[发明专利]一种柔性凝胶砂轮加工平台及加工方法

权利要求书

1.一种柔性凝胶砂轮加工平台，其特征在于：包括：六自由度工业机器人(1)、用于放置和夹紧工件并对工件进行激光三维扫描的抛光工作台(2)、用于对工件的复杂表面进行抛光的柔性凝胶砂轮(3)、气泵(4)、信息系统(5)，柔性凝胶砂轮(3)安装在六自由度工业机器人的活动端；

气泵(4)的喷嘴对准工件，在柔性凝胶砂轮(3)对工件表面抛光时进行降温，抛光工作完成后对工件表面的残余附着材料进行去除；

信息系统(5)包括控制柜(51)、计算机模块(52)，与六自由度工业机器人(1)、柔性凝胶砂轮(3)、三维激光轮廓扫描仪装置(23)信号连接，控制工件夹持装置(22)、柔性凝胶砂轮(3)工作以对工件进行加工；

六自由度工业机器人的底部固接到抛光工作台旁的地面上，其活动端固接伺服电机(11)，伺服电机(11)的旋转主轴(111)固接联轴器(12)，联轴器(12)上设置有用于安装柔性凝胶砂轮的第一安装孔(121)，伺服电机(11)外壳上有用于安装外滑环的第二安装孔(112)，其中六自由度工业机器人的活动端活动区域覆盖抛光工作台的加工区；

抛光工作台包括工作台底座(21)，工件夹持装置(22)和三维激光轮廓扫描仪装置(23)，工作夹持装置(22)与三维激光轮廓扫描仪装置(23)均安装在工作台底座(21)上，工件夹持装置(22)设置在三维激光轮廓扫描仪装置旁；

柔性凝胶砂轮(3)包括用于驱动柔性凝胶砂轮头(33)、沿自身轴向移动的凝胶砂轮体(32)、用于对工件进行加工的柔性凝胶砂轮头(33)，用于固接凝胶砂轮体(32)和伺服电机(11)的中间装置集电滑环(31)；集电滑环(31)的内滑环(312)侧固接砂轮体(32)，另一侧固接联轴器(12)，外滑环(311)固接伺服电机(11)外壳；柔性凝胶砂轮头外层粘接磨粒层(334)，形成可与工件待加工表面贴合的柔性凝胶砂轮头；

凝胶砂轮体(32)的工作端安装柔性凝胶砂轮头(33)，内部圆柱形活塞拉杆(324)驱动柔性凝胶砂轮头(33)沿轴向变形，其底端固接集电滑环(31)，实现第一导线(322)的同步转动；所述凝胶砂轮体(32)还包括砂轮壳(320)、圆柱形活塞拉杆(324)、凝胶单元阵列，凝胶砂轮体(32)底端设有与集电滑环(31)相固接的第一螺纹孔(3121)，砂轮壳(320)中部设有第一通孔(321)；砂轮体(32)内设有容纳圆柱形活塞拉杆(324)的轴向通孔(323)；

凝胶单元阵列包括轴向地设置在砂轮壳(320)内的若干个轴向圆柱孔壳(328)，每个轴向圆柱孔壳(328)内设有一个凝胶单元(329)；

凝胶单元(329)上端安装圆柱形活塞拉杆(324)，通电后的凝胶单元(329)带动圆柱形活塞拉杆(324)，移动的圆柱形活塞拉杆(324)使得弹性套膜(332)发生形态变化，实现对复杂工件表面进行抛光；所述凝胶单元(329)包括多层透明弹性PVC凝胶薄膜(3291)，所述PVC凝胶薄膜(3291)之间设有金属电极，所述金属电极包括阳极板(3292)，阴极板(3293)；

凝胶单元(329)上设有连接控制柜(51)和电源的第一导线(322)，第一导线(322)穿过轴向圆柱孔壳(328)上的第二通孔(327)、砂轮壳(320)上的第一通孔(321)，再从砂轮壳(320)外穿过外滑环(311)上的第二螺纹孔(314),第一导线(322)穿过外滑环(311)后的部分，称为第二导线(315)，第二导线(315)是柔性凝胶砂轮的控制端；

所述柔性凝胶砂轮头(33)包括弹性套膜(332)，柔性抛光布(333)，磨粒层(334)和卡箍(331)；当弹性套膜(332)受到圆柱形活塞拉杆(324)的拉力时发生形变，使得磨粒层(334)主动贴合工件加工表面；

所述弹性套膜(332)通过卡箍(331)安装在凝胶砂轮体(32)上并保证密封并且与圆柱形活塞拉杆(324)上的半球面支撑体(325)保持固接；

所述抛光布(333)一面贴合到弹性套膜固定，随着弹性套膜(332)的形变而发生改变，另一面通过粘接剂固结磨粒层(334)；

所述磨粒层(334)通过粘接剂固结在柔性抛光布(333)上；

柔性凝胶砂轮头(33)、凝胶砂轮体(32)、集电环(31)的轴线重合；

轴向是指柔性凝胶砂轮头(33)、凝胶砂轮体(32)、集电滑环(31)的轴线方向。