一种磨头与工件对零的方法及打磨设备

文档序号:1945734 发布日期:2021-12-10 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种磨头与工件对零的方法及打磨设备 (Method for aligning grinding head and workpiece and grinding equipment ) 是由 李帅 姜栋 郑倩倩 于 2021-09-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及零部件加工技术领域,具体涉及一种磨头与工件对零的方法。所述磨头与工件对零的方法包括:移动工件至第一预设位置(S1,0);获取工件厚度值D;基于工件厚度值D确定磨头的下降速率,以使工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)的同时磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D)。本发明提供的磨头与工件对零的方法,通过基于工件厚度值D确定磨头的下降速率,以使工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)的同时磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D),实现当工件运输至打磨区时,磨头即可与工件表面齐平,恰好完成粗对零,节约了对零时间,提升了对零效率,不影响生产节奏。(The invention relates to the technical field of part processing, in particular to a method for zero alignment of a grinding head and a workpiece. The method for aligning the grinding head with the workpiece comprises the following steps: moving the workpiece to a first preset position (S1, 0); acquiring a workpiece thickness value D; the lowering rate of the grinding head is determined based on the workpiece thickness value D so that the grinding head is lowered to the grinding start position (S1&#43; S2, D) while the workpiece is moved to the second preset position (S1&#43; S2, 0). According to the zero alignment method of the grinding head and the workpiece, provided by the invention, the descending rate of the grinding head is determined based on the thickness value D of the workpiece, so that the grinding head descends to the grinding starting position (S1&#43; S2, D) while the workpiece moves to the second preset position (S1&#43; S2, 0), and when the workpiece is transported to the grinding area, the grinding head can be flush with the surface of the workpiece, the rough zero alignment is just completed, the zero alignment time is saved, the zero alignment efficiency is improved, and the production rhythm is not influenced.)

一种磨头与工件对零的方法及打磨设备

技术领域

本发明涉及零部件加工技术领域,具体涉及一种磨头与工件对零的方法。

背景技术

在工业生产中,为提高零部件产品的性能,需要对工件进行打磨,其中,对零为打磨中的重要步骤,对零即寻找打磨启动时磨头与工件的相对位置,对零不精确,就会出现打磨过重或过轻,直接决定着打磨的质量。但在实际过程中,会存在工件厚度、磨料损耗两个因素影响对零操作,针对工件厚度差异较大,而设备无法自适应厚度调整的问题,传统技术中通常是首先人工标定厚度,然后再调整打磨带与工件的相对位置,通过人工判定砂磨的零点位置,不仅效率低,而且人为因素大,精度及一致性无法保证;磨头逐渐损耗,持续影响磨头与工件的相对位置,致使对零偏差逐渐增大,进而导致打磨质量下滑。为解决上述问题,现有技术中通过将工件送入砂光接触辊下的同时,工作输送台升高,当工件面与砂带接触且带动砂光接触辊转动的瞬间,砂光接触辊转动的信号输出至控制器,控制器指令工作输送台停止上升,此时工件与砂带对零动作完成。然而,上述方法的对零全过程均在砂磨区进行,耗时较长;且通过摩擦带动接触辊判断对零,标准固化,无法调整打磨力与打磨效果,没办法满足不同的打磨需求。

发明内容

因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中对零耗时较长、且无法适应不同的打磨精度需求的缺陷,从而提供一种能够提升效率、且适应不同的打磨精度需求的磨头与工件对零的方法。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中打磨设备的对零耗时较长、且无法适应不同的打磨精度需求的缺陷,从而提供一种能够实现高效精确对零的打磨设备。

为解决上述技术问题,本发明提供的一种磨头与工件对零的方法,包括:

移动工件至第一预设位置(S1,0);

获取工件厚度值D;

基于所述工件厚度值D确定磨头的下降速率,以使所述工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)的同时所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D)。

可选的,所述第一预设位置(S1,0)处设置有行程开关,所述工件厚度值D由位于坐标(0,H)处的测厚传感器获取;

所述移动工件至第一预设位置(S1,0),获取工件厚度值D,包括:

驱动所述工件沿预设方向移动;

当所述工件触碰所述行程开关时,启动所述测厚传感器获取所述工件的所述工件厚度值D。

可选的,所述获取工件厚度值D之前还包括:

判断所述测厚传感器的辐射范围是否全部在所述工件上表面上;

当(H-d1)tan(α/2)<S1时,且(H-d1)tan(α/2)<L-S1时,确定所述测厚传感器的辐射范围全部在所述工件上表面上;

