CN105728857B - 顺随式去毛刺打磨主轴及去刺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顺随式去毛刺打磨主轴，其能够实现去除毛刺加工受力小，降低对设备整体刚度、工件定位要求，并且实时地检测铸件的毛刺、浇口等情况。一种顺随式去毛刺打磨主轴，包括打磨动力头，打磨动力头设于连杆的第一端，连杆的第二端连接有主体使打磨动力头弹性地压紧在工件上，并且借助主体使连杆相对于主体移动路径成偏转角度设置，主体的偏转编码器用于采集偏转角度变化。

Description

顺随式去毛刺打磨主轴及去刺方法

技术领域

本发明属于铸件除毛刺装置的技术领域，具体地说是涉及一种毛刺打磨主轴。此外，本发明还提供一种去毛刺方法。

背景技术

在金属压铸过程中，由于高温高压金属流体对模具的冲蚀，导致产品的分型线处出现很多毛刺，同时由于压铸工艺的要求，压铸产品会有较厚的浇口残留，目前有很多去除毛刺的加工方式及相应设备，由于存在诸多工艺或设备投入成本，加工成本等限制，目前国内去毛刺加工还是主要采用人工去除的方式。人工去毛刺虽然操作相对灵活，但是存在用工成本较高，安全性较差，加工环境恶劣等缺点。因此压铸件去毛刺的问题一直都是业内企业及专业人士重点攻关项目。对此，如何实现去除毛刺加工受力小，降低对设备整体刚度、工件定位要求，并且实时地检测铸件的毛刺、浇口等情况，是亟待本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种顺随式去毛刺打磨主轴，其能够实现去除毛刺加工受力小，降低对设备整体刚度、工件定位要求，并且实时地检测铸件的毛刺、浇口等情况。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

一种顺随式去毛刺打磨主轴，包括打磨动力头，打磨动力头设于连杆的第一端，连杆的第二端连接有主体使打磨动力头弹性地压紧在工件上，并且借助主体使连杆相对于主体移动路径成偏转角度设置，主体的偏转编码器用于采集偏转角度变化。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述主体为伺服电机，伺服电机的输出轴与连杆的第二端固定连接，所述偏转编码器为该伺服电机自带的编码器。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述主体包括偏转电机，偏转电机的输出端与机座固定连接，机座还与连杆的第二端可转动连接，扭簧的一端与机座相连接，扭簧的另一端与连杆相连接，偏转编码器的基座与机座固定连接，偏转编码器的转轴与连杆相连接。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述偏转编码器的转轴通过编码器连杆与连杆相连接。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述扭簧的一端通过压紧电机与机座相连接。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：电磁离合器的一端与机座固定连接，电磁离合器的另一端与连杆固定连接，电磁离合器具有供扭簧穿过的通孔。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：在所述连杆的第二端上设有接纳腔一，机座套设于接纳腔一上，在机座上设有用于接纳偏转编码器的接纳腔二，在所述接纳腔二的侧壁上设有供偏转编码器穿过的通口。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述偏转电机包括步进电机和减速器，步进电机的转轴与减速器的输入端传动连接；或者所述偏转电机包括普通直流电机、减速器和编码器，普通直流电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端与编码器的基座相连接。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述压紧电机包括步进电机和减速器，步进电机的转轴与减速器的输入端传动连接；或者所述偏转电机包括普通直流电机、减速器和编码器，普通直流电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端与编码器的基座相连接。

一种应用上述的顺随式去毛刺打磨主轴的去毛刺方法：包括：a).控制数控设备的主轴使打磨动力头压紧在被打磨工件上，并且连杆与主体移动路径成偏转角度设置；

b).数控系统第一次控制主轴移动，从而拖动打磨动力头沿着被打磨工件的轮廓移动，在打磨头的移动过程中，偏转编码器采集偏转角度的变化，并将采集到的信息输送给数控设备的数控系统，

c).上述步骤完成后，数控系统依据该信息分析得到被打磨工件上毛刺的实际情况，数控系统控制主轴移动至发生偏转角度变化的位置，使打磨动力头针对性地对其进行打磨。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

