一种打磨设备及打磨方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械领域，尤其是设备加工领域，具体为一种打磨设备及打磨方法。本发明具体为一种工件自动打磨设备及采用其进行打磨的方法，能够对半球形工件进行打磨，满足锅坯打磨、铸铁零件打磨、铸铝零件打磨、陶瓷打磨等的需要，具有较好的应用前景。
【背景技术】
[0002]目前，锅坯打磨均采用人工操作的方式，操作效率不高。同时，由于锅坯打磨行业的特殊性，操作工人越来越难招，行业存在的用工荒问题日益突出。因此，迫切需要一种新的装置或方法，以实现锅坯打磨的自动化。
[0003]中国专利ZL201320823898.3公开了一种打磨装置，具体为一种锅坯外表面打磨装置。该专利提供了一种结构简单、紧凑的锅坯内外表面打磨装置，包括机架、驱动装置、转动机构、砂轮支架和砂轮机。所述转动机构安装在机架上并可转动，所述驱动装置安装在机架上并与转动机构传动连接;所述砂轮支架安装在机架上，所述砂轮机安装在砂轮支架上并与转动机构相对应。在打磨时，将锅坯安装在转动机构上，利用转动机构带动锅坯转动，然后再操作砂轮机对锅坯进行打磨，这种锅坯主动转动打磨的方式操作更加容易，打磨更加均匀，锅坯本身不需再进行平动来满足砂轮机的位置要求，这样就省去了大量的操作。
[0004]该装置能满足锅坯的打磨需求，对锅坯的位置要求较高。为此，本发明提供一种自动打磨装置，其能满足工件(尤其是锅坯内外表面)打磨的需要，尤其适应不同种类锅坯内外面的自动打磨的需求，为锅坯打磨自动化生产线提供必要条件。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于:针对目前主要采用人工对锅坯进行打磨，操作效率不高，而现有打磨装置对锅坯的位置要求较高，具有一定局限性的问题，提供一种打磨设备及打磨方法。本发明能够实现对不同大小工件的自动打磨需求，具有极强的适应性，且打磨质量好，效率高，生产周期短，成本低，具有较好的应用前景，值得大规模推广和应用。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种打磨设备，包括打磨机构、控制系统，所述打磨机构包括打磨支架、第一支撑杆、第二支撑杆、第一伸缩臂、第二伸缩臂、第三支撑杆、砂轮、砂轮驱动装置，所述第一支撑杆的一端与打磨支架活动连接且第一支撑杆能相对打磨支架转动，所述第一支撑杆的另一端与第二支撑杆活动连接；
所述第一伸缩臂的两端分别与打磨支架、第一支撑杆相连，所述第一伸缩臂能带动第一支撑杆相对打磨支架转动；
所述第二伸缩臂的两端分别与第一支撑杆、第二支撑杆相连，所述第二伸缩臂能带动第二支撑杆相对第一支撑杆转动；
所述第三支撑杆与第二支撑杆相连，所述砂轮设置在第三支撑杆的一端，所述砂轮驱动装置与砂轮相连且砂轮驱动装置能带动砂轮转动；
所述第一伸缩臂、第二伸缩臂、砂轮驱动装置分别与控制系统相连。
[0007]所述砂轮驱动装置通过皮带与砂轮相连。
[0008]所述砂轮驱动装置设置在第三支撑杆上。
[0009]所述第一伸缩臂、第二伸缩臂分别包括伺服电缸、与伺服电缸相配合的连杆，所述伺服电缸能带动连杆伸缩。
[0010]所述打磨机构还包括与砂轮相配合的压力检测装置，所述压力检测装置与控制系统相连。
[0011]还包括能带动工件相对运动的转动机构，所述转动机构包括转动支架、设置在转动支架上的工件驱动装置、动力传动机构、与工件相配合的夹具、能将工件固定在夹具上的夹持装置，所述工件驱动装置通过动力传动机构与夹持装置相连且驱动装置能带动工件相对转动，所述工件驱动装置与控制系统相连。
[0012]所述转动支架与打磨支架连接为一体。
[0013]采用前述打磨设备的打磨方法，包括如下步骤:
(I)将工件置于转动机构的夹具上，并用夹持装置固定，以夹具为中心，建立三维空间坐标系，确定工件各部分在三维空间坐标系中的位置，并传递给控制系统；
(2 )转动机构中的工件驱动装置通过夹具带动工件在三维空间坐标系中转动，同时，控制系统控制第一伸缩臂、第二伸缩臂进行伸缩，使第一支撑杆、第二支撑杆带动砂轮到需要打磨的位置，控制系统启动砂轮驱动装置并通过砂轮驱动装置带动砂轮转动，实现对工件的打磨。