其中,H为所述测厚传感器距离基准面(X,0)的高度,d1为工件厚度值的最小值,α为所述测厚传感器的全发射角,S1为所述测厚传感器与所述行程开关的水平距离,L为所述工件的最小长度。

可选的,所述基于所述工件厚度值D确定所述磨头的下降速率,以使所述工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)的同时所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D),包括:

确定所述下降速率为:v1=(h-d2)/(s/v2),

其中,h为所述磨头与基准面(X,0)的高度差,d2为所述工件厚度值的最大值,s为所述行程开关与所述磨头的水平距离,v2为所述工件的行进速度。

可选的,在所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D)后还包括:

继续下调所述磨头,至所述磨头与所述工件的正压力达到预设阈值时停止;

启动所述磨头运转。

本发明提供的打磨设备,包括:

用于实施如上述所述的磨头与工件对零的方法,所述打磨设备包括:外延输送台,所述外延输送台包括:输送单元,适于支撑并传送工件;测厚传感器,设置于所述输送单元的正上方,适于测量所述工件厚度值D。

可选的,所述外延输送台还包括:行程开关,沿所述工件传送方向设置于所述测厚传感器的前方,适于控制所述测厚传感器的启动。

可选的,所述打磨设备还包括:打磨组件,适于打磨所述工件,其上设置有磨头;

升降组件,适于控制所述打磨组件的升降。

可选的,所述升降组件包括:力传感器,与所述打磨组件相连接,适于监测所述打磨组件与所述工件之间的正压力;

浮动接头,适于连接所述打磨组件,并适于在所述打磨组件接触所述工件时提供缓冲。

可选的,所述打磨设备还包括:打磨台,设置于所述打磨组件的正下方,所述打磨台与所述输送单元连接,适于支撑所述工件。

本发明技术方案,具有如下优点:

1.本发明提供的磨头与工件对零的方法,通过基于所述工件厚度值D确定磨头的下降速率,以使所述工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)的同时所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D),实现当工件运输至打磨区时,所述磨头即可与工件表面齐平,恰好完成粗对零,节约了对零时间,提升了对零效率,不影响生产节奏。

2.本发明提供的磨头与工件对零的方法,通过当工件触碰所述行程开关时,启动所述测厚传感器获取所述工件的所述工件厚度值D,实现当所述工件移动到预设位置(S1,0)时,再启动所述测厚传感器,避免了所述测厚传感器提前开启而造成辐射范围在工件以外,防止获取所述工件厚度值以外的值,从而保证测量结果的可靠性和稳定性。

3.本发明提供的磨头与工件对零的方法,通过在所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D)后,继续下调所述磨头,至所述磨头与所述工件的正压力达到预设阈值时停止,实现利用所述磨头与所述工件的正压力反馈来判断对零完成与否,当力的大小达到设置的阈值时,完成精对零,从而直接保证打磨力,确保打磨效果,并且可自动补偿磨头的损耗。

4.本发明提供的打磨设备,通过设置输送单元,实现对所述工件的支撑与传送,并通过设置测厚传感器及行程开关,通过所述行程开关控制所述测厚传感器的启动,实现对所述工件厚度自动检测,并且通过设置所述行程开关位于所述测厚传感器的沿所述工件传送方向的前方,保证所述行程开关被碰触启动时,所述工件位于所述测厚传感器的辐射范围内,从而保证测厚的准确性。

5.本发明提供的打磨设备,通过设置升降组件通过力传感器与打磨组件连接,实现采集所述打磨组件与所述工件之间的正压力,并根据所述正压力的大小是够达到预设阈值而控制所述打磨组件的启停,实现精确对零,同时,通过设置浮动接头,在所述打磨组件接触所述工件时提供缓冲,避免所述打磨组件与所述工件直接触碰而对所述打磨组件造成冲击损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明打磨设备的结构示意图。

附图标记说明:

1、外延输送台;11、测厚传感器;12、行程开关;13、脚轮;14、地刹器;15、输送支架;16、输送单元;

2、升降组件;21、升降电机;22、升降器;23、力传感器;24、浮动接头;

3、打磨组件;31、打磨电机;32、皮带;33、磨头;34、轴承;35、导向轴;

4、支架;5、打磨台。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供的磨头与工件对零的方法,包括:

移动工件至第一预设位置(S1,0);

获取工件厚度值D;

基于所述工件厚度值D确定磨头的下降速率,以使所述工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)的同时所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D)。

