一种实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头的制作方法

1.本实用新型涉及柔性加工打磨技术领域，尤其涉及一种实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头。


背景技术：

2.大型复杂构件，如飞机蒙皮、风电叶片、高铁车身、舰船船体等，是航空、交通与能源等战略支柱产业的核心部件。目前大型复杂构件最常见的加工作业之一是表面磨抛，大部分磨抛作业对打磨的表面一致性有高要求，打磨的表面一致性是指所有打磨区域的打磨程度及质量的一致程度，与打磨时末端执行器打磨头的转速、打磨头的移动速度和打磨头对表面的压力有关。大部分打磨机难以加工大型复杂构件，因为它们无法自适应变曲率工件表面。机械打磨方式分为刚性打磨和柔性打磨两种，由于刚性打磨在工件外形复杂时的加工效果不好，其加工工件整体尺寸误差较大，影响加工的精度、质量和表面一致性，难以满足大型变曲率工件的生产需求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，为解决上述问题，本实用新型的实施例提供了一种实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头。
4.本实用新型的实施例提供一种实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头，包括活塞套筒、活塞杆和打磨机；
5.所述活塞套筒呈中空设置且沿上下向延伸，所述活塞套筒底面贯穿设有穿孔；所述活塞杆沿上下向延伸，所述活塞杆上端穿过所述穿孔位于所述活塞套筒内，所述活塞杆与所述穿孔密封接触，所述活塞杆上端凸伸形成环形凸伸部，所述环形凸伸部与所述活塞套筒内侧壁相抵，以将所述活塞套筒内部在上下向分为两个腔室，所述活塞套筒上下两端开设有分别与两个腔室连通的第一进气嘴和第二进气嘴，所述打磨机与所述活塞杆下端固定连接。
6.进一步地，还包括上固定板，所述活塞套筒固定于所述上固定板上，所述打磨机沿上下向滑动安装于所述上固定板上。
7.进一步地，所述上固定板中部贯穿有供所述活塞杆穿过的第一让位孔，所述活塞套筒通过法兰支座安装于所述上固定板中部。
8.进一步地，还包括运动平台和多个导轨柱，多个所述导轨柱沿上下向延伸，间隔固定于所述上固定板底部，所述运动平台与所述导轨柱相对应的位置贯穿有所述导轨柱穿过的通孔，所述运动平台上表面与所述活塞杆下端固定连接，所述运动平台下表面与所述打磨机固定连接。
9.进一步地，所述打磨机与所述运动平台之间通过圆盘连接。
10.进一步地，多个所述导轨柱沿所述上固定板周向均匀间隔设置。
11.进一步地，所述运动平台上固定有多个环形滑块，多个所述环形滑块与所述通孔
一一对应，所述环形滑块套设于所述导轨柱上。
12.进一步地，还包括下固定板，所述下固定板呈环形设置，形成供所述打磨机穿过的第二让位孔，所述下固定板与所述导轨柱下端固定连接。
13.进一步地，所述上固定板和所述下固定板呈平行设置。
14.进一步地，所述打磨机为气动打磨机。
15.本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
16.本发明提出的一种实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头，活塞杆套设于活塞套筒内，使得打磨机在打磨时能自动适应被打磨表面上下起伏，全程保持打磨压力恒定，可完成对大型变曲率工件表面的柔性恒力打磨，保证较高的打磨表面质量一致性，提高加工精度与质量。相比于其他柔性打磨机构，不需要开发人员设计多传感器融合系统及复杂的反馈控制程序。该自适应力控柔性打磨头主要为机械结构，即装即用，具有可靠性高、反应速度快的特点。
附图说明
17.图1是本实用新型提供的实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头一实施例的结构示意图；
18.图2是图1中活塞套筒和活塞杆的结构示意图；
19.图3是图1中活塞套筒和活塞杆的剖面示意图；
20.图4是图1中实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头局部结构示意图；
21.图5是图1中下固定板和圆盘的结构示意图。
22.图中：活塞套筒1、第一进气嘴1a、第二进气嘴1b、活塞杆2、环形凸伸部21、打磨机3、上固定板4、法兰支座41、导轨柱5、运动平台6、环形滑块61、螺柱62、螺栓63、下固定板7、第二让位孔71、圆盘8。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
