一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机及打磨方法
【专利摘要】一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机及打磨方法，包括机架、设置在机架上的电机和主轴、磨具、设有水平伺服电动推杆的垫板、设有竖直伺服电动推杆及压力传感器的支架、控制系统，其中电机的输出轴连接主轴，磨具套设在主轴上，垫板位于磨具下方，支架设于垫板底部并可沿机架上下滑动，在垫板上设有若干个用于固定金属复合材料的吸盘，控制系统与电机、水平伺服电动推杆、压力传感器、竖直伺服电动推杆信号连接，因而该控制系统可控制电机的转速、水平伺服电动推杆的往复运动，还可根据压力传感器接收到的压号信号调整竖直伺服电动推杆动作。该打磨机及打磨方法可对金属材料的表面进行均匀往复打磨，使得金属材料表面打磨更均匀。
【专利说明】一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机及打磨方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及金属复合材料加工设备【技术领域】，尤其是指一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机及打磨方法。
【背景技术】
[0002]在金属复合材料的加工过程中，在金属材料复合前需对该金属材料的结合表面进行打磨。实际生产过程中，一般是使用刷辊机对金属材料的表面进行打磨，但该刷辊机并不适用于实验室。在实验室中，我们通常是采用结构轻便的手持角向磨光机对金属材料的表面进行打磨，但由于在使用手持角向磨光机对金属材料进行打磨时，打磨的力度难以控制，易造成金属材料的表面打磨不均匀，进而影响到后续金属材料复合时的结合强度，最后加工得到的金属复合材料的质量难得保证。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机，该打磨机结构轻便，适用于实验室，使用该打磨机对金属材料表面进行打磨时，可保证金属材料表面打磨均匀，进而保证后续金属材料复合时的结合强度。
[0004]本发明的目的在于提供一种打磨方法，该打磨方法可实现对金属材料表面的均匀打磨。
[0005]为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
[0006]一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机，其包括机架、设置在机架上的电机和主轴、磨具、设有水平伺服电动推杆的垫板，其中电机的输出轴连接主轴，磨具套设在主轴上，垫板位于磨具下方且可水平往复滑动，在垫板上设有若干个用于固定金属材料的吸盘。
[0007]金属材料通过吸盘固定于垫板上方，磨具可以直接接触金属材料的表面，水平伺服电动推杆带动垫板作水平往复移动，进而带动金属材料于磨具底部作水平往复运动，电机带动主轴转动，使磨具转动，由于金属材料可于磨具底部作水平往复运动，因而金属材料的表面可以接受磨具的持续打磨，保证磨具对金属材料的表面进行均匀打磨，从而获得打磨效果一致的金属材料表面。由上述可知，利用本发明打磨金属材料表面更均匀，打磨效果更好，使得金属材料可更好地实现复合，且由于金属材料是由水平伺服电动推杆带动其于磨具下方接受打磨的，因而避免了实验人员在使用手持角向磨光机对金属材料进行打磨时被打磨机击中的风险，更为安全。
[0008]依上述结构，在所述机架上设有带竖直伺服电动推杆的支架，在所述支架上设有压力传感器，该支架可沿所述机架上下滑动，所述垫板设置在支架顶部，在该打磨机上设有控制系统，该控制系统分别与电机、水平伺服电动推杆、竖直伺服电动推杆、压力传感器信号连接。控制系统可调节电机的转速、控制水平伺服电动推杆的往复动作，该控制系统还可根据压力传感器接收到的压力信号控制竖直伺服电动推杆动作，进而调整支架在竖直方向上的位置，保证金属材料表面与磨具表面的接触力始终恒定，从而保证金属材料表面的各个点被打磨的程度相同，从而更好地保证金属材料表面的打磨效果。
