一种自适应调节的打磨装置

1.本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种自适应调节的打磨装置。


背景技术：

2.在现代化工业中，越来越多的生产设备趋向智能化、机械化生产，以完成更为精细化的生产加工操作，进一步地提高生产效率。而为了达到这一目的，需要将计算机与自动化设备联通，即通过计算机控制自动化设备的操作过程，进而实现对于工件生产、加工等一系列的自动化操作。
3.在工业生产中，有一种工序就是对于工件的表面打磨过程，用于实现防腐或者表面光滑处理的效果，而一般的零件或者工件的打磨是比较容易实现且易于控制。但是，对于一些结构特殊的工件而言，特别是锥形工件的内壁而言，由于其内壁表面为斜面且不平整，因此一般的打磨设备往往难以起到良好的效果。因此很多情况下依赖于人工进行辅助操作，导致工作效率无法得到有效提升。
4.另外，对于这些锥形内壁的打磨而言，更为困难的是如何根据不同类型的锥形工件而调整其打磨接触的压力，从而得到更加有针对性、特异性的研磨表面的效果，进而提升产品的丰富性。然而，由于此种工件打磨较为精细，仅凭人工操作，不仅存在较大误差，且很难实现精细化的自动化调节，工件生产效率依赖于高水平工匠，不仅成本过高，产值也无法提升。


技术实现要素：

5.本发明提供一种自适应调节的打磨装置，解决了现有的打磨设备无法根据打磨工件的打磨面进行适应性调整，打磨难度高、工件生产效率低的技术问题。
6.为解决以上技术问题，本发明提供一种自适应调节的打磨装置，包括主控模块、机架，以及安装在所述机架上的弹性组件、摆动组件、打磨组件；所述主控模块与所述弹性组件、摆动组件、所述打磨组件通信连接，所述弹性组件与所述摆动组件机械连接，所述摆动组件外侧设有正对所述打磨组件的工件安装位；
7.所述主控模块用于在判断到存在待打磨工件时，驱动所述弹性组件、摆动组件、所述打磨组件进入打磨工序；
8.所述摆动组件用于固定待打磨工件，并响应所述主控模块的驱动带动所述待打磨工件旋转进入待打磨状态；
9.所述打磨组件用于响应所述主控模块的驱动，沿着待打磨工件的打磨面进行移动打磨；
10.所述弹性组件用于响应所述主控模块的驱动，控制所述摆动组件进行摆动运动，进而调节待打磨工件与打磨组件之间的打磨压力。
11.本基础方案在原本的打磨装置中新增弹性组件、摆动组件，并将打磨组件、弹性组件与主控模块电性连接，将待打磨工件固定在摆动组件上，当主控模块检测到待打磨工件
时，根据内部预设的打磨流程，分别控制打磨组件与待打磨工件接触、控制弹性组件驱动摆动组件进行摆动运动，进而调节待打磨工件与打磨组件之间的打磨压力，两者同步实施，有效提高打磨过程中的操作稳定性以及精度，进一步提高工件的生产效率。
12.在进一步的实施方案中，所述弹性组件包括第一安装支架，以及安装在所述第一安装支架上的第一驱动组件和调距结构，所述第一驱动组件与所述调距结构机械连接，所述调距结构的末端与所述摆动组件机械连接；
13.所述传动结构包括第一电机、主动轮、从动轮、固定支架，所述第一电机固定在所述第一安装支架上，所述主动轮安装在所述第一电机的转动轴上、与所述从动轮啮合连接，所述从动轮套接在所述调距结构上，所述调距结构活动安装在所述固定支架上。
14.在进一步的实施方案中，所述调距结构包括机械连接丝杆结构、调节桶体、调节弹簧、连接杆；所述丝杆结构的一端套接所述从动轮后与所述固定支架活动安装，另一端与所述调节桶体螺接；所述连接杆的一端可滑动地安装在所述调节桶体内，并与所述调节弹簧外包络连接，其末端设有限位结构，另一端与所述摆动组件机械连接；
