CN109909821A - 一种炉内表面打磨装置及其打磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种炉内表面打磨装置及其打磨方法,其中,炉内表面打磨装置包含:磨具机构,用于打磨待处理炉的炉内表面;旋转机构,用于驱动所述磨具机构或者所述炉内表面旋转;升降机构,用于驱动所述磨具机构升降;补偿连杆调节机构,耦接所述磨具机构,所述补偿连杆调节机构包含固定连杆、活动连杆和补偿伸缩杆,且所述补偿伸缩杆通过弹性件连接所述磨具机构。本发明提供的炉内表面打磨装置及其打磨方法,由于配置了补偿连杆调节机构,使得磨具与炉内表面更加吻合作业,且打磨过程中所有节点预设自动控制,整个打磨过程顺畅速度均匀规律,光洁度高且一致性好,通过多轮打磨和研磨轻松达到Ra0.02,效率高。

Description

一种炉内表面打磨装置及其打磨方法
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域,尤其涉及一种炉内表面打磨装置及其打磨方法。
背景技术
定向单晶炉的设计生产制造工艺复杂且要求高,特别的,其炉壳内桶体不锈钢板面处理后的表面光洁度要求达到Ra0.02以下的镜状光泽,才能有效防止表面吸气、吸湿以及灰尘的吸附。如此高要求的大面积表面处理在国内较为稀少,故一般采用人工手持器械打磨来完成。然而,该人工打磨方式存在劳动强度大、效率低、光洁度低且杂乱无章的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足,提供一种炉内表面打磨装置及其打磨方法,解决人工打磨费时费力的问题。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:
一种炉内表面打磨装置,包含:磨具机构,用于打磨待处理炉的炉内表面;旋转机构,用于驱动所述磨具机构或者所述炉内表面旋转;升降机构,用于驱动所述磨具机构升降;补偿连杆调节机构,耦接所述磨具机构,所述补偿连杆调节机构包含固定连杆、活动连杆和补偿伸缩杆,且所述补偿伸缩杆通过弹性件连接所述磨具机构。
特别的,所述活动连杆活动连接于所述固定连杆,所述补偿伸缩杆活动连接于所述活动连杆,且所述活动连杆的第一活动行程的最大值大于所述补偿伸缩杆的第二活动行程的最大值。
特别的,所述第二活动行程为0~60mm,所述第一活动行程为0~2000m。
特别的,所述活动连杆套设于所述固定连杆的外周。
特别的,所述磨具机构包含磨头电机、磨头总成和磨料磨具夹持盘,所述磨料磨具夹持盘具有可调的夹持行程。
特别的,所述旋转机构包含第一蜗轮蜗杆减速机、第一驱动电机、第一编码器以及第一编码器联轴器,且所述旋转机构的输出角速度为0~10°/min。
特别的,所述升降机构包括带直齿的矩形导柱、旋转定位套、升降滑动支架、第二涡轮蜗杆减速机、第二驱动电机、第二编码器和第二编码器联轴器,且所述升降机构的输出升降速度为0~1500mm/min。
特别的,所述固定连杆通过连杆连接法兰固定在所述升降滑动支架上。
特别的,所述矩形导柱的顶端通过所述旋转定位套安装于所述待处理炉的炉盖上,所述矩形导柱的底端固定于所述待处理炉的炉底。
本发明还提供一种上述炉内表面打磨装置的打磨方法,包含:调节所述磨具机构的磨头的中心距;设定旋转机构的旋转角度阈值以及升降机构的上升点和下降点;其中,每完成一次从上升点到下降点之间的上升过程或者下降点到上升点之间的下降过程的打磨作业后的打磨作业后,驱动所述炉内表面旋转所述旋转角度阈值。
本发明提供的炉内表面打磨装置及其打磨方法,由于配置了补偿连杆调节机构,使得磨具与炉内表面更加吻合作业,且打磨过程中所有节点预设自动控制,整个打磨过程顺畅速度均匀规律,光洁度高且一致性好,通过多轮打磨和研磨轻松达到Ra0.02,效率高。
