[发明专利]一种复杂曲面自适应包覆性砂带打磨系统和打磨方法

说明书

本发明公开了一种复杂曲面自适应包覆性砂带打磨系统和打磨方法，属于复杂曲面打磨技术领域。该系统中，电机轴带动驱动轮转动，带动砂带牵动整个轮系。接触轮导向机构通过力传感器采集接触轮两边力信息，分析砂带与加工表面的贴合情况，气动装置控制气缸调节接触轮与加工表面夹角，保证砂带与加工表面紧密贴合。接触轮安装调节机构能够便捷更换安装接触轮。张紧力的调节需要张紧力感知机构和张紧力调节机构协同工作，张紧力感知机构通过力传感器采集砂带施加给张紧力感知轮的张紧力，再通过PLC模块和气动装置控制调节张紧力调节机构中的气缸，来调节砂带的张紧力。该系统能够实现对接触轮与加工表面间的角度调整及打磨过程中的张紧力控制。

技术领域

本发明涉及复杂曲面打磨技术领域，具体涉及一种复杂曲面自适应包覆性砂带打磨系统和打磨方法。

背景技术

随着工业设计的进步，越来越多具有复杂曲面特征的设计出现在各类制造产业中，此类零件的形状和结构较为复杂，通常具有薄壁、曲率变化大等特点，其严格的制造精度要求和加工难度给当前的多轴数控加工技术带来了严峻挑战，尽管数控加工的技术相对成熟，但在加工后仍然不能消除加工表面刀路凹痕以及加工表面硬化问题。因此，砂带磨抛技术逐渐成为了研究重点，因砂带本身具有弹性以和稳定的磨削速度，加之接触轮的柔性接触，所以砂带磨削可进行高稳定性的磨削加工，并获得更好的加工质量。不同复杂曲面产品都需要保证其尺寸精度及表面质量达到加工要求，现有技术在生产制造过程中面临着柔顺性差、定位精度差以及磨抛接触面自适应差等问题，因此需要对加工设备进行改进，设计并制造出一种具有较高柔顺性、能自动纠正由定位误差等所带来的磨抛接触面不充分的问题、具有自适应调节加工稳定性的磨抛装备。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种复杂曲面自适应包覆性砂带打磨系统和打磨方法，能解决砂带与工件表面角度补偿问题，能够实现复杂曲面的高柔性磨削加工和接触力自适应调节，用以取代现行的砂带机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种复杂曲面自适应包覆性砂带打磨系统，包括接触轮导向机构、接触轮安装调节机构、张紧力感知机构、张紧力调节机构、驱动电机和机架；所述接触轮导向机构与接触轮安装调节机构连接，所述接触轮安装调节机构固定在所述机架上，所述张紧力感知机构与所述机架连接，所述张紧力调节机构与所述机架连接，所述电机与所述机架连接，并驱动砂带转动。

所述的接触轮导向机构包括接触轮、导向块Ⅰ、导向块Ⅱ、力传感器Ⅰ、力传感器Ⅱ、气缸Ⅰ和气缸Ⅱ，所述的接触轮安装在导向块Ⅰ和导向块Ⅱ之间，可以分别进行角度调节；所述导向块Ⅰ和导向块Ⅱ分别与力传感器Ⅰ和力传感器Ⅱ通过螺栓固接，力传感器Ⅰ和力传感器Ⅱ再分别与气缸Ⅰ和气缸Ⅱ固接，通过感知力传感器Ⅰ和力传感器Ⅱ的力及比例调节阀分别控制气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的伸缩量，进而控制导向块Ⅰ和导向块Ⅱ的相对位置，最终实现接触轮角度的调节。

所述接触轮安装调节机构包括丝杠导轨、直线导轨、两个滑块、锁紧螺栓、手轮和固定块，所述两个滑块均在所述丝杠导轨和直线导轨上，所述手轮与所述丝杠导轨连接，可转动手轮调节两个滑块的间距，所述锁紧螺栓与所述滑块和直线导轨配合，起到锁紧滑块的作用，所述丝杠导轨和直线导轨均固接在固定块上，所述固定块通过连接杆固定在机架上。

所述张紧力感知机构包括张紧力感知轮、力传感器Ⅲ、支架Ⅰ和固定架Ⅰ，所述张紧力感知轮安装在所述支架内，所述力传感器Ⅲ安装在支架下方，所述力传感器Ⅲ安装在所述固定架上，通过设计轮系位置关系，使得张紧力感知轮受到竖直向下的力。

所述张紧力调节机构包括张紧力调节轮、气缸Ⅲ、液压缸、支架Ⅱ、连接块和固定架Ⅱ，所述张紧力调节轮安装在所述支架Ⅱ内，所述气缸安装在所述支架Ⅱ下，所述液压缸和气缸Ⅲ通过连接块固接，所述液压缸安装在所述固定架Ⅱ上；可通过拧动液压缸外部螺栓实现张紧力调节轮大行程移动，方便砂带的拆卸和更换；气缸Ⅲ受PLC模块控制，经比例调节阀实现调节张紧力的作用。