CN105269458B - 一种半球形气压砂轮自动更换*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半球形气压砂轮自动更换***，包括砂轮更换装置、气压砂轮光整工具和电气控制***。所述的砂轮更换装置内有待换砂轮盘和报废砂轮盘，待换砂轮盘内有新的待更换的气压砂轮，报废砂轮盘用于存放拆下来的报废气压砂轮。更换时，在气压砂轮光整工具和电气控制***的协调与控制下，待换砂轮盘和报废砂轮盘内的砂轮存放孔内的三角尖劈块与气压砂轮上的三角尖劈块相啮合，而在驱动电机的作用下，将报废的气压砂轮卸下，将新的气压砂轮安装上。由于气压砂轮采用密封螺纹连接安装，具有良好的防漏气性和高安装精度，因此克服了动不平衡问题，更提高了气压砂轮光整加工的自动化程度，其优势是显而易见的。
Description
技术领域
本发明属于精密加工技术领域，尤其涉及一种半球形气压砂轮自动更换***。
背景技术
精密加工技术领域中，气压砂轮光整工艺作为一种新兴的加工工艺，以其模具适应性好，仿形能力强，加工效率高等特点而受到国内外学者的广泛关注。作为气压砂轮工具核心部件的气压砂轮采用的是中空的柔性半球形结构，表面固着磨粒。柔性的半球形砂轮使用报废后需要更换，人工手动安装过程费时费力，自动化程度低，同时因为气压砂轮内部为中空的半球形结构，安装时难以保证对心要求，给精密加工带来不便，而且目前传统的气压砂轮安装在光整工具的砂轮安装座上需配以特定的卡箍将其固定，因此在卡箍接头处会有漏气现象，难以真正满足密封要求，并在工作状态下动不平衡，会产生剧烈振颤。由此可见，上述传统人工手动更换方式和结构在应用上存在着难以解决的缺陷。
发明内容
为了克服上述传统人工手动更换方式和结构在应用上难以解决的不足，同时实现自动化、高精确度以及批量化光整加工目的，减少工作人员劳动强度，本发明提供了一种半球形气压砂轮自动更换***。
本发明的技术方案：
一种半球形气压砂轮自动更换***，它包括：砂轮更换装置1，气压砂轮光整工具2和电气控制***3。
所述的砂轮更换装置1包括待换砂轮盘11、报废砂轮盘12、主动齿轮16、第一从动齿轮15、第二从动齿轮17、第一转动轴13、第二转动轴14、安装座19和驱动电机18。所述的报废砂轮盘12用平键和螺母安装在所述的第一转动轴13上，所述的待换砂轮盘11用平键和螺母安装在所述的第二转动轴14上。所述的待换砂轮盘11和报废砂轮盘12上均有至少一个砂轮存放孔K，所述的砂轮存放孔K内侧至少有一个三角尖劈块，三角尖劈块和砂轮盘是一体成型或焊接成型的。所述的第一转动轴13和第二转动轴14通过轴承安装在安装座19上，所述的第一从动齿轮15通过平键安装固定在第二转动轴14上，第二从动齿轮17通过平键安装固定在第一转动轴13上。所述的驱动电机18通过螺钉安装在安装座19上。所述的主动齿轮16通过平键安装固定在所述的驱动电机18输出轴上，所述的主动齿轮16同时与所述的第一从动齿轮15和第二从动齿轮17啮合并能带动同时转动，所述的安装座19是组合件，安装座19上安装所述的第二转动轴14、第一转动轴13和驱动电机18在完成一次气压砂轮更换后，在驱动电机18的驱动下同时完成旋转一定的角度，使待换砂轮盘11上的新气压砂轮处于备用位置，使待报废轮盘12上的下一个砂轮存放孔K也处于备用位置，用于下一次气压砂轮更换。
所述的气压砂轮光整工具2包括半球形气压砂轮21、气压砂轮安装装置22、驱动电机24和机械臂23。所述的半球形气压砂轮21外侧边缘至少有一个三角尖劈块，用于和报废砂轮盘12内的三角尖劈块啮合而限制转动。所述的半球形气压砂轮21内侧有密封螺纹，通过密封螺纹安装在气压砂轮安装装置22下端，所述的密封螺纹旋向和光整加工时气压砂轮转动的方向相反，并能保证内部气压***露。所述的驱动电机24通过螺钉安装在气压砂轮安装装置22上端，并能在所述的电气控制***3的控制下驱动半球形气压砂轮21顺时针或逆时针旋转。所述的气压砂轮安装装置22安装在所述的机械臂23末端，所述的机械臂23按照所述的电气控制***3的要求下完成位置运动。所述的机械臂23是普通的工业机械臂，具有六自由度。
