專利名稱：用于研磨保持在中心件之間的產(chǎn)品的對(duì)立設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于研磨保持在中心件之間的產(chǎn)品(具體地但非排它地為圓柱體)的對(duì)立設(shè)備。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的圓柱體研磨領(lǐng)域，特定象限與細(xì)圓柱體(其因此被稱做直徑/長(zhǎng)度比極其小)相關(guān)。這些圓柱體的實(shí)例為層合機(jī)中使用的圓柱體，其中有兩個(gè)基本問(wèn)題必須得到解決。第一個(gè)問(wèn)題是在研磨過(guò)程中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)其功能，研磨輪必須在圓柱體上施加推力。由于所加工的圓柱體的細(xì)長(zhǎng)度，這種推力使圓柱體自身產(chǎn)生偏斜，這使得不能獲得令人滿意的幾何形狀，無(wú)論是在輪廓還是圓度方面。第二個(gè)問(wèn)題存在于以下事實(shí)中這些作用力與圓柱體的細(xì)形狀的共同作用有時(shí)引起研磨輪和圓柱體之間的顫振，這使得圓柱體的表面不可接受。通常通過(guò)在圓柱體的支撐工作臺(tái)上采用一個(gè)或多個(gè)對(duì)立單元來(lái)面對(duì)這些問(wèn)題，這些對(duì)立單元向圓柱體施加足以平衡由研磨輪產(chǎn)生的作用力的作用力。對(duì)立設(shè)備可以以手動(dòng)或自動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)，特別地，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備可以無(wú)關(guān)地裝配在手動(dòng)或自動(dòng)循環(huán)機(jī)上?？紤]到上述總體上的困難，可以確切地定義這些對(duì)立設(shè)備的設(shè)計(jì)者努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
這些目標(biāo)一般如下a)相對(duì)較小的對(duì)立作用力對(duì)立設(shè)備必須能夠在圓柱體上施加相對(duì)較小的作用力，可能的話趨于零。如果它相對(duì)于研磨輪施加高的多的作用力在圓柱體上，同樣由于對(duì)立設(shè)備和研磨輪并非始終位于相同平面上，它會(huì)使圓柱體沿相反方向變形，從而產(chǎn)生與只有研磨輪作用于圓柱體上時(shí)相同的問(wèn)題；b)研磨過(guò)程中恒定的對(duì)立作用力在研磨過(guò)程中，圓柱體的直徑變?。粚?duì)立設(shè)備的位置因此必須是可調(diào)的，以便在研磨過(guò)程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間內(nèi)保持恒定的對(duì)立作用力；c)在研磨輪的相同方向和前進(jìn)路徑上，對(duì)立設(shè)備的高剛度當(dāng)在研磨過(guò)程中研磨輪與圓柱體形成接觸時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)因?yàn)檠心ポ喿陨淼男螤钫`差，使得由研磨輪施加在加工工件上的作用力與其角位置有關(guān)。具體地，該作用力的增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致圓柱體彎曲。對(duì)立設(shè)備必須能夠抵消這些作用力梯度，從而防止圓柱體的變形。圓柱體上的形狀誤差會(huì)造成同樣的現(xiàn)象，特別是在初始研磨階段；偏心度和/或圓度誤差實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生趨于使對(duì)立設(shè)備移動(dòng)的作用力，正如研磨輪具有形狀誤差時(shí)那樣。對(duì)立設(shè)備必須還能夠抵消這些作用力，由此防止圓柱體的變形。
d)對(duì)立設(shè)備相對(duì)于外部環(huán)境具有高度保護(hù)性然而，對(duì)立設(shè)備會(huì)是極其精確的機(jī)械或電動(dòng)機(jī)械設(shè)備。然而它們?cè)跇O端環(huán)境下工作這些設(shè)備所處的研磨區(qū)域?qū)嶋H上處于被研磨輪碎片和從圓柱體上去除的金屬部件所污染的冷卻噴霧的作用下。因此顯然必須將對(duì)立設(shè)備設(shè)計(jì)成預(yù)想足夠多的對(duì)策以保護(hù)這些機(jī)構(gòu)不受上述環(huán)境影響；e)在自動(dòng)模式下研磨損壞圓柱體的可能性研磨機(jī)必須非常頻繁地修復(fù)涉及層壓“事故”的圓柱體。這些圓柱體通常在不同的方面受到不同程度地?fù)p壞，其中可能涉及表面、偏心度和圓度。在這種情形下，為了能夠在自動(dòng)模式下進(jìn)行研磨，對(duì)立設(shè)備必須足夠堅(jiān)硬以便能夠使圓柱體彎曲，從而“賦予它”期望的形狀。