CN114536164A - 一种汽车异形件柔性磨削装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车异形件柔性磨削装置，包括用于对汽车异形件进行磨削的磨球结构、设置在磨球结构上方的柔性调节机构、设置在磨球结构下方的进给机构，进给机构上设置有汽车异形件，磨球结构与动力机构连接，动力机构和柔性调节机构均设置在升降架上，升降架可上下运动的设置在支架上，进给机构设置在支架上。本发明提供的汽车异形件柔性磨削装置，使得异形件在打磨过程中，获得均匀的受力，从而获得异形件表面各点受到均匀的磨削效果，契合了异形件的形状特点，还实现了对异形件的定位效果。

Description

一种汽车异形件柔性磨削装置

技术领域

本发明属于磨削加工设备技术领域，具体说是涉及一种汽车异形件柔性磨削装置。

背景技术

汽车上有多种零部件，对于一些特种车辆和改装车辆而言，车上有较多异形件。由于特种车辆上使用有较多异形件，在对异形零件进行磨削加工时，现有的手段为手持打磨机靠近异形件，选定区域进行打磨抛光，这对于操作人员技能要求比较高，而且受各种因素影响，由于异形件的曲面高低不平，形状不规则，在打磨抛光的过程中，会造成受力的不均匀，费时费力，工作效率和磨削的效果也不理想。因此，针对异形件的形状特点，如何使得异形件受到均匀的受力，从而获得异形件表面各点受到均匀的磨削效果，为本方案要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车异形件柔性磨削装置，解决了如何使得异形件在打磨过程中，获得均匀的受力这一技术问题，从而获得异形件表面各点受到均匀的磨削效果，契合了异形件的形状特点，具有较好的应用前景。

一种汽车异形件柔性磨削装置，包括用于对汽车异形件进行磨削的磨球结构、设置在所述磨球结构上方的柔性调节机构、设置在所述磨球结构下方的进给机构，所述进给机构上设置有汽车异形件，所述磨球结构与动力机构连接，所述动力机构和所述柔性调节机构均设置在升降架上，所述升降架可上下运动的设置在支架上，所述进给机构设置在所述支架上。

所述柔性调节机构包括水平设置的横杆、垂直设置在所述横杆上端面的两个滑动柱一、套设在所述滑动柱一上的弹簧一、设置在所述滑动柱一顶端的挡块一，所述滑动柱一的顶端活动穿过固定块，两个所述固定块分别通过调节柱设置在所述升降架上，所述弹簧一设置在所述横杆和所述固定块之间，所述挡块一设置在所述固定块的上端面。

所述横杆上且两个所述滑动柱一之间设置有定位柱，所述定位柱底端设置有所述磨球结构，所述定位柱顶端与所述动力机构连接，所述定位柱通过轴承设置在所述横杆上。

所述动力机构包括一端与所述定位柱顶端连接的软轴、一端与所述软轴另一端连接的驱动轴、设置在所述驱动轴另一端的从动齿轮、与所述从动齿轮啮合连接的主动齿轮，所述主动齿轮通过主动轴与电机连接，所述驱动轴、所述从动齿轮、所述主动齿轮和所述电机均设置在升降架上；

所述软轴的外侧设置有套筒，所述套筒的两侧分别与两个所述固定块连接。

其中软轴为机械领域中常用的零部件，并且也普遍的应用在汽车行业，为本领域技术人员所熟知，在此不再详述。

所述升降架的两侧底端分别设置有气缸，两个所述气缸分别设置在所述支架上，所述气缸与控制***连接；

所述控制***包括设置在所述横杆上端面的距离传感器、与所述距离传感器连接的PLC控制器，所述PLC控制器与两个所述气缸连接。

所述磨球结构包括打磨球体、设置在所述打磨球体外侧的若干螺纹柱和若干打磨杆，若干所述螺纹柱和若干所述打磨杆关于所述打磨球体的球心呈中心对称分布，任一所述螺纹柱与所述定位柱螺纹连接；

若干所述打磨杆分别具有不同的外径。

所述进给机构包括水平设置的传送带、分别设置在所述传送带两端的传动轴、水平穿过所述传送带内侧的支撑板、设置在所述传送带顶端面的固定板、可旋转的设置在所述固定板上的转盘，所述转盘上设置有所述汽车异形件，其中一所述传动轴与驱动电机连接。

由于传送带两端分别设置有传动轴，在传动轴的作用下，带动传送带运转，此时任一传动轴与驱动电机连接均可，在驱动电机的作用下，通过传动轴带动传送带运转。

所述支架包括限位座和两个支座，两个所述气缸分别设置在两个所述支座上，所述限位座上竖直设置有限位槽，滑动杆的一端与所述升降架连接，且另一端嵌入在所述限位槽中，所述限位座和两个所述支座分别布置在三角形的三个端点上。

所述三角形的内部设置有防护罩，所述防护罩与所述支架连接，所述磨球结构均设置在所述防护罩中。

本发明达成以下显著效果：

（1）设置有柔性调节机构，当磨球结构与汽车异形件接触时，由于汽车异形件为曲面结构，在弹簧一和软轴的作用下，横杆带动磨球结构上升，使得打磨球体能够与曲面结构中凸出部分接触，实现了柔性磨削的作用效果；

因此，软轴不仅在动力机构的作用下，能够带动磨球结构高速旋转，同时也起到了辅助横杆上升的作用，使得磨球结构上升和旋转两个动作同时自由的进行；

（2）设置有气缸、距离传感器和PLC控制器，当弹簧一具有一定压缩量时，设定距离传感器的初始值，当弹簧一继续被压缩时，横杆与调节柱的间距缩小，这时候距离传感器感知信号并工作，通过PLC控制器驱动气缸工作，使得气缸上升一定的距离，目的使得弹簧一恢复到初始压缩量，即使得弹簧一的弹力处于较为稳定的数值，从而使得打磨球体与异形件的作用力处于较为稳定的状态，有助于使得异形件曲面上各个位置的磨削量处于较为稳定均匀的状态；

（3）本方案中设置的磨球结构，取代了以往磨盘、砂轮的结构，利用打磨球体实现对异形件的磨削，同时设置尺寸不同的打磨杆，可以针对异形件曲率半径不一致的地方，进行高效的磨削，避免了磨削盲点，具有更优的打磨效果；

（4）设置有进给机构，使得传送带能够带动异形件移动，省时省力。

附图说明

图1为本发明实施例中柔性磨削装置的结构示意图一。

图2为本发明实施例中柔性磨削装置的结构示意图二。

图3为本发明实施例中柔性调节机构的示意图。

图4为本发明实施例中进给机构的安装结构示意图。

图5为本发明实施例中磨球结构的结构示意图。

其中，附图标记为：1、支座；2、防护罩；3、气缸；4、升降架；5、调节柱；6、驱动轴；7、从动齿轮；8、主动齿轮；9、电机；10、柔性调节机构；101、软轴；102、套筒；103、挡块一；104、固定块；105、滑动柱一；106、弹簧一；107、距离传感器；108、横杆；109、定位柱；11、磨球结构；111、固定环；112、螺栓；113、打磨球体；114、螺纹柱；115、打磨杆；13、进给机构；131、转盘；132、传送带；133、支撑板；134、传动轴；135、驱动电机；14、限位座；141、滑动杆；15、动力机构。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1、图2、图3、图4和图5，一种汽车异形件柔性磨削装置，包括用于对汽车异形件进行磨削的磨球结构11、设置在磨球结构11上方的柔性调节机构10、设置在磨球结构11下方的进给机构13，进给机构13上设置有汽车异形件，磨球结构11与动力机构15连接，动力机构15和柔性调节机构10均设置在升降架4上，升降架4可上下运动的设置在支架上，进给机构13设置在支架上。

