CN1138614C - 研磨机加压装置 - Google Patents

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Abstract

垂直式气缸(1)的气缸主体(10)的底部或活塞杆(11)中之一安装在固定板(2)上，其中的另一个安装在配置于固定板(2)下方的移动板(3)上。导向台(G2)或导轨(G1)中之一安装在移动板(3)一侧，其中的另一个则安装在气缸主体(10)的外周面上，与此同时，导向台(G2)经由滚珠(B)相对于导轨(G1)以滚动摩擦的状态被垂直导向。在气缸(1)中，借助于金属密封件(MS)将活塞(12)和活塞杆(11)的外周壁与气缸主体(10)的结构壁之间的摩擦系数设定得很低，同时利用球轴套可在很宽的范围内自由进退地支撑活塞杆(11)。研磨机(G)被安装在移动板(3)上，通过调整由活塞(12)所划分的上下气缸室(13、14)内的空气压力，调整研磨机(G)加在被磨削物上的压紧力。

Description

研磨机加压装置
技术领域
本发明涉及研磨机加压装置。
背景技术
研磨机向被磨削物上施加的压紧力对磨削能力，磨削精度及砂轮的寿命等都有很大的影响，因此，利用机器人进行的磨削操作是采取各种措施来保持预先设定的压紧力的大小。
研磨机的种类分为电动研磨机和气动研磨机，对于研磨机向被磨削物上施加的压紧力，在前一种情况下，通过研磨机电机的电流值来判断砂轮向被磨削物上所施加的压力，并用伺服电机来控制压紧力，在后一种情况下，例如采用六轴传感器向机器人发出指令来控制压紧力。
但是，在这种压紧力的控制方式中，与装置本身价格昂贵的同时，特别是采用六轴传感器向机器人发出指令的方式，其控制也十分复杂。
从而，本发明的目的是提供一种研磨机加压装置，不论对哪种类型的研磨机，其价格便宜，而且可以补偿砂轮的磨损及微小的被磨削物的位置偏移。
发明的公开
本发明提供一种研磨机加压装置，其特征在于，包括一垂直式气缸，一导向台和一导轨，气缸主体的底部或活塞杆中之一安装在固定板上，而另一个安装在配置于固定板下方的移动板上，导向台或导轨中之一安装在移动板一侧，而另一个安装到气缸主体的外周面上，与此同时，导向台由滚珠相对于导轨以滚动摩擦的方式沿垂直方向被导向，在气缸中的活塞和活塞杆的外周壁与气缸主体一侧的结构壁之间设置有金属密封件以保持它们之间的气密性，并使它们之间的摩擦系数变小，同时，利用球轴套对活塞杆进行可在很宽的范围内自由进退地支撑，并且研磨机直接地或经由其它构件安装到移动板上，同时，活塞将气缸室划分成上、下气缸室，研磨机加在被磨削物上的压紧力由通入该上、下气缸室内的空气压力进行调节。
此外，本发明的研磨机加压装置配备有：具有研磨机安装部和隔板的下垂构件，固定配置于前述隔板的上下表明上的上、下波纹状缸体，用于将前述上部波纹状缸体的上表面与下部波纹状缸体的下表面之间的面间距保持固定的保持构件，前述保持构件安装在固定部F或机器人的输出部上，与此同时，将研磨机安装到前述研磨机的安装部上，向前述上、下波纹状缸体供应预定压力的空气。
附图的简单说明
图1是表示采用本发明的实施例一的研磨机加压装置的磨削***的空气回路的说明图。
图2是构成前述磨削***的研磨机及研磨机加压装置等的正视图。
图3是在前述研磨机加压装置中，气缸的活塞杆从图2的状态变化到缩短状态时的正视图。
图4是前述研磨机加压装置的侧视图。
图5是图3的A-A向剖面图。
图6是前述研磨机加压装置中气缸的说明图。
图7是用于前述研磨机加压装置的导轨及导向台组合装置的部分剖面立体图。
图8是前述导轨和导向台组合装置的剖面图。
图9是表示采用本发明的实施例二的研磨机加压装置的磨削***的空气回路的说明图。
图10是构成前述实施例二的磨削***的研磨机和研磨机加压装置等的正视图。
图11是构成前述实施例二的磨削***的研磨机和研磨机加压装置等的侧视图。
实施本发明的最佳形式
为了更详细地阐述本发明，下面根据附图对其进行说明。
(实施例一)