應(yīng)當(dāng)指出，已知的對(duì)立設(shè)備不能滿足從a)-e)的所有目標(biāo)。關(guān)于已知領(lǐng)域，應(yīng)注意到上述對(duì)立設(shè)備通常包括以下部件由低摩擦系數(shù)材料制成的滑動(dòng)件，轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體的表面在所述滑動(dòng)件上滑動(dòng)；短管，籍此能夠通過(guò)致動(dòng)螺紋件控制使滑動(dòng)件移向或移離圓柱體；以及固定在機(jī)器工作臺(tái)上的短管支撐結(jié)構(gòu)。此外，已知的對(duì)立設(shè)備可以通過(guò)兩種方式來(lái)驅(qū)動(dòng)手動(dòng)方式在這種情況下，螺紋件控制通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪來(lái)致動(dòng)；通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，操作人員可以調(diào)節(jié)由滑動(dòng)件施加于圓柱體上的對(duì)立作用力；自動(dòng)方式在這種情況下，嘗試過(guò)大量方案，其中可提及下列內(nèi)容由電飼服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺紋件轉(zhuǎn)動(dòng)，以及由氣動(dòng)飼服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺紋件轉(zhuǎn)動(dòng)。在任何情況下，該系統(tǒng)均包括有關(guān)施加在滑動(dòng)件上的作用力的建立或者與之成比例的幅值的檢測(cè)系統(tǒng)。如已提到的那樣，本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)存在一系列問(wèn)題。對(duì)手動(dòng)控制的對(duì)立設(shè)備而言，可以獲得好的結(jié)果，但是這種可能性基本上與操作人員的能力和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)；此外，如已觀察到的那樣，這些設(shè)備的使用局限于依據(jù)手動(dòng)循環(huán)工作的研磨機(jī)。如果對(duì)立設(shè)備的控制自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，則這種情形完全改變。所描述的已知自動(dòng)設(shè)備的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際上只能夠滿足上述需求a)-e)中的一部分。盡管反復(fù)進(jìn)行嘗試，但是迄今為止沒(méi)有一種方案能夠解決下列問(wèn)題相對(duì)較小的對(duì)立作用力，以及在研磨循環(huán)期間恒定的對(duì)立作用力。難以實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)的原因主要在于當(dāng)滑動(dòng)件必須移動(dòng)時(shí)，馬達(dá)必須向螺紋件施加力矩，其中，除了馬達(dá)本身及轉(zhuǎn)動(dòng)和平移的部件的慣性之外，所述力矩還要足以克服螺紋件與螺母以及短管與引導(dǎo)件之間第一脫離的摩擦。盡管已經(jīng)采用很多種方案來(lái)限制這種摩擦的影響，但是移動(dòng)該機(jī)構(gòu)所需要的力矩仍然遠(yuǎn)高于施加對(duì)立作用力所需要的力矩，因此該機(jī)構(gòu)施加在圓柱體上的作用力通常大于所需要的作用力。此外，由于螺紋件平移機(jī)構(gòu)通常是不可倒退的，且因?yàn)楸仨毦哂袑?duì)立設(shè)備的支撐件(其要盡可能地堅(jiān)固)，該作用力始終施加在圓柱體上。通過(guò)這種方式，作用力的控制系統(tǒng)校正滑動(dòng)件的位置，以試圖減少該作用力，并且使其趨近于后續(xù)接近所期望的數(shù)值。根據(jù)當(dāng)前技術(shù)的圓柱體上的滑動(dòng)件的推力的自動(dòng)控制系統(tǒng)因此極其復(fù)雜，并且作用力在期望值附近震蕩在圓柱體的平衡過(guò)程中形成不穩(wěn)定階段，這引起圓柱體的表面缺陷。
最后，已知圓柱體越細(xì)，作用力的穩(wěn)定問(wèn)題越嚴(yán)重。本發(fā)明的總體目標(biāo)是以極其簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)且特別有用的方式解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種滿足所有上述5個(gè)目標(biāo)的用于研磨(其特別但非排它地針對(duì)于保持在中心件之間的圓柱體)的對(duì)立設(shè)備。本發(fā)明的又一目標(biāo)是提供一種用于保持在中心件之間的圓柱體的研磨的對(duì)立設(shè)備，其適用于采用手動(dòng)循環(huán)和自動(dòng)循環(huán)的研磨機(jī)。考慮到上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，已構(gòu)想了一種用于保持在中心件之間的圓柱體的研磨的對(duì)立設(shè)備，其具有在主權(quán)利要求和從屬權(quán)利要求中指出的特征。


