复杂曲面自适应打磨机构的制作方法

本发明涉及打磨设备技术领域，具体涉及复杂曲面自适应打磨机构，尤其是一种针对复杂曲面工件的高质量精磨机构。

背景技术

随着机器人技术、自动化技术和计算机技术的不断发展，高效率和高质量的打磨加工已经成为打磨行业设备部件的目标。现有打磨机包括固定打磨机和移动打磨机，固定打磨机中工件与砂轮之间的距离无法调整，打磨质量差，适用范围窄；移动打磨机是人工将其拿在手中对工件进行打磨，打磨效率低。面对曲面及各种不规则自由面工件加工，需要根据曲面曲率和表面尺寸调整打磨力从而获得较好效果，这两种方式均无法很好地配合机器人工作，实现高效作业和高质量要求。

鉴于此，迫切需要一种复杂曲面自适应打磨机构,能够实现高效作业。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种复杂曲面自适应打磨机构，以解决现有技术中存在的现有打磨机构无法浮动贴合工件表面并具备打磨力调节功能的打磨机构，可实现恒力打磨或用于精磨的技术问题。

本发明提供的一种复杂曲面自适应打磨机构，包括转轴、位于转轴顶部的磨盘、用于带动所述转轴轴向移动的轴向滑台、用于平衡所述轴向滑台及所述轴向滑台上的机构重力的配重装置、用于调整所述磨盘升降高度的轴向升降平台、用于带动所述转轴转动的交流电机以及用于控制所述轴向升降平台、所述轴向滑台、所述交流电机启动的控制器；

所述转轴与所述轴向升降平台之间设置有用于测量打磨力的称重传感器，所述称重传感器连接所述控制器。

在上一技术方案中，进一步地，还包括底座，所述转轴、所述轴向滑台、所述称重传感器和所述轴向升降平台均设置在所述底座内。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述底座内设置有用于支撑所述轴向滑台移动的直线导轨。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述轴向滑台通过软质绳索连接所述配重装置，所述配重装置挂置在所述底座外壁；能够平衡轴向滑台上安装的工件的重量，保证轴向升降平台调节精度。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述交流电机设置在所述底座外侧。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述交流电机通过同步带轮组件带动所述转轴转动，所述同步带轮组件与所述转轴的底端传动连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述同步带轮组件设置用于调整皮带松紧度的自动张紧轮。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述轴向滑台上设置有用于支撑所述转轴的空气轴承。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述交流电机安装在电机安装座上，所述电机安装座与所述底座分离设置，避免交流电机运行过程中由于振动影响打磨质量。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述底座内设置有用于测量所述轴向滑台实际位置的光栅尺。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述复杂曲面自适应打磨机构能够实现恒力打磨或用于精磨。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述底座采用一体成型的金属结构，以保证作业的强度和硬度。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述转轴下端通过双向推力轴承与所述称重传感器连接，通过双向推力轴承的轴承支架将轴向打磨力传递到所述称重传感器上，从而测量轴向打磨力。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述称重传感器与所述轴承支架、所述轴向升降平台间通过螺钉连接，通过轴向升降平台的运动改变所述磨盘的位置，从而调整工件与所述磨盘之间的压力。

本发明的有益效果如下：

采用本发明的复杂曲面自适应打磨机构，包括转轴、位于转轴顶部的磨盘、用于带动所述转轴轴向移动的轴向滑台、用于平衡所述轴向滑台及所述轴向滑台上的机构重力的配重装置、用于调整所述磨盘升降高度的轴向升降平台、用于带动所述转轴转动的交流电机以及用于控制所述轴向升降平台、所述轴向滑台、所述交流电机启动的控制器；所述转轴与所述轴向升降平台之间设置有用于测量打磨力的称重传感器，所述称重传感器连接所述控制器；采用本技术方案的复杂曲面自适应打磨机构，能够在机器人规划好打磨路径的基础上，通过磨盘在轴向上的高精度微量平移，根据工件表明变化调整打磨力或打磨量，可配合机器人作业以实现高质量精磨，具体的，交流电机带动转轴转动，从而带动磨盘转动对工件进行打磨，主要通过配重装置的设置平衡轴向滑台的安装位置，主要为轴向滑台及轴向滑台上的机构的重力平衡，轴向升降平台能够调整转轴的升降高度，其中，位于转轴与轴向升降平台之间的称重传感器，能够测量磨盘的打磨力，根据所测的打磨力调整轴向升降平台的高度，从而平移磨盘的平面，调整工件与磨盘之间的压力，整个过程由自动控制实现，以达到浮动贴合工件表面并具备打磨力调节功能的打磨机构，可实现恒力打磨或用于精磨的要求。进一步提高产能，节省成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构的整机结构示意图；

图2为本发明实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构的图1的主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构的图2的左视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构的图3中a-a处剖面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构的图4中b处放大结构示意图。

附图标记：

1-磨盘；2-转轴；3-配重装置；4-轴向滑台；5-轴向升降平台；6-交流电机；7-底座；8-电机安装座；9-称重传感器；10-光栅尺；11-皮带轮；12-皮带；13-推力轴承；14-止推垫片；15-配合轴套；16-挡圈；17-第一螺钉；18-上止推垫片；19-下止推垫片；20-外壳；21-内壳；22-第二螺钉；23-第三螺钉；24-软质绳索；25-滑轮；26-直线导轨。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5详细描述本实施例的复杂曲面自适应打磨机构的技术方案。