如图1所示，本实施例的磨削***备有支撑研磨机G的研磨机加压装置GK、以及在驱动前述研磨机G的同时向前述研磨机加压装置GK输送空气的空气压缩机C，同时，在把前述空气压缩机C和研磨机G或研磨机加压装置GK连接起来的空气配管管路上设置有切换阀K1、K2和电动气动比例阀K3、K4以及压力传感器P1、P2。
下面对该磨削***的主要结构部分进行说明。
如图1所示，研磨机G采用由空气压缩机C的压缩空气旋转驱动砂轮g的气动式，通过上述切换阀K2向其输送压缩空气。
如图2和图3所示，研磨机加压装置GK，在垂直式的气缸1中的气缸主体10的底部安装到固定板2上的同时，将移动板3安装到前述气缸1的活塞杆11的端部上，将导向台G2安装到前述移动板3一侧，并将导轨G1安装到前述气缸主体10的外周面上，与此同时，如图7和图8所示，导向台G2是在通过滚珠B(钢球)相对于导轨G1呈滚动摩擦的状态下被垂直导向。此外，如图3至图5所示，在该研磨机加压装置GK中，配备有为了检测研磨机G的位置用的检测移动板3相对于固定板2的位置的线性传感器RS，进而，并设有包围存在于固定板2和移动板3之间的机械和构件的防尘用波纹管4。同时，如图2和图6所示，可通过调整由活塞12划分成的上下气缸室13、14的空气压力，来调节经由安装板49安装到移动板3上的研磨机G的砂轮g加在被磨削物上的压紧力。
如图6所示，气缸1主要由气缸主体10，将前述气缸主体10内部划分为气缸室13、14的活塞12，以及连接于前述活塞12上的活塞杆11构成，通过向气缸室13、14内供应空气或从其中排出空气使活塞12移动，来改变活塞杆11从气缸主体10中的突出量。此外，在本实施例中，如图6所示，气缸主体10由构件10a～10h组合构成，在要求具有气密性的构件之间配置O-型环OR。
此外，如图6所示，在气缸1中，在活塞12的外周壁与构件10d的内周壁之间、以及活塞杆11的外周壁与构件10h的内周壁之间，为了使它们之间具有低的摩擦系数，利用金属密封件MS将前述各构件之间进行密封，另外，利用球轴套BS对前述活塞杆11进行可在大范围内自由进退地支撑。在图6中，标号19为润滑脂槽。
如图2和图3所示，固定板2具有两套从侧面与下面连通的空气气路20、21，并如图1所示，经由其它构件安装到固定部F上。
如图1和图2所示，通过电动气动比例阀K3的空气经由空气气路20及管路T1供应到气缸室14内，另一方面，通过电动气动比例阀K4的空气经由空气气路21及管路T2供应到气缸室13。
移动板3与安装板49是借助螺栓等成为一个整体，并如图2所示，研磨机G是其姿势可变化地安装到安装板49上。
波纹管4由橡胶材料制成，同时，如图2所示，其外周的尖端部分40内埋设有芯线，其伸缩阻力非常小而在直径方向则具有自守性。此外，在本实施例的波纹管4中，其一部分制成筛孔，空气可从前述筛孔中进出。
如图7和图8所示，导轨G1和导向台G2通过滚珠B成为一个整体，当导向台G2相对于导轨G1移动时，滚珠一边旋转一边循环运动。前述滚珠B相对于导轨G1具有成45°的角接触结构，同时，进行平衡良好地预压，从而在上下左右方向均具有相同的额定负载的同时，还维持低的滚动摩擦系数。
此外，如图2和图3所示，上述导轨G1以垂直状态安装在气缸1的气缸主体10的外表面上，导向台G2则如相同的图所示安装在竖直设置在移动板3上的托架39上。导向台G2相对于导轨G1的移动范围由上限和下限限制器来限定。
线性传感器RS是用于为检测上述研磨机G的位置而检测出移动板3相对于固定板2的位置的传感器，而如图4和图5所示，该线性传感器RS是其主体RS1安装在气缸主体10一侧，而杆RS2安装在移动板3上。此外，该线性传感器RS中，杆RS2相对于主体RS1的进退阻力很小。
该研磨机加压装置GK具有如上所述的结构，从而通过改变电动气动比例阀K3、K4的电压值或电流值，可以调整气缸室13、14内的空气压力，从而可按照需要设定砂轮g加在被磨削物上的压紧力。