參見附圖，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)性及功能性特征和它相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)將從下列描述中變得更為明顯，其中所述附圖示出了根據(jù)本發(fā)明制成的用于保持在中心件之間的圓柱體的研磨的對(duì)立設(shè)備的說(shuō)明性實(shí)施例。在附圖中圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的對(duì)立設(shè)備的用于圓柱體的研磨機(jī)的經(jīng)放大的突出的剖面示意側(cè)視圖；圖2是俯視示意圖，其示出了圖1所示各種設(shè)備的應(yīng)用；圖3是根據(jù)圖1的箭頭F的突出視圖；圖4是處于非工作位置的圖1所示的用于保持在中心件之間的圓柱體的研磨的對(duì)立設(shè)備的經(jīng)放大的剖面示意圖；圖5-12是如圖4的視圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)立設(shè)備的各個(gè)操作階段。
具體實(shí)施例方式參見圖1-4，它們示出了用于保持在中心件之間的圓柱體的研磨的對(duì)立設(shè)備的說(shuō)明性應(yīng)用。具體地，可以觀察到，所謂的細(xì)圓柱體22 (直徑/長(zhǎng)度比很小)被置于研磨機(jī)21的保持結(jié)構(gòu)20中。根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)對(duì)立設(shè)備23被設(shè)在研磨機(jī)的中心件之間，所述研磨機(jī)又在圓柱體22的與研磨輪24相反的那側(cè)上被約束在保持結(jié)構(gòu)20上，所述研磨輪也被約束在保持結(jié)構(gòu)20上。圖2示出了如何能夠應(yīng)用同時(shí)在研磨輪24的相反側(cè)上作用于圓柱體22上的數(shù)個(gè)對(duì)立設(shè)備23。根據(jù)本發(fā)明的對(duì)立設(shè)備23 (其在圖4和5中更好示出)包括由低摩擦系數(shù)材料制成的滑動(dòng)件25，其靠著正在加工的圓柱體22并且在其上滑動(dòng)?；瑒?dòng)件25被裝配在短管26上，短管26在對(duì)立設(shè)備23的主體27內(nèi)滑動(dòng)。這些部件(主體27和短管26)之間的聯(lián)接在前部借助柔性的可膨脹波紋管28來(lái)保證，所述波紋管28被密封和約束在這兩個(gè)部件上。波紋管設(shè)備28包圍短管26的末端，并且在其終端處被約束在主體27和短管26上。還設(shè)想出具有阻擋活塞29，其阻擋短管26關(guān)于主體27的相對(duì)位置。活塞29例如為簡(jiǎn)單效應(yīng)型(simple effect)并且被設(shè)置在關(guān)于對(duì)立設(shè)備23的縱軸線30的法向方向上。
活塞29施加與短管26的軸線30垂直的作用力，其足以借助所產(chǎn)生的摩擦力確保其軸向穩(wěn)定性。最后，在對(duì)立設(shè)備23的主體27的后部中裝配有螺紋件31，所述螺紋件31在與主體27 —體的螺絲板牙32內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋件31通過(guò)馬達(dá)33致動(dòng)，并且充當(dāng)短管26相對(duì)于圓柱體22的位置的不可倒退的阻擋裝置。為此，通過(guò)能夠傳遞力矩且允許軸向往復(fù)滑動(dòng)的聯(lián)接件來(lái)連接馬達(dá)33的軸桿和螺紋件31。與馬達(dá)33相反的螺紋件31的自由端靠在短管26的底部上。對(duì)立設(shè)備23的控制系統(tǒng)34將加壓氣體送入由波紋管28和短管26的外表面限定的可膨脹腔室35中。參見圖4-12，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)立設(shè)備的工作方法如下。在第一階段，一旦已將圓柱體22裝配在中心件C之間，則將滑動(dòng)件25移向圓柱體22,從圖4的位置移至圖5的位置。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，對(duì)立設(shè)備23的控制系統(tǒng)34將加壓氣體送入由波紋管28和短管26的外表面限定的腔室35中。在這種壓力的作用下，波紋管35 (其被約束在對(duì)立設(shè)備23的主體27上)只能沿短管26且因此滑動(dòng)件25的輸送方向延伸。