[0014]所述步骤(2)中，压力检测装置将检测到的砂轮打磨处的压力传递给控制系统，控制系统对打磨机构中的砂轮压力进行调整。
[0015]待步骤(2)的工件加工完成后，控制系统关闭工件驱动装置，夹持装置松开，将工件取下，等待下次打磨。
[0016]针对前述问题，本发明提供一种打磨设备及打磨方法。该打磨设备包括打磨机构、控制系统，打磨机构包括打磨支架、第一支撑杆、第二支撑杆、第一伸缩臂、第二伸缩臂、第三支撑杆、砂轮、砂轮驱动装置，第一支撑杆的一端与打磨支架活动连接且第一支撑杆能相对打磨支架转动，第一支撑杆的另一端与第二支撑杆活动连接。第一伸缩臂的两端分别与打磨支架、第一支撑杆相连，第一伸缩臂能带动第一支撑杆相对打磨支架转动。第二伸缩臂的两端分别与第一支撑杆、第二支撑杆相连，第二伸缩臂能带动第二支撑杆相对第一支撑杆转动。第三支撑杆与第二支撑杆相连，砂轮设置在第三支撑杆的一端，砂轮驱动装置与砂轮相连且砂轮驱动装置能带动砂轮转动。第一伸缩臂、第二伸缩臂、砂轮驱动装置分别与控制系统相连。
[0017]采用前述结构，通过第一支撑杆、第二支撑杆、第一伸缩臂、第二伸缩臂、第三支撑杆之间的相互配合，能够实现砂轮在相应位置的移动，从而有效解决现有打磨装置仅能对设定尺寸工件打磨、局限性较大的问题。本发明能够满足任意尺寸工件的打磨需求，具有极强的适应性。
[0018]进一步，第一伸缩臂、第二伸缩臂分别包括伺服电缸、与伺服电缸相配合的连杆，伺服电缸能带动连杆伸缩。打磨机构还包括与砂轮相配合的压力检测装置，压力检测装置与控制系统相连。
[0019]进一步，本发明的打磨设备还包括能带动工件相对运动的转动机构。其中，转动机构包括转动支架、设置在转动支架上的工件驱动装置、动力传动机构、与工件相配合的夹具、能将工件固定在夹具上的夹持装置，工件驱动装置通过动力传动机构与夹持装置相连且驱动装置能带动工件相对转动，工件驱动装置与控制系统相连。
[0020]进一步，本发明还提供采用打磨设备打磨工件的方法。
[0021]采用本发明打磨锅坯进行举例说明如下。
[0022]首先，将工件置于夹具上，并用夹持装置固定，以夹具为中心，建立三维空间坐标系，确定工件各部分在三维空间坐标系中的位置，自动获取工件的几何参数模型，并传递给控制系统。采用该方法，本发明能够适应不同种类工件(尤其是锅坯)的打磨需求，具有较好的适应性。夹具可包括内夹具、外夹具两种。
[0023]其次，转动机构中的工件驱动装置通过夹具带动工件在三维空间坐标系中转动。同时，控制系统控制第一伸缩臂、第二伸缩臂进行伸缩，使第一支撑杆、第二支撑杆带动砂轮沿着设定的线路进行运动，控制系统启动砂轮驱动装置并通过砂轮驱动装置带动砂轮转动，实现对工件的打磨，在运动的同时，由压力检测装置监测打磨压力，进行力位控制调节。设定路线运动完成后，夹持装置松开工件，等待下次打磨。
[0024]本发明中，通过第一伸缩臂、第二伸缩臂的相互配合，实现砂轮位置的伺服控制；通过压力检测装置获取砂轮的受力，并反馈给控制系统，控制系统通过力位控制方式实现对工件的打磨。
[0025]本发明基于位置模型和力觉反馈信息，应用了先进的力位混合自动控制技术，极大提升了打磨效果。同时，本发明中的打磨机构结构简单、轻便，利于组线安装和设备的后期维护保养。本发明通过先进的力位混合控制技术，自动获取锅坯的几何参数模型，可适应不同种类的锅坯自动打磨，具有极强的适应性。另外，本发明通过对控制系统参数的设定，能够满足一些特殊的打磨需求，有效提升打磨效率和应用范围。
[0026]综上所述，本发明能够自动适应各种大小不同的锅坯，实现了无人工直接参与的锅坯内外表面自动打磨，既提高了锅坯打磨的质量，又提高了生产效率，降低了人力成本及管理成本。本发明具有适应性强，打磨效果好，生产效率高，生产成本低等优点，具有较好的应用前景，值得大规模推广和应用。
【附图说明】
[0027]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中: