一种打砂装置的制作方法

本发明涉及手机外壳的生产制造技术领域，尤其涉及一种打砂装置。

背景技术：

目前，市场上的主流手机通常选用金属手机外壳，由于受到模具和注塑设备的限制和成型工艺方面的不完善，生产出来的产品会出现毛刺、表面不平整的现象，需要进行打砂处理。

现有的打砂处理主要采用人工手动打砂和打磨装置两种方式。其中人工手动打砂是指操作人员利用砂纸进行人工手动处理，以改善产品的外观，减少不良品的数量，但是采用这种方式费时费力，劳动强度大，生产效率低下，特别在长时间打砂过程中，由于双手直接与产品和砂纸相接触，手指容易出现水泡、磨伤等损伤，影响人身健康安全；打磨装置是指利用电机驱动打磨头转动达到打砂、抛光的目的，由于自由度较少，具有单一局限性，而手机外壳的材质为不锈钢金属，且为流线弧形结构，打砂和抛光的难度较大，存在精度较低的问题。另外，对于不同产品需要，只能通过更换不同粗细程度的打磨头，进行粗中细不同等级的打砂，生产间断，不连续，生产周期较长。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种打砂装置，具有多个自由度，提高生产效率和打砂精度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种打砂装置，包括：

承载机构，其用于承载工件，所述承载机构能带动所述工件旋转；

打砂机构，其位于所述承载机构的上方，所述打砂机构包括打砂驱动源及连接于所述打砂驱动源输出端的打砂组件，所述打砂驱动源能驱动所述打砂组件转动，用于对所述工件进行打砂；

移动机构，其分别连接于所述承载机构和所述打砂机构，所述移动机构的驱动下，所述承载机构能沿y向移动，所述打砂机构能沿x向和z向移动，所述x向、所述y向及所述z向两两相互垂直。

作为优选，所述承载机构包括偏移组件、连接于所述偏移组件的旋转组件及用于承载所述工件的载具，所述偏移组件能带动所述旋转组件和所述载具沿x向移动，所述旋转组件连接于所述载具并能带动所述载具旋转。

作为优选，所述偏移组件包括：

偏移驱动源；

偏心轴，其连接于所述偏移驱动源输出端；

工作台，其连接于所述旋转组件；

连接杆，其一端套设于所述偏心轴上，另一端连接于所述工作台，所述偏移驱动源能驱动所述偏心轴转动，并带动所述连接杆的转动和所述工作台的移动。

作为优选，所述旋转组件包括：

旋转驱动源；

减速器，所述减速器的一端连接于所述旋转驱动源的输出端，另一端连接于所述载具，所述旋转驱动源通过所述减速器带动所述载具旋转。

作为优选，所述承载机构还包括：

主动齿轮，其连接于所述旋转驱动源输出端的；

从动齿轮，其连接于所述减速器并与所述主动齿轮相啮合；

真空发生器，其穿设于所述从动齿轮和所述减速器并连通于所述载具，用于将所述工件吸附于所述载具上。

作为优选，所述打砂组件包括连接于所述打砂驱动源输出端的连接件及多个打砂部件，每个连接件的侧面连接有一个所述打砂部件，多个所述打砂部件分别固定不同类型的砂纸。

作为优选，所述打砂部件包括：

振动驱动源；

打磨头，其一侧连接于所述振动驱动源，另一侧通过魔术贴可拆卸连接于所述砂纸，所述振动驱动源能通过所述打磨头带动所述砂纸振动。

作为优选，还包括抛光机构，所述抛光机构和所述打砂机构择一连接于所述移动机构，所述抛光机构用于对所述工件抛光。

作为优选，所述抛光机构包括抛光驱动源及多个不同类型的抛光轮，所述抛光驱动源的输出端连接于所述抛光轮并能驱动所述抛光轮旋转。

作为优选，所述抛光机构还包括调节组件，所述调节组件包括调节驱动源和连接座，所述连接座的一侧连接于所述调节驱动源，另一侧连接于所述抛光驱动源。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种打砂装置，当打砂机构对放置在承载机构上的工件进行打砂时，通过设置移动机构能驱动承载机构能沿y向移动及打砂机构能沿x向和z向移动，具有三个直线自由度，根据实际需要对承载机构和打砂机构的位置及时进行调整，用于改善工件的表面外观；通过设置承载机构能带动工件旋转，打砂驱动源能驱动打砂组件转动，具有两个旋转自由度，用于对工件的整个表面进行打砂。因此该打砂装置具有三个直线自由度和两个旋转自由度，能够实现多种工件的打砂，通用性较强，且解决了弧形工件打砂难度大的问题，从而提高了生产效率和打砂精度。