另外，用于这种研磨机加压装置GK中使用的气缸1是分别使活塞12的外周壁与构件10d的内周壁之间，以及活塞杆11的外周壁与构件10h的内周壁之间为低摩擦系数，同时，借助于球轴套BS对前述活塞杆11进行可在很宽的范围内自由进退地支撑，从而，即使在砂轮g发生磨损以及被磨削物发生微小的位置偏移的情况下，也可对砂轮g向被磨削物施加的压紧力进行补偿。
进而，如果采用这种研磨机加压装置GK，不必使用价格昂贵的机械并且其控制也非常简单，因此价格低廉。
在这里，对于本实施例一，可以采用如下面从(1)至(6)所述的设计上的改变。
(1)在上述实施例中，是采用两个电动气动比例阀K3、K4，通过使气缸1的气缸室13、14的内部气压变化，设定研磨机G的上下运动及砂轮g向被磨削物上所施加的压紧力，但也可采用使送入气缸室13、14内的空气的压力在一个室中固定，而改变另一个室内的气压的***。
(2)如果采用使被磨削物上下运动、而将砂轮g压紧在被磨削物上的***，则也可以使送入气缸1的气缸室13、14内的空气压力同时固定。
(3)用于上述实施例的***中的研磨机G是气动式的，但对于电动式的研磨机也可采用这种***。
(4)在上述实施例的***中，是经过研磨机加压装置GK将研磨机G安装到固定部F上，但并不限于此。例如，也可以是经过研磨机加压装置GK将研磨机G安装到机器人的输出部上。
(5)也可以改变上述实施例，将垂直式气缸1中的活塞杆11的端部安装到固定板2上，而将气缸主体10的底部安装到移动板3上而构成研磨机加压装置GK。
(6)也可以改变上述实施例，而采用将导轨G1安装到移动板3一侧，将导向台G2安装到气缸主体10的外周面上的结构。
(实施例二)
如图9所示，这种实施例的磨削***备有：研磨机G、支撑前述研磨机G的研磨机加压装置GK、旋转驱动前述研磨机G的同时向前述研磨机加压装置GK输送空气的空气压缩机C、以及如图10所示的支撑前述研磨机加压装置GK的框架99(对应于固定部F)，在连接前述空气压缩机C与研磨机G或研磨机加压装置GK的空气配管管路上设置切换阀K1、K2和电动气动比例阀K3、K4以及压力传感器P1、P2。
下面对该磨削***的主要结构部分进行说明。
如图9所示，研磨机G采用借助由空气压缩机C来的压缩空气旋转驱动砂轮g的气动式研磨机，经由上述切换阀K2送入压缩空气。
如图10和图11所示，研磨机加压装置GK配备有：将研磨机G悬挂起来的下垂构件5，固定配置在前述下垂构件5的后面所述的隔板51上、下表面上的上、下波纹状缸体6、7，将前述上部波纹状缸体6的上表面和下部波纹状缸体7的下表面的面间距保持固定的保持构件8，用于检测研磨机G的位置的线性传感器RS，以及用于使研磨机G顺滑地且保持相同姿势地上下运动的导向机构9。
如图10和图11所示，下垂构件5借助于四根连结杆52将研磨机安装部50与隔板51连接起来构成。
保持构件8如图10和图11所示，由厚壁的上板80，厚壁的下板81及连接前述上、下板80、81的四根连结杆82构成。
上、下波纹状缸体6、7是用板材将波纹管的两个端面堵塞制成，如图10和图11所示，上部波纹状缸体6固定配置在上板80与隔板51之间，下部波纹状缸体7固定配置在隔板51与下板81之间。这里，如图10和图11所示，可以从空气压缩机C分别由形成于上板80上的空气气路80a向上部波纹状缸体6供应空气，以及从形成于下板81上的空气气路81a向下部波纹状缸体7供应空气。此外，也可以通过用上板80及隔板51堵塞波纹管的两个端面构成上部波纹状缸体6，用隔板51和下板81堵塞波纹管的两个端面构成下部波纹状缸体7。
如图11所示，线性传感器RS是主体RS1安装在架设于连结杆82、82之间的板材83上，同时，杆RS2的端部安装在研磨机安装部50的上表面部上，通过伴随着研磨机G的上下运动所产生的输入轴部51的进退可检测出研磨机G的位置。同时，在砂轮g压紧在被磨削物W上的状态下，为消除当研磨机G的位置不同于预先设定的位置时所产生的上、下波纹状缸体6、7的弹性恢复力，根据对研磨机G的位置进行检测的线性传感器RS的输出信息，利用电动气动比例阀改变向上、下波纹状缸体中之一供应的空气的压力，从而可补偿砂轮g的磨损及被磨削物W的微小的位置偏移。