附图说明
图1为本发明中一种实施例的炉内表面打磨装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本实施例的炉内表面打磨装置,包含:磨具机构1、补偿连杆调节机构2、升降机构3、旋转机构4以及控制单元。其中,磨具机构1通过补偿连杆调节机构2固定到升降机构3上。具体的,磨具机构1用于打磨待处理炉的炉内表面;旋转机构4用于驱动所述磨具机构或者所述炉内表面旋转;升降机构3用于驱动所述磨具机构升降。所述控制单元包含磨具机构电机控制器、升降机构电机控制器以及旋转机构电机控制器。在控制单元的作用下,磨具机构1、补偿连杆调节机构2、升降机构3以及旋转机构4相互配合,从而打磨待处理炉的炉内表面。
具体的,磨具机构1包含磨头电机11、磨头总成12和磨料磨具夹持盘13。其中,所述磨料磨具夹持盘13具有可调的夹持行程,从而夹持多种规格型号的磨料磨具。实际应用时,根据待处理炉(例如,单晶炉)的不同尺寸或清洁程度,设置不同的夹持行程,从而夹持合适大小或规格的磨料磨具。在磨头电机11的作用下,磨具机构的输出转速在0~4000r/min之间。需要指出的是,磨具机构1的磨头通常包含磨头总成12、磨具夹持盘13以及磨料磨具中的一者或多者。特别的,磨具机构1开始工作前,需调整磨头的中心距,使得磨头更好的贴合作业面。
补偿连杆调节机构2耦合磨具机构1,从而调整磨头的中心距。具体的,补偿连杆调节机构2包含固定连杆21、活动连杆22和补偿伸缩杆23,且所述补偿伸缩杆23通过弹性件24连接所述磨具机构1,固定连杆21通过连杆连接法兰25固定在升降机构3的升降滑动支架33上。其中,活动连杆22活动连接于所述固定连杆21,所述补偿伸缩杆23活动连接于所述活动连杆22。需要指出的是,活动连接主要指两者非固定连接,可以有一定的自由度。例如,活动连杆22套设于所述固定连杆21的外周,通过滚珠凹槽结构进行定位和卡合,使得活动连杆22在固定连杆21移动,从而具有不同的伸出长度。可选的,所述活动连杆22具有第一活动行程,所述补偿伸缩杆23具有第二活动行程,且第一活动行程的最大值大于第二活动行程的最大值。例如,所述第二活动行程为0~60mm,所述第一活动行程为0~2000m。通过第一活动行程和第二活动行程的配置,不仅使得磨头的中心距调整范围更大,且使得磨头更好的贴合作业面(例如,单晶炉的炉内表面)。本实施例中,磨头的中心距是指磨料磨具距离待处理炉的中心的距离,例如磨料磨具距离矩形导柱31的距离。
升降机构3包括带直齿的矩形导柱31、旋转定位套32、升降滑动支架33、第二涡轮蜗杆减速机34、第二驱动电机35、第二编码器36和第二编码器联轴器37。可选的,第二驱动电机35采用变频电机。其中,矩形导柱31的顶端通过所述旋转定位套32安装于所述待处理炉的炉盖51上,所述矩形导柱31的底端固定于所述待处理炉的炉底。在第二涡轮蜗杆减速机34、第二驱动电机35、第二编码器36和第二编码器联轴器37的配合作用下,所述升降机构的输出升降速度为0~1500mm/min,从而带动磨具机构1上升或下降。
旋转机构4包含第一蜗轮蜗杆减速机41、第一驱动电机42、第一编码器43以及第一编码器联轴器44。根据实际需要,旋转机构4于驱动所述磨具机构1或者所述炉内表面旋转。也即,驱动磨具机构1与炉内表面中的一者相对另一者旋转。可选的,所述旋转机构4的输出角速度为0~10°/min。
下面详细介绍炉内表面打磨装置的装配及工作过程:
