本发明专利技术公开了一种具有自动抓取功能的液态金属研磨盘自修复装置，包括三自由度驱动装置、旋转云台、机械抓手、抓手气缸、摄像头、研磨盘、加工工位和自修复工位，三自由度驱动装置设置在加工工位和自修复工位之间，旋转云台设置在三自由度驱动装置的活动端，机械抓手设置在旋转云台的旋转端，抓手气缸连接机械抓手并驱动机械抓手的开合，摄像头设置在连接机械抓手的旋转云台的旋转端；本发明专利技术通过将液态金属和磨粒均匀混合，将液态金属与磨粒的混合物注入到磨具中，通过冷却模块使液态金属慢慢的凝固成固体，实现研磨盘的制作。由于液态金属低熔点的特性，研抛盘成型较快，且通过自流平技术能实现极高的表面平整度。
【技术实现步骤摘要】
具有自动抓取功能的液态金属研磨盘自修复装置
本专利技术涉及液态金属抛光领域，更具体的说，尤其涉及一种具有自动抓取功能的液态金属研磨盘自修复装置。
技术介绍
研磨是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工(如切削加工)。研磨盘磨料颗粒压入到研磨盘表面，用露出的磨粒尖端对工件表面进行刻划，实现微切削加工。当磨料颗粒尖锐部分磨秃了之后，需要更换新的研磨片，被替换的研磨片直接废弃处理，浪费材料，不利于材料回收与利用。现有研磨片在研磨工件时会与工件表面摩擦，产生大量的热，大量的热容易导致工件表面软化与变形，破坏工件结构，会产生许多废弃件。现有研磨片的制作一般采用磨料、填料和胶液作为混合液，经过烧制或者压制制成研磨片。加工环境差，加工温度高，加工设备要求高，研磨盘的生长制作时间长，导致制作出来的研磨盘精度差，偏差较高。液态金属通常是指是一种低熔点合金材料。液态金属强度很高，其强度为不锈钢的3倍，铝、镁合金的10倍以上，钛合金的1.5倍以上。液态金属有很强的硬度，使得液态金属在耐磨或抗划痕的领域能够得到广泛的应用。液态金属通常是指在常温下呈液态的合金功能材料，如熔点在30℃以下的金属及其合金材料，也包括在40℃～300℃工作温区内呈液态的低熔点合金材料。液态金属研磨盘指使用液态金属制作的研磨盘，由液态金属制成的研磨盘熔点低，研磨盘上磨料颗粒磨秃后，可融化研磨盘回收液态金属再制成新的研磨盘。用液态金属制成抛光盘时通常此采用锡锌合金，熔点选用100℃。液态金属为大密度金属，因此为了将磨粒能够均匀混合进液态金属中，采用分散剂十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸钠能够在液态金属分散后阻止液态金属相互融合，是较好的分散剂。然后将液态金属加入离子水和磨粒。在超声仪中进行磨粒的超声分散，当分散完成后，磨粒均匀的混合在液态金属液体中，由于液态金属密度比水大，能够方便的将液态金属与水进行分离。磨粒经常采用碳化硅磨粒，由于抛光加工柔性衬底，金刚石与CBN等超硬磨粒适合加工钢铁类材料，同时CBN成本过高；而刚玉类磨粒的主要成分是氧化铝，氧化吕会与金属中的铬、镍有“亲和”作用。而碳化硅磨粒能保证此次的加工质量，耐磨性也最好，固选用碳化硅。固结研磨盘磨粒的比例一般在10％-50％之间，优选20％的碳化硅磨粒，液态金属通过低熔点的特性本身就具有凝固成固体的效果且为研磨垫的主要成分，故选用45％，粘结剂的比例为35％，电子灌封胶性能较高，硬度较高，且具有一定的弹性模量，能起到较好的辅助作用，故选用35％。现有的研磨盘加工和制取工艺是分开的，一般都是制取完成后再进行加工，两者工序相差很远，很可能是由不同的厂家完成，而这样会导致研磨盘磨损后无法修复，或者仅能返厂修复。