一种全自动电极抛光机

1.本发明涉及自动化抛光机设备技术领域，更具体的说是涉及一种全自动电极抛光机。


背景技术：

2.在电化学科学研究和实际应用中，需要将金属电极表面的氧化层、污渍等去除并抛光，使电极能够达到与使用前相同的洁净度和光滑度，保证使用的可重复性。
3.如今市面上的电极抛光机，多采用简单的、无程序控制的机械结构，通过电机驱动，带动同轴的抛光盘转动，实现电极抛光操作。此种抛光机需要操作人员手持电极，将电极垂直压在转动的抛光盘上，抛光盘上的抛光粉与电极的相互摩擦使电极表面杂物被擦除，恢复平整和光滑，但全过程需要人力参与抛光，不能自动运行。此外，手持电极容易导致电极与抛光盘不垂直，致使抛光不均匀、不完整，不能保证将使用后的电极恢复原来的洁净、光滑状态。同时，手持电极会导致摩擦力度控制不稳，抛光效果重现性差。总之，传统电极抛光机不能全自动化运行，耗费人力，效率低下，抛光重复性差，抛光效果不理想，无法实现手动“8”字形轨迹抛光的效果。这些缺点与不足，成为电极抛光机领域的一个技术难题。
4.因此，开发一键全自动、抛光效果好、抛光与清洗全自动进行，无需人力参与的电极抛光机，是本领域技术人员亟需的一种自动化设备。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种全自动电极抛光机，旨在解决上述技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种全自动电极抛光机，包括：
8.主承载台；所述主承载台表面设有抛光盘和冲洗槽，所述主承载台开设有y轴滑槽；
9.y轴滑动架；所述y轴滑动架底部与所述y轴滑槽滑动连接，且通过安装在所述主承载台上的y轴驱动部控制所述y轴滑动架在所述y轴滑槽方向往复运动；
10.x轴滑轨；所述x轴滑轨连接在所述y轴滑动架顶部，所述x轴滑轨上滑动连接有x轴滑动架，所述x轴滑动架通过x轴驱动部控制其在所述x轴滑轨方向往复运动；
11.z轴升降架；所述z轴升降架连接在所述x轴滑动架上，所述z轴升降架连接有电极安装架，所述电极安装架通过z轴驱动部控制其在所述z轴升降架方向往复运动；
12.控制部；所述控制部控制所述y轴驱动部、所述x轴驱动部和所述z轴驱动部带动所述电极安装架在所述抛光盘表面形成“8”字形打磨轨迹，并在所述抛光盘和所述冲洗槽之间完成打磨和清洗切换。
13.通过上述技术方案，本发明为能够实现“8”字形轨迹全方位抛光电极的自动化设备，通过控制部控制x轴驱动部、y轴驱动部和z轴驱动部在x、y、z三维空间带动电极安装架运动，并辅以程序控制进行电极冲洗，达到无人看守、一键全自动完成电极抛光的目的，大
大节省了人力，提高了工作效率和电极抛光质量。
14.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，所述抛光盘的数量为多个，且分别设置不同的抛光等级。抛光遵循先粗后细的原则，在多个不同粗糙度的抛光盘上进行抛光，在每个抛光盘抛光结束后，自动将电极转移到冲洗槽，利用程序按时间自动控制的水泵进行喷水，冲洗电极，防止抛光粉污染下一个抛光盘。
15.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，所述y轴驱动部、所述x轴驱动部和所述z轴驱动部均为以步进电机作为驱动力，且以齿轮和皮带作为传动力的驱动结构。步进电机驱动和皮带传动的方式结构简单，运行可靠，易于控制。
16.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，所述电极安装架包括与所述z轴升降架连接的外筒，所述外筒内侧滑动连接有内筒，电极通过固定螺栓顶紧在所述内筒内侧，所述内筒顶部与外筒顶部之间安装有弹簧。电极安装架完全自主设计，确保每次电极固定位置及角度一致，并且通过内置弹簧预防电极与抛光盘硬撞。