15.所述丝杆结构的一端为遍布螺纹的柱体，所述柱体上套设所述从动轮后与所述固定支架活动连接，所述丝杆结构的另一端为具备螺纹底座，其底部为饼状底盘、上部为遍布螺纹的圆形底座。
16.本方案设置简单的第一电机、主动轮、从动轮组成传动结构，执行主控模块的控制指令，利用调距结构将转动幅度转换为直线距离，进而通过调整调距结构与摆动组件的间距，控制摆动组件在预定方向上摆动。设置机械连接丝杆结构、调节桶体、调节弹簧、连接杆组成调距结构，利用丝杆的螺旋移动，将旋转幅度转化为直线距离，使得连接杆在一定方向上前后移动，进而带动摆动组件摆动，设置调节桶体、调节弹簧则可扩大连接杆的移动范围，进而扩大调距范围。
17.在进一步的实施方案中，所述摆动组件包括第二安装支架、第二驱动组件和摆动框体；
18.所述第二安装支架为固定在所述机架上的u形支撑杆；
19.所述摆动框体为倒u形框体，其顶部与所述弹性组件机械连接，两端分别与所述支撑座的两端活动连接；
20.所述第二驱动组件包括第二电机、动力主轮、动力副轮，所述第二电机固定在所述第二安装支架外侧，其转轴贯穿所述支撑杆的两端；所述动力主轮与所述第二电机的转轴轴接，固定在所述第二安装支架内侧；所述动力副轮中部设有轮轴，所述轮轴一端活动安装在所述摆动框体内侧，另一端贯穿所述摆动框体形成工件安装位，所述动力副轮与所述动力主轮啮合连接。
21.本方案设置第二安装支架、第二驱动组件和摆动框体组成摆动组件，利用第二驱动组件的动力驱动功能带动待打磨工件转动，提供打磨动力；将待打磨工件固定在摆动框体上，可控制待打磨工件随着摆动框体摆动，有效调节待打磨工件与打磨组件之间的接触压力。
22.在进一步的实施方案中，所述打磨组件包括第三安装支架，以及固定在所述第三安装支架上的轴向移动结构、转动结构和打磨结构；所述转动结构可移动地所述轴向移动结构上，所述打磨结构与所述转动结构轴接；
23.所述轴向移动结构用于带动所述转动结构进行轴向移动，控制所述打磨结构接近或远离待打磨工件；
24.所述打磨结构在所述转动结构的带动下进行转动，对待打磨工件进行打磨。
25.所述轴向移动结构包括基础块、滑动块、轴向电机、轴向丝杆；所述基础块安装所述第三安装支架顶端，其顶面设有滑动凹槽，所述转动结构嵌入安装在是滑动凹槽内；所述轴向丝杆安装在所述滑动凹槽内，一端套设连接所述滑动块，另一端穿过所述基础块的内壁与所述轴向电机连接。
26.在进一步的实施方案中，所述转动结构包括转动电机和转动轴杆，所述转动轴杆活动安装在所述滑动块上，一端与所述转动电机连接，另一端与所述打磨结构连接。
27.本方案设置两组动力结构“转动结构 轴向移动结构”，一方面在转动结构的动力驱动下带动打磨结构进行转动，对待打磨工件进行打磨；另一方面利用轴向移动结构的轴向移动功能，带动转动结构进行轴向移动，控制打磨结构接近或远离待打磨工件，充分贴合待打磨工件的打磨面，配合摆动组件实现多位移的全面打磨功能。
28.在进一步的实施方案中，本发明还包括制动组件，所述制动组件安装在所述机架上，与所述动力主轮轴接；所述制动组件包括依次连接的制动块、翻转板、驱动件和制动圆环，所述制动块固定在所述机架上，所述翻转板的一端与所述制动块连接，另一端所述驱动件连接；所述驱动件与所述动力主轮的转轴连接；所述制动圆环套接在所述动力主轮的转轴上，安装在所述驱动件与所述第二安装支架之间；
29.所述驱动件用于将接收到的外部制动力转换为与所述动力主轮转轴的摩擦力，限制所述动力主轮的转动；