附图说明

图1是本发明打砂装置的结构示意图；

图2是图1隐去基台和保护罩的结构示意图；

图3是本发明打砂装置中移动机构的结构示意图；

图4是本发明打砂装置中承载机构的结构示意图；

图5是本发明打砂装置中旋转组件的结构示意图；

图6是本发明打砂装置中打砂机构的结构示意图；

图7是本发明打砂装置中抛光机构的结构示意图。

图中：

1、承载机构；2、打砂机构；3、移动机构；4、抛光机构；5、基台；6、保护罩；

11、偏移组件；12、旋转组件；13、载具；

111、偏移驱动源；112、偏心轴；113、工作台；114、连接杆；115、基板；116、x向导轨；117、x向滑块；

121、旋转驱动源；122、减速器；123、主动齿轮；124、从动齿轮；

21、打砂驱动源；22、连接件；23、打砂部件；24、通孔；

231、振动驱动源；232、打磨头；

31、x向驱动组件；32、y向驱动组件；33、z向驱动组件；

311、x向驱动源；312、x向平台；313、x向主动轮；314、x向传送带；315、x向从动轮；

321、y向驱动源；322、y向平台；

331、z向驱动源；332、z向平台；333、z向主动轮；334、z向传送带；335、z向从动轮；

41、抛光驱动源；42、抛光轮；43、调节组件；

431、调节驱动源；432、连接座。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明打砂装置的结构示意图，图2是图1隐去基台和保护罩的结构示意图。本实施例提供了一种打砂装置，用于对工件打砂处理，工件具体为手机外壳，如图1-2所示，该打砂装置包括基台5、保护罩6、承载机构1、打砂机构2及移动机构3，承载机构1、打砂机构2及移动机构3三者均设置在基台5上，并被罩设于保护罩6的内部。其中承载机构1用于承载和固定工件，由于工件为流线弧形结构，承载机构1能带动工件旋转，以对工件的周向打砂，防止工件出现加工死角。打砂机构2位于承载机构1的上方，打砂机构2具体包括打砂驱动源21及打砂组件，打砂驱动源21输出端连接于打砂并能驱动打砂组件转动，用于对工件的表面进行打砂，去除工件表面上定位毛刺和凹坑等以达到改善工件外观的目的。移动机构3分别连接于承载机构1和打砂机构2，移动机构3用于适时对承载机构1和打砂机构2的位置进行调整，移动机构3的驱动下，承载机构1能沿y向移动，打砂机构2能沿x向和z向移动，x向、y向及z向两两相互垂直。

本实施例提供了一种打砂装置，当打砂机构2对放置在承载机构1上的工件进行打砂时，通过设置移动机构3能驱动承载机构1能沿y向移动及打砂机构2能沿x向和z向移动，具有三个直线自由度，根据实际需要对承载机构1和打砂机构2的位置及时进行调整，用于改善工件的表面外观；通过设置承载机构1能带动工件旋转，打砂驱动源21能驱动打砂组件转动，具有两个旋转自由度，用于对工件的整个表面进行打砂。因此该打砂装置具有三个直线自由度和两个旋转自由度，能够实现多种工件的打砂，通用性较强，且解决了弧形工件打砂难度大的问题，从而提高了生产效率和打砂精度。

为了实现精确自动化控制，该打砂装置还包括控制机构，控制机构分别电连接于承载机构1、打砂机构2及移动机构3，根据实际需要，实现承载机构1、打砂机构2及移动机构3三者之间的协同配合。