[0009]作为本发明的一种优选方案，所述主轴外套设有套筒，所述磨具设置在套筒外。由于主轴上套设有套筒，因而可根据需要于套筒上更换不同的磨具，更为方便。
[0010]作为本发明的一种优选方案，机架上开设有一滑槽，电机的底座对应安装于机架的滑槽上。由于机架上对电机的安装位开设有滑槽，因而电机可依需要调整其安装位置，从而使得磨具的位置得到相应的调整。
[0011]一种基于上述实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机的打磨方法，其包括以下步骤:
[0012]A.控制水平伺服电动推杆中推杆的行程回到水平伺服电动推杆中的行程开关的极限位置，将金属材料放置在垫板上固定；
[0013]B.启动电机带动磨具转动；
[0014]C.控制水平伺服电动推杆带动垫板作往复运动。
[0015]在步骤A与步骤B之间中还包括一步骤Al:控制竖直伺服电动推杆及水平伺服电动推杆使金属材料与磨具接触，记录该水平方向上的位置为接触位置，测量此时竖直伺服电动推杆上推杆承受的压力，得到一初始压力值，设定一压力参考值，控制竖直伺服电动推杆的推杆动作，使得初始压力值等于压力参考值；在步骤B与步骤C之间还包括一步骤BI:设定水平伺服电动推杆中推杆行程的初始位置为步骤Al中的接触位置，设定水平伺服电动推杆中推杆的行程长度为金属材料的长度；所述步骤C后还包括以下步骤:
[0016]D.测量竖直伺服电动推杆上推杆所承受的压力，得到一压力测量值；
[0017]E.判断压力测量值是否等于压力参考值，若是，返回步骤D，若否，进入下一步；
[0018]F.控制竖直伺服电动推杆的推杆动作，以使得压力测量值等于压力参考值，然后返回步骤D。
[0019]在步骤B中，电机按照设定的转速带动磨具转动。
[0020]本发明所带来的有益效果为:
[0021]本发明的一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机及打磨方法可对金属材料的表面进行水平往复打磨，可获得打磨效果一致的金属材料表面，使得金属材料打磨更均匀，避免了实验人员在使用手持角向磨光机对金属材料进行打磨时被打磨机击中的风险，更为安全。本发明的打磨方法还可电机的转速进行无级调节，进而实现对磨具速度的无级调节，因而可以保证实验参数多样化，利于科研，且该方法可控制金属材料在水平方向上往复运动，使金属材料表面自动接受磨具的打磨，另外，该方法可根据压力传感器接收到的压力信号自动调整支架在竖直方向上的位置，保证金属材料表面与磨具表面的接触力始终恒定，从而保证金属材料表面的各个点被打磨的程度相同，从而更好地保证金属材料表面的打磨效果。
[0022]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明:
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例的侧面结构示意图；
[0024]图2为本发明实施例的俯视图；
[0025]图3为本发明实施例的打磨方法流程图。
【具体实施方式】
[0026]如图1-2所示，本发明的一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机包括有机架1、电机2、磨具6和支架16，机架I的上表面开设有一滑槽101，电机2的底座固定安装在滑槽101上，因而可根据需要调整电机2在滑槽101的安装位置，使用起来更方便灵活，电机2的输出轴通过一联轴器3与一主轴5连接，主轴5通过带座轴承4安装在机架I上，主轴5上套设有套筒20，套筒20的两端通过法兰7安装在主轴套设在主轴5上，磨具6设置在套筒20外，因而可根据需要于套筒20上更换不同的磨具6，可根据样品的形状置不同尺寸的磨具，更为方便，在本实施例中，磨具6将套筒20的外表面包覆，即磨具6的长度与套筒20的长度相同，因而可增加磨具6的摩擦面积，便于加工大面积的样品。