本發(fā)明涉及恒力打磨技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種恒力打磨系統(tǒng)及打磨方法。

背景技術(shù)：

目前，打磨行業(yè)相當(dāng)一部分打磨由熟練的工人手工完成，自動化水平較低。手工打磨不僅勞動強(qiáng)度大、費(fèi)時、效率低，而且打磨產(chǎn)生的粉塵危害工人的身體健康。在打磨陶瓷坐便器時，為避免打磨粉塵對工人的身體傷害，企業(yè)一般采用機(jī)械手與打磨機(jī)結(jié)合的方案，對胚體進(jìn)行自動化打磨。在高精度的磨削加工中，對工件施加的打磨壓力是影響表面加工質(zhì)量和材料去除率的重要因素，因此保證打磨壓力的恒定是確保磨削質(zhì)量和效率的關(guān)鍵，但在打磨過程中根據(jù)胚體的不同位置要調(diào)整機(jī)械手和打磨機(jī)的位置，而傳統(tǒng)的位置控制方式難以滿足每件胚體的打磨量要求，導(dǎo)致胚體的打磨質(zhì)量嚴(yán)重下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種恒力打磨系統(tǒng)及方法，能夠保證打磨壓力的恒定，提高打磨質(zhì)量。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采取的技術(shù)方案是：

一種恒力打磨方法，包括打磨裝置、及推動打磨裝置對工件施加打磨壓力的氣缸，該打磨方法包括以下步驟：

設(shè)定打磨裝置的重力為G，對工件施加的打磨恒壓力為F；

獲取在打磨過程中氣缸軸線與水平面的實(shí)時夾角θ，計算出氣缸的實(shí)時輸出壓力f＝F-F1，其中F1為重力G在氣缸軸線方向的實(shí)時分力，F(xiàn)1＝G×sinθ；

控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時輸出壓力f，對氣缸的供氣氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，氣缸推動打磨裝置對工件施加打磨壓力，使在打磨過程中工件受到的打磨壓力始終為F。

該打磨方法計算出在打磨過程中打磨裝置重力在氣缸軸線方向的實(shí)時分力F1，并通過控制氣缸的供氣氣壓，調(diào)節(jié)氣缸的實(shí)時輸出壓力,抵消掉不同角度打磨過程中，打磨裝置沿氣缸軸線分力的影響，使工件受到的打磨壓力恒定，保證打磨均勻性，提高打磨質(zhì)量，該打磨壓力為垂直于工件打磨面的正壓力，該打磨壓力與氣缸軸線位于同一直線上。

下面對技術(shù)方案進(jìn)一步說明：

進(jìn)一步的是，主控制系統(tǒng)包括電氣比例閥，電氣比例閥根據(jù)獲得的輸入信號對氣缸的供氣氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使在打磨過程中工件受到的打磨壓力始終為F。通過電氣比例閥往常對氣缸供氣氣壓的控制，使電氣控制更智能。

進(jìn)一步的是，將恒壓力F轉(zhuǎn)化為第一電信號，將重力G在氣缸軸線方向的實(shí)時分力F1轉(zhuǎn)化為第二電信號，將第一電信號和第二電信號疊加形成輸入信號。將第一電信號和第二電信號疊加作為電氣比例閥的輸入信號，完成對氣缸供氣氣壓的調(diào)節(jié)控制。

進(jìn)一步的是，氣缸與機(jī)械手的末端連接，所述獲取在打磨過程中氣缸軸線與水平面的實(shí)時夾角為θ步驟具體包括以下步驟：

設(shè)定機(jī)械手末端在打磨過程中的運(yùn)動軌跡、及對應(yīng)在運(yùn)動軌跡不同位置上氣缸軸線與水平面的夾角；

打磨時獲取機(jī)械手末端的在運(yùn)動軌跡上的當(dāng)前位置，并讀取對應(yīng)的氣缸軸線與水平面的實(shí)時夾角為θ。

進(jìn)一步的是，機(jī)械手通過驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，通過機(jī)械手末端在打磨過程的運(yùn)動軌跡和對應(yīng)運(yùn)動軌跡不同位置上的驅(qū)動電機(jī)輸出，來設(shè)定對應(yīng)在運(yùn)動軌跡不同位置上氣缸軸線與水平面的夾角。

進(jìn)一步的是，打磨裝置包括打磨器及將打磨器固定于氣缸活動端上的連接件。

本發(fā)明還提供一種采用上述恒力打磨方法的恒力打磨系統(tǒng)，包括恒力打磨裝置和控制所述恒力打磨裝置運(yùn)動的電氣部分；

恒力打磨裝置包括框架、固定于框架上的氣缸、與氣缸的活動端連接的連接法蘭，連接法蘭與打磨器連接；

電氣部分包括氣源系統(tǒng)、與氣源系統(tǒng)連接的第一管路和第二管路、及設(shè)于第一管路上的電氣比例閥；

氣缸設(shè)于第一管路上，打磨器設(shè)于所述第二管路上，恒力打磨系統(tǒng)通過電氣比例閥對氣缸供氣氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。