图3是本发明打砂装置中移动机构的结构示意图，如图2-3所示，上述移动机构3包括x向驱动组件31、y向驱动组件32及z向驱动组件33，承载机构1设置在y向驱动组件32上，使得y向驱动组件32能驱动承载机构1能沿y向移动，且z向驱动组件33设置在x向驱动组件31上，打砂机构2设置在z向驱动组件33，使得x向驱动组件31能驱动z向驱动组件33和打砂机构2能沿x向移动，z向驱动组件33能驱动打砂机构2能沿z向移动。

进一步地，如图3所示，y向驱动组件32包括y向驱动源321及连接于y向驱动源321输出端的y向平台322，y向驱动源321具体为y向驱动电机，承载机构1设置在y向平台322上，使得y向驱动组件32能驱动y向平台322并带动承载机构1能沿y向移动。

进一步地，如图3所示，x向驱动组件31包括x向驱动源311及连接于x向驱动源311输出端的x向平台312，x向驱动源311具体为x向驱动电机，z向驱动组件33包括z向驱动源331及连接于z向驱动源331的z向平台332，z向驱动源331具体为z向驱动电机。z向驱动组件33设置在x向平台312上，打砂机构2设置在z向平台332上，x向驱动源311的输出端设置有x向主动轮313，x向丝杠螺母机构的一端设置有x向从动轮315，x向主动轮313和x向从动轮315之间绕设张紧有x向传送带314，使得x向驱动源311驱动x向主动轮313的转动并通过x向传送带314带动x向从动轮315和x向丝杠螺母机构的转动，从而驱动x向平台312并带动z向驱动组件33和打砂机构2能沿x向移动。同理，z向驱动源331驱动z向主动轮333的转动并通过z向传送带334带动z向从动轮335的转动和z向丝杠螺母机构中丝杠的转动，从而驱动z向平台332并带动打砂机构2能沿z向移动。

由于承载机构1只和y向驱动组件32相连接，使得y向驱动组件32能驱动y向平台322并带动承载机构1能沿y向移动，为了实现承载机构1不仅能实现工件的旋转还能实现在x向的移动，图4是本发明打砂装置中承载机构的结构示意图。如图4所示，上述承载机构1包括偏移组件11、旋转组件12及载具13，载具13用于承载工件，旋转组件12设置于偏移组件11上，偏移组件11能带动旋转组件12和载具13沿x向移动，旋转组件12连接于载具13并能带动载具13旋转，从而更加精确的控制工件的方向。

进一步地，上述偏移组件11包括基板115、偏移驱动源111、偏心轴112、工作台113及连接杆114，偏移驱动源111具体为偏移电机，偏移驱动源111固定设置于基板115上，且偏移驱动源111输出端连接于偏心轴112，工作台113为旋转组件12的承载结构，旋转组件12设置于工作台113上。如图4所示，为了实现偏心轴112和工作台113之间的传动连接，连接杆114的一端套设于偏心轴112上，另一端连接于工作台113，偏移驱动源111能驱动偏心轴112转动。为了对工作台113实现导向效果，在基板115上设置有x向导轨116，在工作台113的底部对应x向导轨116设置有x向滑块117，x向滑块117沿x向导轨116滑动设置。根据曲柄滑块机构的原理，偏移轴相当于曲柄，连接杆114相当于连杆，工作台113相当于滑块，使得偏心轴112带动连接杆114的转动，连接杆114的转动能带动工作台113沿x向导轨116作x向移动。

图5是本发明打砂装置中旋转组件的结构示意图，为了实现载具13的旋转，如图4-5所示，上述旋转组件12具体包括旋转驱动源121和减速器122，旋转驱动源121具体为旋转伺服电机，减速器122具体为中空谐波减速机，谐波减速机可有效防止背隙，提高旋转精度。其中减速器122的一端连接于旋转驱动源121的输出端，另一端连接于载具13，旋转驱动源121通过减速器122带动载具13旋转。对于载具13的旋转，采用伺服电机和减速器122组合的方式，伺服电机可以进行正反转，减速器122起到了减低转速和增加扭矩的作用，能够承载质量较大的工件，具有刚性大，精度好的优势，可以维持载具13的跳动误差在小于等于0.03mm范围内。