支架16纵向滑动连接于机架I设有磨具6的一侧上，支架16滑动连接于机架I的滑轨17上，支架16与一竖直伺服电动推杆15连接,该竖直伺服电动推杆15竖直设置于支架16的一侧,且支架16上设有一压力传感器19,该压力传感器19与竖直伺服电动推杆15电连接,该竖直伺服电动推杆15竖直设置于支架16的一侧。支架16的顶部安装有一水平导轨13，水平导轨13通过螺栓固定于支架16上，水平导轨13上套设有滑块12，滑块12可沿水平导轨13滑动，滑块12的上方安装有一垫板11，垫板11通过螺栓固定于滑块12的上方，且该垫板11对应设于磨具6的下方，垫板11上表面固设有若干吸盘，优选地，吸盘一般为电磁吸盘9，金属材料10被吸附固定于电磁吸盘9上,金属材料10位于磨具6的下方,且金属材料10的表面与磨具6的底部接触，垫板11上连接有一水平伺服电动推杆14，水平伺服电动推杆14安装于支架16上。机架I底部安装有减震地脚18，因而可在打磨机打磨时吸震，使得本实施例的打磨效果更好，且可使得本实施例的各元器件得以保护，不易出现松动。在本实施例上还设有控制系统，该控制系统分别与电机2、水平伺服电动推杆14、竖直伺服电动推杆
15、压力传感器19信号连接。
[0027]本发明的一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机的工作过程为:电机2工作，电机2的输出轴带动主轴5转动，进而带动主轴5上的磨具6转动，其中电机2的转速受控制系统控制，控制系统控制水平伺服电动推杆14带动垫板11于磨具6的下方作水平往复移动，使得固设于垫板11上方的金属材料10于磨具6的底部接受打磨。支架16上的压力传感器19可接收到支架16施予的压力信号，控制系统根据压力传感器19接收到的压力信号自动调整竖直伺服电动推杆15动作，竖直伺服电动推杆15可带动支架16沿滑轨17滑动，进而调整支架16在竖直方向上的位置，保证金属材料10与磨具6的接触力始终恒定，从而保证金属材料10表面的各个点被打磨的程度相同，从而获得打磨效果一致的金属材料10表面。
[0028]本实施例中，水平伺服电动推杆14可带动金属材料10于磨具6底部作水平往复运动，电机2带动磨具6转动，由于金属材料10可于磨具6底部作水平往复运动，因而金属材料10表面的各个部位可均勻地接受磨具6的打磨,保证磨具6对金属材料10的表面进行均匀打磨。由上述可知，采用本实施例的一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机打磨金属材料10表面更均匀，打磨效果更好，使得金属材料10可更好地实现复合，且由于金属材料10是由水平伺服电动推杆14带动其于磨具6下方接受打磨的，控制系统可自动控制水平伺服电动推杆14带动金属材料10作往复运动，因而避免了实验人员在使用手持角向磨光机对金属材料进行打磨时被打磨机击中的风险，更为安全。另外，电机2的转速受控制系统控制，因而可实现对打磨速度的无级调节。再者，由于控制电路可根据压力传感器19接收到的压力信号自动调整竖直伺服电动推杆15动作，进而调整支架16在竖直方向上的位置，保证金属材料10表面与磨具6表面的接触力始终恒定，从而保证金属材料10表面的各个点被打磨的程度相同，从而更好地保证金属材料10表面的打磨效果。
[0029]一种基于前述的一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机的打磨方法，包括以下步骤:
[0030]A.控制水平伺服电动推杆14中推杆的行程回到水平伺服电动推杆14中的行程开关的极限位置，将金属材料10放置在垫板上固定；
[0031]B.启动电机2带动磨具6转动；
[0032]C.控制水平伺服电动推杆14带动垫板11作往复运动。
[0033]在步骤A与步骤B之间中还包括一步骤Al:控制竖直伺服电动推杆15及水平伺服电动推杆14使金属材料10与磨具6接触，记录该水平方向上的位置为接触位置，测量此时竖直伺服电动推杆15上推杆承受的压力，得到一初始压力值，设定一压力参考值，压力参考值的大小与金属材料10需打磨的厚度有关，设定不同的压力参考值可打磨得到不同厚度的金属材料10，控制竖直伺服电动推杆15的推杆动作，使得初始压力值等于压力参考值；在步骤B与步骤C之间还包括一步骤B1:设定水平伺服电动推杆14中推杆行程的初始位置为步骤Al中的接触位置，设定水平伺服电动推杆14中推杆的行程长度为金属材料的长度；所述步骤C后还包括以下步骤:
[0034]D.测量竖直伺服电动推杆15上推杆所承受的压力，得到一压力测量值；
[0035]E.判断压力测量值是否等于压力参考值，若是，返回步骤D，若否，进入下一步；
[0036]F.控制竖直伺服电动推杆15的推杆动作，以使得压力测量值等于压力参考值，然后返回步骤D。
[0037]在步骤B中，电机2按照设定的转速带动磨具6转动。
[0038]利用上述打磨方法可对电机2的转速进行无级调节，因而可以保证实验参数多样化，利于科研，且该方法可控制金属材料10在水平方向上往复运动，使金属材料10表面自动接受磨具6的打磨，另外，该方法可根据压力传感器19接收到的压力信号自动调整金属材料10在竖直方向上的位置，保证金属材料10表面与磨具6表面的接触力始终恒定，从而保证金属材料10表面的各个点被打磨的程度相同，从而更好地保证金属材料10表面的打磨效果
[0039]上列详细说明是针对本发明之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
【权利要求】
1.一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机，其特征在于:其包括机架、设置在机架上的电机和主轴、磨具、设有水平伺服电动推杆的垫板，其中电机的输出轴连接主轴，磨具套设在主轴上，垫板位于磨具下方且可水平往复滑动，在垫板上设有若干个用于固定金属材料的吸盘。
2.根据权利要求1所述的一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机，其特征在于:在所述机架上设有带竖直伺服电动推杆的支架，在所述支架上设有压力传感器，该支架可沿所述机架上下滑动，所述垫板设置在支架顶部，在该打磨机上设有控制系统，该控制系统分别与电机、水平伺服电动推杆、竖直伺服电动推杆、压力传感器信号连接。
3.根据权利要求2所述一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机，其特征在于:所述主轴外套设有套筒，所述磨具设置在套筒外。
4.根据权利要求2所述一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机，其特征在于:所述机架的顶部上设有滑槽，电机的底座对应安装于该滑槽内。
5.一种基于权利要求1所述的一种实验室专用的金属复合材料表面预处理打磨机的打磨方法，其特征在于:其包括以下步骤: A.控制水平伺服电动推杆中推杆的行程回到水平伺服电动推杆中的行程开关的极限位置，将金属材料放置在垫板上固定； B.启动电机带动磨具转动； C.控制水平伺服电动推杆带动垫板作往复运动。
6.根据权利要求5所述的一种打磨方法，其特征在于:所述步骤A与步骤B之间中还包括一步骤Al:控制竖直伺服电动推杆及水平伺服电动推杆使金属材料与磨具接触，记录该水平方向上的位置为接触位置，测量此时竖直伺服电动推杆上推杆承受的压力，得到一初始压力值，设定一压力参考值，控制竖直伺服电动推杆的推杆动作，使得初始压力值等于压力参考值；所述步骤B与步骤C之间还包括一步骤B1:设定水平伺服电动推杆中推杆行程的初始位置为步骤Al中的接触位置，设定水平伺服电动推杆中推杆的行程长度为金属材料的长度；所述步骤C后还包括以下步骤: D.测量竖直伺服电动推杆上推杆所承受的压力，得到一压力测量值； E.判断压力测量值是否等于压力参考值，若是，返回步骤D，若否，进入下一步； F.控制竖直伺服电动推杆的推杆动作，以使得压力测量值等于压力参考值，然后返回步骤D。
7.根据权利要求6所述的一种打磨方法，其特征在于:所述步骤B中电机按照设定的转速带动磨具转动。
【文档编号】B24B41/06GK104148999SQ201410273622
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】唐超兰, 刘志木, 翁浩, 周钰波 申请人:广东工业大学