專利名稱：主輔復(fù)合式氣囊拋光工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精密加工領(lǐng)域的拋光工具，尤其涉及一種與機(jī)器人輔助氣囊拋光 技術(shù)相結(jié)合，在提高拋光實(shí)際工作區(qū)應(yīng)力場效應(yīng)、進(jìn)動(dòng)軌跡的穩(wěn)定性及拋光效率的基礎(chǔ)上， 改善氣囊的受力分布情況和延長拋光裝置的使用壽命的主輔復(fù)合式氣囊拋光工具。
背景技術(shù)：
為了獲取平滑、均勻、高質(zhì)量的表面，從而使得拋光件能夠更好的應(yīng)用于工業(yè)場 合，對(duì)其進(jìn)行拋光處理是必不可少的工藝環(huán)節(jié)。在保證拋光件面型精度與表面質(zhì)量的前提 下，拋光工藝的實(shí)施能有效改善其表面的耐蝕和耐磨性能，延長其使用壽命。在氣囊拋光的過程中，影響拋光質(zhì)量的因素有很多，包括氣囊的 安裝方式，定位精 度，工序安排，軌跡規(guī)劃等。此處將結(jié)合機(jī)器人輔助氣囊拋光技術(shù)，就本發(fā)明所涉及的拋光 工具的實(shí)施背景和必要性展開討論。機(jī)器人輔助氣囊拋光技術(shù)充分發(fā)揮橡膠氣囊柔性可調(diào)和機(jī)器人輔助的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn) 模具行業(yè)自由曲面拋光的精密、高效和自動(dòng)化。該技術(shù)有效彌補(bǔ)了手工拋光方式作業(yè)環(huán)境 差、工作效率低、表面質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點(diǎn)和傳統(tǒng)剛性拋光方式接觸碰撞、曲面適應(yīng)性差的劣 勢(shì)。以現(xiàn)有的氣囊拋光工具為例，拋光過程中，實(shí)際工作區(qū)磨粒應(yīng)力場主要是由橡膠 氣囊的擠壓效應(yīng)決定的。在分析氣囊表面的應(yīng)力分布時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，接觸區(qū)應(yīng)力場主要呈現(xiàn) M形分布，中心點(diǎn)的應(yīng)力幾乎為零，接觸臨界區(qū)附近出現(xiàn)最大應(yīng)力，向兩側(cè)的應(yīng)力逐漸趨于 平緩并接近于零。鑒于此，這種拋光工具存在的缺點(diǎn)有1.氣囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)過于簡單，對(duì)表面 應(yīng)力場的可控性不強(qiáng)；2.對(duì)自由曲面的適應(yīng)性不夠強(qiáng)，特別是過渡區(qū)拋光的軌跡效應(yīng)不穩(wěn) 定；3.氣囊表面的應(yīng)力場分布不均勻；4.氣囊的利用率不夠高；5.由于應(yīng)力分布不均勻使 得某些區(qū)域的磨損較為嚴(yán)重，導(dǎo)致氣囊的使用壽命不長。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有氣囊拋光工具氣囊表面應(yīng)力場分布不均勻、工具自由曲面過渡區(qū)拋 光軌跡效應(yīng)不穩(wěn)定、使用壽命不長的問題，本發(fā)明提供了一種拋光效率高、拋光品質(zhì)高、拋 光軌跡效應(yīng)均化且能提高氣囊使用壽命的主輔復(fù)合式氣囊拋光工具。主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，包括氣囊，氣體傳送軸和氣泵，所述的氣囊包括保持架 和氣囊外罩，所述的氣囊外罩密封安裝于所述的保持架的一端，所述的保持架呈中空結(jié)構(gòu)； 所述的氣體傳送軸呈半空心軸，所述的氣體傳送軸的空心段與所述的保持架的另一端連 接，所述的氣體傳送軸的實(shí)心端與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；所述的氣體傳送軸套裝于一氣體 導(dǎo)通套內(nèi)，所述的氣體導(dǎo)通套上設(shè)有通孔，所述的通孔與所述的氣泵的出氣口連通，所述的 氣體導(dǎo)通套與所述的氣體傳送軸之間密封連接；其特征在于所述的氣囊通過轉(zhuǎn)盤與所述的氣體傳送軸連通，所述的氣囊內(nèi)填充 多個(gè)密閉的固壓子氣囊和多個(gè)通過轉(zhuǎn)盤與所述的氣體傳送軸連接的可控壓子氣囊；所述的轉(zhuǎn)盤上設(shè)有連通所述的氣體傳送軸與氣囊內(nèi)腔的主通氣孔和連通所述的氣體傳送軸與某 一可控壓子氣囊的副通氣孔，所述的轉(zhuǎn)盤與一帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)、將副通氣孔對(duì)準(zhǔn)被選定可控壓 子氣囊的調(diào)整機(jī)構(gòu)連接。