由于载具13只能承载工件，为了能将工件固定定位在载具13上，可以采用真空发生器将工件吸附在载具13上，但是真空发生器需要将气源通过气管引入载具13的底部，如果减速器122和旋转驱动源121的输出端直接相连接，那么对旋转驱动源121的安装空间会存在难度，更重要的是，随着旋转驱动源121的转动，气管会出现缠绕，影响正常使用和使用寿命。为解决上述问题，如图5所示，上述承载机构1还包括主动齿轮123、从动齿轮124及真空发生器，主动齿轮123连接于旋转驱动源121输出端的，从动齿轮124连接于减速器122并与主动齿轮123相啮合，使得旋转驱动源121驱动主动齿轮123转动，并通过主动齿轮123和从动齿轮124的啮合，带动减速器122的同步转动，从而实现载具13的转动。真空发生器的气管其穿设于从动齿轮124和减速器122的中心孔并连通于载具13的底部，从而实现将工件吸附于载具13上。通过这种设置，防止工件出现位置偏移，而影响打砂精度，且通过主动齿轮123和从动齿轮124的啮合，实现对气管和旋转驱动源121的位置进行避让。

图6是本发明打砂装置中打砂机构的结构示意图，如图6所示，对于不同产品需要，为了实现粗中细不同等级的打砂过程，上述打砂组件包括连接于打砂驱动源21输出端的连接件22及多个打砂部件23，打砂驱动源21具体为打砂驱动电机，打砂驱动源21通过连接件22驱动打砂部件23进行旋转，用于对工件表面打砂。在本实施例中，打砂部件23的数量为三个，在空间上可以以120度划分一个区间，总共划分三个区间，分别进行粗中精三个等级打砂，因此连接件22为三菱柱结构，连接件22的侧面数量和打砂部件23的数量相同，每个连接件22的侧面连接有一个打砂部件23，三个打砂部件23分别固定粗中细三种不同类型的砂纸。

当需要进行粗打砂时，第一打砂部件23安装有粗砂纸，打砂驱动源21通过连接件22驱动第一打砂部件23在第一区间内，即在该区间进行120°的反复转动，用于对工件进行粗打砂；当需要进行中打砂时，第二打砂部件23安装有中砂纸，打砂驱动源21通过连接件22驱动第二打砂部件23在第二区间内，即在该区间进行120°的反复转动，用于对工件进行中打砂。细打砂过程和粗打砂、中打砂过程类似，历经三个区间，故不再赘述。通过设置这种方式，在第一区间内进行粗打砂之后，可以直接进行第二区间的中打砂，在中打砂之后可以进行第三区间的细打砂，不仅能够选择打砂程度等级，更重要的是，与现有技术相比，无需反复更换砂纸，生产连续不间断，节省了生产时间，提高了生产效率。

为了进一步提高打砂质量，如图6所示，该打砂部件23包括振动驱动源231和打磨头232，振动驱动源231具体为振动气缸，打磨头232的一侧连接于振动驱动源231的输出端，另一侧通过魔术贴可拆卸连接于砂纸，采用魔术贴可以实现各类型砂纸快速更換。振动驱动源231能通过打磨头232带动砂纸振动，采用节能高效的气动打磨头232，气压可调，实现不同振动频率，以提高打砂效果。

为了对工件的打砂初始位置进行定位，该打砂机构2可以进行仿形加工，沿连接件22的轴向设置有通孔24，在通孔24内贯穿有标定件，该标定件为圆柱形结构的棒材，其超出连接件22的一端用于抵接于工件的表面。由于移动机构3分别连接于承载机构1和打砂机构2，可以确定一个空间xyz坐标系，根据标定件的轴线与打磨头232端面之间距离，控制机构可以计算出工件的位置，从而控制移动机构3、打砂机构2和承载机构1的运动轨迹，从而实现加工打砂点位及单次进给量的自动调节。

图7是本发明打砂装置中抛光机构的结构示意图。为了进一步提高工件的表面质量，如图7所示，该打砂装置还包括抛光机构4，抛光机构4和打砂机构2择一可拆卸连接于移动机构3，抛光机构4用于工件在打砂完成之后的抛光处理。具体地，抛光机构4和打砂机构2均采用螺栓可拆卸连接于z向移动平台上。

