机构内安装有沿竖直方向的升降杆，所述升降杆底端与底架固定连接，所述底架的底端连接有万向关节件，所述万向关节件连接有真空吸盘。
9.进一步地，所述升降机构为螺旋升降机，所述升降杆为梯形轴，所述螺旋升降机连接有吸盘升降电机，螺旋升降机与梯形轴活动连接。
10.进一步地，所述底架的形状呈u形，底架上安装有两个吸盘升降导轨，支架与两个吸盘升降导轨之间均连接有吸盘升降滑块。
11.进一步地，所述万向关节件为万向十字接头或万向球接头。
12.进一步地，所述万向关节件内安装有多个用于施加预载荷的碟形弹片。
13.进一步地，所述升降机构为滚珠丝杠千斤顶，所述升降杆为滚珠丝杠。
14.进一步地，所述升降机构为齿轮机构，所述升降杆为齿条杆。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
16.1、本实用新型的设备吸盘机构，其机器支脚通过万向关节件的自由转动、自动调整，使得可调节性非常精确，受力均匀分布在机架上，结构最大限度实现了无间隙，且调节范围明显提升，可实现30
°
内的角度调节，极大地提升了在风力发电叶片上进行加工时的适应性，该结构的吸盘机构支脚可以将设备放置在任何位置，无论是水平还是垂直，都可以放置在适合真空抽吸的表面上。本实用新型的吸盘结构支脚设计用于处理大负载，并且结构刚性足以实现没有间隙、晃动。
17.2、本实用新型的升降机构可以为螺旋升降机，梯形轴可以在螺旋升降机上移动而不转动，吸盘升降电机驱动螺旋升降机内的蜗轮减速机将旋转运动转化为梯形轴的升降运动，使与梯形轴相连的底架带动真空吸盘运动，配合间隙极小且具有自锁功能，提升了升降机构的精确度和升降过程的稳定性。
18.3、本实用新型在万向关节件中安装的碟形弹片对万向关节件的转动施加预载荷，以避免真空吸盘无摩擦运动导致无法固定支撑，实现了真空吸盘的结构自锁，优化了不同受力情况下吸盘机构支脚的稳定性。
附图说明
19.图1为本实用新型支架一侧的立体结构图；
20.图2为本实用新型螺旋升降机一侧的立体结构图；
21.图3为图1中a部分的局部视图。
22.图中标记：1-底架，2-吸盘升降导轨，3-吸盘升降滑块，4-支架，5-万向十字接头，6-真空吸盘，7-碟形弹片，8-螺旋升降机，9-梯形轴，10-吸盘升降电机。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.实施例1
25.本实施例为一种复合材料叶片的坏点错层打磨设备吸盘机构，包括u形底架1，u形底架1上沿竖直方向安装有吸盘升降导轨2，吸盘升降导轨2上连接有吸盘升降滑块3，吸盘升降滑块3固定连接有支架4，支架4上安装有螺旋升降机8，螺旋升降机8内安装有沿竖直方向的梯形轴9，梯形轴9底端与u形底架1固定连接，底架1的底端连接有万向关节件，万向十字接头5连接有真空吸盘6。
26.螺旋升降机8连接有吸盘升降电机10，螺旋升降机8内安装有蜗轮减速机，螺旋升降机8与梯形轴9活动连接。u形底架1上安装有两个吸盘升降导轨2，支架4与两个吸盘升降导轨2之间均连接有吸盘升降滑块3。万向十字接头5内安装有多个用于施加预载荷的碟形弹片7。
27.本实施例为主要技术方案，通过采用u形型材，以两条垂直安装的直线导轨(吸盘升降导轨2)作为底板。然后将u形型材连接到直线导轨上，直线导轨通过支架4固定在机器上。u型材可以在直线导轨的引导下在直线滑块(吸盘升降滑块3)上做上下移动。