進(jìn)一步，所述的調(diào)整機(jī)構(gòu)為一對(duì)錐齒輪，第一錐齒輪與所述的轉(zhuǎn)盤同軸設(shè)置，第二 錐齒輪與一驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的調(diào)整旋鈕聯(lián)動(dòng)，所述的調(diào)整旋鈕固接于所述的第二錐齒輪的轉(zhuǎn) 軸ο進(jìn)一步，所述的可控壓子氣囊通過副通氣管與所述的轉(zhuǎn)盤連接，所述的可控壓子 氣囊與所述的副通氣管一一對(duì)應(yīng)，所述的副通氣管與所述的保持架固接；所述的保持架上 還設(shè)有主通氣管，所述的主通氣管連通所述的轉(zhuǎn)盤的主通氣孔與氣囊內(nèi)腔。進(jìn)一步，所述的氣囊內(nèi)設(shè)有一安裝所述的可控壓子氣囊的氣控膜，所述的氣控膜 上設(shè)有主氣孔和副氣孔，所述的主氣孔連通所述的主通氣管與氣囊內(nèi)腔，所述的副氣孔連 通所述的可控壓子氣囊和與之對(duì)應(yīng)的副通氣管；所述的氣控膜固接于所述的保持架。
進(jìn)一步，所述的氣體導(dǎo)通套通過溢流閥與所述的氣泵連接。進(jìn)一步，所述的氣囊外罩為一拋光布，所述的拋光布上涂覆有粘性磨粒。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是本發(fā)明的氣體傳送軸的實(shí)心端可被夾持在任何機(jī)床(包括 串并聯(lián)機(jī)器人)的動(dòng)力輸出端上，獲得驅(qū)動(dòng)力后使跑光頭高速旋轉(zhuǎn)。氣體傳送軸外套接一 氣體導(dǎo)通套，氣體導(dǎo)通套與氣體傳送軸氣密連接，但不隨氣體傳送軸轉(zhuǎn)動(dòng)，氣體導(dǎo)通套上開 有通孔，并有安裝溢流閥的接口，用來將氣泵的供氣引入氣體傳送軸的空心段。氣體傳送軸 連通轉(zhuǎn)盤，該轉(zhuǎn)盤的位置可以通過第二錐齒輪的轉(zhuǎn)端上的調(diào)整旋鈕來調(diào)節(jié)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤上的副 通氣孔與保持架上的某一個(gè)副通氣管連通時(shí)，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)與該副通氣管對(duì)應(yīng)的可控壓子 氣囊的壓力控制。通過對(duì)氣囊和可控壓子氣囊進(jìn)行氣壓控制，調(diào)節(jié)氣囊的柔性，從而使拋光 頭形成柔性拋光工作面。在拋光過程中，磨粒通過氣囊的擠壓產(chǎn)生應(yīng)力，從而實(shí)施對(duì)工件的拋光，通過對(duì)氣 囊和子氣囊的分別控制來實(shí)現(xiàn)氣囊壓力狀況的主動(dòng)控制。氣囊和填充其內(nèi)的固壓子氣囊相 互擠壓，有助于改善氣囊的應(yīng)力場分布情況。以拋光布形成的氣囊具有柔性拋光工作面，可方便地與自由曲面形成大面積均勻 接觸。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上，通過在氣囊內(nèi)部填充固壓子氣囊和可控壓子氣囊，改善氣囊表面 應(yīng)力分布，實(shí)現(xiàn)拋光軌跡效應(yīng)均化，達(dá)到曲面拋光時(shí)良好的拋光效果和拋光效率。使用本發(fā)明進(jìn)行拋光時(shí)，通過對(duì)機(jī)床工作臺(tái)(機(jī)器人手臂)運(yùn)動(dòng)軌跡的控制可以 調(diào)節(jié)拋光頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和路徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)拋光過程自動(dòng)化。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明增加了輔助氣囊控制環(huán)節(jié)，提高了對(duì)氣囊內(nèi)部結(jié) 構(gòu)的可控性；氣囊內(nèi)部組合性能好，滿足多變性需求；提供一種能改善氣囊表面應(yīng)力分布 和提高氣囊使用壽命的方法，結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡單方便。