17.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，所述冲洗槽底部连接有喷水泵和抽水泵，所述喷水泵、所述抽水泵和所述冲洗槽形成电极清洗系统。喷水泵连接胶管进入冲洗槽，直喷电极表面进行清洗，冲洗槽中的废水通过抽水泵排出冲洗槽，完成一次冲洗流程。
18.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，所述主承载台底面固定有下承载架，所述喷水泵、所述抽水泵和所述控制部集成安装在所述下承载架上。结构简单、稳定、可靠。
19.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，所述主承载台四角均固定有支柱，多根支柱外侧固定有侧围板、顶板和底板。通过设置支柱、侧围板、顶板和底板形成抛光机构的外部保护结构，使之形成整机结构。
20.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，所述侧围板、所述顶板和所述底板均为透明板。设置为透明板，如玻璃板，方便对内部的状态进行观测。
21.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，正面的所述围板通过合页与所述支柱连接，形成开合门。开合门设置在抛光盘的一侧。
22.优选的，在上述一种全自动电极抛光机中，所述控制部以esp32作为主控芯片，通过刷入开源的grbl嵌入式运动控制器及自主编写的运动控制程序对所述y轴驱动部、所述x轴驱动部和所述z轴驱动部进行运行控制。
23.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种全自动电极抛光机，具有以下有益效果：
24.1、本发明通过使用程序控制步进电机按“8”字形轨迹运动，利用电极安装架实现准确定位，利用程序控制水泵进行电极清洗，最终实现了电极表面的全方位、一键全自动抛光。
25.2、本发明很好地解决了传统抛光机抛光效果差、耗费人力的问题，实现了电极抛光的全自动化运行。
26.3、本发明机器体积小，使用便捷，一键启动工作，抛光效果好，重复性有保障，是电极使用人员的绝佳选择，具有良好的市场应用前景。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
28.图1附图为本发明提供的全自动电极抛光机的外部结构示意图；
29.图2附图为本发明提供的全自动电极抛光机的正面内部结构示意图；
30.图3附图为本发明提供的全自动电极抛光机的背面内部结构示意图；
31.图4附图为本发明提供的y轴驱动部的结构示意图；
32.图5附图为本发明提供的下承载架的集成结构示意图；
33.图6附图为本发明提供的y轴滑动架与其连接结构的正面结构示意图；
34.图7附图为本发明提供的y轴滑动架与其连接结构的背面结构示意图；
35.图8附图为本发明提供的y轴滑动架与其连接结构的侧面结构示意图；
36.图9附图为本发明提供的z轴驱动部的结构示意图；
37.图10附图为本发明提供的z轴驱动部的结构分解示意图；
38.图11附图为本发明提供的主承载台的结构示意图；
39.图12附图为本发明提供的y轴滑动架的结构示意图；
40.图13附图为本发明提供的抛光盘的结构分解示意图；
41.图14附图为本发明提供的冲洗槽的结构分解示意图。
42.其中：
43.1-主承载台；
44.11-抛光盘；111-底盘；112-顶盘；113-插脚；12-冲洗槽；121-底座；122-顶座；123-泵水口；124-抽水口；13-y轴滑槽；14-喷水泵；15-抽水泵；16-下承载架；17-支柱；171-侧围板；172-顶板；173-底板；18-抛光盘安装孔；19-冲洗槽安装孔；
