阅读说明：本技术 一种主动恒压力控制砂带机 (Active constant-pressure control abrasive belt machine ) 是由 谷阳正 孟祥敦 谭彬彬 张伟 于 2021-02-26 设计创作，主要内容包括：一种属于砂带机技术领域的主动恒压力控制砂带机,包括底座、集尘料斗、驱动部件、立板、惰性轮C、张紧部件、手动阀、调偏部件、主动恒力浮动控制部件、砂带、惰性轮B、手动调压阀、精密调压阀、电气比例阀、三联件。本发明以压缩空气为介质通过气缸控制砂带机的接触轮前移或者后退,使接触轮能够补偿工件外形的偏差、工件和磨料的磨损,通过力传感器实时监测接触轮与工件的接触力的大小,并将此接触力值反馈给前端与设定力值比较,通过电气比例阀和精密调压阀和相应的算法有效调节气缸的压强,实现闭环控制接触力、实时主动调节接触力的大小、接触轮恒力稳定贴合工件表面,确保加工介质和工件的有效接触,使工件产品的表面具有较高的精度和保持较高的磨抛品质,降低工件返工率、报废率,实用性强。(An active constant pressure control abrasive belt machine belongs to the technical field of abrasive belt machines and comprises a base, a dust collecting hopper, a driving part, a vertical plate, an inert wheel C, a tensioning part, a manual valve, an offset adjusting part, an active constant force floating control part, an abrasive belt, an inert wheel B, a manual pressure regulating valve, a precise pressure regulating valve, an electric proportional valve and a triplet. The invention uses compressed air as a medium to control the contact wheel of the belt sander to move forwards or backwards through the air cylinder, so that the contact wheel can compensate the deviation of the appearance of a workpiece and the abrasion of the workpiece and an abrasive material, the magnitude of the contact force between the contact wheel and the workpiece is monitored in real time through the force sensor, the contact force value is fed back to the front end to be compared with a set force value, the pressure of the air cylinder is effectively adjusted through the electric proportional valve, the precise pressure adjusting valve and a corresponding algorithm, the contact force is controlled in a closed-loop mode, the magnitude of the contact force is adjusted actively in real time, the constant force of the contact wheel is stably attached to the surface of the workpiece, the effective contact between a processing medium and the workpiece is ensured, the surface of a workpiece product has higher precision and higher grinding and polishing.)

一种主动恒压力控制砂带机

技术领域

本发明涉及一种打磨抛光应用技术领域的砂带机，特别是一种可以主动恒压力控制的砂带机。

背景技术

近些年随着应用机器人实现磨抛自动化的普及，砂带机的应用也随之普遍，一般机器人磨抛系统包括机器人、砂带机、上下料台等设备构成，传统的砂带机接触轮主要为固定式的，导致产品的品质主要依赖于技术人的技术、机器人的精度、工装夹具的精度，但是产品来料差异性和生产批次不一致都对产品的精度产生了较大的影响，产生磨抛不均匀等现象，直接导致用过成本升高，生产效率低下。

目前市面上可控制力的砂带机多为弹簧控制力的大小，气缸控制里的大小、伺服电机控制力的大小。如使用弹簧控制压力的大小产生的直接问题是力的不可调节性，同时不可以提供恒定的磨抛压力，所以使用的局限性较大。

如专利号CN109968161A于2019年7月5日公开了一种单向压力控制双工位砂带机，采用以伺服电机驱动，齿轮齿条、链轮、滚珠丝杆等3种方式变转动为直线运动的传动方式，带动末端的接触轮移动实现接触力大小的控制，此方法使用伺服电机驱动，由于伺服电机转动在换向时需要一定的时间间隔，而在磨抛时需要反复高频切换运动方向，直接导致压力调节的延后，响应跟不上，开环控制，力的精度无法保证。

如专利号CN207027177U于2018年2月23日公开了一种单向压力控制双工位砂带机，采用气缸连接接触轮，带动接触轮前移或者后移，被动控制的方式实现恒定压力的磨抛，实际中接触力的大小幅值差大，不能有效控制力的恒定，同时该方法采用滑动的方式移动接触轮，摩擦力大，力调节的精度和响应速度都大打折扣。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种主动恒压力控制砂带机，通过恒力浮动控制部件、电气比例阀、精密调压阀等装置，完成对砂带机的主动恒压力控制。该方案具备压力调节响应快、精度高的特点。

