[发明专利]一种柔性凝胶砂轮加工平台及加工方法

说明书

一种柔性凝胶砂轮加工平台，包括六自由度工业机器人、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、用于对工件的复杂表面进行抛光的柔性凝胶砂轮、气泵、信息系统，柔性凝胶砂轮安装在六自由度工业机器人的活动端；柔性凝胶砂轮包括用于驱动柔性凝胶砂轮头、沿自身轴向移动的凝胶砂轮体、用于对工件进行加工的柔性凝胶砂轮头；集电滑环的内滑环侧固接砂轮体，另一侧固接联轴器，外滑环固接伺服电机外壳；柔性凝胶砂轮头外层粘接磨粒层，形成可与工件待加工表面贴合的柔性凝胶砂轮头；凝胶砂轮体的工作端安装柔性凝胶砂轮头，内部圆柱形活塞拉杆驱动柔性凝胶砂轮头沿轴向变形；还包括利用上述柔性凝胶砂轮加工平台对工件的加工方法。

技术领域

本发明涉及一种柔性凝胶砂轮加工平台及加工方法。

背景技术

工件自由表面光整加工一直是加工难点，目前针对于表面体的抛光方法主要是应用于平面，而对于表面形态复杂的工件多采用流体混合加工方法，即利用气流或者液体中添加磨料，对待加工表面进行抛光。这种方法加工成本较高，操作复杂，材料去除方式单一，加工不彻底，加工表面质量不够高，加工效率低。所以急需设计一种多种加工方式结合、且适用于不同工况和零件、能够对加工面进行主动仿形的柔性凝胶砂轮加工平台及加工方法。所以设计一种柔性凝胶砂轮加工平台显得尤为必要。

发明内容

本发明要解决当前传统加工平台加工效率低，且难以适用不规则自由曲面的问题，提出了一种柔性凝胶砂轮加工平台及加工方法，能够实现对工件加工面的主动仿形，完成高效、高质量的抛光工作。

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；