當(dāng)滑動(dòng)件25碰撞正在加工的圓柱體22的表面時(shí)，由于短管26和滑動(dòng)件25的慣性，它施加比所需要的作用力更大的作用力。然而，由于滑動(dòng)件25在相反方向上的運(yùn)動(dòng)未受到限制，因此該作用力在撞擊之后非常短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定，且其數(shù)值等于由波紋管28和短管26限定的環(huán)形表面上的氣壓，因此該數(shù)值可以根據(jù)需要通過(guò)改變這些參數(shù)中的一個(gè)或兩個(gè)來(lái)確定。通過(guò)這種方式，有效實(shí)現(xiàn)了先前提出的第一目標(biāo)(目標(biāo)a)，即具有相對(duì)較小的對(duì)立作用力。此外，由波紋管28限定的環(huán)形腔室35中的氣壓在系統(tǒng)內(nèi)部形成略微的增壓，其確保機(jī)構(gòu)不受來(lái)自外部環(huán)境的顆粒的污染，由此還實(shí)現(xiàn)該設(shè)備相對(duì)于外部環(huán)境具有高度保護(hù)性的目標(biāo)(目標(biāo)d)。一旦已達(dá)到該位置和狀態(tài)，致動(dòng)氣壓缸29以將其作用力釋放在短管26上，從而施加制動(dòng)作用力(圖6)。該制動(dòng)作用力取決于氣缸29的活塞與短管26之間的摩擦系數(shù)，并且可以在伸出階段根據(jù)需求通過(guò)再次作用于饋送壓力或氣缸直徑或兩者來(lái)確定。在這一點(diǎn)上，通過(guò)馬達(dá)33致動(dòng)螺紋件31(圖7)，螺紋件31在螺絲板牙32內(nèi)前進(jìn)，將螺紋件頭部送向短管26的端面。由于短管26已經(jīng)制動(dòng)，滑動(dòng)件25的位置不發(fā)生變化，由滑動(dòng)件25施加到圓柱體22上的作用力不發(fā)生改變。同時(shí)，螺紋件31的新位置確保短管26的位置的穩(wěn)定性。通過(guò)這種方式，對(duì)立設(shè)備具有高剛度的目標(biāo)(目標(biāo)c )也得以實(shí)現(xiàn)。由此能夠獲得很好的研磨性能，在所加工的圓柱體上獲得很好的研磨結(jié)果。同樣顯而易見的是，每當(dāng)研磨輪24到達(dá)通道末端，因此不向圓柱體22施加任何壓力時(shí)，由一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)件23產(chǎn)生的對(duì)立作用力必須進(jìn)行重新形成。否則，由于研磨圓柱體22的直徑變小，該作用力會(huì)逐漸減小，直至消失。為此，消除氣動(dòng)缸29的腔室中的壓力。通過(guò)這種方式，波紋管28可以接收更多空氣，并且推動(dòng)短管26和滑動(dòng)件25，使其再次抵靠正在加工的圓柱體22，如先前示出的那樣(圖 8)。如已指出的那樣，經(jīng)過(guò)非常短的時(shí)間之后，波紋管28和短管26之間的腔室35中的壓力達(dá)到穩(wěn)定，并且可以再次形成氣動(dòng)制動(dòng)，即氣缸29的活塞可以再次接合在短管26上(圖 9)。最后，為得到先前所見到的，再次致動(dòng)螺紋件31以保證短管26的位置的不可倒退性(圖10)。通過(guò)這種方式，對(duì)立設(shè)備23具有高剛性的目標(biāo)再次得以實(shí)現(xiàn)，因此可以確定對(duì)立作用力在整個(gè)研磨循環(huán)中保持實(shí)際上恒定(目標(biāo)b)。根據(jù)本發(fā)明的對(duì)立設(shè)備因此實(shí)現(xiàn)了先前提出的總體性目標(biāo)。然而借助這種設(shè)備，還可以在研磨機(jī)上加工損壞的圓柱體。一旦已將所述圓柱體22置于中心件之間，實(shí)際上，如前例中那樣進(jìn)行，對(duì)立設(shè)備23的控制系統(tǒng)34將加壓氣體送入波紋管28和短管26之間的腔室35。先前描述的滑動(dòng)件移向圓柱體的情形得以實(shí)現(xiàn)(圖11)。作用力由此穩(wěn)定在由環(huán)形表面和饋送壓力限定的特定期望值。在這點(diǎn)上，通過(guò)馬達(dá)33致動(dòng)螺紋件31，將螺紋件31的頭部送向短管26的端面。由于短管26未制動(dòng)，螺紋件31能夠?qū)⒆饔昧κ┘釉诨瑒?dòng)件25上，所述作用力與施加在螺紋件31上的力矩控制相關(guān)。如果該作用力足夠大，則能夠使圓柱體22彎曲，由于螺紋件31的運(yùn)動(dòng)的不可倒退，將其保持在該位置上(圖12)。通過(guò)這種方式，前面提出的目標(biāo)中其余的目標(biāo)(目標(biāo)e)，即能夠研磨損壞的圓柱體，也得以實(shí)現(xiàn)。該作用力的數(shù)值顯然可以根據(jù)需要通過(guò)施加在螺紋件31上的力矩來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。說(shuō)明書前序部分中提及的目標(biāo)因此得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的對(duì)立設(shè)備特別地可實(shí)現(xiàn)在完全自動(dòng)化的裝置中，其中操作人員可以在控制箱內(nèi)控制相同的設(shè)備，因而與受污染的周邊環(huán)境完全隔離。用于生產(chǎn)本發(fā)明的對(duì)立設(shè)備23的結(jié)構(gòu)形式以及材料和裝配模式可以明顯不同于以純粹的說(shuō)明性和非限制性目的在附圖中所示出的。本發(fā)明的保護(hù)范圍因此通過(guò)所提交的權(quán)利要求來(lái)界定。