进一步地，如图7所示，抛光机构4包括抛光驱动源41及抛光轮42，抛光驱动源41具体为抛光驱动电机，抛光轮42为多个不同类型的抛光轮42，本实施例中抛光轮42的数量具体为三个，可以进行粗中细三个等级的抛光。其中一个位于最下方的抛光轮42可以用端面或者侧面进行抛光，另外两个抛光轮42可以用侧面进行抛光，为了保证抛光效果，这两个抛光轮42在周向设置有多个仿形槽，仿形槽的弧面略大于工件的弧面，以对工件进行粗中细整圈仿形加工。在粗抛后直接中抛和精抛，节省人力和生产时间。抛光驱动源41的输出端上下同时安装三个抛光轮42，抛光驱动源41能驱动抛光轮42旋转，并通过管路向工件喷淋抛光液，以对工件抛光处理。具体地，抛光驱动源41的输出端可以采用螺栓或者卡接的方式与抛光轮42进行可拆卸连接，实现各类型拋光轮耗材的快速更換。

其中抛光驱动源41的输出轴的压力可以在显示屏上显示负载率。根据主负载率或产品生产效果，可调节程序内的单次进给量数值，从而使同批工件三维抛光压力保持相等。为了进一步保证抛光的质量，在管路上设置有流量计，通过流量计可以手动调整拋光液量大小，控制机构分别电连接于流量计和报警器，当流量过低时，通过报警器进行报警，防止打烧工件。

为了进一步提高抛光的精度，抛光机构4还包括调节组件43，用于调节抛光轮42的角度。具体地，调节组件43包括调节驱动源431和连接座432，调节驱动源431为调节电机，连接座432的一侧连接于调节驱动源431，另一侧连接于抛光驱动源41。调节驱动源431通过连接座432带动抛光驱动源41和抛光轮42的转动，实现抛光轮42不同角度的摆动，保证了抛光轮42和工件表面的贴合效果，从而提高了抛光精度。

需要特别说明的是，在抛光过程中需要向工件喷淋抛光液辅助抛光，在打砂和抛光过程中需要向工件喷淋冷却液进行冷却，并通过冷却液冲洗带走杂质，因此该打砂装置中个电气元件需要进行防水设计，承载机构1、打砂机构2、移动机构3及抛光机构4均设置有防水罩和或排水孔，实现防堵结合，起到防水保护的作用。

本实施例提供的打砂装置的工作过程：

1)x向驱动源311能驱动x向平台312并带动z向驱动组件33和打砂机构2能沿x向移动，z向驱动组件33能驱动z向平台332并带动打砂机构2能沿z向移动，且y向驱动组件32能驱动y向平台322并带动承载机构1能沿y向移动，用于调整打砂机构2和承载机构1的相对位置；

2)通过真空发生器将工件吸附在载具13上，偏移驱动源111能驱动偏心轴112转动，偏心轴112带动连接杆114的转动和工作台113沿x向移动，转驱动源通过减速器122带动载具13和工件的旋转；

3)当工件需要打砂时，打砂驱动源21通过连接件22驱动打砂部件23进行旋转，用于对工件表面进行粗中细不同等级的打砂；

4)当工件需要抛光时，将抛光机构4与打砂机构2相替换，调节驱动源431通过连接座432带动抛光驱动源41和抛光轮42的转动，实现抛光轮42不同角度的摆动，且抛光驱动源41能驱动抛光轮42旋转，并通过管路向工件喷淋抛光液，以对工件抛光处理。

本发明提供的打砂装置可以应用在自动化生产线中，该生产线包括上述打砂装置，使得该生产线具有三个直线自由度，根据实际需要对承载机构1和打砂机构2的位置及时进行调整，用于改善工件的表面外观；通过设置承载机构1能带动工件旋转，打砂驱动源21能驱动打砂组件转动，具有两个旋转自由度，用于对工件的整个表面进行打砂。因此该打砂装置具有三个直线自由度和两个旋转自由度，能够实现多种工件的打砂，通用性较强，且解决了弧形工件打砂难度大的问题，从而提高了生产效率和打砂精度。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。