[发明专利]一种通过一维力控制的砂带磨削机

说明书

技术领域

本发明涉及一种砂带磨削机，特别是关于一种通过一维力控制的砂带磨削机。

背景技术

在高精度磨削加工中，要求在磨削过程中要能够精确控制工件的磨削量。影响磨削量主要因素包括：磨削接触力、工件进给速度、砂带线速度、砂带类型等等。为了保证高精度磨削，要求磨削过程中的磨削接触力可控。对于磨削接触力的控制可以由两种方式实现，一种是在夹持工件的机构那一端实现，另一种是在磨削机这一端实现。

在机器人磨削加工等应用中，是由机器人等夹持工件在磨削机上实现磨削加工过程，而对工件夹持机构(如机器人等多自由度机构)的力控制系统较为复杂，因此，对磨削机端的力控制研究具有很大意义。然而在磨削机端，磨削过程中，磨削接触力与磨削力将会耦合在一起，因此，还需要设计一种机构，将磨削接触力从磨削过程中的合力中解耦出来，进而实现对磨削接触力的控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种将磨削过程中磨削接触力与磨削力解耦，进而使磨削过程中接触力可测量并最终可控的通过一维力控制的砂带磨削机。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种一维力控制的砂带磨削机，其特征在于：它包括下层固定部分、上层浮动部分和力控制系统；所述固定部分包括一支座，所述支座上安装有一电机，所述电机的输出端连接一驱动轮，所述支座的顶部设置有滑轨；所述浮动部分包括一浮动横梁，所述浮动横梁通过滑块滑动地座落在所述滑轨上；所述浮动横梁的前端设置一接触轮，中下端设置一冗余轮，中上端设置一包括调偏轮的调偏装置、中后端设置一包括涨紧轮的涨紧装置；依次绕过所述驱动轮、冗余轮、接触轮、调偏轮和涨紧轮设置一圈砂轮带，所述冗余轮与所述驱动轮之间砂带的延长线与所述浮动横梁垂直；所述力控制系统一端与所述浮动部分连接，另一端与所述固定部分连接。

所述力控制系统包括一气缸和一比例阀，所述气缸的一端与所述浮动部分的滑块连接，所述气缸的另一端与所述固定部分的滑轨连接，所述比例阀和所述气缸通过气管连接，所述比例阀的输出是所述气缸的输入，所述比例阀置于所述气缸的侧后方，所述比例阀固定在支座上。

所述力控制系统包括设置在所述固定部分支座上的伺服电机，连接在所述伺服电机输出端的丝杠，一螺母旋旋接在所述丝杠上，且与所述浮动部分的浮动横梁固定连接；所述浮动横梁上还设置有一传感器，所述传感器连接驱动所述伺服电机的控制电路。

在所述滑动横梁上设置一气缸，所述气缸的活塞连接所述涨紧轮的轴。

连接在所述支座上的电机为三相变频电机。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将变频电机固定在固定部分的支座上，并通过三相变频电机的变频器对磨削速度进行控制，因此可以减小浮动部分的重量，提高系统在力控制过程中的动态性能，控制方法也简单稳定。2、本发明在磨削系统中设置了一冗余轮，并使冗余轮与驱动轮之间的砂带的延长线与浮动横梁垂直，因此可以实现在磨削过程中磨削力与工件和接触轮之间的磨削接触力的解耦，从而使力传感装置能够检测出磨削过程中的磨削接触力，进而实现在磨削过程中对磨削接触力的控制。3、本发明为力控制系统提供了机械控制和气动控制两种结构，因此可以根据不同的使用条件进行具体结构的选择，使实现本发明的结构应用范围更广、更容易。4、本发明采用气缸控制涨紧轮的涨紧方式，可以通过气缸的调节，方便地实现更换接触轮和使用不同长度砂带的需求。本发明可以广泛用于各种高精度磨削加工中。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是图1的俯视示意图

图3是本发明力控制系统结构示意图

图4是本发明的受力分析示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明包括下层固定部分10，上层浮动部分20和力控制系统30。

固定部分10包括一整体支座11，在支座11上安装有一三相变频电机12，在变频电机12的输出端连接一驱动轮13，在支座11的顶部设置1～2根滑轨14。

浮动部分20包括一浮动横梁21，浮动横梁21通过设置在其底部的滑块22滑动地座落在固定部分10的滑轨14上。在浮动横梁21的前端设置一接触轮23，中下端设置一冗余轮24，中上端设置一包括调偏轮25的调偏装置、中后端设置一包括涨紧轮26的涨紧装置，依次绕过驱动轮13、冗余轮24、接触轮23、调偏轮25和涨紧轮26设置一圈砂轮带27。