所述的电气控制***3包括气源33、气压控制阀32、控制柜31。在控制柜31的指令下，所述的气源33产生的高压空气经气压控制阀32完成对气压砂轮光整工具2内的气压砂轮21充气。所述的控制柜31控制机械臂23运动至报废砂轮盘12上方使报废的气压砂轮在报废砂轮盘12的砂轮存放孔K内，所述的控制柜31控制气压砂轮光整工具2上的驱动电机24的转动方向，通过所述的气压砂轮21上的三角形尖劈块与报废砂轮盘12内三角形尖劈块啮合从而限制所述的气压砂轮21转动，完成报废的气压砂轮21从所述的气压砂轮光整工具2上拆卸下来。所述的控制柜31控制所述的机械臂23运动至所述的待换砂轮盘11上方，控制柜31控制驱动电机24反向旋转，通过所述的气压砂轮21上的三角形尖劈块与待换砂轮盘11内三角形尖劈块啮合从而限制新的气压砂轮转动，完成新的气压砂轮的安装。所述的控制柜31控制砂轮更换装置1上的驱动电机18转过一定角度，待换砂轮盘11上新的待换气压砂轮便等待下一次更换，报废砂轮盘12内的空位便等待下一次拆卸使用。
本发明的技术构思为：
本发明主要针对气压砂轮光整加工由于目前气压砂轮人工手动更换方法自动化程度低、精度差问题，旨在提高光整加工自动化程度，减少劳动人员工作强度。
当气压砂轮报废需要更换时，控制柜控制气压控制阀停止给气压砂轮充气。然后，控制柜控制机械臂运动使机械臂末端的气压砂轮处于报废砂轮盘的砂轮存放孔内。控制柜改变气压砂轮光整工具上的驱动电机输入电压的正负控制驱动电机反向旋转，由于报废砂轮盘内的三角尖劈块与气压砂轮上的三角尖劈块啮合限制了气压砂轮转动，这便卸下了气压砂轮。
当卸下气压砂轮后，需要安装上新的气压砂轮，这是只需控制机械臂运动至待换砂轮盘上方，控制柜改变气压砂轮光整工具上的驱动电机输入电压的正负控制驱动电机正向旋转。由于报废砂轮盘内的三角尖劈块与气压砂轮上的三角尖劈块啮合限制了气压砂轮转动，这便装上了新的气压砂轮，然后通过控制气压控制阀对新的气压砂轮进行充气。
待安装完成后，控制柜控制砂轮更换装置上的驱动电机转过一定角度，待换砂轮盘上新的待换气压砂轮便等待下一次更换，报废砂轮盘内的空位便等待下一次拆卸使用，这便完成了气压砂轮自动更换。
本发明的有益效果在于：
有效克服手动更换气压砂轮不利于实现自动化的要求，全程自动化操作，减少工作人员的劳动强度，方便简单；本发明提供的气压砂轮全自动换刀装置通过电机正反转更换气压砂轮，密封螺纹连接可靠，气压不易泄露；待换砂轮盘和报废砂轮盘尺寸可加大，砂轮存放孔数量可增多，便可以增加自动更换次数；每次更换气压砂轮的位置不变，控制柜内只需预设一个用于报废气压砂轮拆卸的坐标和一个用于新气压砂轮安装的坐标便可实现连续的自动更换要求。
附图说明
图1是本发明的***结构示意图。
图2是本发明的砂轮更换装置示意图。
图3为本发明的气压砂轮示意图。
具体实施方式
一种半球形气压砂轮自动更换***，它包括：砂轮更换装置1，气压砂轮光整工具2和电气控制***3。
所述的砂轮更换装置1包括待换砂轮盘11、报废砂轮盘12、主动齿轮16、第一从动齿轮15、第二从动齿轮17、第一转动轴13、第二转动轴14、安装座19和驱动电机18。所述的报废砂轮盘12用平键和螺母安装在所述的第一转动轴13上，所述的待换砂轮盘11用平键和螺母安装在所述的第二转动轴14上。所述的待换砂轮盘11和报废砂轮盘12上均有6个圆周均布的砂轮存放孔K，所述的砂轮存放孔K内侧有3个圆周均布的三角尖劈块，三角尖劈块和砂轮盘是一体成型或焊接成型的，且待换砂轮盘11和报废砂轮盘12内的砂轮存放孔K的数量是相同的。所述的第一转动轴13和第二转动轴14通过轴承安装在安装座19上，所述的第一从动齿轮15通过平键安装固定在第二转动轴14上，第二从动齿轮17通过平键安装固定在第一转动轴13上。所述的驱动电机18通过螺钉安装在安装座19上。所述的主动齿轮16与所述的第一从动齿轮15和第二从动齿轮17啮合，所述的第一从动齿轮15和第二从动齿轮17齿数是相同的，在完成一次气压砂轮更换后，在驱动电机18的驱动下同时完成旋转60°，使待换砂轮盘11上的新气压砂轮处于备用位置，使待报废轮盘12上的下一个砂轮存放孔K也处于备用位置，用于下次砂轮更换。