而利用液态金属制成的研磨盘虽然方便修复，但是依旧需要进行返厂操作，无法在加工时实时修复，而加工偶尔会出现研磨盘磨损严重却没有替代的研磨盘的情况，导致拉低整体加工效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有研磨盘加工过程中难以自行修复且制作过程中加工工艺复杂、浪费材料、不可回收以及精度差的问题，提出了一种具有自动抓取功能的液态金属研磨盘自修复装置，能够准确抓取生产过程中的研磨盘，使其并将其运送至修复工位进行修复，且能自行制作研磨盘，制作研磨盘的工艺简单，不会对材料产生浪费，磨损的研磨盘也可以回收再次使用，制作出的研磨盘精度更高。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种具有自动抓取功能的液态金属研磨盘自修复装置，包括三自由度驱动装置、旋转云台、机械抓手、抓手气缸、摄像头、研磨盘、加工工位和自修复工位，所述三自由度驱动装置设置在加工工位和自修复工位之间，旋转云台设置在三自由度驱动装置的活动端，机械抓手设置在旋转云台的旋转端，抓手气缸连接机械抓手并驱动机械抓手的开合，摄像头设置在连接机械抓手的旋转云台的旋转端，摄像头的镜头朝向为竖直向下，摄像头拍摄研磨盘的位置，并将位置信息传输给控制系统，控制系统驱动三自由度驱动装置运动，将旋转云台运动到研磨盘上方，利用抓手气缸控制机械抓手的开合，实现研磨盘的抓取，并将研磨盘在加工工位和自修复工位之间来回运送；所述三自由度驱动装置固定安装在地面上，加工工位和自修复工位对称设置在三自由度驱动装置的两侧；所述加工工位包括加工平台和磨盘旋转驱动装置，磨盘旋转驱动装置设置在加工平台内，研磨盘放置到加工平台上后底部连接磨盘旋转驱动装置并受磨盘旋转驱动装置的驱动进行转动；所述自修复工位包括出料装置和除料装置，所述出料装置设置在研磨盘侧面，出料装置包括丝杠驱动电机、滚珠丝杠、直线滑轨、活动滑台、出料电机和出料斗，丝杠驱动电机的输出轴连接水平设置的滚珠丝杠的一端，直线滑轨平行于滚珠丝杠设置且设置在滚珠丝杠的下方，活动滑台套装在滚珠丝杆和直线滑轨上并随着滚珠丝杠的运动左右移动，出料电机和出料斗固定在活动滑台上，出料电机连接出料斗的料斗盖，出料电机运动时控制料斗盖从料斗的进料口处移开；所述除料装置也设置在活动滑台上，所述除料装置包括吸气口、气管、储尘桶、除尘电机和风扇，所述除尘电机设置在储尘桶内部，所述气管的一端连接除尘筒，气管的另一端连接吸气口，除尘电机的输出轴连接风扇，除尘电机运动时带动风扇进行转动，使气管另一端的吸气口产生吸力，将气缸顶板上方的灰尘或物料吸走；所述研磨盘包括圆筒状外壳、圆锥形凹槽、半导体制冷片、磨粒滤网、电极组、移动板、电刷支撑架和电刷，所述圆筒状外壳上端设置圆锥形凹槽，圆锥形凹槽的最下端设置有通孔，通孔上固定有磨粒滤网，磨粒滤网的边缘与通孔的边缘紧密配合，圆锥形凹槽的侧壁下端面上均匀布置有半导体制冷片；所述移动板为水平设置的活塞型圆板，移动板的四周通过O型密封圈与圆筒状外壳的内壁密封连接；所述圆锥形凹槽与移动板之间的圆筒状外壳内装有液态金属抛光液；圆筒状外壳的底板上设置有进气孔；进气孔通过进气管连接外置气泵；当气泵工作时通过进气管向进气管中进行供气，推动移动板向上移动，进而推动液态金属抛光液向上移动，使液态金属抛光液穿过磨粒滤网进入圆锥形凹槽中；半导体制冷片制冷后将圆锥形凹槽中的液态金属抛光液凝固成固态。进一步的，所述底板上还固定有电刷支撑架，电刷安装在电刷支撑架上，电刷为半导体制冷片和电极组进行进行供电。进一步的，所述机械抓手设置有两个，两个抓手之间机械抓手之间通过抓手气缸连接，通过抓手气缸的运动控制两个机械抓手的开合。