圖1是本發(fā)明的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，包括氣囊，氣體傳送軸12和氣泵，所述的氣囊包括保 持架6和氣囊外罩1，所述的氣囊外罩1密封安裝于所述的保持架6的一端，所述的保持架 6呈中空結(jié)構(gòu)；所述的氣體傳送軸12呈半空心軸，所述的氣體傳送軸12的空心段與所述的 保持架6的另一端連接，所述的氣體傳送軸12的實(shí)心端與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14連接；所述 的氣體傳送軸12套裝于一氣體導(dǎo)通套15內(nèi)，所述的氣體導(dǎo)通套15上設(shè)有通孔，所述的通 孔與所述的氣泵的出氣口連通，所述的氣體導(dǎo)通套15與所述的氣體傳送軸12之間密封連 接；所述的氣囊通過轉(zhuǎn)盤9與所述的氣體傳送軸12連通，所述的氣囊內(nèi)填充多個(gè)密閉 的固壓子氣囊2和多個(gè)通過轉(zhuǎn)盤9與所述的氣體傳送軸12連接的可控壓子氣囊16 ；所述 的轉(zhuǎn)盤9上設(shè)有連通所述的氣體傳送軸12與氣囊內(nèi)腔的主通氣孔10和連通所述的氣體傳 送軸12與某一可控壓子氣囊的副通氣孔11，所述的轉(zhuǎn)盤9與一帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)、將副通氣孔11 對(duì)準(zhǔn)被選定可控壓子氣囊16的調(diào)整機(jī)構(gòu)連接。所述的調(diào)整機(jī)構(gòu)為一對(duì)錐齒輪，第一錐齒輪131與所述的轉(zhuǎn)盤9同軸設(shè)置，第二錐 齒輪132與一驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的調(diào)整旋鈕18聯(lián)動(dòng)，所述的調(diào)整旋鈕18固接于所述的第二錐齒 輪132的轉(zhuǎn)軸。
所述的可控壓子氣囊16通過副通氣管8與所述的轉(zhuǎn)盤9連接，所述的可控壓子氣 囊16與所述的副通氣管8 一一對(duì)應(yīng)，所述的副通氣管8與所述的保持架6固接；所述的保 持架6上還設(shè)有主通氣管7，所述的主通氣管7連通所述的轉(zhuǎn)盤9的主通氣孔10與氣囊內(nèi)腔。所述的氣囊內(nèi)設(shè)有一安裝所述的可控壓子氣囊16的氣控膜3，所述的氣控膜3上 設(shè)有主氣孔4和副氣孔5，所述的主氣孔4連通所述的主通氣管7與氣囊內(nèi)腔，所述的副氣 孔5連通所述的可控壓子氣囊16和與之對(duì)應(yīng)的副通氣管8 ；所述的氣控膜3固接于所述的 保持架6。所述的氣體導(dǎo)通套15通過溢流閥與所述的氣泵連接。所述的氣囊外罩1為一拋光布，所述的拋光布上涂覆有粘性磨粒。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是本發(fā)明的氣體傳送軸12的實(shí)心端可被夾持在任何機(jī)床(包 括串并聯(lián)機(jī)器人)的動(dòng)力輸出端上，獲得驅(qū)動(dòng)力后使跑光頭高速旋轉(zhuǎn)。氣體傳送軸12外套 接一氣體導(dǎo)通套15，氣體導(dǎo)通套15與氣體傳送軸12氣密連接，但不隨氣體傳送軸12轉(zhuǎn)動(dòng)， 氣體導(dǎo)通15套上開有通孔，并有安裝溢流閥的接口，用來將氣泵的供氣引入氣體傳送軸的 空心段。氣體傳送軸12連通轉(zhuǎn)盤9，該轉(zhuǎn)盤9的位置可以通過第二錐齒輪132的轉(zhuǎn)端上的 調(diào)整旋鈕18來調(diào)節(jié)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤9上的副通氣孔11與保持架6上的某一個(gè)副通氣管8連通時(shí)， 即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)與該副通氣管8對(duì)應(yīng)的可控壓子氣囊16的壓力控制。通過對(duì)氣囊和可控壓 子氣囊16進(jìn)行氣壓控制，調(diào)節(jié)氣囊的柔性，從而使拋光頭形成柔性拋光工作面。在拋光過程中，磨粒通過氣囊的擠壓產(chǎn)生應(yīng)力，從而實(shí)施對(duì)工件的拋光，通過對(duì)氣 囊和子氣囊的分別控制來實(shí)現(xiàn)氣囊壓力狀況的主動(dòng)控制。氣囊和填充其內(nèi)的固壓子氣囊相 互擠壓，有助于改善氣囊的應(yīng)力場分布情況。以拋光布形成的氣囊具有柔性拋光工作面，可方便地與自由曲面形成大面積均勻 接觸。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上，通過在氣囊內(nèi)部填充固壓子氣囊和可控壓子氣囊，改善氣囊表面 應(yīng)力分布，實(shí)現(xiàn)拋光軌跡效應(yīng)均化，達(dá)到曲面拋光時(shí)良好的拋光效果和拋光效率。
