[发明专利]一种带电解抛光液的湿式自动抛光方法及其设备

说明书

技术领域

本发明是一种带电解抛光液的湿式自动抛光方法及其设备，是一种用于金属表面抛光的加工方法及其设备，属于金属表面处理领域。

背景技术

人工关节，是进行关节置换术中用到的主要植入医疗器材，是骨科植入物中最复杂，最具有技术含量的医疗器械产品。目前，人工关节置换术已经被广泛应用于关节骨性关节炎、类风湿性关节炎和创伤后关节炎的治疗中。关节产品原理是关节两个相对运动摩擦副表面的内在机理，关节面材料和几何尺寸的选择，其中关键在于研究关节表面的摩擦学、生物力学等指标。粗糙度是关节面摩擦的关键因素，提升粗糙度指标，对于假体寿命，病人发生骨溶解的几率，是最为关键的因素。对于怎样通过先进的制造工艺去实现假体表面的高精度抛光，是一道摆在国内关节假体制造行业面前的难题。传统的机械抛光工艺中，高速旋转的抛光轮压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，可以解决工件表面微小划痕和麻点，这是机械抛光所独有的优势。但对于复杂曲面的产品，机械抛光的难度大、合格率低。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处，提供一种带电解抛光液的湿式自动抛光方法及其设备。在进行复杂曲面工件抛光加工时比普通机械式抛光加工更能保证加工工件表面质量，加工出来的产品具备高度的质量一致性，而且加工效率大大提高。电解抛光可以极大提高表面耐蚀性，电解抛光后的微观表面比机械抛光的更平滑，反光率更高。电解抛光不受工件尺寸和形状的限制。本发明将机械式抛光和电解抛光结合在一起，由机器人通过专用夹具夹持工件，将抛光工具和工件，浸入电解抛光液中，在机械抛光的同时进行电解抛光。通过自动的机械式抛光去除工件表面微小划痕和麻点，使用带电解抛光液的湿式自动抛光方法及其设备进行自动抛光成本得到显著降低。由计算机、控制器、机器手、夹具和压电传感器组成的控制系统，动态调整抛光力，柔性变换角度，合理规划抛光路径，得到高质量的表面。高质量的表面，可以减少使用时表面的磨损和骨溶解发生的几率，提高产品使用寿命。

带电解抛光液的湿式自动抛光方法及设备是采取以下技术方案实现的：

带电解抛光液的湿式自动抛光设备包括抛光轮、机器手、压电传感器、控制器、计算机、夹具和电解槽。机器手采用PUMA-562机器手，机器手设置有安装座，安装座底面设置有螺钉孔，螺钉通过螺钉孔将安装座固定在地面上。安装座上部设置有一根立柱，立柱后部设置有电器控制柜，电器控制柜通过电器控制线与控制器相连接，计算机通过RS232C接口的数据连接线与控制器相连，用来控制机器手的动作，立柱可以作旋转运动。立柱上部设置有一根与立柱成90°支撑杆，支撑杆是圆柱体。支撑杆的一端设置有与支撑杆成90°的机器手的上臂，机器手的上臂可以做旋转运动。机器手的上臂前端设置有机器手的小臂，机器手的小臂设置有台阶内孔，压电传感器安装在台阶内孔的台阶面上，传感器前端设置有弹簧，用来固定夹具连接器，并产生动态力。机器手的小臂端面设置有螺纹，端盖通过螺纹与小臂连接，并能调整弹簧的胀紧力。螺纹下部设置有O型圈安装槽，用于安装O型圈，防止电解液进入。机器手的小臂可以做旋转运动。机器手的小臂前端设置有夹具连接器，夹具连接器设置有两段，大端为一段圆柱体，并设置有两个直径不同的内孔，直径大的内孔用来连接夹具，在直径小的内孔内插入一根圆柱销用来固定夹具。机器手前端安装有夹具用来夹持工件，根据手夹持工件的不同，夹具会有所不同。机器手通过夹具夹持工件压向高速旋转的抛光轮，抛光轮转速为3000r/min。抛光轮安装在电解槽中的旋转轴一端，通过螺纹连接使之固定。旋转轴另一端通过弹性联轴器与电动机连接在一起。电动机通过弹性联轴器使旋转轴及抛光轮旋转。在电解槽中盛装有电解抛光液，工件和抛光轮浸入电解槽的电解抛光液中，进行电解抛光。