柔性调节机构10包括水平设置的横杆108、垂直设置在横杆108上端面的两个滑动柱一105、套设在滑动柱一105上的弹簧一106、设置在滑动柱一105顶端的挡块一103，滑动柱一105的顶端活动穿过固定块104，两个固定块104分别通过调节柱5设置在升降架4上，弹簧一106设置在横杆108和固定块104之间，挡块一103设置在固定块104的上端面。

横杆108上且两个滑动柱一105之间设置有定位柱109，定位柱109底端设置有磨球结构11，定位柱109顶端与动力机构15连接，定位柱109通过轴承设置在横杆108上。

动力机构15包括一端与定位柱109顶端连接的软轴101、一端与软轴101另一端连接的驱动轴6、设置在驱动轴6另一端的从动齿轮7、与从动齿轮7啮合连接的主动齿轮8，主动齿轮8通过主动轴与电机9连接，驱动轴6、从动齿轮7、主动齿轮8和电机9均设置在升降架4上；

软轴101的外侧设置有套筒102，套筒102的两侧分别与两个固定块104连接。

其中软轴为机械领域中常用的零部件，为本领域技术人员所熟知，在此不再详述。

升降架4的两侧底端分别设置有气缸3，两个气缸3分别设置在支架上，气缸3与控制***连接；

控制***包括设置在横杆108上端面的距离传感器107、与距离传感器107连接的PLC控制器，PLC控制器与两个气缸3连接。

磨球结构11包括打磨球体113、设置在打磨球体113外侧的若干螺纹柱114和若干打磨杆115，若干螺纹柱114和若干打磨杆115关于打磨球体113的球心呈中心对称分布，任一螺纹柱114通过固定环111与定位柱109螺纹连接；

若干打磨杆115分别具有不同的外径。

更优的，在螺纹柱114上设置有螺纹孔，穿过固定环111的螺栓112设置在螺纹孔中。

进给机构13包括水平设置的传送带132、分别设置在传送带132两端的传动轴134、水平穿过传送带132内侧的支撑板133、设置在传送带顶端面的固定板、可转动的设置在固定板上的转盘131，转盘131上设置有汽车异形件，其中一传动轴134与驱动电机135连接。传送带132的两端均设置传动轴134，任一传动轴134与驱动电机135连接均可。

固定板固定设置在传送带上，附图中未示出，转盘131的中心可以通过转轴与固定板连接。

支架包括限位座14和两个支座1，两个气缸3分别设置在两个支座1上，限位座14上竖直设置有限位槽，滑动杆141的一端与升降架4连接，且另一端嵌入在限位槽中，限位座14和两个支座1分别布置在三角形的三个端点上。

由于气缸3能够带动升降架4上下运动，升降架带动滑动杆141在限位座14的限位槽中上下运动。

三角形的内部设置有防护罩2，防护罩2与支架连接，磨球结构11均设置在防护罩2中。防护罩2为一侧开口的弧形板结构，方便人们取放汽车异形件。

本发明的具体工作过程：

根据本方案中的上述结构特征的描述，制备并安装好本装置，将汽车磨削件设置在转盘131上，启动进给机构13，调节到合适的磨削位置，此时可以使得升降架4上升，方便异形件的放置操作，针对本方案，该异形件可以是具有一定弧度的曲面结构，或者外表面曲率较小的零部件。

通过气缸3，使得升降架4带动磨球结构11下降，升降架4下降，使得打磨球体113逐渐与异形件接触，再次启动进给机构13，使得传送带132带动异形件直线移动，其中转盘131的转动作用，能够辅助调节异形件的打磨位置；