權(quán)利要求
1.一種用于研磨在中心件之間保持的產(chǎn)品例如圓柱體的對(duì)立設(shè)備，其中所述研磨機(jī)(21)包括配備有研磨輪(24)的保持結(jié)構(gòu)(20)，待加工的所述圓柱體(22)與研磨輪(24)是相對(duì)的，并且至少一個(gè)所述對(duì)立設(shè)備(23)位于所述圓柱體(22)的與所述研磨輪(24)相反的一側(cè)，所述對(duì)立設(shè)備(23)包括裝配在短管(26)上的滑動(dòng)件(25)，所述短管通過(guò)被夾置的致動(dòng)器(28，35)在所述對(duì)立設(shè)備(23)的主體(27)內(nèi)滑動(dòng)，還設(shè)有所述短管(26)相對(duì)于所述主體(27)的相對(duì)位置的阻擋元件(29)以及所述短管(26)相對(duì)于所述圓柱體(22)的位置的不可倒退的阻擋設(shè)備(31，32，33 )。
2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)立設(shè)備，其特征在于，所述阻擋元件(29)為活塞。
3.如權(quán)利要求1所述的對(duì)立設(shè)備，其特征在于，所述夾置的致動(dòng)器由限定于波紋管(28)之間的可膨脹的環(huán)形腔室(35)構(gòu)成，所述波紋管(28)包圍所述短管(26)的末端并且在所述末端處受到所述短管(26)和所述對(duì)立設(shè)備的主體(27)約束，所述環(huán)形腔室(35)連接至所述對(duì)立設(shè)備(23)的控制系統(tǒng)(34)。
4.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的對(duì)立設(shè)備，其特征在于，所述短管(26)關(guān)于所述主體(27)的相對(duì)位置的用于阻擋的所述活塞(29)為簡(jiǎn)單效應(yīng)型，并且位于相對(duì)于所述對(duì)立設(shè)備(23)的縱軸線(30)的法向位置上。
5.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的對(duì)立設(shè)備，其特征在于，所述短管(26)相對(duì)于所述圓柱體(22)的位置的不可倒退的所述阻擋設(shè)備包括螺紋件(31)，所述螺紋件在與所述主體(27)的后端成一體的螺絲板牙(32)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且由馬達(dá)(33)致動(dòng)而且靠在所述短管(26)的底部上。
6.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的對(duì)立設(shè)備，其特征在于，所述滑動(dòng)件(25)由低摩擦系數(shù)的材料制成。
7.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的對(duì)立設(shè)備，其特征在于，所述對(duì)立設(shè)備以一定的數(shù)量設(shè)置在與所述研磨輪(24)相反的所述一側(cè)。
全文摘要
一種用于保持在中心件之間的產(chǎn)品(特別但非排它地為圓柱體)的研磨的對(duì)立設(shè)備，其中研磨機(jī)(21)包括配有研磨輪(24)的保持結(jié)構(gòu)(20)，待加工的圓柱體(22)與研磨輪(24)相對(duì)，并且對(duì)立設(shè)備(23)位于圓柱體(22)的與研磨輪(24)相反的那側(cè)上，對(duì)立設(shè)備(23)包括裝配在短管(26)上的滑動(dòng)件(25)，所述短管通過(guò)夾置的致動(dòng)器(28，35)在對(duì)立設(shè)備(23)的主體(27)內(nèi)滑動(dòng)，還設(shè)有短管(26)關(guān)于主體(27)的相反位置的阻擋元件(29)以及短管(26)相對(duì)于圓柱體(22)的位置的不可倒退的阻擋設(shè)備(31，32，33)。
文檔編號(hào)B24B41/06GK103038023SQ201180037378
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者T·安德松, F·坎迪亞尼, P·加博阿爾迪, C·特雷維桑 申請(qǐng)人:特諾恩股份公司