45.2-y轴滑动架；
46.3-x轴滑轨；
47.31-x轴滑动架；
48.4-z轴升降架；
49.41-连接架；42-z轴滑轨；43-第四齿轮；44-z轴滑块；45-对接板；
50.5-控制部；
51.6-y轴驱动部；
52.61-y轴滑轨；62-y轴滑块；63-y轴电机；64-第一齿轮；65-第二齿轮；66-第一皮带；
53.7-x轴驱动部；
54.71-x轴滑块；72-x轴电机；73-第三齿轮；74-第二皮带；75-滚轮；
55.8-电极安装架；
56.81-外筒；82-内筒；83-挡板；84-紧固螺孔；85-弹簧；
57.9-z轴驱动部；
58.91-z轴电机；92-第五齿轮；93-第三皮带。
具体实施方式
59.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，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。
60.参见附图2和附图3，本发明实施例公开了一种全自动电极抛光机，包括：
61.主承载台1；主承载台1表面设有抛光盘11和冲洗槽12，主承载台1开设有y轴滑槽13；
62.y轴滑动架2；y轴滑动架2底部与y轴滑槽13滑动连接，且通过安装在主承载台1上的y轴驱动部6控制y轴滑动架2在y轴滑槽13方向往复运动；
63.x轴滑轨3；x轴滑轨3连接在y轴滑动架2顶部，x轴滑轨3上滑动连接有x轴滑动架31，x轴滑动架31通过x轴驱动部7控制其在x轴滑轨3方向往复运动；
64.z轴升降架4；z轴升降架4连接在x轴滑动架31上，z轴升降架4连接有电极安装架8，电极安装架8通过z轴驱动部9控制其在z轴升降架4方向往复运动；
65.控制部5；控制部5控制y轴驱动部6、x轴驱动部7和z轴驱动部9带动电极安装架8在抛光盘11表面形成“8”字形打磨轨迹，并在抛光盘11和冲洗槽12之间完成打磨和清洗切换。
66.参见附图11，主承载台1上的y轴滑槽13数量为两条，且对称开设在主承载台1的两侧；主承载台1前端开设有抛光盘安装孔18，抛光盘安装孔18数量为十二个，主承载台1中部开设有冲洗槽安装孔19。
67.参见附图13，抛光盘11包括固定在一起的底盘111和顶盘112，底盘111底面四角具有插脚113，插脚113插接固定并黏合在抛光盘安装孔18内。
68.为了进一步优化上述技术方案，抛光盘11的数量为多个，且分别设置不同的抛光等级。
69.在本实施例中，抛光盘11的数量为3个，第一个抛光盘11内铺抛光布，均匀喷涂大粒径一般为1微米抛光粉。第二个抛光盘11内铺抛光布，喷涂中等粒径抛光粉；第三个抛光盘11内铺抛光布，喷涂小粒径抛光粉。
70.参见附图14，冲洗槽12包括底座121和顶座122，顶座122插接在冲洗槽安装孔19内，底座121插接在顶座122的底部，底座121底面具有泵水口123和抽水口124。
71.为了进一步优化上述技术方案，y轴驱动部6、x轴驱动部7和z轴驱动部9均为以步进电机作为驱动力，且以齿轮和皮带作为传动力的驱动结构。
72.在本实施例中，y轴驱动部6、x轴驱动部7和z轴驱动部9的具体结构如下：
73.参见附图2至附图4，y轴驱动部6的数量为两套，分别位于两个y轴滑槽13的下方，两个y轴滑槽13均与图12中所示的y轴滑动架2连接，主承载台1底面固定有y轴滑轨61，y轴滑轨61上滑动连接有y轴滑块62，y轴滑块62与y轴滑动架2穿过y轴滑槽13的底端固定连接；主承载台1底面固定有y轴电机63，y轴电机63的动力输出轴固定连接有第一齿轮64，主承载台1底面转动连接有第二齿轮65，第一皮带66套设在第一齿轮64和第二齿轮65之间，且第一皮带66内侧具有与第一齿轮64和第二齿轮65啮合的齿纹，第一皮带66与y轴滑动架2穿过y轴滑槽13的底端固定连接。