30.所述翻转板用于在所述驱动件的带动下，卡紧所述制动圆环，控制所述制动圆环与所述动力主轮转轴紧密连接，进而限制所述动力主轮的转动；
31.所述制动块用于带动所述翻转板复位，与所述制动圆环分离。
32.在进一步的实施方案中，所述制动块的一端固定在所述机架上，另一端延伸为手柄状的复位支架，所述复位支架外侧设有固定凸起轴、限位杆体，末端安装有复位弹簧；所述翻转板包括前端的连接端、中部的铰接环部和尾端的卡合端；
33.所述连接端与所述复位弹簧连接；所述铰接环部为向上隆起的环形卡位，与所述固定凸起轴嵌合，所述限位杆体与所述固定凸起轴相邻、紧贴所述铰接环部的外壁；所述卡合端上部设有向上隆起的环形卡位形成的连接环部，以及嵌入所述连接环部的连接轴体，下部设有卡合部，所述卡合部为贴合所述制动圆环的卡合弧形板。
34.在进一步的实施方案中，所述驱动件包括驱动手柄、卡紧块、环形体；所述卡紧块为环形体，其内环设置为偏心孔并与所述动力主轮的转轴套接；所述驱动手柄的一端固定在所述卡紧块上；所述环形体嵌套在所述卡紧块外侧，其顶部设有连接杆，所述连接杆的末端设有轴接通孔，所述轴接通孔与所述连接轴体轴接。
35.本方案根据打磨过程中的实际情况，设置了制动组件，包括依次连接的制动块、翻转板、驱动件和制动圆环，其中制动块、翻转板、驱动件组建为第一制动机制，制动圆环成为第二制动机制。在从制动块处得到制动需求，制动块直接在外力的驱动下卡紧动力主轮的转轴，从而限制待打磨工件的转动；同时在与翻转板的联动下，使得翻转板卡紧制动圆环，促使制动圆环进一步地卡紧动力主轮的转轴，实现双位置制动，不仅产生的制动受力均匀，
还可起到快速启动和快速停止作业的功能，可进一步实现间隔时间打磨和间隔区域打磨和启动的功能。
附图说明
36.图1是本发明实施例1提供的一种自适应调节的打磨装置的部分结构图；
37.图2是本发明实施例1提供的图1中的a部放大图；
38.图3是本发明实施例1提供的图1的另一视角图；
39.图4是本发明实施例1提供的图1的部分结构截面图；
40.图5是本发明实施例1提供的图4中的b部放大图；
41.图6是本发明实施例1提供的图1的又一视角图；
42.图7是本发明实施例1提供的图6中的c部放大图；
43.图8是本发明实施例1提供的图1的再一视角图；
44.图9是本发明实施例1提供的图8中的d部放大图；
45.图10是本发明实施例2提供的一种自适应调节的打磨装置的立体结构图；
46.图11是本发明实施例2提供的图10中的e部放大图；
47.图12是本发明实施例2提供的图10的另一视角图；
48.图13是本发明实施例2提供的图12中的f部放大图。
49.其中：主控模块1；机架2；
50.弹性组件3，第一安装支架31、第一驱动组件32，第一电机321、主动轮 322、从动轮323、固定支架324；调距结构33，丝杆结构331、调节桶体332、调节弹簧333、连接杆334；
51.摆动组件4，第二安装支架41，第二驱动组件42，第二电机421、动力主轮422、动力副轮423；摆动框体43；
52.打磨组件5，第三安装支架51，轴向移动结构52，基础块521、滑动块522、轴向电机523、轴向丝杆524；转动结构53，转动电机531，转动轴杆532；打磨结构54；
53.制动组件6，制动块61，固定凸起轴611、限位杆体612、复位弹簧613；翻转板62，连接端621、铰接环部622、卡合端623；驱动件63，驱动手柄631、卡紧块632、环形体633；制动圆环64；
54.待打磨工件7；动力主轮的转轴8。
具体实施方式
