一種氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整復(fù)合裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整復(fù)合裝置，涉及氣囊拋光工具。設(shè)有升降電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)板、滑塊、連接板、定位螺栓、修整器電機(jī)、液壓脹套、擺動(dòng)板、支座、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、通氣孔、氣囊拋光工具、修整器、轉(zhuǎn)軸、測(cè)頭、擺動(dòng)電機(jī)；液壓脹套設(shè)在擺動(dòng)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(dòng)板下方的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，液壓脹套上設(shè)有通氣孔；擺動(dòng)板設(shè)于支座上并與擺動(dòng)電機(jī)軸相連；升降電機(jī)設(shè)在支座上，升降電機(jī)采用絲桿傳動(dòng)與滑塊連接并使滑塊作上下升降運(yùn)動(dòng)，連接板固定在滑塊上，連接板上方設(shè)有兩個(gè)定位孔，轉(zhuǎn)動(dòng)板與轉(zhuǎn)軸連接；通過(guò)定位螺栓將轉(zhuǎn)動(dòng)板固定在連接板上兩個(gè)不同位置；測(cè)頭安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)板一端，轉(zhuǎn)動(dòng)板另一端安裝修整器電機(jī)及修整器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整復(fù)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(cè)與修整復(fù)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(duì)曲面進(jìn)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(guò)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(lèi)似陀螺的“進(jìn)動(dòng)”運(yùn)動(dòng)，拋光時(shí)氣囊拋光頭的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與工件拋光點(diǎn)的法線(xiàn)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(gè)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(jiàn)文獻(xiàn):1、計(jì)時(shí)鳴，張利，金明生，李研彪，萬(wàn)躍華.氣囊拋光技術(shù)及其研究現(xiàn)狀[J]，機(jī)電工程，2010，27 (5):1-12)。
[0003]氣囊拋光的去除函數(shù)呈類(lèi)高斯分布，但是隨著拋光時(shí)間和次數(shù)的增加，氣囊和拋光墊往往都會(huì)磨損。在拋光過(guò)程中，氣囊或拋光墊的磨損會(huì)導(dǎo)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(dǎo)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(fèi)。
[0004]通過(guò)對(duì)氣囊拋光工具表面球面度的檢測(cè)，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(duì)其進(jìn)行修整；再檢測(cè)修整后的氣囊拋光工具能否滿(mǎn)足加工要求，進(jìn)一步指導(dǎo)拋光工具的修整工作。針對(duì)上述情況，發(fā)明了一種氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整的復(fù)合裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)氣囊拋光中氣囊工具磨損等上述問(wèn)題，提供一種氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整復(fù)合裝置。
[0006]本發(fā)明設(shè)有升降電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)板、滑塊、連接板、定位螺栓、修整器電機(jī)、液壓脹套、擺動(dòng)板、支座、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、通氣孔、氣囊拋光工具、修整器、轉(zhuǎn)軸、測(cè)頭、擺動(dòng)電機(jī)；所述液壓脹套設(shè)在擺動(dòng)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(dòng)板下方的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)氣囊拋光工具繞軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，液壓脹套上設(shè)有通氣孔，通氣孔用于在檢測(cè)和修整過(guò)程中對(duì)氣囊拋光工具充氣，模擬加工時(shí)的狀態(tài)；擺動(dòng)板設(shè)于支座上并與擺動(dòng)電機(jī)軸相連，由擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)；升降電機(jī)設(shè)在支座上，升降電機(jī)采用絲桿傳動(dòng)與滑塊連接并使滑塊作上下升降運(yùn)動(dòng)，連接板固定在滑塊上，連接板上方設(shè)有兩個(gè)定位孔，轉(zhuǎn)動(dòng)板與轉(zhuǎn)軸連接，并能夠繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；通過(guò)定位螺栓將轉(zhuǎn)動(dòng)板固定在連接板上兩個(gè)不同位置，即可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)氣囊拋光工具表面的檢測(cè)和修整。測(cè)頭安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)板一端，轉(zhuǎn)動(dòng)板另一端安裝修整器電機(jī)及修整器。
[0007]所述升降電機(jī)上可設(shè)有升降電機(jī)連接座，升降電機(jī)連接座固定在支座上；所述升降電機(jī)最好采用具有抱閘制動(dòng)裝置的升降電機(jī)。
[0008]所述修整器電機(jī)的底部可設(shè)有修整器電機(jī)連接座。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的底部可設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接座。