74.当y轴电机63启动时，即可通过第一齿轮64和第二齿轮65的传动带动第一皮带66运动，进而带动y轴滑动架2在y轴滑槽13方向进行往复运动。
75.参见附图6至附图8，x轴滑轨3连接在两个y轴滑动架2之间，x轴滑轨3上连接有x轴
滑块71，x轴滑块71上固定有x轴滑动架31，x轴滑动架31如图8所示，呈直角的z型板结构，x轴驱动部7的具体结构为：位于x轴滑轨3下方部分的x轴滑动架31上固定有x轴电机72，x轴电机72的动力输出轴上固定有第三齿轮73，两个y轴滑动架2顶端拉伸有第二皮带74，第二皮带74的顶面具有齿纹，并与第三齿轮73啮合，x轴滑动架31两侧分别具有滚轮75，用于配合第三齿轮73张紧第二皮带74，第二皮带74在第三齿轮73和位于第三齿轮73两侧的滚轮75的作用下，形成两侧呈直线，中部呈v型的结构。
76.当x轴电机72启动时，第三齿轮73转动，通过与第二皮带74的啮合作用，使得x轴滑动架31能够沿着x轴滑轨3进行往复运行。
77.参见附图9至附图10，z轴升降架4连接在x轴滑动架31上，且位于与第三齿轮73相反的一侧，z轴升降架4包括与x轴滑动架31固定的连接架41，连接架41上固定有竖向布置的z轴滑轨42，z轴滑轨42底端转动连接有第四齿轮43；z轴滑轨42上滑动连接有z轴滑块44，z轴滑块44上固定有对接板45。
78.z轴驱动部9包括z轴电机91，z轴电机91固定在位于x轴滑轨3下方部分的x轴滑动架31上，z轴电机91的动力输出轴上固定有第五齿轮92，第五齿轮92和第四齿轮43之间固定有第三皮带93，且第三皮带93内侧具有与第五齿轮92和第四齿轮43啮合的齿纹。
79.电极安装架8包括与z轴升降架4连接的外筒81，外筒81内侧滑动连接有内筒82，电极通过固定螺栓顶紧在内筒82内侧，内筒82顶部与外筒81顶部之间安装有弹簧85。外筒81固定在对接板75上，而且对接板75与第三皮带93固定连接。外筒81顶端具有防止内筒82脱出的挡板83。
80.当z轴电机91启动时，带动第五齿轮92转动，使得第三皮带93转动，第三皮带93带动对接板75运动，进而带动外筒81运行，使得外筒81可以进行上下方向的运动。电极由固定螺栓紧固，内筒82上具有紧固螺孔84。
81.参见附图5，冲洗槽12底部连接有喷水泵14和抽水泵15，喷水泵14、抽水泵15和冲洗槽12形成电极清洗系统。喷水泵14和抽水泵15的管路分别与泵水口123和抽水口124连通。
82.为了进一步优化上述技术方案，主承载台1底面固定有下承载架16，喷水泵14、抽水泵15和控制部5集成安装在下承载架16上。
83.参见附图1和附图2，主承载台1四角均固定有支柱17，多根支柱17外侧固定有侧围板171、顶板172和底板173。
84.为了进一步优化上述技术方案，侧围板171、顶板172和底板173均为透明板。
85.为了进一步优化上述技术方案，正面的侧围板171通过合页与支柱17连接，形成开合门。
86.为了进一步优化上述技术方案，控制部5以esp32作为主控芯片，通过刷入编写的grbl运动控制程序对y轴驱动部6、x轴驱动部7和z轴驱动部9进行运行控制。
87.通过控制部5发出信号由y轴电机63，x轴电机72，z轴电机91，各个步进电机协同作用，首先将电极安装架8移动到第一个抛光槽11进行抛光，之后移动到冲洗槽12进行冲洗；然后将电极安装架8移动到第二个抛光槽11进行抛光，之后移动到冲洗槽12进行冲洗，最后将电极安装架8移动到第三抛光槽11进行抛光，之后移动到冲洗槽12进行冲洗；最后将电极安装架8移动到预定位置取出电极。
88.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
89.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。