本发明的顺随式去毛刺打磨主轴，借助主体结构以及主体与连杆的连接结构，使打磨动力头弹性地压紧在被打磨工件上，利用偏转编码器结构将偏转角度的变化转换为电信号，从而达到实时地检测毛刺、浇口等情况的目的。本发明的顺随式去毛刺打磨主轴，采用磨削除料，顺随式走刀，加工受力小，对设备整体刚度、工件定位要求较低，从而可应用于低成本数控设备，且便于实现自动化加工。应用时，其检测数据上传至数控系统，数控系统可根据数据分析得出铸件毛刺的实际情况并进行针对性的优化加工。

附图说明

图1是本发明的实施例一的结构示意图。

图2是本发明的原理图。

图3是本发明的实施例二的结构示意图。

图4是本发明的实施例三的结构示意图。

图5是本发明的实施例四的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—图5；

需要说明的，偏转编码器为普通结构的编码器，为便于区分相关技术特征，将其命名为偏转编码器。

实施例一、

本实施例给出了一种顺随式去毛刺打磨主轴，其包括伺服电机1、连杆2及打磨动力头3。连杆的第一端与打磨动力头刚性连接。连杆的第二端与伺服电机的输出端相连接。这样，连杆可按伺服电机的输出端中心线转动。借助伺服电机使连杆相对于伺服电机移动路径成偏转角度a1设置。使用时，在打磨动力头转换到被打磨工件的另一边沿时，通过伺服电机重新调整机座与连杆的相对位置，使连杆相对于伺服电机移动路径还保持偏转角度a1。伺服电机的移动路径按被打磨工件的外形设定。伺服电机中自带的编码器作为偏转编码器，用于采集偏转角度的变化。由于伺服电机自身特性，其在工作时能够对连杆施加一定的扭矩，使得打磨动力头可被弹性地压紧在被打磨工件100上，从而使打磨动力头去除毛刺。当打磨动力头行径浇口等较大毛刺位置时，由于其不能被一次性被彻底打磨干净，从而使得打磨动力头带动连杆以伺服电机的输出端为中心线转动，造成偏转角度a1变化到偏转角度a2,形成了顺随式走刀。偏转编码器采集该偏转角度变化。可以理解的是，在本实施例中，借助伺服电机和连杆的连接结构，将浇口等较大毛刺101形状转化为角度位移，利用编转编码器将角位移转变为电信号，以供识别。

需要说明的是，在本实施例中，伺服电机作为主体，使打磨动力头弹性地压紧在工件上，并且借助主体使连杆相对于主体行径路线成偏转角度设置。

使用该顺随式去毛刺打磨主轴进行加工时，主体安装到数控制设备的主轴上，主轴按照工件外形所设定的移动路径进行移动，连杆中心线与主体移动路径成一定的偏转角度，即主轴通过连杆以一定的角度拖动打磨动力头对工件进行加工，当打磨动力头在行进路径上遇到细小的毛刺时，可直接去除，连杆基本上不发生偏转；若是遇到浇口等较大的毛刺，打磨动力头在主体的拖动下可顺随毛刺外轮廓线移动，使得连杆与主体移动路径的偏转角度发生变化，从a1 变化到a2，编码器可采集相应的数据并上传至设备的数控系统。设备的数控系统可分析编码器数据得出工件实时外形轮廓，修正优化主轴移动路径，使打磨头针对性地对产生偏转角度的位置进行打磨，实现高效智能化加工。可以理解的是，同时本发明采用磨削除料，顺随式走刀，加工受力小，对设备整体刚度、工件定位要求较低，从而可应用于低成本数控设备，且便于实现自动化加工。

实施例二：

本实施例给出的顺随式去毛刺打磨主轴，包括打磨动力头3，打磨动力头3 与连杆2的第一端相连接。连杆2的第二端设有接纳腔一21。偏转电机1的输出端与机座4相连接。本实施例的偏转电机包括步进电机和减速器，步进电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出轴作为偏转电机的输出端。当然，偏转电机还可以采用如下结构：其包括普通直流电机、减速器和编码器，普通直流电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端与编码器的基座相连接，编码器的转轴作为这种结构的偏转电机的输出端。借助偏转电机使连杆相对于偏转电机移动路径成偏转角度a1设置。使用时，在打磨动力头转换到被打磨工件的另一边沿时，通过偏转电机重新调整机座与连杆的相对位置，使连杆相对于偏转电机移动路径还保持偏转角度a1。机座4还插入接纳腔一21，并且机座4与连杆2的第二端可转动连接。在机座4上还设有接纳腔二41，接纳腔二中设有偏转编码器5，偏转编码器的基座与机座固定连接，偏转编码器的转轴51与连杆2固定连接。扭簧7的一端与机座相连接，扭簧的另一端与连杆相连接。在本实施例中，偏转编码器的转轴固定在接纳腔二的底壁上。同样的，偏转编码器的转轴也可以通过编码器连杆连接在接纳腔一的侧壁上。

