一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置制造方法
【專利摘要】一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置，涉及氣囊拋光工具。設有升降電機、轉(zhuǎn)動板、滑塊、連接板、定位螺栓、修整器電機、液壓脹套、擺動板、支座、旋轉(zhuǎn)電機、通氣孔、氣囊拋光工具、修整器、轉(zhuǎn)軸、測頭、擺動電機；液壓脹套設在擺動板上，氣囊拋光工具固定于液壓脹套上，液壓脹套由固定在擺動板下方的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，液壓脹套上設有通氣孔；擺動板設于支座上并與擺動電機軸相連；升降電機設在支座上，升降電機采用絲桿傳動與滑塊連接并使滑塊作上下升降運動，連接板固定在滑塊上，連接板上方設有兩個定位孔，轉(zhuǎn)動板與轉(zhuǎn)軸連接；通過定位螺栓將轉(zhuǎn)動板固定在連接板上兩個不同位置；測頭安裝在轉(zhuǎn)動板一端，轉(zhuǎn)動板另一端安裝修整器電機及修整器。
【專利說明】一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣囊拋光工具，尤其是涉及一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣囊式拋光是一種新興的拋光方法，尤其適合曲面的拋光。氣囊拋光采用充氣球形柔性氣囊作為拋光工具或氣囊外表面粘貼拋光墊作為拋光工具對曲面進行拋光，不僅可以保證拋光頭與被拋光工件表面吻合性好，而且可以通過調(diào)節(jié)壓力控制拋光效率和被拋光工件的表面質(zhì)量。氣囊拋光采用了一種類似陀螺的“進動”運動，拋光時氣囊拋光頭的旋轉(zhuǎn)軸線與工件拋光點的法線成一固定角度。由此，拋光區(qū)域在不同的方向得到了均勻一致的拋光，不但獲得了高斯型的去除函數(shù)，而且拋光的劃痕也得到了平滑，因此有利于氣囊拋光材料去除的數(shù)值優(yōu)化和保證整個加工的質(zhì)量，是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ姆乔蚯鎾伖夥椒?參見文獻:1、計時鳴，張利，金明生，李研彪，萬躍華.氣囊拋光技術(shù)及其研究現(xiàn)狀[J]，機電工程，2010，27 (5):1-12)。
[0003]氣囊拋光的去除函數(shù)呈類高斯分布，但是隨著拋光時間和次數(shù)的增加，氣囊和拋光墊往往都會磨損。在拋光過程中，氣囊或拋光墊的磨損會導致氣囊拋光工具表面不再是球面，引起拋光工具與工件接觸區(qū)域的變化，影響去除函數(shù)的形狀，從而導致拋光加工精度和加工的不確定性。氣囊磨損后為了保證加工精度，通常只有更換新的拋光氣囊，這造成了成本增加和材料浪費。
[0004]通過對氣囊拋光工具表面球面度的檢測，確定氣囊拋光工具上需要修整的區(qū)域，并采用杯狀砂輪作為修整器對其進行修整；再檢測修整后的氣囊拋光工具能否滿足加工要求，進一步指導拋光工具的修整工作。針對上述情況，發(fā)明了一種氣囊拋光工具表面檢測與修整的復合裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對氣囊拋光中氣囊工具磨損等上述問題，提供一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置。
[0006]本發(fā)明設有升降電機、轉(zhuǎn)動板、滑塊、連接板、定位螺栓、修整器電機、液壓脹套、擺動板、支座、旋轉(zhuǎn)電機、通氣孔、氣囊拋光工具、修整器、轉(zhuǎn)軸、測頭、擺動電機；所述液壓脹套設在擺動板上，氣囊拋光工具固定于液壓脹套上，液壓脹套由固定在擺動板下方的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，帶動氣囊拋光工具繞軸線旋轉(zhuǎn)，液壓脹套上設有通氣孔，通氣孔用于在檢測和修整過程中對氣囊拋光工具充氣，模擬加工時的狀態(tài)；擺動板設于支座上并與擺動電機軸相連，由擺動電機驅(qū)動擺動板在一定角度范圍內(nèi)擺動；升降電機設在支座上，升降電機采用絲桿傳動與滑塊連接并使滑塊作上下升降運動，連接板固定在滑塊上，連接板上方設有兩個定位孔，轉(zhuǎn)動板與轉(zhuǎn)軸連接，并能夠繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；通過定位螺栓將轉(zhuǎn)動板固定在連接板上兩個不同位置，即可分別實現(xiàn)對氣囊拋光工具表面的檢測和修整。測頭安裝在轉(zhuǎn)動板一端，轉(zhuǎn)動板另一端安裝修整器電機及修整器。
[0007]所述升降電機上可設有升降電機連接座，升降電機連接座固定在支座上；所述升降電機最好采用具有抱閘制動裝置的升降電機。
[0008]所述修整器電機的底部可設有修整器電機連接座。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)電機的底部可設有旋轉(zhuǎn)電機連接座。