55.下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
56.实施例1
57.本发明实施例提供的一种自适应调节的打磨装置，如图1～图9所示，在本实施例中，包括主控模块1、机架2，以及安装在机架2上的弹性组件3、摆动组件4、打磨组件5；主控模块1与弹性组件3、摆动组件4、打磨组件5通信连接，弹性组件3与摆动组件4机械连接，摆动组件4外侧设有正对打磨组件5 的工件安装位；
58.主控模块1用于在判断到存在待打磨工件7时，驱动弹性组件3、摆动组件 4、打磨
组件5进入打磨工序；
59.摆动组件4用于固定待打磨工件7，并响应主控模块1的驱动带动待打磨工件7旋转进入待打磨状态；
60.打磨组件5用于响应主控模块1的驱动，沿着待打磨工件7的打磨面进行移动打磨；
61.弹性组件3用于响应主控模块1的驱动，控制摆动组件4进行摆动运动，进而调节待打磨工件7与打磨组件5之间的打磨压力。
62.在本实施例中，弹性组件3包括第一安装支架31，以及安装在第一安装支架31上的第一驱动组件32和调距结构33，第一驱动组件32与调距结构33机械连接，调距结构33的末端与摆动组件4机械连接；
63.传动结构包括第一电机321、主动轮322、从动轮323、固定支架324，第一电机321固定在第一安装支架31上，主动轮322安装在第一电机321的转动轴上、与从动轮323啮合连接，从动轮323套接在调距结构33上，调距结构33 活动安装在固定支架324上。
64.在本实施例中，调距结构33包括机械连接丝杆结构331、调节桶体332、调节弹簧333、连接杆334；丝杆结构331的一端套接从动轮323后与固定支架 324活动安装，另一端与调节桶体332螺接；连接杆334的一端可滑动地安装在调节桶体332内，并与调节弹簧333外包络连接，其末端设有限位结构，另一端与摆动组件4机械连接；
65.丝杆结构331的一端为遍布螺纹的柱体，柱体上套设从动轮323后与固定支架324活动连接，丝杆结构331的另一端为具备螺纹底座，其底部为饼状底盘、上部为遍布螺纹的圆形底座。
66.本实施例设置简单的第一电机321、主动轮322、从动轮323组成传动结构，执行主控模块1的控制指令，利用调距结构33将转动幅度转换为直线距离，进而通过调整调距结构33与摆动组件4的间距，控制摆动组件4在预定方向上摆动。设置机械连接丝杆结构331、调节桶体332、调节弹簧333、连接杆334组成调距结构33，利用丝杆的螺旋移动，将旋转幅度转化为直线距离，使得连接杆334在一定方向上前后移动，进而带动摆动组件4摆动，设置调节桶体332、调节弹簧333则可扩大连接杆334的移动范围，进而扩大调距范围。
67.在本实施例中，摆动组件4包括第二安装支架41、第二驱动组件42和摆动框体43；
68.第二安装支架41为固定在机架2上的u形支撑杆；
69.摆动框体43为倒u形框体，其顶部与弹性组件3机械连接，两端分别与支撑座的两端活动连接；
70.第二驱动组件42包括第二电机421、动力主轮422、动力副轮423，第二电机421固定在第二安装支架41外侧，其转轴贯穿支撑杆的两端；动力主轮422 与第二电机421的转轴轴接，固定在第二安装支架41内侧；动力副轮423中部设有轮轴，轮轴一端活动安装在摆动框体43内侧，另一端贯穿摆动框体43形成工件安装位，动力副轮423与动力主轮422啮合连接。
71.本实施例设置第二安装支架41、第二驱动组件42和摆动框体43组成摆动组件4，利用第二驱动组件42的动力驱动功能带动待打磨工件7转动，提供打磨动力；将待打磨工件7固定在摆动框体43上，可控制待打磨工件7随着摆动框体43摆动，有效调节待打磨工件7与打磨组件5之间的接触压力。
