打磨抛光力度控制装置及含有该装置的自动打磨抛光设备的制作方法

本发明涉及打磨抛光领域，尤其涉及一种机械打磨或抛光工艺中工件与打磨轮或抛光轮之间的力度控制，更具体是涉及一种自动打磨抛光设备中工件与打磨或抛光轮之间的力度控制装置。本发明还涉及一种含有上述力度控制装置的自动打磨抛光设备。

背景技术：

打磨抛光是工业加工中一种很重要的加工工艺。打磨是指利用机械使工件表面的粗糙度提高以获得花纹或去除工件表面毛刺等的加工工艺，抛光是利用机械使工件表面的粗糙度降低以获得光亮、平整表面的加工工艺；打磨和抛光的设备基本相同，不同的是打磨是以打磨轮接触工件表面、抛光是以抛光轮接触工件表面，它们均是利用高速旋转的打磨轮或抛光轮压向工件，通过打磨轮或抛光轮表面的磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得雕花、除毛刺或光亮的加工表面。目前的打磨抛光生产多以人工手动为主，人工手动打磨抛光的劳动强度大，工作效率低，且由于打磨抛光过程中产生的粉尘对工人身体会造成很大的伤害，因而采用打磨抛光工作站、打磨抛光机器人代替人工打磨抛光是近年来本领域技术人员正在探索、研发和推进的项目，但目前这个项目还无法完全突破，这是因为打磨抛光是靠工件与打磨轮或抛光轮之间接触的力度来保证打磨抛光效果的，但打磨轮或抛光轮在打磨抛光过程中磨损很快，其与工件接触的力度很快就发生无规律的改变，现在的机器人虽然已经有了力传感器，但由于在打磨抛光过程中打磨或抛光轮与工件有频繁的碰撞震动，使力传感器的数据很难处理利用。

技术实现要素：

为解决以上存在的问题，本发明的目的是提供一种工件与打磨轮或抛光轮之间的力度控制装置，该力度控制装置能及时将工件与打磨轮或抛光轮之间的压力反馈给机器手臂，让机械手臂及时调整推进的力度，从而使工件与打磨轮或抛光轮之间获得一个稳定的结合力。

本发明的另一目的是提供一种含有上述力度控制装置的自动打磨抛光设备。

为实现以上目的，本发明的打磨抛光力度控制装置，包括一机座，机座包括前后侧壁和左右侧壁，前后侧壁等高，左侧壁和右侧壁中一个侧壁略高于前后侧壁、另一个侧壁略低于前后侧壁，机座前后侧壁之间架设有一根轴，轴两端分别安装在前后侧壁上部的中间位置，位于机座内的轴套接有轴承座，轴承座内设置有滚珠轴承，轴承座可沿轴周向转动，轴承座的顶面与较高的左侧壁或右侧壁顶面持平，机座较低的右侧壁或左侧壁的上部内侧固定有传感器；机座的顶面覆盖有工作台，工作台由轴承座和机座较高的右侧壁或左侧壁支撑，工作台靠近机座较低的左侧壁或右侧壁一侧悬空，工作台悬空一侧的背面固定有竖向的传感器感应板，该感应板在工作台转动到位时可触发传感器并让传感器发出信号，工作台悬空一侧的顶面或侧面固定有打磨抛光力度调节组件。

优选的，所述打磨抛光力度调节组件包括平衡块、可让平衡块横向移动的螺杆、对平衡块起导向和承重作用的两根光轴、驱动螺杆转动的电机和固定螺杆及光轴的支撑座，支撑座的底面部分与所述工作台顶面接触、部分悬空。

优选的，所述打磨抛光力度调节组件包括弹簧、上支承座和下支承座，位于上下支承座之间的螺杆、位于螺杆两侧的光轴、可沿光轴上下移动的移动座和驱动螺杆转动的电机，电机固定于上支承座的顶面；打磨抛光力度调节组件位于所述机座较低左侧壁或右侧壁的外侧，弹簧一端固定于所述工作台的侧面，另一端固定于移动座上。

为了使工作台在转动过程中更加平稳，优选的，上述机座上的轴穿过机座的前后侧壁并通过位于机座外的螺母固定于机座的前后侧壁上，轴承座为两个，分别紧贴机座前后侧壁的内侧。

为了使工作台在转动过程中能更好与机座配合，优选的，上述工作台底面设有竖向的侧沿。

为了使机座的顶面能更好支撑工作台，优选的，上述机座的左右侧壁顶面向内延伸有横向的边沿。

为了防止工作台与机座侧壁顶面和轴承座顶面在工作过程中硬碰硬造成的损害，上述机座较高左侧壁或右侧壁顶面和轴承座顶面均设有防震垫片。

本发明还提供一种含有上述打磨抛光力度控制装置的自动打磨抛光设备，该自动打磨抛光设备包括打磨抛光机、夹持工件的机械手和上述的打磨抛光力度控制装置；打磨抛光机位于力度控制装置的工作台之上且靠近力度控制装置机座较高的左侧壁或右侧壁，打磨抛光机包括打磨轮或抛光轮，打磨轮或抛光轮的轴向与力度控制装置的轴同向，垂直于打磨轮或抛光轮轴向的轮竖向中心线和力度控制装置的竖向中心线不重叠；夹持工件的机械手位于力度控制装置较高的左侧壁或右侧壁的外侧。

本发明还提供另一种含有上述打磨抛光力度控制装置的自动打磨抛光设备，该自动打磨抛光设备包括打磨抛光机、夹持工件的机械手和上述打磨抛光力度控制装置；夹持工件的机械手位于力度控制装置的工作台之上且靠近力度控制装置机座较高的左侧壁或右侧壁，夹持工件的机械手包括基座和手臂，基座的竖向中心线和力度控制装置的竖向中心线不重叠；打磨抛光机位于力度控制装置较高的左侧壁或右侧壁的外侧，打磨抛光机包括打磨轮或抛光轮，打磨轮或抛光轮的轴向与力度控制装置轴的轴向相同。

优选的，上述打磨轮、抛光轮或夹持工件机械手基座的竖向中心线与打磨抛光力度控制装置的竖向中心线之间的距离为10-150mm，打磨抛光力度控制装置机座的左右侧壁高度差为5-80mm。

本发明中，所谓打磨抛光设备，是打磨设备和抛光设备的统称，当采用打磨轮与工件接触时即为打磨设备，当采用抛光轮与工件接触时即为抛光设备。

本发明的打磨抛光力度控制装置，通过在机座上设置可转动的轴承座，使得底面与该轴承座接触的工作平台在横向推力作用下可以向机座较低的右侧壁或左侧壁一侧发生倾斜，工作平台发生倾斜到位时，其背面的传感器感应板则可触发右侧壁或左侧壁上部内侧的传感器，使传感器及时发出相应的信号，而打磨抛光力度调节组件可及时调整工件与打磨轮或抛光轮之间的结合力度。本发明的打磨抛光力度控制装置，结构简单合理，将其应用于自动打磨抛光设备，能很好解决打磨轮或抛光轮在打磨抛光过程中由于磨损快而无法及时调整机械手的推进力度的问题，使得采用打磨抛光工作站、打磨抛光机器人代替人工打磨抛光的技术得以推广应用。

本发明的自动打磨抛光设备，将打磨抛光机或夹持工件的机械手置于工作平台上，并使打磨抛光机或夹持工件的机械手的竖向中心线与打磨抛光力度控制装置的竖向中心线不重叠，此时打磨抛光机或夹持工件机械手的重量通过工作台大部分集中在抛光力度控制装置的轴上，小部分集中在机座较高的左侧壁或右侧壁上，使之保持平衡。当夹持工件的机械手向打磨抛光机的打磨轮或抛光轮方向横向推进并触碰打磨轮或抛光轮时，工作台发生倾斜，工作台背面的传感器感应板触发位于机座右侧壁或左侧壁上部内侧的压力传感器，传感器向夹持工件的机械手发出信号，夹持工件的机械手停止向打磨轮或抛光轮的方向推进，此时工件与打磨轮或抛光轮之间就获得了一个稳定的重力分力使两者之间紧贴，通过力度调节组件调节工件与打磨轮或抛光轮之间的力度，以获得最好的打磨抛光效果。

附图说明

图1是本发明抛光力度控制装置正面的结构示意图。

图2是本发明抛光力度控制装置一侧面的结构示意图。

图3是本发明一种自动抛光设备的结构示意图。

图4是本发明另一种自动抛光设备的结构示意图。

图5是图3所示自动抛光设备进行抛光时的工作状态参考图。

图6是图4所示另一自动抛光设备进行抛光时的工作状态参考图。

图7是力度调节组件的另一结构示意图。

图8是图7力度调节组件固定于工作台侧面的结构示意图。

具体实施方式

由于打磨和抛光设备的主要区别是打磨轮和抛光轮的材质和表面结构的不同，其他部分基本相同，故下面以自动抛光设备为具体实施例加以说明。

如图1、2所示，本发明的抛光力度控制装置10，包括一机座，机座为喇叭状结构且底部向外延伸有水平侧沿，机座包括前侧壁101、后侧壁102、左侧壁103和右侧壁104，前后侧壁等高，左侧壁略高于前后侧壁，右侧壁略低于前后侧壁，左右侧壁的高度差约为5-80mm，机座前后侧壁之间架设有一根轴105，轴穿过机座前后侧壁且通过位于机座外的螺母106固定于机座前后侧壁上部的中间位置，位于机座内的轴两端套接有轴承座107，轴承座内设置有滚珠轴承108，轴承座可沿轴周向转动，轴承座的顶面与左侧壁的顶面持平，机座的左右侧壁顶面向内延伸有横向边沿109，轴承座的顶面和左右侧壁横向边沿的顶面均固定有防震垫片110，机座右侧壁的上部内侧固定有传感器111，机座的顶面覆盖有工作台112，工作台的底面与轴承座顶面和左侧壁顶面的垫片相接触，工作台底面设有竖向的侧沿113，工作台靠近机座右侧壁的背面固定有竖向的传感器感应板114，该感应板在工作台转动到位时可触发传感器并让传感器发出信号，工作台靠近机座右侧壁的顶面固定抛光力度调节组件40，该组件包括力度平衡块401、可让平衡块横向移动的螺杆402、对平衡块起导向和承重作用的两根光轴403，驱动螺杆转动的电机404和固定螺杆及光轴杆的支撑座405，平衡块穿过螺杆和光轴，电机固定于支撑座的外侧壁；