需要说明的是,所述工件为需要进行打磨加工的产品部件,所述工件水平放置于打磨设备上,并在水平面内沿一定的方向传送移动;以放置所述工件的水平面为基准面,构建直角坐标系,所述直角坐标系的原点为测厚传感器在基准面上的投影点,X轴方向为工件的前进方向,Y轴方向为垂直于水平面的竖直方向;所述测厚传感器用于获取所述工件厚度值。

本实施例提供的磨头与工件对零的方法,通过基于所述工件厚度值D确定磨头的下降速率,以使所述工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)的同时所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D),实现当工件运输至打磨区时,所述磨头即可与工件表面齐平,恰好完成粗对零,节约了对零时间,提升了对零效率,不影响生产节奏。

具体地,所述第一预设位置(S1,0)处设置有行程开关12,所述工件厚度值D由位于坐标(0,H)处的测厚传感器11获取;

所述移动工件至第一预设位置(S1,0),获取工件厚度值D,包括:

驱动所述工件沿预设方向移动;

当所述工件触碰所述行程开关12时,启动所述测厚传感器11获取所述工件的所述工件厚度值D。

需要说明的是,所述预设方向指的是所述工件的前进方向。

本发明提供的磨头与工件对零的方法,通过当工件触碰所述行程开关12时,启动所述测厚传感器11获取所述工件的所述工件厚度值D,实现当所述工件移动到预设位置(S1,0)时,再启动所述测厚传感器11,避免了所述测厚传感器11提前开启而造成辐射范围在工件以外,防止获取所述工件厚度值以外的值,从而保证测量结果的可靠性和稳定性。

具体地,所述获取工件厚度值D之前还包括:

判断所述测厚传感器11的辐射范围是否全部在所述工件上表面上;

当(H-d1)tan(α/2)<S1时,且(H-d1)tan(α/2)<L-S1时,确定所述测厚传感器11的辐射范围全部在所述工件上表面上;

其中,H为所述测厚传感器11距离基准面(X,0)的高度,d1为工件厚度值的最小值,α为所述测厚传感器11的全发射角,S1为所述测厚传感器11与所述行程开关12的水平距离,L为所述工件的最小长度。

优选的,所述工件的上表面凹凸不平,因此所述工件在不同位置的所述工件厚度值D不完全一致,所述工件厚度值D的最小值为d1,所述工件厚度值D的最大值为d2

优选的,所述测厚传感器11的辐射范围是以所述测厚传感器为发射点的圆锥形辐射范围,所述公式(H-d1)tan(α/2)<S1用于保证所述测厚传感器11右侧的辐射范围全部在所述工件上表面上;所述公式(H-d1)tan(α/2)<L-S1用于保证所述测厚传感器11左侧的辐射范围全部在所述工件上表面上,从而保证所述测厚传感器11的辐射范围全部在所述工件上表面上。

其中,结合图1所示,所述右侧指的是沿图1中箭头所示的所述测厚传感器11的右侧,所述左侧指的是沿图1中箭头所示的所述测厚传感器11的左侧。

具体地,所述基于所述工件厚度值D确定所述磨头的下降速率,以使所述工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)的同时所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D),包括:

确定所述下降速率为:v1=(h-d2)/(s/v2),

其中,h为所述磨头与基准面(X,0)的高度差,d2为所述工件厚度值的最大值,s为所述行程开关12与所述磨头的水平距离,即s=S2,v2为所述工件的行进速度。

需要说明的是,当所述工件移动至第二预设位置(S1+S2,0)时,所述磨头的最右侧恰好位于所述工件被打磨区域的起始位置。

优选的,所述打磨起始位置(S1+S2,D)的所述工件厚度值D取所述工件厚度值的最大值d2,即当所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D)时,所述磨头下降至与所述工件上表面的最高点齐平,完成粗对零。

优选的,所述工件从所述行程开关12处移动至打磨起始位置所用时间为t1=s/v2,在同样时间内,所述磨头下降的距离为h-d2,则所述磨头的所述下降速率为v1=(h-d2)/t1=(h-d2)/(s/v2)。

具体地,在所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D)后还包括:

继续下调所述磨头,至所述磨头与所述工件的正压力达到预设阈值时停止;

启动所述磨头运转。

本实施例提供的磨头与工件对零的方法,通过在所述磨头下降至打磨起始位置(S1+S2,D)后,继续下调所述磨头,至所述磨头与所述工件的正压力达到预设阈值时停止,实现利用所述磨头与所述工件的正压力反馈来判断对零完成与否,当力的大小达到设置的阈值时,完成精对零,从而直接保证打磨力,确保打磨效果,并且可自动补偿磨头的损耗。