[0010]所述擺動電機的底部可設有擺動電機連接座。
[0011]所述修整器可采用杯狀砂輪等，可以根據(jù)不同氣囊拋光工具的半徑，更換不同型號的杯狀砂輪作為修整器，來滿足修整的要求。
[0012]本發(fā)明可采用立式結(jié)構(gòu)設計。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點:
[0014]由于拋光氣囊充氣后的柔性，對氣囊工具進行修整，采用具有高速旋轉(zhuǎn)運動的磨削方式。根據(jù)氣囊工具形狀為球形結(jié)構(gòu)的特點，選用杯狀砂輪作為修整器，以圓弧包絡的方式實現(xiàn)氣囊工具的修整。液壓脹套具有性能好、同軸度高、工作穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點，通過合理設計液壓脹套的結(jié)構(gòu)尺寸，來保證不同型號的氣囊拋光工具球心位于擺動軸線上，即可對多種半徑的氣囊拋光工具進行檢測和修整。目前氣囊拋光加工中常用的氣囊半徑包括40mm, 80mm, 160mm,在檢測和修整不同規(guī)格的氣囊拋光工具時，選用不同的液壓脹套和修整砂輪，即可對不同規(guī)格的氣囊拋光工具進行檢測和修整。
[0015]氣囊拋光工具表面檢測與修整的復合裝置的傳動方式包括聯(lián)軸器傳動和絲杠傳動。氣囊拋光工具表面檢測與修整的復合裝置為立式結(jié)構(gòu)，占用空間較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實施例檢測氣囊拋光工具的工作狀態(tài)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實施例修整氣囊拋光工具的工作狀態(tài)示意圖。
[0020]以下給出圖1?4中各主要配件的標記:
[0021]1-升降電機、2-升降電機連接座、3-轉(zhuǎn)動板、4-滑塊、5-連接板、6-定位螺栓、7-修整器電機、8-修整器電機連接座、9-液壓脹套、10-擺動板、11-支座、12-旋轉(zhuǎn)電機、13-通氣孔、14-氣囊拋光工具、15-修整器、16-轉(zhuǎn)軸、17-測頭、18-旋轉(zhuǎn)電機連接座、19-擺動電機、20-擺動電機連接座；G-進給運動方向，S-砂輪旋轉(zhuǎn)方向，A-修理砂輪，B-擺動方向。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0023]參見圖1?4，本發(fā)明實施例設有升降電機1、升降電機連接座2、轉(zhuǎn)動板3、滑塊4、連接板5、定位螺栓6、修整器電機7、修整器電機連接座8、液壓脹套9、擺動板10、支座11、旋轉(zhuǎn)電機12、通氣孔13、氣囊拋光工具14、修整器15、轉(zhuǎn)軸16、測頭17、旋轉(zhuǎn)電機連接座18、擺動電機19和擺動電機連接座20。
[0024]所述液壓脹套9設在擺動板10上，氣囊拋光工具14固定于液壓脹套9上，液壓脹套9由固定在擺動板10下方的旋轉(zhuǎn)電機12驅(qū)動，帶動氣囊拋光工具14繞軸線旋轉(zhuǎn)，液壓脹套9上設有通氣孔13，通氣孔13用于在檢測和修整過程中對氣囊拋光工具14充氣，模擬加工時的狀態(tài)；擺動板10設于支座11上并與擺動電機19軸相連，由擺動電機19驅(qū)動擺動板10在一定角度范圍內(nèi)擺動；升降電機I設在支座11上，升降電機I采用絲桿傳動與滑塊4連接并使滑塊4作上下升降運動，連接板5固定在滑塊4上，連接板5上方設有兩個定位孔，轉(zhuǎn)動板3與轉(zhuǎn)軸16連接，并能夠繞轉(zhuǎn)軸16旋轉(zhuǎn)；通過定位螺栓6將轉(zhuǎn)動板3固定在連接板5上兩個不同位置，即可分別實現(xiàn)對氣囊拋光工具表面的檢測和修整。測頭17安裝在轉(zhuǎn)動板3 —端，轉(zhuǎn)動板3另一端安裝修整器電機7及修整器15。所述升降電機I上設有升降電機連接座2，升降電機連接座2固定在支座11上；所述升降電機最好采用具有抱閘制動裝置的升降電機。所述修整器電機7的底部設有修整器電機連接座8。所述旋轉(zhuǎn)電機12的底部設有旋轉(zhuǎn)電機連接座18。所述擺動電機19的底部設有擺動電機連接座20。
[0025]所述修整器15采用杯狀砂輪，可以根據(jù)不同氣囊拋光工具的半徑，更換不同型號的杯狀砂輪作為修整器，來滿足修整的要求。
[0026]本發(fā)明可采用立式結(jié)構(gòu)設計。
[0027]以下給出本發(fā)明的工作原理:
[0028]檢測前，先將轉(zhuǎn)動板3上的測頭17 —側(cè)指向氣囊拋光工具14，通過定位螺栓6將轉(zhuǎn)動板3固定在連接板5上。將氣囊拋光工具14固定在液壓脹套9上，并保證氣囊拋光工具14的球心位于擺動軸的軸線上，且擺動板10處于水平位置，然后通過液壓脹套9上的通氣孔13對氣囊拋光工具14充氣，模擬出氣囊拋光工具14加工時的狀態(tài)。檢測時，升降電機I驅(qū)動滑塊4向下運動，直至測頭17接觸到氣囊拋光工具14表面，升降電機I抱閘，之后擺動電機19驅(qū)動擺動板10做一定角度的來回擺動，且保證氣囊邊緣位置被檢測到，通過外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即可測得氣囊拋光工具14上一條母線的面型。之后升降電機I控制滑塊4向上移動，使得測頭17離開氣囊拋光工具14的表面，旋轉(zhuǎn)電機12驅(qū)動氣囊拋光工具14旋轉(zhuǎn)30°，升降電機I再驅(qū)動滑塊4向下運動，直至測頭17接觸到氣囊拋光工具14表面，并重復上述檢測過程。每隔30°測量得到一組數(shù)據(jù)，經(jīng)過12次檢測之后，通過外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即可測得氣囊拋光工具14上12條母線的數(shù)據(jù)。檢測完畢后，將每一條母線上獲得的數(shù)據(jù)使用最小二乘法進行擬合圓，通過計算每一條母線上的圓度來間接獲取其球面度。而且將多條母線數(shù)據(jù)擬合得到的圓的半徑按取平均值的方法來確定氣囊拋光工具14表面的球面半徑。
[0029]檢測之后，通過控制旋轉(zhuǎn)電機12和擺動電機19，即可使氣囊拋光工具14上需要修整的區(qū)域位于豎直方向上。再轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動板3使得修整器15 —側(cè)指向氣囊拋光工具14，通過定位螺栓6將轉(zhuǎn)動板3固定在連接板5上?？刂粕惦姍CI驅(qū)動滑塊4向下運動，修整器15做進給運動，同時修整器電機7驅(qū)動修整器15旋轉(zhuǎn)，對氣囊拋光工具14表面進行修整。
[0030]修整后再對氣囊拋光工具14表面進行檢測，確定氣囊拋光工具14表面球面度是否滿足氣囊拋光加工的要求。若滿足要求，則可用于加工；若不滿足要求，則需要重復修整與檢測步驟。在圖4中，標記G為進給運動方向，S為砂輪旋轉(zhuǎn)方向，A為修理砂輪，B為擺動方向。
【權(quán)利要求】
1.一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置，其特征在于設有升降電機、轉(zhuǎn)動板、滑塊、連接板、定位螺栓、修整器電機、液壓脹套、擺動板、支座、旋轉(zhuǎn)電機、通氣孔、氣囊拋光工具、修整器、轉(zhuǎn)軸、測頭、擺動電機；所述液壓脹套設在擺動板上，氣囊拋光工具固定于液壓脹套上，液壓脹套由固定在擺動板下方的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，帶動氣囊拋光工具繞軸線旋轉(zhuǎn)，液壓脹套上設有通氣孔，通氣孔用于在檢測和修整過程中對氣囊拋光工具充氣，模擬加工時的狀態(tài)；擺動板設于支座上并與擺動電機軸相連，由擺動電機驅(qū)動擺動板在一定角度范圍內(nèi)擺動；升降電機設在支座上，升降電機采用絲桿傳動與滑塊連接并使滑塊作上下升降運動，連接板固定在滑塊上，連接板上方設有兩個定位孔，轉(zhuǎn)動板與轉(zhuǎn)軸連接，并能夠繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；通過定位螺栓將轉(zhuǎn)動板固定在連接板上兩個不同位置；測頭安裝在轉(zhuǎn)動板一端，轉(zhuǎn)動板另一端安裝修整器電機及修整器。
2.如權(quán)利要求1所述一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置，其特征在于所述升降電機上設有升降電機連接座，升降電機連接座固定在支座上。
3.如權(quán)利要求1所述一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置，其特征在于所述升降電機采用具有抱閘制動裝置的升降電機。
4.如權(quán)利要求1所述一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置，其特征在于所述修整器電機的底部設有修整器電機連接座。
5.如權(quán)利要求1所述一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)電機的底部設有旋轉(zhuǎn)電機連接座。
6.如權(quán)利要求1所述一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置，其特征在于所述擺動電機的底部設有擺動電機連接座。
7.如權(quán)利要求1所述一種氣囊拋光工具表面檢測與修整復合裝置，其特征在于所述修整器采用杯狀砂輪。
【文檔編號】B24B53/12GK103433849SQ201310383299
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】郭隱彪, 王春錦, 梁愷 申請人:廈門大學