导向机构9如图10和图11所示，由设于隔板51上的轴承部90及从上板80上下垂的轴部91构成，前述轴部91可自由滑动地紧密***到轴承部90的孔内。从而，由于研磨机G的重量在隔板51上产生力矩，但隔板51仍保持其水平状态不变地上下运动，该力矩不会使研磨机G的姿势发生变化。
由于这种研磨机加压装置GK具有上述结构，从而具有以下的功能。
当研磨机G上升时，为使下部波纹状缸体7的内部气压高于上部波纹状缸体6内的气压，改变加在电动气动比例阀K3、K4上的电压值或电流值。此外，当令研磨机G的砂轮g接触被磨削物W时，为缓慢地降低下部波纹状缸体7内部的气压，使加在电动气动比例阀K3上的电压值或电流值逐渐下降。
在用研磨机G的砂轮g对被磨削物W进行加工时，保持上部波纹状缸体6的内部气压与下部波纹状缸体7内部的气压之间的关系恒定，从而使砂轮g加在被磨削物W上的压紧力恒定。此外，在这种压紧力恒定的情况下，即使在砂轮g被磨损以及被磨削物W的位置发生微小的偏移时，可以由线性传感器RS等补偿砂轮g加在被磨削物W上的压紧力。
此外，在这种研磨机加压装置GK中，可以通过线性传感器RS等知道研磨机G的位置，从而可检测出砂轮g的更换时间。同时，在加工被磨削物W时，通过观察压力传感器P1、P2可检测出过负荷。进而，作为这种实施例，没有必要使用价格昂贵的机械，同时控制也非常简单，从而价格低廉。
这里，对于实施例二，可以采用由下面的(1)至(5)所述的设计上的变更。
(1)在上述实施例中，在砂轮g压紧在被磨削物W上的状态下，为消除由于研磨机G的位置与预先设定的位置不同而引起的上、下波纹状缸体6、7的弹性恢复力，根据对研磨机G的位置进行检测的线性传感器RS的输出信息，借助于电动气动比例阀改变供应给上、下波纹状缸体6、7中之一的空气的压力，但在上、下波纹状缸体6、7的弹性系数设定得较小的情况下，则不必采用如上述实施例所述的形式。这是因为，在这种情况下，当研磨机G的位置与预先设定的位置不同时所造成的上、下波纹状缸体6、7的弹性恢复力与砂轮g加在被磨削物W上的压紧力相比极小。
(2)在上述实施例中，采用两个电动气动比例阀K3、K4来改变上、下波纹状缸体6、7内部的气压，用以设定研磨机G的上下运动及砂轮g加在被磨削物W上的压力，但是，也可以采用将送入上、下波纹状缸体6、7中的空气的压力其中之一固定，而只改变送入另一个中的空气压力的***。
(3)如果采用使被磨削物W上下运动、而将砂轮g压紧在该被磨削物W上的***，则也可以使送入上、下波纹状缸体6、7内的空气的压力均固定。
(4)用于上述实施例的***中的研磨机G为气动式，但也可在电动式研磨机中采用该***。
(5)在上述实施例的***中，将研磨机G经由研磨机加压装置GK安装在位于框架99上的固定部F上，但并不限于此。例如，也可经由研磨机加压装置GK把研磨机G安装到机器人的输出部上。
工业上应用的可能性
如上所述，有关本发明的研磨机加压装置，不论对哪种类型的研磨机，均可以廉价地并且适用于对砂轮磨损及应该对被磨削物的微小位置偏移进行补偿的部分进行磨削。

Claims (17)

1.一种研磨机加压装置，其特征在于，包括一垂直式气缸(1)，一导向台(G2)和一导轨(G1)，气缸主体(10)的底部或活塞杆(11)中之一安装在固定板(2)上，而另一个安装在配置于固定板(2)下方的移动板(3)上，导向台(G2)或导轨(G1)中之一安装在移动板(3)一侧，而另一个安装到气缸主体(10)的外周面上，与此同时，导向台(G2)由滚珠(B)相对于导轨(G1)以滚动摩擦的方式沿垂直方向被导向，在气缸(1)中的活塞(12)和活塞杆(11)的外周壁与气缸主体(10)一侧的结构壁之间设置有金属密封件(MS)以保持它们之间的气密性，并使它们之间的摩擦系数变小，同时，利用球轴套(BS)对活塞杆(11)进行可在很宽的范围内自由进退地支撑，并且研磨机(G)直接地或经由其它构件安装到移动板(3)上，同时，活塞(12)将气缸室划分成上、下气缸室(13、14)，研磨机(G)加在被磨削物上的压紧力由通入该上、下气缸室(13、14)内的空气压力进行调节。