在本实施例中，机座与连杆形成可转动连接，借助偏转电机的输出端所输出的力矩通过机座、钮簧传递到连杆上，其作为主体使连杆上的打磨动力头弹性地压紧在被打磨工件上。这种结构的顺随式去毛刺打磨主轴的工作原理与实例一给出的相似，这里不再详述。

应用时将用于固定伺服电机的转向机座8固定到数控设备主轴上。

实施例三

本实施例给出的顺随式去毛刺打磨主轴，在实施例二给出的顺随式去毛刺打磨主轴的基础上增设压紧电机结构，具体地说，包括打磨动力头3，打磨动力头与连杆2的第一端相连接。连杆2的第二端设有接纳腔一。偏转电机1的输出端与机座4相连接。本实施例的偏转电机包括步进电机和减速器，步进电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出轴作为偏转电机的输出端。当然，偏转电机还可以采用如下结构：其包括普通直流电机、减速器和编码器，普通直流电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端与编码器的基座相连接，编码器的转轴作为这种结构的偏转电机的输出端。借助偏转电机使连杆相对于偏转电机移动路径成偏转角度a1设置。使用时，在打磨动力头转换到被打磨工件的另一边沿时，通过偏转电机重新调整机座与连杆的相对位置，使连杆相对于偏转电机移动路径还保持偏转角度a1。机座4还插入接纳腔一21，并且机座4与连杆2的第二端可转动连接。在机座4上还设有接纳腔二41，接纳腔二41中设有偏转编码器5，偏转编码器的基座与机座固定连接，偏转编码器的转轴51通过编码器连杆6连接在接纳腔一的侧壁上。如图中所示，在接纳腔二的侧壁上设有通口，该通口供编码器连杆6穿过。扭簧7的一端通过压紧电机10与机座相连接，具体地说，所述扭簧的一端与压紧电机的输出端固定连接，所述压紧电机安装在机座上。其中，压紧电机包括步进电机和减速器，压紧电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出轴作为压紧电机的输出端。当然，压紧电机还可以采用如下结构：其包括普通直流电机、减速器和编码器，普通直流电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端与编码器的基座相连接，编码器的转轴作为这种结构的压紧电机的输出端。扭簧的另一端与连杆相连接。

在本实施例中，借助压紧电机的结构单独控制连杆与被打磨工件的压紧力，易于控制。该顺随式去毛刺打磨主轴的工作原理与实施例二的工作原理相似，这里不再详述

实施例四：

本实施例给出的顺随式去毛刺打磨主轴，在实施例二给出的顺随式去毛刺打磨主轴的基础上增设电磁离合器的结构，具体地说，包括打磨动力头3，打磨动力头与连杆2的第一端相连接。连杆2的第二端设有接纳腔一。偏转电机1 的输出端与机座4相连接。本实施例的偏转电机包括步进电机和减速器，步进电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出轴作为偏转电机的输出端。当然，偏转电机还可以采用如下结构：其包括普通直流电机、减速器和编码器，普通直流电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端与编码器的基座相连接，编码器的转轴作为这种结构的偏转电机的输出端。借助偏转电机使连杆相对于偏转电机移动路径成偏转角度a1设置。使用时，在打磨动力头转换到被打磨工件的另一边沿时，通过偏转电机重新调整机座与连杆的相对位置，使连杆相对于偏转电机移动路径还保持偏转角度a1。机座4还插入接纳腔一21，并且机座4与连杆2的第二端可转动连接。在机座4上还设有接纳腔二41，接纳腔二中设有偏转编码器5，偏转编码器的基座与机座固定连接，偏转编码器的转轴51通过编码器连杆连接在接纳腔一的侧壁上。如图中所示，在接纳腔二的侧壁上设有通口，该通口供编码器连杆穿过。扭簧的一端与机座相连接，扭簧7的另一端与连杆相连接。电磁离合器9的一端与机座固定连接，电磁离合器的另一端与连杆固定连接，电磁离合器具有供扭簧穿过的通孔。借助电磁离合器的结构，使得电磁离合器可按需将机座与连杆的弹性连接切换为刚性连接。在刚性连接时，能够提升打磨去毛刺能力。

