[发明专利]全自动软固结磨粒气压砂轮制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及软固结磨粒气压砂轮精密加工领域。

背景技术

软固结磨粒气压砂轮，指的是一个由橡胶基体构成的空心半球，并在其表面通过高分子粘结剂软固结一层有一定厚度磨粒(可以克服现有气囊抛光中采用游离磨粒切削能力较弱的缺点)，其表面的柔性可以通过空心半球内部气压在线控制，并可方便地与机器人配合使用。在面向高硬度自由曲面光整过程中，软固结磨粒气压砂轮以其高效的切削效果和良好的自适应特性，正被广泛应用于各类模具表面光整技术中。

但目前针对软固结磨粒气压砂轮的制备缺乏有效手段，其中存在的问题尚无深入的研究。难点1，在半球形砂轮表面难以形成一层粘结剂薄层，其区域厚度不一容易造成磨粒固结效果不理想；难点2，对半球形表面难以进行磨粒均匀固化，即便在粘结剂层处于理想的环境下，也会造成磨粒密度不均的情况，从而影响切削力的控制，破坏加工表面面型精度；难点3，现有的制备方案，主要都采用手动的制备方式，容易造成生产效率低，合格率低，手动操作误差较大等问题。综上所述，鉴于软固结磨粒气压砂轮在抛光过程中扮演的重要角色，为了保证其砂轮制备质量和提高制备效率，设计和开发全自动软固结磨粒气压砂轮的制备装置是一项有意义和深度的工作。

发明内容

本发明要解决现有技术无法在半球形或者球冠形气压砂轮表面通过高聚物粘结剂固结一层厚度均匀、粘结性能稳定的磨粒群、效率低、差异大的缺陷，提供一种能够通过计算机实现全自动化控制的软固结磨粒气压砂轮制备装置。

全自动化控制的软固结磨粒气压砂轮制备装置，包括用于放置气压砂轮支架的磨粒固化平台，其特征在于：所述的磨粒固化平台的底部由四角支架支撑，在所述的磨粒固化平台中间安装滚筒，各滚筒间通过环形胶带构成一个滚动机构，并由第一伺服电机控制其转动；

所述的磨粒固化平台左右两侧有支架，所述的支架的内侧装有导轨，所述的两侧导轨之间装有连杆，所述的连杆在所述的导轨内的上下运动受第二伺服电机驱动；所述的连杆上设有横向导轨；涂胶装置和喷砂装置均设置于连接架上的半环形导轨上，第四伺服电机驱动所述的涂胶装置和喷砂装置在所述的半环形导轨上移动，所述的连接架设置于所述的横向导轨上，第三伺服电机驱动所述的连接架横向移动；

所述的涂胶装置具有控制涂胶过程的第一电磁阀和液压元件；所述的喷砂装置具有控制喷砂过程的第二电磁阀和气动元件；

所述的第一电磁阀和液压元件、第二电磁阀和气动元件、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机均受控于计算机。

本发明通过计算机实现对整个磨粒固结过程控制，其中包括人机交互界面使得操作人员可对计算机进行编程，从而控制软固结气压砂轮每一个制备过程的实现。计算机通过一块电机驱动系统控制四个伺服电机，从而实现对气压砂轮在涂胶或喷砂过程中的位置控制。除此之外计算机通过电磁阀配合液压元件控制涂胶装置的运行，实现流量可调和均匀出胶。通过电磁阀配合气动元件控制喷砂装置的运行，将磨粒与空气的混合物等量匀速喷出，实现在砂轮表面的磨粒固结。

由于气压砂轮具有半球形的外表，为了能使其表面均匀的粘附一层磨粒层，这里设计了一个连接架，一方面通过连接架使得涂胶喷砂装置能够依据连杆实现左右运动，而另一方面在连接架内侧设计了半环形轨道，通过第四伺服电机控制使得喷砂涂胶装置能够在气压砂轮表面拥有圆弧形运动轨迹。

所述涂胶装置主要用于涂覆液态可流动性胶体，其涂胶喷头口径可根据砂轮大小而定，在加工过程中应尽量使其保持在同一平面上运动。胶筒固定在连接架上，可通过旋转调整姿势。导管将外部粘结剂输入至胶筒当中，并配合电磁阀和液压元件控制涂胶过程进行。

所述喷砂装置同样被固定在连接架上，也可做旋转运动，内部主要为磨粒与空气的混合物，由外部导管输入，通过气缸提供气压，其植砂喷头置于砂轮上方，通过旋转和移动，可对球面任一位置进行喷砂。计算机通过电磁阀和气动元件控制喷砂过程。

根据设计需求以及砂轮尺寸大小，操作人员通过人机交互界面，将自动运行程序导入计算机当中。将气压砂轮安装在支架上，要求半球形弹性砂轮表面无挤压褶皱，并通过夹板将支架固定在环形胶带上，这一过程将准确地限定气压砂轮在计算机中的位置数据。

将液态粘结剂装入胶筒，打开喷头盖，通过手动操作观察喷头是否通畅，若存在闭塞则需要疏通。将磨粒装入喷砂装置，检查是否漏气，打开盖头通过手动操作观察气固混合物出口时的速率与磨粒喷射量，并将其调整至设计需求标准。