[0010]所述擺動(dòng)電機(jī)的底部可設(shè)有擺動(dòng)電機(jī)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(hào)的杯狀砂輪作為修整器，來(lái)滿(mǎn)足修整的要求。
[0012]本發(fā)明可采用立式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn):
[0014]由于拋光氣囊充氣后的柔性，對(duì)氣囊工具進(jìn)行修整，采用具有高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的磨削方式。根據(jù)氣囊工具形狀為球形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選用杯狀砂輪作為修整器，以圓弧包絡(luò)的方式實(shí)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(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)液壓脹套的結(jié)構(gòu)尺寸，來(lái)保證不同型號(hào)的氣囊拋光工具球心位于擺動(dòng)軸線(xiàn)上，即可對(duì)多種半徑的氣囊拋光工具進(jìn)行檢測(cè)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(cè)和修整不同規(guī)格的氣囊拋光工具時(shí)，選用不同的液壓脹套和修整砂輪，即可對(duì)不同規(guī)格的氣囊拋光工具進(jìn)行檢測(cè)和修整。
[0015]氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整的復(fù)合裝置的傳動(dòng)方式包括聯(lián)軸器傳動(dòng)和絲杠傳動(dòng)。氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整的復(fù)合裝置為立式結(jié)構(gòu)，占用空間較小。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)氣囊拋光工具的工作狀態(tài)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí)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(biāo)記:
[0021]1-升降電機(jī)、2-升降電機(jī)連接座、3-轉(zhuǎn)動(dòng)板、4-滑塊、5-連接板、6-定位螺栓、7-修整器電機(jī)、8-修整器電機(jī)連接座、9-液壓脹套、10-擺動(dòng)板、11-支座、12-旋轉(zhuǎn)電機(jī)、13-通氣孔、14-氣囊拋光工具、15-修整器、16-轉(zhuǎn)軸、17-測(cè)頭、18-旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接座、19-擺動(dòng)電機(jī)、20-擺動(dòng)電機(jī)連接座；G-進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向，S-砂輪旋轉(zhuǎn)方向，A-修理砂輪，B-擺動(dòng)方向。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023]參見(jiàn)圖1?4，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)有升降電機(jī)1、升降電機(jī)連接座2、轉(zhuǎn)動(dòng)板3、滑塊4、連接板5、定位螺栓6、修整器電機(jī)7、修整器電機(jī)連接座8、液壓脹套9、擺動(dòng)板10、支座11、旋轉(zhuǎn)電機(jī)12、通氣孔13、氣囊拋光工具14、修整器15、轉(zhuǎn)軸16、測(cè)頭17、旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接座18、擺動(dòng)電機(jī)19和擺動(dòng)電機(jī)連接座20。
[0024]所述液壓脹套9設(shè)在擺動(dòng)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(dòng)板10下方的旋轉(zhuǎn)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)氣囊拋光工具14繞軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，液壓脹套9上設(shè)有通氣孔13，通氣孔13用于在檢測(cè)和修整過(guò)程中對(duì)氣囊拋光工具14充氣，模擬加工時(shí)的狀態(tài)；擺動(dòng)板10設(shè)于支座11上并與擺動(dòng)電機(jī)19軸相連，由擺動(dòng)電機(jī)19驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板10在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)；升降電機(jī)I設(shè)在支座11上，升降電機(jī)I采用絲桿傳動(dòng)與滑塊4連接并使滑塊4作上下升降運(yùn)動(dòng)，連接板5固定在滑塊4上，連接板5上方設(shè)有兩個(gè)定位孔，轉(zhuǎn)動(dòng)板3與轉(zhuǎn)軸16連接，并能夠繞轉(zhuǎn)軸16旋轉(zhuǎn)；通過(guò)定位螺栓6將轉(zhuǎn)動(dòng)板3固定在連接板5上兩個(gè)不同位置，即可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)氣囊拋光工具表面的檢測(cè)和修整。測(cè)頭17安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)板3 —端，轉(zhuǎn)動(dòng)板3另一端安裝修整器電機(jī)7及修整器15。所述升降電機(jī)I上設(shè)有升降電機(jī)連接座2，升降電機(jī)連接座2固定在支座11上；所述升降電機(jī)最好采用具有抱閘制動(dòng)裝置的升降電機(jī)。所述修整器電機(jī)7的底部設(shè)有修整器電機(jī)連接座8。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)12的底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接座18。所述擺動(dòng)電機(jī)19的底部設(shè)有擺動(dòng)電機(jī)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(hào)的杯狀砂輪作為修整器，來(lái)滿(mǎn)足修整的要求。
[0026]本發(fā)明可采用立式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0027]以下給出本發(fā)明的工作原理:
[0028]檢測(cè)前，先將轉(zhuǎn)動(dòng)板3上的測(cè)頭17 —側(cè)指向氣囊拋光工具14，通過(guò)定位螺栓6將轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)軸的軸線(xiàn)上，且擺動(dòng)板10處于水平位置，然后通過(guò)液壓脹套9上的通氣孔13對(duì)氣囊拋光工具14充氣，模擬出氣囊拋光工具14加工時(shí)的狀態(tài)。檢測(cè)時(shí)，升降電機(jī)I驅(qū)動(dòng)滑塊4向下運(yùn)動(dòng)，直至測(cè)頭17接觸到氣囊拋光工具14表面，升降電機(jī)I抱閘，之后擺動(dòng)電機(jī)19驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板10做一定角度的來(lái)回?cái)[動(dòng)，且保證氣囊邊緣位置被檢測(cè)到，通過(guò)外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即可測(cè)得氣囊拋光工具14上一條母線(xiàn)的面型。之后升降電機(jī)I控制滑塊4向上移動(dòng)，使得測(cè)頭17離開(kāi)氣囊拋光工具14的表面，旋轉(zhuǎn)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)氣囊拋光工具14旋轉(zhuǎn)30°，升降電機(jī)I再驅(qū)動(dòng)滑塊4向下運(yùn)動(dòng)，直至測(cè)頭17接觸到氣囊拋光工具14表面，并重復(fù)上述檢測(cè)過(guò)程。每隔30°測(cè)量得到一組數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)12次檢測(cè)之后，通過(guò)外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即可測(cè)得氣囊拋光工具14上12條母線(xiàn)的數(shù)據(jù)。檢測(cè)完畢后，將每一條母線(xiàn)上獲得的數(shù)據(jù)使用最小二乘法進(jìn)行擬合圓，通過(guò)計(jì)算每一條母線(xiàn)上的圓度來(lái)間接獲取其球面度。而且將多條母線(xiàn)數(shù)據(jù)擬合得到的圓的半徑按取平均值的方法來(lái)確定氣囊拋光工具14表面的球面半徑。
[0029]檢測(cè)之后，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)12和擺動(dòng)電機(jī)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(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)板3使得修整器15 —側(cè)指向氣囊拋光工具14，通過(guò)定位螺栓6將轉(zhuǎn)動(dòng)板3固定在連接板5上?？刂粕惦姍C(jī)I驅(qū)動(dòng)滑塊4向下運(yùn)動(dòng)，修整器15做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同時(shí)修整器電機(jī)7驅(qū)動(dòng)修整器15旋轉(zhuǎn)，對(duì)氣囊拋光工具14表面進(jìn)行修整。
[0030]修整后再對(duì)氣囊拋光工具14表面進(jìn)行檢測(cè)，確定氣囊拋光工具14表面球面度是否滿(mǎn)足氣囊拋光加工的要求。若滿(mǎn)足要求，則可用于加工；若不滿(mǎn)足要求，則需要重復(fù)修整與檢測(cè)步驟。在圖4中，標(biāo)記G為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向，S為砂輪旋轉(zhuǎn)方向，A為修理砂輪，B為擺動(dòng)方向。
【權(quán)利要求】
1.一種氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整復(fù)合裝置，其特征在于設(shè)有升降電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)板、滑塊、連接板、定位螺栓、修整器電機(jī)、液壓脹套、擺動(dòng)板、支座、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、通氣孔、氣囊拋光工具、修整器、轉(zhuǎn)軸、測(cè)頭、擺動(dòng)電機(jī)；所述液壓脹套設(shè)在擺動(dòng)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(dòng)板下方的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)氣囊拋光工具繞軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，液壓脹套上設(shè)有通氣孔，通氣孔用于在檢測(cè)和修整過(guò)程中對(duì)氣囊拋光工具充氣，模擬加工時(shí)的狀態(tài)；擺動(dòng)板設(shè)于支座上并與擺動(dòng)電機(jī)軸相連，由擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)；升降電機(jī)設(shè)在支座上，升降電機(jī)采用絲桿傳動(dòng)與滑塊連接并使滑塊作上下升降運(yùn)動(dòng)，連接板固定在滑塊上，連接板上方設(shè)有兩個(gè)定位孔，轉(zhuǎn)動(dòng)板與轉(zhuǎn)軸連接，并能夠繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；通過(guò)定位螺栓將轉(zhuǎn)動(dòng)板固定在連接板上兩個(gè)不同位置；測(cè)頭安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)板一端，轉(zhuǎn)動(dòng)板另一端安裝修整器電機(jī)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(cè)與修整復(fù)合裝置，其特征在于所述升降電機(jī)上設(shè)有升降電機(jī)連接座，升降電機(jī)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(cè)與修整復(fù)合裝置，其特征在于所述升降電機(jī)采用具有抱閘制動(dòng)裝置的升降電機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述一種氣囊拋光工具表面檢測(cè)與修整復(fù)合裝置，其特征在于所述修整器電機(jī)的底部設(shè)有修整器電機(jī)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(cè)與修整復(fù)合裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(cè)與修整復(fù)合裝置，其特征在于所述擺動(dòng)電機(jī)的底部設(shè)有擺動(dòng)電機(jī)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(cè)與修整復(fù)合裝置，其特征在于所述修整器采用杯狀砂輪。
【文檔編號(hào)】B24B53/12GK103433849SQ201310383299
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:廈門(mén)大學(xué)