2.如权利要求1所述的研磨机加压装置，其特征在于，具备有检测移动板(3)相对于固定板(2)的位置的线性传感器(RS)，进行研磨机(G)的位置检测。
3.如权利要求2所述的研磨机加压装置，其特征在于，线性传感器(RS)中的主体(RS1)一侧安装到气缸主体(10)上，轴部(RS2)安装到移动板(3)上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的研磨机加压装置，其特征在于，设有包围存在于固定板(2)与移动板(3)之间的机械和构件的防尘用波纹管(4)，所述波纹管(4)的伸缩阻力非常小。
5.一种研磨机加压装置，其特征在于，配备有：具有研磨机安装部(50)和隔板(51)的下垂构件(5)，固定配置在前述隔板(51)上下表面上的上、下波纹状缸体(6、7)，用于将前述上部波纹状缸体(6)的上表面与下部波纹状缸体(7)的下表面之间的面间距保持恒定的保持构件(8)，在把前述保持构件(8)安装到固定部(F)或机器人输出部上的同时，将研磨机(G)安装到前述研磨机安装部(50)上，向前述上、下波纹状缸体(6、7)分别供应给定气压的空气。
6.如权利要求5所述的研磨机加压装置，其特征在于，作用到下垂构件(5)的隔板(51)上的提升力是由分别向上、下波纹状缸体(6、7)供应的空气的压力确定的。
7.如权利要求5或6所述的研磨机加压装置，其特征在于，所述分别供应的空气的压力，至少其中之一方是可以变化的。
8.如权利要求5或6所述的研磨机加压装置，其特征在于，还设置有用于检测研磨机(G)的位置的线性传感器(RS)，根据所述线性传感器的输出信息，改变供给到上、下波纹状缸体(6、7)中至少一方的空气的压力，以便消除在砂轮(g)压紧在被磨削物(W)的状态下，由于研磨机(G)的位置不同于预先设定的位置所引起的上、下波纹状缸体(6、7)的弹性恢复力。
9.如权利要求7所述的研磨机加压装置，其特征在于，还设置有用于检测研磨机(G)的位置的线性传感器(RS)，根据所述线性传感器的输出信息，改变供给到上、下波纹状缸体(6、7)中至少一方的空气的压力，以便消除在砂轮(g)压紧在被磨削物(W)的状态下，由于研磨机(G)的位置不同于预先设定的位置所引起的上、下波纹状缸体(6、7)的弹性恢复力。
10.如权利要求8所述的研磨机加压装置，其特征在于，还设置有报警装置，当从线性传感器(RS)输出的信号显示研磨机(G)的位置与预先设定的位置相差一定程度以上时，所述报警装置呈输出状态或者使研磨机(G)停止运转。
11.如权利要求9所述的研磨机加压装置，其特征在于，还设置有报警装置，当从线性传感器(RS)输出的信号显示研磨机(G)的位置与预先设定的位置相差一定程度以上时，所述报警装置呈输出状态或者使研磨机(G)停止运转。
12.如权利要求5或6所述的研磨机加压装置，其特征在于，上、下波纹状缸体(6、7)具有相同的直径且配置在同一垂直轴线上。
13.如权利要求7所述的研磨机加压装置，其特征在于，上、下波纹状缸体(6、7)具有相同的直径且配置在同一垂直轴线上。
14.如权利要求8所述的研磨机加压装置，其特征在于，上、下波纹状缸体(6、7)具有相同的直径且配置在同一垂直轴线上。
15.如权利要求9所述的研磨机加压装置，其特征在于，上、下波纹状缸体(6、7)具有相同的直径且配置在同一垂直轴线上。
16.如权利要求10所述的研磨机加压装置，其特征在于，上、下波纹状缸体(6、7)具有相同的直径且配置在同一垂直轴线上。
17.如权利要求11所述的研磨机加压装置，其特征在于，上、下波纹状缸体(6、7)具有相同的直径且配置在同一垂直轴线上。
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