72.在本实施例中，打磨组件5包括第三安装支架51，以及固定在第三安装支架51上的轴向移动结构52、转动结构53和打磨结构54；转动结构53可移动地轴向移动结构52上，打磨
结构54与转动结构53轴接；
73.轴向移动结构52用于带动转动结构53进行轴向移动，控制打磨结构54接近或远离待打磨工件7；
74.打磨结构54在转动结构53的带动下进行转动，对待打磨工件7进行打磨。
75.轴向移动结构52包括基础块521、滑动块522、轴向电机523、轴向丝杆 524；基础块521安装第三安装支架51顶端，其顶面设有滑动凹槽，转动结构 53嵌入安装在是滑动凹槽内；轴向丝杆524安装在滑动凹槽内，一端套设连接滑动块522，另一端穿过基础块521的内壁与轴向电机523连接。
76.在本实施例中，转动结构53包括转动电机531和转动轴杆532，转动轴杆 532活动安装在滑动块522上，一端与转动电机531连接，另一端与打磨结构 54连接。
77.在本实施例中，打磨结构54为打磨头。
78.本实施例设置两组动力结构“转动结构53 轴向移动结构52”，一方面在转动结构53的动力驱动下带动打磨结构54进行转动，对待打磨工件7进行打磨；另一方面利用轴向移动结构52的轴向移动功能，带动转动结构53进行轴向移动，控制打磨结构54接近或远离待打磨工件7，充分贴合待打磨工件7的打磨面，配合摆动组件4实现多位移的全面打磨功能。
79.以待打磨工件7为锥形工件、其打磨面为锥形工件内表面为例，本实施例提供的打磨装置的工作原理如下：
80.转动电机531被主控模块1驱动，通过转动轴杆532带动打磨结构54转动，使其在待打磨工件7的内壁上进行打磨，同时轴向电机523在主控模块1的驱动下，带动轴向丝杆524进行转动，相应地控制滑动块522进行轴向移动，以带动打磨结构54在待打磨工件7的轴向进行移动，并且在轴向移动中会与待打磨工件7的内壁形成压力。
81.第一电机321响应主控模块1的控制带动主动轮322转动，进而带动从动轮323转动；此时，丝杆结构331在从动轮323的带动下，沿着轴向方向向前或向后移动，使得调节桶体332内的调节弹簧333压缩变形，进而给予所述连接杆334不同的弹性势能，使其向外伸出或向内回缩。
82.此时，第二电机421被主控模块1驱动，依次带动动力主轮422、动力副轮 423；动力副轮423则在转动的过程中驱动待打磨工件7进行转动运动。由于摆动框体43与连接杆334固定连接，因此，在连接杆334伸出或缩回时，摆动框体43进行对应的摆动，起摆动运动为围绕底部位置的动力主轮422的轴杆进行转动，同时使得上侧位置的动力副轮423跟随摆动。从而维持打磨结构54在待打磨工件7的内壁不同环形位置的压力平衡性。
83.其中，动力副轮423摆动时依然保持与动力主轮422的啮合连接状态。
84.本发明实施例在原本的打磨装置中新增弹性组件3、摆动组件4，并将打磨组件5、弹性组件3与主控模块1电性连接，将待打磨工件7固定在摆动组件4 上，当主控模块1检测到待打磨工件7时，根据内部预设的打磨流程，分别控制打磨组件5与待打磨工件7接触、控制弹性组件3驱动摆动组件4进行摆动运动，进而调节待打磨工件7与打磨组件5之间的打磨压力，两者同步实施，有效提高打磨过程中的操作稳定性以及精度，进一步提高工件的生产效率。
85.实施例2
86.本实施例与实施例1的不同之处在于，本发明实施例还包括制动组件6，参见图10