使用本發(fā)明進(jìn)行拋光時(shí)，通過對(duì)機(jī)床工作臺(tái)(機(jī)器人手臂)運(yùn)動(dòng)軌跡的控制可以調(diào)節(jié)拋光頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和路徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)拋光過程自動(dòng)化。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù) 范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，包括氣囊，氣體傳送軸和氣泵，所述的氣囊包括保持架和氣囊外罩，所述的氣囊外罩密封安裝于所述的保持架的一端，所述的保持架呈中空結(jié)構(gòu)；所述的氣體傳送軸呈半空心軸，所述的氣體傳送軸的空心段與所述的保持架的另一端連接，所述的氣體傳送軸的實(shí)心端與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；所述的氣體傳送軸套裝于一氣體導(dǎo)通套內(nèi)，所述的氣體導(dǎo)通套上設(shè)有通孔，所述的通孔與所述的氣泵的出氣口連通，所述的氣體導(dǎo)通套與所述的氣體傳送軸之間密封連接；其特征在于所述的氣囊通過轉(zhuǎn)盤與所述的氣體傳送軸連通，所述的氣囊內(nèi)填充多個(gè)密閉的固壓子氣囊和多個(gè)通過轉(zhuǎn)盤與所述的氣體傳送軸連接的可控壓子氣囊；所述的轉(zhuǎn)盤上設(shè)有連通所述的氣體傳送軸與氣囊內(nèi)腔的主通氣孔和連通所述的氣體傳送軸與某一可控壓子氣囊的副通氣孔，所述的轉(zhuǎn)盤與一帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)、將副通氣孔對(duì)準(zhǔn)被選定可控壓子氣囊的調(diào)整機(jī)構(gòu)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，其特征在于所述的調(diào)整機(jī)構(gòu)為一 對(duì)錐齒輪，第一錐齒輪與所述的轉(zhuǎn)盤同軸設(shè)置，第二錐齒輪與一驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的調(diào)整旋鈕聯(lián) 動(dòng)，所述的調(diào)整旋鈕固接于所述的第二錐齒輪的轉(zhuǎn)軸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，其特征在于所述的可控壓子 氣囊通過副通氣管與所述的轉(zhuǎn)盤連接，所述的可控壓子氣囊與所述的副通氣管一一對(duì)應(yīng)， 所述的副通氣管與所述的保持架固接；所述的保持架上還設(shè)有主通氣管，所述的主通氣管 連通所述的轉(zhuǎn)盤的主通氣孔與氣囊內(nèi)腔。
4.如權(quán)利要求3所述的主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，其特征在于所述的氣囊內(nèi)設(shè)有一 安裝所述的可控壓子氣囊的氣控膜，所述的氣控膜上設(shè)有主氣孔和副氣孔，所述的主氣孔 連通所述的主通氣管與氣囊內(nèi)腔，所述的副氣孔連通所述的可控壓子氣囊和與之對(duì)應(yīng)的副 通氣管；所述的氣控膜固接于所述的保持架。
5.如權(quán)利要求4所述的主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，其特征在于所述的氣體導(dǎo)通套通 過溢流閥與所述的氣泵連接。
6.如權(quán)利要求5所述的主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，其特征在于所述的氣囊外罩為一 拋光布，所述的拋光布上涂覆有粘性磨粒。
全文摘要
主輔復(fù)合式氣囊拋光工具，包括氣囊，氣體傳送軸和氣泵，氣囊包括保持架和氣囊外罩，氣囊外罩安裝于保持架；氣體傳送軸的空心段與保持架的另一端連接，氣體傳送軸的實(shí)心端與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；氣體傳送軸套裝于一氣體導(dǎo)通套內(nèi)，氣體導(dǎo)通套上設(shè)有通孔，通孔與氣泵的出氣口連通，氣體導(dǎo)通套與氣體傳送軸之間密封連接；氣囊通過轉(zhuǎn)盤與氣體傳送軸連通，氣囊內(nèi)填充多個(gè)固壓子氣囊和多個(gè)可控壓子氣囊；轉(zhuǎn)盤上設(shè)有主通氣孔和副通氣孔，轉(zhuǎn)盤與調(diào)整機(jī)構(gòu)連接。本發(fā)明增加了輔助氣囊控制環(huán)節(jié)，提高了對(duì)氣囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可控性；氣囊內(nèi)部組合性能好，滿足多變性需求；結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡單方便。
文檔編號(hào)B24B29/00GK101829945SQ20101015637
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者劉大亮, 張才, 杜學(xué)山, 計(jì)時(shí)鳴, 許亞敏, 金明生, 陳偉強(qiáng), 陳國達(dá) 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)