首先,安装固定旋转机构1的底座及矩形导柱31的上轴承座,利用活动连杆22调整好磨头的中心距,装好磨料磨具;控制单元设定好磨头转速,利用第二编码器36设定好最底位升的上升点和最高位降的下降点,也即往返点,并利用第一编码器43设定好旋转角度阈值,准确移动作业面,从而使得各节点有序无误;启动磨头运转,升降机构3带磨头均速向上作业,到达下降点(也即最高点)时,旋转机构4的第一驱动电机42工作,顺时针转动作业面,然后升降机构3带磨头均速向下作业,到达上升点(也即最低点)时,旋转机构4的第一驱动电机42电机工作,顺时针转动作业面,重复往返作业。上述作业过程中,磨头均自动调整角度与曲面吻合,所有节点预设自动控制,整个作业过程顺畅、速度、均匀、规律,光洁度高且一致,通过多轮打磨和研磨轻松达到Ra0.02,效率高。实际应用时,最高达到10m2/h,是人工打磨1m2/h的10倍;且利用电缆入口法兰接入除尘设施,待处理炉的筒体密闭灰尘不外泄,轻松做到环保无污染。
根据上述作业过程,本发明还提供一种炉内表面打磨装置的打磨方法,包含:调节所述磨具机构的磨头的中心距;设定旋转机构的旋转角度阈值以及升降机构的上升点和下降点;其中,每完成一次从上升点到下降点之间的上升过程或者下降点到上升点之间的下降过程的打磨作业后的打磨作业后,驱动所述炉内表面旋转所述旋转角度阈值。
本发明提供的炉内表面打磨装置及其打磨方法,由于配置了补偿连杆调节机构,使得磨具与炉内表面更加吻合作业,且打磨过程中所有节点预设自动控制,整个打磨过程顺畅速度均匀规律,光洁度高且一致性好,通过多轮打磨和研磨轻松达到Ra0.02,效率高。
需要说明的是,在本文中,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炉内表面打磨装置,其特征在于,包含:
磨具机构,用于打磨待处理炉的炉内表面;
旋转机构,用于驱动所述磨具机构或者所述炉内表面旋转;
升降机构,用于驱动所述磨具机构升降;
补偿连杆调节机构,耦接所述磨具机构,所述补偿连杆调节机构包含固定连杆、活动连杆和补偿伸缩杆,且所述补偿伸缩杆通过弹性件连接所述磨具机构。
2.如权利要求1所述的炉内表面打磨装置,其特征在于,所述活动连杆活动连接于所述固定连杆,所述补偿伸缩杆活动连接于所述活动连杆,且所述活动连杆的第一活动行程的最大值大于所述补偿伸缩杆的第二活动行程的最大值。
3.如权利要求2所述的炉内表面打磨装置,其特征在于,所述第二活动行程为0~60mm,所述第一活动行程为0~2000m。
4.如权利要求2所述的炉内表面打磨装置,其特征在于,所述活动连杆套设于所述固定连杆的外周。
5.如权利要求1所述的炉内表面打磨装置,其特征在于,所述磨具机构包含磨头电机、磨头总成和磨料磨具夹持盘,所述磨料磨具夹持盘具有可调的夹持行程。
6.如权利要求1所述的炉内表面打磨装置,其特征在于,所述旋转机构包含第一蜗轮蜗杆减速机、第一驱动电机、第一编码器以及第一编码器联轴器,且所述旋转机构的输出角速度为0~10°/min。
7.如权利要求1所述的炉内表面打磨装置,其特征在于,所述升降机构包括带直齿的矩形导柱、旋转定位套、升降滑动支架、第二涡轮蜗杆减速机、第二驱动电机、第二编码器和第二编码器联轴器,且所述升降机构的输出升降速度为0~1500mm/min。
8.如权利要求7所述的炉内表面打磨装置,其特征在于,所述固定连杆通过连杆连接法兰固定在所述升降滑动支架上。
9.如权利要求7所述的炉内表面打磨装置,其特征在于,所述矩形导柱的顶端通过所述旋转定位套安装于所述待处理炉的炉盖上,所述矩形导柱的底端固定于所述待处理炉的炉底。
10.一种如权利要求1所述的炉内表面打磨装置的打磨方法,其特征在于,包含:
调节所述磨具机构的磨头的中心距;
设定旋转机构的旋转角度阈值以及升降机构的上升点和下降点;
其中,每完成一次从上升点到下降点之间的上升过程或者下降点到上升点之间的下降过程的打磨作业后,驱动所述炉内表面旋转所述旋转角度阈值。
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