实施例

本实施例的具体实施方式如下：

如图1-图5所示，为本实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构的相应结构示意图；具体为，本实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构，包括转轴2、位于转轴2顶部的磨盘1、用于带动转轴2轴向移动的轴向滑台4、用于平衡轴向滑台4滑台及轴向滑台4上的机构的重力的配重装置3、用于调整磨盘1升降高度的轴向升降平台5、用于带动转轴2转动的交流电机6以及用于控制轴向升降平台5、轴向滑台4、交流电机6启动的控制器；转轴2与轴向升降平台5之间设置有用于测量打磨力的称重传感器9，称重传感器9连接控制器。

具体的，本实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构还包括底座7，转轴2、轴向滑台4、称重传感器9和轴向升降平台5均设置在底座7内；底座7内设置有用于支撑轴向滑台4移动的直线导轨26。

需要指出的是，轴向滑台4通过软质绳索24连接配重装置3，配重装置3挂置在底座7外壁；能够平衡轴向滑台4上安装的设备的重量，保证轴向升降平台5调节精度。

优选的，交流电机6设置在底座7外侧，即，将交流电机6与底座7分离开，避免交流电机6工作时由于颤动影响底座7部分结构的稳定打磨。

需要指出的是，交流电机6通过同步带轮组件带动转轴2转动，同步带轮组件与转轴2的底端传动连接；同步带轮组件设置有用于调整皮带12松紧度的自动张紧轮。

具体的，本实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构中，同步带轮组件包括成对设置的皮带轮11和沿皮带轮11环绕传动的皮带12。

优选的，在皮带轮11上设置用于调整皮带12转动松紧度的自动张紧轮，以利于交流电机6同步传动的稳定输出。

另外，轴向滑台4上设置有用于支撑转轴2的空气轴承。

优选的，交流电机6安装在电机安装座8上，电机安装座8与底座7分离设置，避免交流电机6运行过程中由于振动影响打磨质量。

需要指出的是，本实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构中，底座7内设置有用于测量轴向滑台4实际位置的光栅尺10，光栅尺10的设定能够便于提高打磨精度。

需要指出的是，本实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构，复杂曲面自适应打磨机构能够实现恒力打磨或用于精磨。

进一步需要指出的是，底座7采用一体成型的金属结构，以保证作业的强度和硬度。

本实施例的可选技术方案为，转轴2下端通过双向推力轴承13与称重传感器9连接，通过双向推力轴承13的轴承支架将轴向打磨力传递到称重传感器9上，从而测量轴向打磨力。

具体的，称重传感器9与轴承支架、轴向升降平台5间通过螺钉连接，通过轴向升降平台5的运动改变磨盘1的位置，从而调整工件与磨盘1之间的压力。

采用本实施例的复杂曲面自适应打磨机构，能够在机器人规划好打磨路径的基础上，通过磨盘1在轴向上的高精度微量平移，根据工件表面变化调整打磨力或打磨量，可配合机器人作业以实现高质量精磨，具体的，交流电机6带动转轴2转动，从而带动磨盘1转动对工件进行打磨，主要通过配重装置3的设置平衡轴向滑台4的位置，配重装置3为轴向滑台4及轴向滑台4上的机构的重力平衡，轴向升降平台5能够调整磨盘1的升降高度，其中，位于转轴2与轴向升降平台5之间的称重传感器9，能够测量磨盘1的打磨力，根据所测的打磨力调整轴向升降平台5的高度，从而平移磨盘1的平面，调整工件与磨盘1之间的压力，整个过程由自动控制实现，以达到更高精度作业、更快效率作业的要求；进一步提高产能，节省成本。

为了更好的理解本实施例的技术方案，做如下陈述：

如图1-图5所示，本实施例提供的一种复杂曲面自适应打磨机构，主要包括磨盘1、转轴2、配重装置3、轴向滑台4、轴向升降平台5、交流电机6、底座7、电机安装座8、称重传感器9和光栅尺10；其中，磨盘1安装在转轴2上，与转轴2连接，转轴2通过空气轴承支撑，转轴2末端固定连接有皮带轮11；交流电机6安装在电机安装座8上，通过皮带12带动皮带轮11旋转，从而带动磨盘1转动；转轴2末端轴肩与推力轴承13中间止推垫片14接触，配合轴套15和挡圈16，通过第一螺钉17紧固连接。推力轴承的上止推垫片18和下止推垫片19分别与轴承安装支架外壳20和内壳21接触，通过第二螺钉22紧固安装，保证推力轴承13平稳转动；轴承安装支架内壳21下端与称重传感器9上端面通过第三螺钉23连接；称重传感器9下端面与轴向升降平台5连接，轴向升降平台5能够在轴向进行高精度平移，从而推动其上机构轴向运动。

其中，转轴2通过空气轴承支撑，安装在轴向滑台4上，轴向滑台4通过软质绳索24与配重装置3连接，软质绳索24通过滑轮25支撑；配重装置3的重量与轴向滑台4上设备重量相同，可在滑轮25上平稳移动；轴向滑台4通过直线导轨26安装在底座7中,底座7采用一体成型的金属结构。

打磨时，交流电机6转动，磨盘1旋转，通过调整交流电机6的转速可改变磨盘1的转速，轴向滑台4处在中间位置，工件固定在机器人末端的夹具上，通过机器人带动执行打磨动作，工件与磨盘1接触，打磨轴向力通过转轴2传递到称重传感器9，并将测得的打磨力值与预设值比较，当测量值大于预设值时，轴向升降平台5向下移动，推动其上机构整体移动，带动磨盘1下降，减小打磨力；当测量值小于预设值时，轴向升降平台5向上移动，推动其上机构整体移动，带动磨盘1上升，增大打磨力；同时，轴向滑台4的实际反馈平移量通过光栅尺10测得，该数值作为打磨补偿的参考。

综上，本实施例提供的复杂曲面自适应打磨机构能够实现更高精度、更快效率的打磨。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。