24.请参见图1至图5，本实用新型的实施例提供一种实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头，包括活塞套筒1、活塞杆2和打磨机3。
25.所述活塞套筒1呈中空设置且沿上下向延伸，所述活塞套筒1底面贯穿设有穿孔；所述活塞杆2沿上下向延伸，所述活塞杆2上端穿过所述穿孔位于所述活塞套筒1内，所述活塞杆2与所述穿孔密封接触，所述活塞杆2上端凸伸形成环形凸伸部21，所述环形凸伸部21与所述活塞套筒1内侧壁相抵，以将所述活塞套筒1内部在上下向分为两个腔室，所述活塞套筒1上下两端开设有分别与两个腔室连通的第一进气嘴1a和第二进气嘴 1b，所述第一进气嘴1a和所述第二进气嘴1b分别用于与气泵连接，所述打磨机3与所述活塞杆2下端固定连接。本实施例中，所述打磨机3为气动打磨机，通气后就能保持恒定的转速转动，稳定性、安全性高。
26.利用气泵分别通过第一进气嘴1a和第二进气嘴1b向活塞套筒1内注入不同压强的空气，活塞套筒1内活塞杆2上侧空气的压强大于下侧空气的压强，形成活塞杆2上下气压
差，从而对活塞杆2施以向下的压力，活塞杆2与打磨机3固定连接，上下气压差对活塞杆2施加的压力等于打磨机3对被打磨表面的压力，因此，保证向第一进气嘴1a和第二进气嘴1b 通入空气的气压差恒定，即可保证打磨机3对被打磨表面的打磨压力恒定，从而保证打磨表面质量的一致性。
27.同时，根据被打磨表面与打磨机3之间的距离，可通过调节活塞杆2 上下压差，驱动活塞杆2上下移动，从而使得打磨机3在进行打磨作业时能自动适应被打磨表面而上下起伏。
28.进一步地，所述活塞套筒1固定于所述上固定板4上，所述打磨机3 沿上下向滑动安装于所述上固定板4上，可为活塞杆2在上下向的移动提供导向作用，增强打磨机3上下起伏的稳定性。
29.所述上固定板4中部贯穿有供所述活塞杆2穿过的第一让位孔，所述活塞套筒1通过法兰支座41安装于所述上固定板4中部，利用法兰支座41 便于将活塞套筒1安装于上固定板4上，上固定板4可为活塞套筒1提供支撑作用，从而保证打磨机3的稳定性。
30.上固定板4上可设有沿上下向延伸的滑槽，打磨机3上设有凸块，打磨机3和上固定板4之间可通过滑槽和凸块相配合的方式，本实施例中，多个所述导轨柱5沿上下向延伸，间隔固定于所述上固定板4底部，运动平台6与所述导轨柱5相对应的位置贯穿有所述导轨柱5穿过的通孔，所述运动平台6上表面与所述活塞杆2下端固定连接，所述运动平台6下表面与所述打磨机3固定连接。多个所述导轨柱5沿所述上固定板4周向均匀间隔设置，导轨柱5设有三个，可对运动平台6各部位起到导向作用，保证运动平台6和打磨机3上下移动的平稳性。
31.所述运动平台6上固定有多个环形滑块61，多个所述环形滑块61与所述通孔一一对应，所述环形滑块61套设于所述导轨柱5上，环形滑块61 为法兰滑块，可减小导轨柱5和运动平台6之间的摩擦力，便于运动平台6 上下移动，调节打磨机3与待打磨表面之间的距离。移动平台可顺滑地沿导轨柱5上下移动，打磨机3可自动适应被打磨表面的高低起伏。
32.下固定板7呈环形设置，形成供所述打磨机3穿过的第二让位孔71，所述下固定板7与所述导轨柱5下端固定连接，上固定板4和下固定板7 之间连接有导轨柱5，可加强导轨柱5的稳定性。所述上固定板4和所述下固定板7呈平行设置，保证各个环形滑块61可上下移动相同的距离。
33.为了便于将打磨机3安装于运动平台6上，所述打磨机3与所述运动平台6之间通过圆盘8连接，具体的，运动平台6和圆盘8之间通过螺柱 62固定连接，圆盘8和打磨机3通过螺栓63固定连接。
34.本发明提供的实现磨抛单元自适应柔性恒力打磨功能的打磨头，活塞杆2套设于活塞套筒1内，使得打磨机3在打磨时能自动适应被打磨表面上下起伏，全程保持打磨压力恒定，可完成对大型变曲率工件表面的柔性恒力打磨，保证较高的打磨表面质量一致性，提高加工精度与质量。需要说明的是，工件待打磨表面的曲率变化速度较小，在打磨过程中，待打磨表面微小的起伏导致活塞杆2上下压差变化较小，可认为打磨机3对待打磨表面的压力恒定，可以理解的，活塞套筒1的高度越高，横截面越小，活塞杆2上下移动对活塞杆2上下压差变化越小。相比于其他柔性打磨机构，不需要开发人员设计多传感器融合系统及复杂的反馈控制程序。该自适应力控柔性打磨头主要为机械结构，即装即用，具有可靠性高、反
应速度快的特点。
35.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
36.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
37.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。