該恒力打磨系統(tǒng)通過電氣比例閥對氣缸供氣氣壓進(jìn)行控制，氣缸的實(shí)時輸出壓力，抵消掉不同角度打磨過程中，打磨裝置沿氣缸軸線分力的影響，使工件受到的打磨壓力恒定，保證打磨均勻性，提高打磨質(zhì)量，該打磨壓力為垂直于工件打磨面的正壓力，該打磨壓力與氣缸軸線位于同一直線上。

進(jìn)一步的是，連接法蘭與氣缸采用榫卯結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，連接法蘭設(shè)有浮動連接母頭，氣缸設(shè)有與浮動連接母頭配合的浮動連接公頭。浮動連接母頭、浮動連接公頭沿軸向方向上的配合采用配作的形式，屬于零對零的間隙配合，徑向?yàn)檩^大間隙的配合，以避免氣缸在運(yùn)動過程中沿徑向產(chǎn)生較大摩擦，此結(jié)構(gòu)在傳遞氣缸推拉力的過程中，可以保障氣缸平穩(wěn)運(yùn)動，并且可有效減小結(jié)構(gòu)尺寸。

進(jìn)一步的是，恒力打磨裝置還包括設(shè)于框架上的機(jī)械手連接件、及連接在機(jī)械手連接件和連接法蘭之間的風(fēng)型罩，氣缸和框架均位于風(fēng)型罩內(nèi)，機(jī)械手連接件設(shè)有第一管接頭、用于安裝導(dǎo)線管的第二管接頭、用于安裝氣管的第三管接頭，連接法蘭設(shè)有與第一管接頭相應(yīng)設(shè)置的第四管接頭，第一管接頭、第二管接頭、第三管接頭和第四管接頭均與風(fēng)型罩連通。通過管接頭，用氣管和導(dǎo)線管在風(fēng)型罩內(nèi)部實(shí)現(xiàn)氣路和電路的連通，避免了恒力打磨裝置氣管的外露，保護(hù)恒力打磨裝置氣路的同時，提升了裝置整體的美觀性。

進(jìn)一步的是，電氣部分還包括與氣源系統(tǒng)出口連接的第一調(diào)壓過濾器，第一管路上依次設(shè)有第二調(diào)壓過濾器、電氣比例閥、第一油霧器、第一電磁閥和氣缸，第二管路上依次設(shè)有第二油霧器、第二電磁閥和打磨器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明計算出在打磨過程中打磨裝置重力在氣缸軸線方向的實(shí)時分力F1，并通過控制氣缸的供氣氣壓，調(diào)節(jié)氣缸的實(shí)時輸出壓力，抵消掉不同角度打磨過程中，打磨裝置沿氣缸軸線分力的影響，使工件受到的打磨壓力恒定，保證打磨均勻性，提高打磨質(zhì)量，該打磨壓力為垂直于工件打磨面的正壓力，該打磨壓力與氣缸軸線位于同一直線上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例恒力打磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A-A向截面剖視圖；

圖3為圖1的B-B向截面剖視圖；

圖4為圖1的C向視圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例電氣部分的連接示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10.恒力打磨裝置，110.機(jī)械手連接件，111.第一管接頭，112.第二管接頭，113.第三管接頭，120.框架，120.框架立柱，130.風(fēng)型罩，140.連接法蘭，141.浮動連接母頭，142.第四管接頭，150.氣缸，151.氣缸固定板，152.浮動連接公頭，160.喉箍，170.導(dǎo)向光軸，171.軸用卡簧，180.直線軸承，190.密封圈，20.電氣部分，201.第一管路，202.第二管路，210.第一調(diào)壓過濾器，220.第二調(diào)壓過濾器，230.電氣比例閥，240.第一油霧器，250.第一電磁閥，260.第一消聲器，270.第二油霧器，280.第二電磁閥，290.第二消聲器,30.打磨裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖1至圖5所示，一種恒力打磨系統(tǒng)，包括恒力打磨裝置10和控制恒力打磨裝置10運(yùn)動的電氣部分20；