28.在中央，u形型材下方安装了万向十字接头5。万向十字接头5下方是真空吸盘6。万向十字接头5经过特殊设计，通过碟形弹片7施加了预载荷，以防止其在无负载的情况下旋转。这意味着，即使机器旋转90
°
，吸盘仍保持其位置。当吸盘放置在叶片表面上时，机器本身的重量才会移动吸盘的十字接头并使设备与表面对齐。这使得操作设备时可以在所有方向上轻松放置机器。
29.在u形型材的中心，安装了一个带梯形主轴的螺旋升降机8(螺旋千斤顶)。吸盘中心与梯形轴9轴线直接对齐。螺旋升降机8本体安装在直线导轨之间的机器上，与导轨在同一支架4上。梯形主轴端连接到u形型材的顶部中心。
30.螺旋升降机8通过蜗轮减速机来驱动梯形轴9，螺旋升降机8由电机驱动。当螺旋升降机8输入旋转时，蜗轮将角度输入转化为主轴的线性运动，梯形轴9本身不旋转。这种螺旋升降机8具有最小的配合间隙并且是带自锁的。
31.其驱动升降的原理是电机转动螺旋升降机8的输入端，使螺旋升降机8的梯形轴9直线运动。梯形轴9用下方的真空吸盘6沿直线导轨推/拉u形型材。一旦马达的运动停止，结构就被锁定在当前的位置。一台机器需要至少需要3个这样的支脚才能稳定，因为每个脚都有万向十字接头5，本实施例中设置为4个真空吸盘6支脚。
32.在这种结构中，z方向的载荷由螺旋升降机8的主轴承担。x和y方向的力由u型材和直线导轨和滑块承受。这种结构能够承受的力取决于直线导轨组件、螺旋升降机8和u型板的尺寸。尽管如此，跟吸盘的吸力相比，这些部件的承载能力要强得多。因此，只需要考虑这些零件的结构变形。
33.由于螺旋升降机8内部的齿轮减速和主轴螺距，支脚调整的精度非常准确。例如，假设螺旋升降机8减速比为1:16和4毫米的主轴节距，即螺旋升降机8输入端每旋转1圈，就可以转换为0.25毫米的线性运动。或假如输入电机是步进电机，步距为1.8
°
，则精度将为0.25mm/200steps＝0.00125mm每步。
34.这种结构的零件应选择重量尽可能轻的，因为真空吸盘6的吸附能力对于固定量的负压是有限的，例如选用铝作为材料。
35.实施例2
36.本实施例为一种复合材料叶片的坏点错层打磨设备吸盘机构，包括u形底架1，u形底架1上沿竖直方向安装有吸盘升降导轨2，吸盘升降导轨2上连接有吸盘升降滑块3，吸盘升降滑块3固定连接有支架4，支架4上安装有升降机构，升降机构内安装有沿竖直方向的升降杆，升降杆底端与底架1固定连接，u形底架1的底端连接有万向球接头，万向球接头连接有真空吸盘6。
37.优选地，升降机构为滚珠丝杠千斤顶，升降杆为滚珠丝杠，滚珠丝杠千斤顶内安装有滚珠丝杠螺母，驱动机构驱动滚珠丝杠转动转化为线性升降运动，滚珠丝杠底端与u形底架1转动连接。u形底架1上安装有两个吸盘升降导轨2，支架4与两个吸盘升降导轨2之间均连接有吸盘升降滑块3。万向球接头内安装有多个用于施加预载荷的碟形弹片7。
38.除上述实施例以外，本实用新型还可以如下实施：
39.底架1除设置为u形以外，还可以设置为其它更多的形状，即使仅设置为扁平状杆，只要结构满足实现该功能的精度即可。
40.吸盘升降滑块3和吸盘升降导轨2可以用其它的直线运动部件代替。
41.该机构的马达可以是任何一种电动、液压或气动马达。
42.用于固定导向机构和螺旋升降机8的支架4可以有各种形状，并位于机架上的不同位置。
43.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。