本方案提供的磨削装置适用于一定重量的汽车异形件；

进一步的，在实际打磨时，由一个操作工人师傅用手靠在防护罩2位置，并握在汽车异形件的边缘，戴上手套，避免打磨火花溅到手上，人工辅助操作有助于稳定异形件。

在打磨过程中，如果是针对一个点进行打磨，则可以固定住汽车异形件即可，不需要汽车异形件移动位置，如果是针对一个面进行打磨，则需要启动驱动电机135，使得传送带132低速运动，带动汽车异形件低速移动，同时，根据打磨面的曲度利用转盘131进行适当角度旋转，最终实现曲面的打磨。

更优的，转盘131可以为磁性材料，用于吸合铁磁性材料的异形件，实现对异形件的定位，避免异形件在转盘131上发生易位；或者在转盘131的上端面呈环形阵列垂直设置有若干的限位柱，该限位柱可以是螺栓（螺栓能够根据异形件实际的形状结构进行相应的安装和拆卸，转盘的上端面可以布置若干的螺纹孔），将异形件放置在转盘上时，异形件的边沿部分卡设在两个或者多个螺栓之间，虽然这在实际应用中，未必正好就能够实现对不同尺寸、不同形状乃至不同种类异形件的限位，但是再通过人工手持的辅助作用，基本上能够对不同尺寸、不同形状乃至不同种类的异形件进行卡位（如果需要磨削特定结构的异形件，则通过上述的螺栓螺孔结构，能够完全实现对异形件的卡位，且螺栓的安拆方便快捷）；为了简化设计，在本方案附图中就不在将转盘131上的螺纹孔和螺栓示意出来。

其中本方案中设置的打磨球体113，上面设置有外径不同的打磨杆115，当遇到异形件曲率半径相差较大的位置时，可以将打磨球体113取下，选出合适位置的螺纹柱114与定位柱109连接，使得适合尺寸的打磨杆115与异形件的曲面接触，完成对曲面的打磨过程；

设置有气缸3、距离传感器107和PLC控制器，打磨球体113与汽车异形件上表面接触，当弹簧一106具有一定压缩量时，设定距离传感器107的初始值，即在该弹簧的力度下，进行磨削，同时汽车异形件可以随着传送带132的移动而移动；

当遇到凸出的曲面状况时，弹簧一106会进一步被压缩，横杆108与调节柱5的间距缩小，这时候距离传感器107感知信号并工作，通过PLC控制器驱动气缸3工作，使得气缸3上升一定的距离，目的使得弹簧一106恢复到初始压缩量，即使得弹簧一106的弹力处于较为稳定的数值，从而使得打磨球体113与异形件的作用力处于较为稳定的状态，有助于使得异形件曲面上各个位置的磨削量处于较为稳定均匀的状态，从而实现了柔性调节的作用效果。

特别说明：在实际的磨削抛光过程中，往往需要一定的打磨抛光量，对于特定的磨具制造工艺来说，该打磨抛光量往往是一个定值X，比如设定打磨量X，主要取决于打磨球体113与异形件的接触力（通过调节弹簧一106的伸缩长度来控制）、传送带132的运动速度（决定了某一位置的打磨时间）、打磨球体113的旋转速度（决定了打磨强度）、异形件材料硬度这四种因素，而这四种变量都是可以控制的，即可以通过多次试验或者调试工作来验证相互之间的关系，在特定的打磨量X下（例如磨削深度1mm），必然存在调节弹簧一106的伸缩长度L、传送带132的运动速度V1、打磨球体113的旋转速度V2、异形件材料硬度H这四个特定的变量，即设定好这四个变量的数值后，便可以获得特定的磨削深度1mm，大大提升了磨削的精确度，即使对于新手来说，在设定好相应的变量后，也可以获得汽车异形件良好的磨削质量，这便是本方案的构思初衷。