所述的气压砂轮光整工具2包括半球形气压砂轮21、气压砂轮安装装置22、驱动电机24和机械臂23。所述的半球形气压砂轮21外侧边缘3个圆周均布的三角尖劈块，用于和报废砂轮盘12内的三角尖劈块啮合而限制转动。所述的半球形气压砂轮21内侧有密封螺纹，所述的密封螺纹旋向和光整加工时气压砂轮转动的方向相反，以保证在光整加工时所述的气压砂轮21不会松脱，通过密封螺纹安装在气压砂轮安装装置22下端，并能保证内部气压***露。所述的驱动电机24通过螺钉安装在气压砂轮安装装置22上端，并能驱动半球形气压砂轮21顺时针或逆时针旋转。所述的气压砂轮安装装置22安装在所述的机械臂23末端，所述的机械臂23按照所述的电气控制***3的要求下完成位置运动。所述的机械臂23是普通的工业机械臂，具有六自由度。
所述的电气控制***3包括气源33，气压控制阀32，控制柜31。所述的气源33经气压控制阀32在控制柜31的指令下由完成对气压砂轮光整工具2内的气压砂轮21充气。所述的控制柜31控制机械臂23运动至待换砂轮盘11或报废砂轮盘12上方。所述的控制柜31控制气压砂轮光整工具2上的驱动电机24的转动方向，通过所述的气压砂轮21上的三角形尖劈块与报废砂轮盘12内三角形尖劈块啮合从而限制所述的气压砂轮21转动，完成报废的气压砂轮21从所述的气压砂轮光整工具2上拆卸下来。所述的控制柜31控制所述的机械臂23运动至所述的待换砂轮盘11上方，控制柜31控制驱动电机24反向旋转，通过所述的气压砂轮21上的三角形尖劈块与待换砂轮盘11内三角形尖劈块啮合从而限制新的气压砂轮转动，完成新的气压砂轮的安装。所述的控制柜31控制砂轮更换装置1上的驱动电机18使待换砂轮盘11和报废砂轮盘12均转过60°，待换砂轮盘11上新的待换气压砂轮便等待下一次更换，报废砂轮盘12内的空位便等待下一次拆卸使用，。
显而易见的是，这样可以自动完成6次气压砂轮更换任务，当需要增加自动完成次数时，只需将待换砂轮盘11和报废砂轮盘12的尺寸根据实际需要加大，砂轮存放孔数量便可增多，便可以增加自动更换次数。
本发明有效克服手动更换气压砂轮不利于实现自动化的要求，全程自动化操作，减少工作人员的劳动强度，方便简单；本发明提供的气压砂轮全自动换刀装置通过电机正反转更换气压砂轮，密封螺纹连接可靠，气压不易泄露；待换砂轮盘和报废砂轮盘尺寸可加大，砂轮存放孔数量可增多，便可以增加自动更换次数；每次更换气压砂轮的位置不变，控制柜内只需预设一个用于报废气压砂轮拆卸的坐标和一个用于新气压砂轮安装的坐标便可实现连续的自动更换要求。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (1)
1.一种半球形气压砂轮自动更换***，包括砂轮更换装置（1），气压砂轮光整工具（2）和电气控制***（3），其特征在于：所述的砂轮更换装置（1）包括：待换砂轮盘（11）、报废砂轮盘（12）、主动齿轮（16）、第一从动齿轮（15）、第二从动齿轮（17）、第一转动轴（13）、第二转动轴（14）、安装座（19）和驱动电机（18），所述的待换砂轮盘（11）通过平键固定在所述的第二转动轴（14）上，所述的报废砂轮盘（12）通过平键固定在第一转动轴（13）上，所述的第一转动轴（13）和第二转动轴（14）通过轴承安装在安装座（19）上，所述的第一从动齿轮（15）通过平键安装在第二转动轴（14）上，第二从动齿轮（17）通过平键安装在第一转动轴（13）上，所述的驱动电机（18）通过螺钉安装在安装座（19）上，所述的主动齿轮（16）通过平键安装固定在所述的驱动电机（18）输出轴上，所述的主动齿轮（16）同时与所述的第一从动齿轮（15）和第二从动齿轮（17）啮合并能带动同时转动，所述的安装座（19）是组合件，安装座（19）上安装所述的第二转动轴（14），第一转动轴（13）和驱动电机（18）；
所述的待换砂轮盘（11）和报废砂轮盘（12）上都有至少一个圆形的砂轮存放孔（K），所述的砂轮存放孔（K）边缘有至少一个三角尖劈块；
所述的气压砂轮光整工具（2）包括半球形气压砂轮（21），气压砂轮安装装置（22），驱动电机（24）和机械臂(23)，所述的半球形气压砂轮（21）外侧边缘至少有一个三角尖劈块，所述的半球形气压砂轮（21）内侧有防漏气的密封螺纹，所述的密封螺纹旋向和光整加工时气压砂轮转动的方向相反。
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