本发明是通过以下技术来实现的，本发明包括底座、集尘料斗、驱动部件、立板、惰性轮C、张紧部件、手动阀、调偏部件、主动恒力浮动控制部件、砂带、惰性轮B、手动调压阀、精密调压阀、电气比例阀、三联件；底座为一封闭框架支撑结构，下端装有地脚，可以固定在地面上；集尘料斗固定在底座的前端，用于收集打磨过程中的金属或非金属粉尘，立板安装在底座上且其下端固定，驱动部件固定联接在立板的左下角，用于在作业中给砂带系统提供动力，惰性轮C安装在立板上靠近中间偏左的位置，用以增加砂带在驱动轮和张紧轮上的接触包角，张紧部件安装在立板的左上角，用以调节砂带的张紧力，手动阀安装在立板上，用于控制张紧部件的气压方向，调偏部件安装在立板上，用于调整作业时砂带在接触轮上的位置，主动恒力浮动控制部件安装在立板上靠前端的位置，用于作业时给砂带机提供恒定打磨抛光压力，砂带缠绕于驱动轮、张紧轮、调偏轮、接触轮、辅助轮上，用于打磨工件，惰性轮B安装在立板上，手动调压阀安装于立板上靠近张紧部件的位置，用于改变张紧部件的回路气压以实现砂带的张紧力大小的调节，精密调压阀和电气比例阀均安装在立板上靠近主动恒力浮动控制部件的位置，用于控制调节压力气缸的压力。

进一步地，在本发明中，驱动部件包括驱动轮，电机安装板，驱动电机，此处驱动轮为一橡胶轮，要求砂带在驱动轮上的包角须在120°和150°之间，要求惰性轮3安装在一个合适的位置。

更进一步地，在本发明中，三联件包括空气过滤器、减压阀、油雾分离器，为给设备提供稳定的干燥洁净的气源，须使用减压阀稳定砂带机的气源气压，要求空气过滤器的过滤精度小于5μm，要求油雾分离器的过滤精度小于0.01μm。

更进一步地，在本发明中，张紧部件包括连接板A、滚动滑块模组B、主轴座板A、张紧轮、张紧主轴部件、张紧块、浮动接头A、气接头、接近开关、气缸、气缸垫块，连接板A连接立板，滚动滑块模组固定在连接板A上，要求滚动滑块在滑轨上滑动稳定，无卡顿，气缸通过气缸垫块连接在连接板A上，张紧块通过浮动接头A、连接在气缸末端，需保证轴线一致性，避免气缸伸出缩回卡顿。

更进一步地，在本发明中，精密调压阀和电气比例阀就近于主动恒力浮动控制部件安装在立板上，以减少作业过程中有效作业压缩空气的体积。

更进一步地，在本发明中，主动恒力浮动控制部件，包括气缸支架，气管接头，气缸，滚动滑块模组，浮动接头B，转接头，力传感器，连接块A，连接块B，接触轮主轴座板，接触轮，接触轮主轴部件，连接板C，辅助轮座板，辅助轮，辅助轮主轴部件，其中气缸通过气缸支架安装于立板上，滚动滑块模组安装于立板上，连接板C固定于滚动滑块模组上，力传感器安装在气缸与连接板C之间，接触轮（53）和辅助轮安装在连接板C上。

更进一步地，在本发明中，主动恒力浮动控制部件使用的气缸为一低摩擦气缸，该气缸反应灵敏，运行平稳，在高速运动时无震颤现象，在低速运行时无爬行现象，可以保证恒力贴合的平稳性、可靠性。

更进一步地，在本发明中，主动恒力浮动控制部件使用的滚动滑块模组安装在立板上，滚动滑块与滑块件需添加预紧力，以消除滚动间隙，安装后须实现模组推拉过程中运行平稳，我卡顿等现象，提高恒力控制的灵敏性、稳定性。

更进一步地，在本发明中，主动恒力浮动控制部件中，浮动接头、转接头、力传感器、连接块A、连接块B和连接板C在安装时须保证与气缸的同轴度，实现在静止状态下，力传感器的数值为0。

本发明的有益效果是：

本发明通过采用力传感器信息闭环反馈原理，实时主动检测磨抛产品与接触轮接触力的大小，与预设力值比较，再通过电气比例阀、精密调压阀和相应的算法，能够实时计算和控制接触力的调节，在作业中的磨抛接触力超过预设的范围时，系统通过控制换向阀和比例阀降低低摩擦气缸中压缩空气的压力以实现接触力的降低，使打磨头在瞬时间内将打磨力恢复到预设的力范围内，进而实现恒力打磨和抛光控制，工作过程可靠，可有效提高产品的一致性。