～图13，制动组件6安装在机架2上，与动力主轮422轴接；制动组件6 包括依次连接的制动块61、翻转板62、驱动件63和制动圆环，制动块61固定在机架2上，翻转板62的一端与制动块61连接，另一端驱动件63连接；驱动件63与动力主轮422的转轴8连接；制动圆环套接在动力主轮422的转轴8上，安装在驱动件63与第二安装支架41之间；
87.驱动件63用于将接收到的外部制动力转换为与动力主轮422转轴的摩擦力，限制动力主轮422的转动；
88.翻转板62用于在驱动件63的带动下，卡紧制动圆环，控制制动圆环与动力主轮422转轴紧密连接，进而限制动力主轮422的转动；
89.制动块61用于带动翻转板62复位，与制动圆环分离。
90.在本实施例中，制动块61的一端固定在机架2上，另一端延伸为手柄状的复位支架，复位支架外侧设有固定凸起轴611、限位杆体612，末端安装有复位弹簧613；翻转板62包括前端的连接端621、中部的铰接环部622和尾端的卡合端623；
91.连接端621与复位弹簧613连接；铰接环部622为向上隆起的环形卡位，与固定凸起轴611嵌合，限位杆体612与固定凸起轴611相邻、紧贴铰接环部 622的外壁；卡合端623上部设有向上隆起的环形卡位形成的连接环部，以及嵌入连接环部的连接轴体，下部设有卡合部，卡合部为贴合制动圆环的卡合弧形板。
92.在本实施例中，驱动件63包括驱动手柄631、卡紧块632、环形体633；卡紧块632为环形体633，其内环设置为偏心孔并与动力主轮422的转轴8套接；驱动手柄631的一端固定在卡紧块632上；环形体633嵌套在卡紧块632外侧，其顶部设有连接杆334，连接杆334的末端设有轴接通孔，轴接通孔与连接轴体轴接。
93.本实施例提供的打磨装置中制动组件6的工作原理如下：
94.当打磨装置正常工作时，制动组件6为分离状态，当外部介入需要进行制动时，制动组件6进入制动状态。
95.其中，当制动组件6处于分离状态时。
96.动力主轮422的转轴8带动制动圆环正常转动，与卡紧块632无接触；制动圆环与翻转板62的卡合端623无接触。
97.当制动组件6处于分离状态时，此时，驱动手柄631被控制进行转动(例如工作人员手动带动驱动手柄631转动)，进而带动卡紧块632转动，卡紧块632 的偏心孔转动时则与动力主轮422的转轴8进行接触而起到摩擦制动作用(第一制动机制)。
98.同时，卡紧块632还带动环形体633向下摆动，拉低翻转板62的卡合端623，使其卡合端623卡紧制动圆环，达到制动效果(第二制动机制)。
99.当驱动手柄631脱离控制后，制动块61的复位弹簧613的弹性势能使得翻转板62复位(即使得卡合端623与制动圆环分离)，进而带动驱动件63复位。
100.本实施例根据打磨过程中的实际情况，设置了制动组件6，包括依次连接的制动块61、翻转板62、驱动件63和制动圆环，其中制动块61、翻转板62、驱动件63组建为第一制动机制，制动圆环成为第二制动机制。在从制动块61处得到制动需求，制动块61直接在外力的驱动下卡紧动力主轮422的转轴8，从而限制待打磨工件7的转动；同时在与翻转板62的联动下，使得翻转板62卡紧制动圆环，促使制动圆环进一步地卡紧动力主轮422的转轴8，实现双位置制动，不仅产生的制动受力均匀，还可起到快速启动和快速停止作业的功能，可进一步
实现间隔时间打磨和间隔区域打磨和启动的功能。
101.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。