实施例二

结合图1所示,本实施例提供一种打磨设备,包括:

用于实施如上述所述的磨头与工件对零的方法,所述打磨设备包括:外延输送台1,所述外延输送台1包括:输送单元16,适于支撑并传送工件;测厚传感器11,设置于所述输送单元16的正上方,适于测量所述工件厚度值D。

优选的,所述输送单元16包括辊筒或皮带。

优选的,所述输送单元16带动所述工件在所述外延输送台1上移动,当所述工件碰触行程开关12时,测厚传感器11启动。

具体地,所述外延输送台1还包括:行程开关12,沿所述工件传送方向设置于所述测厚传感器11的前方,适于控制所述测厚传感器11的启动。

需要说明的是,所述前方指的是图1中箭头所指的“前”,与所述右侧为同一方向。

优选的,所述外延输送台1还包括:脚轮13与地刹器14,设置于所述外延输送台1的下端,与地面接触,所述外延输送台是独立装置,所述脚轮13适于实现自由移动所述外延输送台1,所述地刹器14适于实现所述外延输送台1的平稳放置;

输送支架15,适于支撑所述输送单元16。

本实施例提供的打磨设备,通过设置输送单元16,实现对所述工件的支撑与传送,并通过设置测厚传感器11及行程开关12,通过所述行程开关12控制所述测厚传感器11的启动,实现对所述工件厚度自动检测,并且通过设置所述行程开关位于所述测厚传感器11的沿所述工件传送方向的前方,保证所述行程开关12被碰触启动时,所述工件位于所述测厚传感器11的辐射范围内,从而保证测厚的准确性。

具体地,所述打磨设备还包括:打磨组件3,适于打磨所述工件,其上设置有磨头33;

升降组件2,适于控制所述打磨组件3的升降。

具体地,所述升降组件2包括:力传感器23,与所述打磨组件3相连接,适于监测所述打磨组件3与所述工件之间的正压力;

浮动接头24,适于连接所述打磨组件3,并适于在所述打磨组件3接触所述工件时提供缓冲。

优选的,所述升降组件2还包括:升降器22,依次通过所述力传感器23、浮动接头24与所述打磨组件3连接,适于带动所述打磨组件3进行升降;

升降电机21,与所述升降器22连接,适于驱动所述升降器22运动。

优选的,所述升降电机21的转速为n,所述升降器22每转行程为p,则所述磨头的所述下降速率为v1=np,即v1=np=(h-d2)/(s/v2)。

优选的,所述打磨设备还包括:中控系统,适于收到所述测厚传感器11的所述工件厚度值信号后,命令所述升降电机21启动,从而所述升降电机21驱动所述升降器22下行,进而带动所述打磨组件3下降。

优选的,当所述打磨组件3的磨头33下降至与所述工件上表面的最高点齐平,完成粗对零;完成粗对零后,继续下调所述磨头33,所述磨头33与所述工件抵接,所述磨头33与所述工件的正压力反馈至所述力传感器23处,当所述正压力的大小达到设置的阈值时,完成精确对零,所述升降电机21停止,所述打磨组件3停止下降,启动打磨电机31,进而驱动所述磨头33转动,对所述工件进行打磨。

优选的,可根据实际打磨效果,调整所述力传感器23的阈值,将经验值输入到系统内,从而使打磨效果的柔性度更高。

优选的,所述打磨组件3还包括:皮带32,所述皮带32上设置有所述磨头33;

打磨电机31,适于驱动所述皮带32转动,从而驱动所述磨头33转动,对工件进行打磨;

导向轴35,适于对所述打磨组件3的升降进行导向;

轴承34,与所述打磨组件3的支撑结构固定连接,并套设于所述导向轴35上,适于带动所述打磨组件3的支撑结构沿所述导向轴35上下滑动;

本实施例提供的打磨设备,通过设置升降组件2通过力传感器23与打磨组件3连接,实现采集所述打磨组件3与所述工件之间的正压力,并根据所述正压力的大小是够达到预设阈值而控制所述打磨组件3的启停,实现精确对零,同时,通过设置浮动接头24,在所述打磨组件3接触所述工件时提供缓冲,避免所述打磨组件3与所述工件直接触碰而对所述打磨组件3造成冲击损害。

具体地,所述打磨设备还包括:打磨台5,设置于所述打磨组件3的正下方,所述打磨台5与所述输送单元16连接,适于支撑所述工件。

优选的,所述打磨设备还包括:支架4,适于支撑所述打磨设备。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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