附图说明

图1是本发明实施例中整体结构的示意图；

图2是本发明实施例中部件组装示意图；

图3是本发明实施例中部件示意图；

图4是本发明实施例中驱动部件示意图；

图5是本发明实施例中张紧部件示意图；

图6是本发明实施例中调偏部件示意图；

图7是本发明实施例中恒力浮动控制部件示意图；

附图中的标号分别为：1、地脚，2、底座，3、侧门，4、上罩壳，5、内部装置，6、集尘料斗，7、驱动部件，8、立板，9、惰性轮C，10、张紧部件，11、手动阀，12、调偏部件，13、主动恒力浮动控制部件，14、砂带15、惰性轮B，16、手动调压阀，17、精密调压阀，18、电气比例阀，19、三联件，20、驱动轮，21、电机安装板，22、驱动电机，23、连接板A，24、滚动滑块模组B，25、主轴座板A，26、张紧轮，27、张紧主轴部件，28、张紧块，29、浮动接头A，30、气接头，31、接近开关，32、气缸，33、气缸垫块，34、连接板B，35、可旋转轴，36、调偏主轴部件，37、调偏轮，38、涨紧固定块，39、调节手轮，40、偏转板，41、矩形弹簧，42、调偏支承块，43,、气缸支架，44、气管接头，45、气缸，46、滚动滑块模组，47、浮动接头B，48、转接头，49、力传感器，50、连接块A，51、连接块B，52接触轮主轴座板，53、接触轮，54接触轮主轴部件，55、连接板C，56、辅助轮座板，57、辅助轮座板，58、辅助轮，59、辅助轮主轴部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本发明的实施例如图1至图7所示，本发明包括地脚1，底座2，侧门3，上罩壳4，内部装置5，集尘料斗6，驱动部件7，立板8，惰性轮C9，张紧部件10，手动阀11，调偏部件12，主动恒力浮动控制部件13，砂带14，,惰性轮B15，手动调压阀16，精密调压阀17，电气比例阀18，三联件19，驱动轮20，电机安装板21，驱动电机22，连接板A23，滚动滑块模组B24，主轴座板A25，张紧轮26，张紧主轴部件27，张紧块28，浮动接头A29，气接头30，接近开关31，张紧气缸32，气缸垫块33，连接板B34，可旋转轴35，调偏主轴部件36，调偏轮37，涨紧固定块38，调节手轮39，偏转板40，矩形弹簧41，调偏支承块42，气缸支架43，气管接头44，气缸45，滚动滑块模组46，浮动接头B47，转接头48，力传感器49，连接块A50，连接块B51，接触轮主轴座板52，接触轮53，接触轮主轴部件54，连接板C56，辅助轮座板57，辅助轮58，辅助轮主轴部件59。

本实施例中，将手动阀11关闭，使张紧部件10中的张紧气缸32处于缩回状态，将砂带14分别经过驱动轮20、惰性轮C9、张紧轮26、调偏轮37、接触轮53、辅助轮58等缠绕，将手动调压阀16调至合适的压力后，打开手动阀11给张紧部件10中的张紧气缸32接通气源，砂带14张紧。

接通电源，驱动电机22带动驱动轮20转动，驱动轮20带动砂带14转动，砂带14带动惰性轮C9、张紧轮26、调偏轮37、接触轮53、辅助轮58同步转动。

主动恒压力控制打磨区域主要有两个，一为主动恒力浮动控制部件13中的接触轮53上，二为主动恒力浮动控制部件13中的接触轮53与辅助轮58之间，其中接触轮53上为硬接触区域，此处可更换不同硬度的接触轮以满足不同材质、表面质量产品的需求；接触轮53与辅助轮58之间区域为自由打磨区域，此处砂带打磨弹性较好，包覆性强，可以更好的与产品接触，适合外弧面等产品精细化处理。

主动恒力控制部件13中的气缸45通过PU气管和精密调压阀17、电气比例阀18串接，气源须经过三联件19中的空气过滤器与油雾分离器清洁和减压阀的稳压，根据磨抛工艺要求，预设好接触力值，实施对工件的磨抛。

磨抛作业中，工件在主动恒压力控制区域与砂带14接触作业，依据力传感器信息闭环反馈原理，力传感器49实时主动检测产品与恒压力控制区域的实际接触压力值的大小，并与预设力值比较，再通过电气比例阀、精密调压阀和相应的算法，能够实时计算和控制接触力的调节。

如实际接触压力大于预设接触力值，则系统将控制电气比例阀18减小供给侧压力，气缸45带动其末端的接触轮53和辅助轮58及其相关零件缩回，如实际接触压力小于预设接触力值，则系统将控制电气比例阀18增加供给侧压力，气缸45带动其末端的接触轮53和辅助轮58及其相关零件伸出。

在此实施例中，张紧部件10中的接近开关31可有效地检测砂带状态并反馈出安全状态信息。当砂带14处于松弛状态时，此时张紧气缸32处于缩回状态，接近开关31检测到相应信号，触发主动恒压力控制砂带机报警并显示错误，提示作业人员张紧砂带14；在作业过程中，若砂带14处于断裂状态。此时张紧气缸32处于完全伸出状态，接近开关31检测到相应信号，同样触发主动恒压力控制砂带机报警并显示错误，提示作业人员更换新的砂带14。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。