如圖1和圖2所示，恒力打磨裝置10包括機(jī)械手連接件110、框架120、風(fēng)型罩130、連接法蘭140、氣缸150和打磨裝置30。恒力打磨裝置10通過機(jī)械手連接件110與機(jī)械手末端固定連接，機(jī)械手連接件110通過框架立柱121與氣缸固定板151連接，氣缸150固定于氣缸固定板151上，連接法蘭140與氣缸150的活動端連接，風(fēng)型罩130套在連接法蘭140與機(jī)械手連接件110中間，且兩端分別通過喉箍160鎖緊在連接法蘭140和機(jī)械手連接件110上。

在本實(shí)施例中，風(fēng)型罩130能夠伸縮，風(fēng)型罩130能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮的方式很多。比如，風(fēng)型罩130為折疊管狀結(jié)構(gòu)；風(fēng)型罩130包括了多個單層環(huán)狀單元首尾連接形成的管狀結(jié)構(gòu)；風(fēng)型罩130可以為彈性材料制成，從而風(fēng)型罩130能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮。風(fēng)型罩130的材料可以選用布料、塑料或者金屬材料等其他材料。

其中，如圖2所示，連接法蘭140與氣缸150采用榫卯結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，連接法蘭140設(shè)有浮動連接母頭141，氣缸150設(shè)有與浮動連接母頭151配合的浮動連接公頭152。浮動連接母頭151、浮動連接公頭152沿軸向方向上的配合采用配作的形式，屬于零對零的間隙配合，徑向?yàn)檩^大間隙的配合，以避免氣缸150在運(yùn)動過程中沿徑向產(chǎn)生較大摩擦，此結(jié)構(gòu)在傳遞氣缸150推拉力的過程中，可以保障氣缸150平穩(wěn)運(yùn)動，并且可有效減小結(jié)構(gòu)尺寸。

在本實(shí)施例中，氣缸150為雙作用低摩擦氣缸，與單作用氣缸相比，雙作用氣缸結(jié)構(gòu)中沒有復(fù)位彈簧，使得雙作用氣缸的輸出力控制更加精準(zhǔn)，使用壽命更加長久。氣缸150還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置為其他形式。

打磨裝置30包括打磨器及將打磨器固定于氣缸150活動端上的連接件，該連接件包括連接法蘭140、及將打磨器固定在法蘭上的夾具，連接法蘭140與夾具通過端面連接，在保障氣密性的同時，快速便捷地完成打磨裝置30與連接法蘭140的連接。

如圖2所示，恒力打磨裝置10還包括導(dǎo)向光軸170、及套設(shè)于導(dǎo)向光軸170上的直線軸承180，直線軸承180固定在氣缸固定板151上。將導(dǎo)向光軸170穿入直線軸承180后，在導(dǎo)向光軸170的兩端安裝有軸用卡簧171，保證打磨過程中打磨裝置30與框架120的力學(xué)剛度。

如圖3和圖4所示，機(jī)械手連接件110設(shè)有第一管接頭111、用于安裝導(dǎo)線管的第二管接頭112、用于安裝氣管的第三管接頭113，連接法蘭140設(shè)有與第一管接頭111相應(yīng)設(shè)置的第四管接頭142，第一管接頭111和第四管接頭142之間連接有氣管，第一管接頭111、第二管接頭112、第三管接頭113和第四管接頭142均與風(fēng)型罩130連通。通過第一管接頭111和第四管接頭142，用氣管在風(fēng)型罩130內(nèi)部實(shí)現(xiàn)氣路連通，避免了恒力打磨裝置10氣管的外露，保護(hù)恒力打磨裝置10氣路的同時，提升了裝置整體的美觀性；氣管一端與第二管接頭112連接，導(dǎo)線管另一端與氣柜連接，從而實(shí)現(xiàn)安裝于風(fēng)型罩130與氣柜連通，且防止粉塵通過第二管接頭112進(jìn)入氣缸150的內(nèi)部；且通過第三管接頭113引出風(fēng)型罩130內(nèi)傳感器的電線，解決了風(fēng)型罩130內(nèi)傳感器電線出線密封的問題，也解決呼吸孔內(nèi)部吸入粉塵的問題。

如圖4所示，為了更好地防止粉塵進(jìn)入風(fēng)型罩130內(nèi)，第一管接頭111與第四管接頭142均設(shè)有密封槽，密封槽內(nèi)裝設(shè)有密封圈190。

在本實(shí)施例中，第一管接頭111和第四管接頭142為8管接頭，第二管接頭112為6管接頭，第三管接頭113為10管接頭，第一管接頭111、第二管接頭112、第三管接頭113和第四管接頭142還可以根據(jù)實(shí)際需要采用其他形式。