图3、4所示是本发明的自动抛光设备，包括抛光机20、夹持工件的机械手30和上述抛光力度控制装置10；抛光机包括抛光轮201和固定抛光轮的支座202；机械手包括基座301、竖向臂302和横向臂303，横向臂的端部夹持有抛光工件304；

图3是抛光机位于抛光力度控制装置的工作台顶面，抛光机靠近抛光力度控制装置机座的左侧壁，抛光轮的轴向与抛光力度控制装置轴的轴向相同，垂直于抛光轮轴向的抛光机竖向中心线501与抛光力度控制装置的竖向中心线502不重合，两者的距离为10-150mm，抛光力度调节组件的支撑座底面部分与工作台接触、部分悬空，夹持工件的机械手位于抛光力度控制装置机座左侧壁的外侧。

图4是夹持工件的机械手位于抛光力度控制装置的工作台顶面，夹持工件的机械手靠近抛光力度控制装置机座的左侧壁，夹持工件机械手的基座中心线601和抛光力度控制装置的竖向中心线502不重叠，两者的距离为10-150mm，抛光力度调节组件的支撑座底面部分与工作台接触、部分悬空，抛光机位于抛光力度控制装置机座左侧壁的外侧，抛光机的抛光轮的轴向与抛光力度控制装置的轴的轴向相同。

本发明的自动抛光设备使用时，如图5所示，将抛光机固定于抛光力度控制装置的工作台顶面，抛光开始时，机械手夹持着工件一方面做抛光动作、一方面向右侧抛光机的抛光轮做横向推进，一直推进到触碰抛光轮，抛光轮被碰撞后带着抛光力度控制装置的工作台绕轴做顺时针转动，转动至工作台背面的传感器感应板触碰到机座右侧壁内侧的传感器时，传感器向机械手发出信号，机械手停止向抛光轮的方向推进，只做抛光动作，此时机座左侧壁所支撑的力由工件所代替，抛光工件与抛光轮之间获得了一个稳定的结合力，这个力可随时做出调整，即通过调节抛光力度调节组件的平衡块向左移动或向右移动来实现，当平衡块向右移动时，机械手需要施以较大的力才能使工作平台保持平衡，相反的，当平衡块向左移动时，机械手施以较小的力就能使工作平台保持平衡，通过调整平衡块的位置使抛光工件与抛光轮之间的结合力恰到好处，以获得最好的抛光效果。

另一种使用情况如图6所示，将夹持工件的机械手固定于抛光力度控制装置的工作台顶面，抛光开始时，机械手夹持着工件一方面做抛光动作、一方面向左侧抛光机的抛光轮做横向推进，一直推进到触碰抛光轮，工件触碰到抛光轮后，机械手带着抛光力度控制装置的工作台绕轴做顺时针转动，转动至工作台背面的传感器感应板触碰到机座右侧壁内侧的传感器时，传感器向机械手发出信号，机械手停止向抛光轮的方向推进，只做抛光动作，此时抛光工件与抛光轮之间也获得了一个稳定的结合力，同样的，通过调整力度调节组件平衡块的位置使抛光工件与抛光轮之间的结合力恰到好处，以获得最好的抛光效果。

图7是力度调节组件的另一种结构60，该结构包括弹簧601、上支承座602和下支承座603，位于上下支承座之间的螺杆604、位于螺杆两侧的光轴605、可沿光轴上下移动的移动座606和驱动螺杆转动的电机607，电机固定于上支承座的顶面，如图8所示，机座的右侧壁为垂直于水平面的侧壁，让力度调节组件的上下支承座紧贴机座的右侧壁，弹簧一端通过下定位钉608固定于移动座上，弹簧的另一端通过上定位钉609固定于工作台竖向侧沿的外侧。使用时，通过电机驱动螺杆使移动座上下移动，从而拉紧或放松弹簧的力度，进而给工作台的悬空一侧施以竖向拉力，这样就可通过弹簧的松紧来调整工件与抛光轮之间结合力的大小，以获得最好的抛光效果。

以上只是本发明打磨抛光力度控制装置及自动打磨抛光设备两个实施例的具体说明，但这些实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术方案的等效实施或变更，如抛光机、机械手或抛光力度调节组件结构或位置的改变，均应包含在本发明的范围中。