注：在打磨球体113上可以设置开口，螺纹柱114设置在开口中，在开口中可以设置快速型的双组份树脂胶，连接强度高，固化速度快，也耐温耐酸碱；此外，PLC控制器的工作原理为本领域技术人员容易实现的技术，可以根据实际情形安装在支座1的合适位置，在此不再详述。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，包括用于对汽车异形件进行磨削的磨球结构（11）、设置在所述磨球结构（11）上方的柔性调节机构（10）、设置在所述磨球结构（11）下方的进给机构（13），所述进给机构（13）上设置有汽车异形件，所述磨球结构（11）与动力机构（15）连接，所述动力机构（15）和所述柔性调节机构（10）均设置在升降架（4）上，所述升降架（4）可上下运动的设置在支架上，所述进给机构（13）设置在所述支架上。

2.根据权利要求1所述的汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，所述柔性调节机构（10）包括水平设置的横杆（108）、垂直设置在所述横杆（108）上端面的两个滑动柱一（105）、套设在所述滑动柱一（105）上的弹簧一（106）、设置在所述滑动柱一（105）顶端的挡块一（103），所述滑动柱一（105）的顶端活动穿过固定块（104），两个所述固定块（104）分别通过调节柱（5）设置在所述升降架（4）上，所述弹簧一（106）设置在所述横杆（108）和所述固定块（104）之间，所述挡块一（103）设置在所述固定块（104）的上端面。

3.根据权利要求2所述的汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，所述横杆（108）上且两个所述滑动柱一（105）之间设置有定位柱（109），所述定位柱（109）底端设置有所述磨球结构（11），所述定位柱（109）顶端与所述动力机构（15）连接，所述定位柱（109）通过轴承设置在所述横杆（108）上。

4.根据权利要求3所述的汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，所述动力机构（15）包括一端与所述定位柱（109）顶端连接的软轴（101）、一端与所述软轴（101）另一端连接的驱动轴（6）、设置在所述驱动轴（6）另一端的从动齿轮（7）、与所述从动齿轮（7）啮合连接的主动齿轮（8），所述主动齿轮（8）通过主动轴与电机（9）连接，所述驱动轴（6）、所述从动齿轮（7）、所述主动齿轮（8）和所述电机（9）均设置在升降架（4）上；

所述软轴（101）的外侧设置有套筒（102），所述套筒（102）的两侧分别与两个所述固定块（104）连接。

5.根据权利要求4所述的汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，所述升降架（4）的两侧底端分别设置有气缸（3），两个所述气缸（3）分别设置在所述支架上，所述气缸（3）与控制***连接；

所述控制***包括设置在所述横杆（108）上端面的距离传感器（107）、与所述距离传感器（107）连接的控制器，所述控制器与两个所述气缸（3）连接。

6.根据权利要求3-5任一项所述的汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，所述磨球结构（11）包括打磨球体（113）、设置在所述打磨球体（113）外侧的若干螺纹柱（114）和若干打磨杆（115），若干所述螺纹柱（114）和若干所述打磨杆（115）关于所述打磨球体（113）的球心呈中心对称分布，任一所述螺纹柱（114）与所述定位柱（109）螺纹连接；

若干所述打磨杆（115）分别具有不同的外径。

7.根据权利要求1所述的汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，所述进给机构（13）包括水平设置的传送带（132）、分别设置在所述传送带（132）两端的传动轴（134）、水平穿过所述传送带（132）内侧的支撑板（133）、设置在所述传送带（132）顶端面的固定板、可旋转的设置在所述固定板上的转盘（131），所述转盘（131）上设置有所述汽车异形件，其中一所述传动轴（134）与驱动电机（135）连接。

8.根据权利要求6所述的汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，所述支架包括限位座（14）和两个支座（1），两个所述气缸（3）分别设置在两个所述支座（1）上，所述限位座（14）上竖直设置有限位槽，滑动杆（141）的一端与所述升降架（4）连接，且另一端嵌入在所述限位槽中，所述限位座（14）和两个所述支座（1）分别布置在三角形的三个端点上。

9.根据权利要求8所述的汽车异形件柔性磨削装置，其特征在于，所述三角形的内部设置有防护罩（2），所述防护罩（2）与所述支架连接，所述磨球结构（11）均设置在所述防护罩（2）中。

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