一种应上述的顺随式去毛刺打磨主轴的去毛刺方法：包括：

a).控制数控设备的主轴使打磨动力头压紧在被打磨工件上，并且连杆与主体移动路径成偏转角度设置；

b).数控系统第一次控制主轴移动，从而拖动打磨动力头沿着被打磨工件的轮廓移动，在打磨头的移动过程中，偏转编码器采集偏转角度的变化，并将采集到的信息输送给数控设备的数控系统，

c).上述步骤完成后，数控系统依据该信息分析得到被打磨工件上毛刺的实际情况，数控系统控制主轴移动至发生偏转角度变化的位置，使打磨动力头针对性地对其进行打磨。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顺随式去毛刺打磨主轴，包括打磨动力头，其特征在于：打磨动力头设于连杆的第一端，连杆的第二端连接有主体使打磨动力头弹性地压紧在工件的侧方，主体安装到数控制设备的主轴上，主轴按照工件外形所设定的移动路径进行移动，并且借助主体使连杆相对于主体移动路径成偏转角度设置，当打磨动力头在行进路径上遇到无法一次性被彻底打磨干净的毛刺时，偏转角度发生变化，主体的偏转编码器用于采集偏转角度变化以供识别出工件实时外形轮廓。

2.根据权利要求1所述的顺随式去毛刺打磨主轴，其特征在于：所述主体为伺服电机，伺服电机的输出轴与连杆的第二端固定连接，所述偏转编码器为该伺服电机自带的编码器。

3.根据权利要求1所述的顺随式去毛刺打磨主轴，其特征在于：所述主体包括偏转电机，偏转电机的输出端与机座固定连接，机座还与连杆的第二端可转动连接，扭簧的一端与机座相连接，扭簧的另一端与连杆相连接，偏转编码器的基座与机座固定连接，偏转编码器的转轴与连杆相连接。

4.根据权利要求3所述的顺随式去毛刺打磨主轴，其特征在于：所述偏转编码器的转轴通过编码器连杆与连杆相连接。

5.根据权利要求4所述的顺随式去毛刺打磨主轴，其特征在于：所述扭簧的一端通过压紧电机与机座相连接。

6.根据权利要求4所述的顺随式去毛刺打磨主轴，其特征在于：电磁离合器的一端与机座固定连接，电磁离合器的另一端与连杆固定连接，电磁离合器具有供扭簧穿过的通孔。

7.根据权利要求4—6任一项所述的顺随式去毛刺打磨主轴，其特征在于：在所述连杆的第二端上设有接纳腔一，机座套设于接纳腔一上，在机座上设有用于接纳偏转编码器的接纳腔二，在所述接纳腔二的侧壁上设有供偏转编码器穿过的通口。

8.根据权利要求3所述的顺随式去毛刺打磨主轴，其特征在于：所述偏转电机包括步进电机和减速器，步进电机的转轴与减速器的输入端传动连接；或者所述偏转电机包括普通直流电机、减速器和编码器，普通直流电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端与编码器的基座相连接。

9.根据权利要求5所述的顺随式去毛刺打磨主轴，其特征在于：所述压紧电机包括步进电机和减速器，步进电机的转轴与减速器的输入端传动连接；或者所述偏转电机包括普通直流电机、减速器和编码器，普通直流电机的转轴与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端与编码器的基座相连接。

10.一种应用权利要求1所述的顺随式去毛刺打磨主轴的去毛刺方法：包括：

a).控制数控设备的主轴使打磨动力头压紧在被打磨工件上，并且连杆与主体移动路径成偏转角度设置；

b).数控系统第一次控制主轴移动，从而拖动打磨动力头沿着被打磨工件的轮廓移动，在打磨头的移动过程中，偏转编码器采集偏转角度的变化，并将采集到的信息输送给数控设备的数控系统，

c).上述步骤完成后，数控系统依据该信息分析得到被打磨工件上毛刺的实际情况，数控系统控制主轴移动至发生偏转角度变化的位置，使打磨动力头针对性地对其进行打磨。