如圖5所示，電氣部分20包括氣源系統(tǒng)(附圖未標(biāo)識)、與氣源系統(tǒng)出口連接的第一調(diào)壓過濾器210、與第一調(diào)壓過濾器210出口連接的第一管路201和第二管路202，第一管路201上依次設(shè)有第二調(diào)壓過濾器220、電氣比例閥230、第一油霧器240、第一電磁閥250和氣缸150，第一電磁閥250連接有第一消聲器260，第二管路202上依次設(shè)有第二油霧器270、第二電磁閥280和打磨器，第二電磁閥280連接有第二消聲器290。具體實(shí)施過程中，氣源系統(tǒng)的氣體由第一調(diào)壓過濾器210進(jìn)入氣路后，分成第一管路201和第二管路202兩條氣路。在第一管路201中，氣體再次通過第二調(diào)壓過濾器220，經(jīng)電氣比例閥230后，通過第一油霧器240，進(jìn)入第一電磁閥250，自后到達(dá)低摩擦氣缸150。其中，根據(jù)工件對打磨正壓力的要求，通過電氣比例閥230完成對氣缸150的供氣壓調(diào)節(jié)，通過第一電磁閥250完成對氣缸150收縮的控制。在第二管路202中，氣體先通過第二油霧器270加油后，進(jìn)入第二電磁閥280，最后到達(dá)打磨裝置30。其中，打磨器的開關(guān)由第二電磁閥280控制。

在本實(shí)施例中，第一電磁閥250為二位五通電磁閥，第二電磁閥280為二位三通電磁閥。第一電磁閥250和第二電磁閥280還可以根據(jù)實(shí)際需要采用其他形式。

該恒力打磨系統(tǒng)采用的恒力打磨方法，包括以下步驟：

S100、設(shè)定打磨裝置30的重力為G，對工件施加的打磨恒壓力為F；

S200、獲取在打磨過程中氣缸150軸線與水平面的實(shí)時夾角為θ，計算出氣缸150的實(shí)時輸出壓力f＝F-F1，其中F1為重力G在氣缸150軸線方向的實(shí)時分力，F(xiàn)1＝G×sinθ；

S300、控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時輸出壓力f，對氣缸150的供氣氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，氣缸150推動打磨裝置30對工件施加打磨壓力，使在打磨過程中工件受到的打磨壓力始終為F。

該打磨方法計算出在打磨過程中打磨裝置30重力在氣缸150軸線方向的實(shí)時分力F1，并通過控制氣缸150的供氣氣壓，調(diào)節(jié)氣缸150的實(shí)時輸出壓力，抵消掉不同角度打磨過程中，打磨裝置30沿氣缸150軸線分力的影響，使工件受到的打磨壓力恒定，保證打磨均勻性，提高打磨質(zhì)量，該打磨壓力為垂直于工件打磨面的正壓力，該打磨壓力與氣缸150軸線位于同一直線上。

在本實(shí)施例中，如圖5所示，主控制系統(tǒng)包括電氣比例閥230，電氣比例閥230根據(jù)獲得的輸入信號對氣缸150的供氣氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，將恒壓力F轉(zhuǎn)化為第一電信號，將重力G在氣缸150軸線方向的實(shí)時分力F1轉(zhuǎn)化為第二電信號，將第一電信號和第二電信號疊加形成輸入信號，使在打磨過程中工件受到的打磨壓力始終為F。通過電氣比例閥230往常對氣缸150供氣氣壓的控制，使電氣控制更智能。

氣缸150的軸線與恒力打磨裝置10的軸線重疊，恒力打磨裝置10通過機(jī)械手連接件110與機(jī)械手的末端連接，S200步驟具體包括以下步驟：

S201、設(shè)定機(jī)械手末端在打磨過程中的運(yùn)動軌跡和對應(yīng)運(yùn)動軌跡不同位置上的驅(qū)動電機(jī)輸出，獲取對應(yīng)在運(yùn)動軌跡不同位置上氣缸150軸線與水平面的夾角；

S201、打磨時獲取機(jī)械手末端的在運(yùn)動軌跡上的當(dāng)前位置，并讀取對應(yīng)的氣缸150軸線與水平面的實(shí)時夾角為θ。

該恒力打磨方法通過與機(jī)械手的控制系統(tǒng)聯(lián)合，計算出機(jī)械手末端軸線與水平面的夾角，即氣缸150軸線與水平面的夾角，獲得打磨裝置30重力沿氣缸150軸線方向的分力，最后通過電氣比例閥230對重力分力進(jìn)行抵消。在控制系統(tǒng)中，聯(lián)合計算出機(jī)械手輸出末端的角度位置，抵消掉不同角度打磨過程中，打磨裝置30重力沿氣缸150軸線分力的影響，保證了打磨裝置30對工件打磨面正壓力的恒定，保證打磨均勻性，提高打磨質(zhì)量。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。