进一步的，所述三自由度驱动装置旋转驱动装置、竖直驱动装置和水平驱动装置，水平驱动装置安装在旋转驱动装置的活动端，竖直驱动装置设置在水平驱动装置的活动滑块上，旋转云台设置在竖直驱动装置的活动滑块上，旋转驱动装置运动时驱动水平驱动装置、竖直驱动装置和旋转云台组成的整体进行转动，水平驱动装置运动时驱动竖直驱动装置和旋转云台组成的整体上下运动，竖直驱动装置运动时驱动旋转云台沿着水平方向直线运动。所述旋转驱动装置采用旋转电机或旋转气缸，旋转电机或旋转气缸固定设置，旋转平台连接在旋转电机或旋转气缸的旋转轴上；所述竖直驱动装置和水平驱动装置均采用直本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有自动抓取功能的液态金属研磨盘自修复装置，其特征在于：包括三自由度驱动装置(1)、旋转云台(3)、机械抓手(2)、抓手气缸(4)、摄像头(5)、研磨盘(6)、加工工位和自修复工位，所述三自由度驱动装置(1)设置在加工工位和自修复工位之间，旋转云台(3)设置在三自由度驱动装置(1)的活动端，机械抓手(2)设置在旋转云台(3)的旋转端，抓手气缸(4)连接机械抓手(2)并驱动机械抓手(2)的开合，摄像头(5)设置在连接机械抓手(2)的旋转云台(3)的旋转端，摄像头(5)的镜头朝向为竖直向下，摄像头(5)拍摄研磨盘(6)的位置，并将位置信息传输给控制系统，控制系统驱动三自由度驱动装置(1)运动，将旋转云台(3)运动到研磨盘(6)上方，利用抓手气缸(4)控制机械抓手(2)的开合，实现研磨盘(6)的抓取，并将研磨盘(6)在加工工位和自修复工位之间来回运送；/n所述三自由度驱动装置(1)固定安装在地面上，加工工位和自修复工位对称设置在三自由度驱动装置(1)的两侧；所述加工工位包括加工平台和磨盘旋转驱动装置(12)，磨盘旋转驱动装置(12)设置在加工平台内，研磨盘(6)放置到加工平台上后底部连接磨盘旋转驱动装置(12)并受磨盘旋转驱动装置(12)的驱动进行转动；/n所述自修复工位包括出料装置和除料装置，所述出料装置设置在研磨盘(6)侧面，出料装置包括丝杠驱动电机、滚珠丝杠、直线滑轨、活动滑台、出料电机和出料斗，丝杠驱动电机的输出轴连接水平设置的滚珠丝杠的一端，直线滑轨平行于滚珠丝杠设置且设置在滚珠丝杠的下方，活动滑台套装在滚珠丝杆和直线滑轨上并随着滚珠丝杠的运动左右移动，出料电机和出料斗固定在活动滑台上，出料电机连接出料斗的料斗盖，出料电机运动时控制料斗盖从料斗的进料口处移开；所述除料装置也设置在活动滑台上，所述除料装置包括吸气口、气管、储尘桶、除尘电机和风扇，所述除尘电机设置在储尘桶内部，所述气管的一端连接除尘筒，气管的另一端连接吸气口，除尘电机的输出轴连接风扇，除尘电机运动时带动风扇进行转动，使气管另一端的吸气口产生吸力，将气缸顶板上方的灰尘或物料吸走；/n所述研磨盘包括圆筒状外壳、圆锥形凹槽(7)、半导体制冷片、磨粒滤网、电极组(8)、移动板(9)、电刷支撑架(10)和电刷，所述圆筒状外壳上端设置圆锥形凹槽(7)，圆锥形凹槽(7)的最下端设置有通孔，通孔上固定有磨粒滤网，磨粒滤网的边缘与通孔的边缘紧密配合，圆锥形凹槽(7)的侧壁下端面上均匀布置有半导体制冷片；所述移动板(9)为水平设置的活塞型圆板，移动板(9)的四周通过O型密封圈与圆筒状外壳的内壁密封连接；所述圆锥形凹槽(7)与移动板(9)之间的圆筒状外壳内装有液态金属抛光液；圆筒状外壳的底板上设置有进气孔；进气孔通过进气管连接外置气泵；当气泵工作时通过进气管向进气管中进行供气，推动移动板(9)向上移动，进而推动液态金属抛光液向上移动，使液态金属抛光液穿过磨粒滤网进入圆锥形凹槽(7)中；半导体制冷片制冷后将圆锥形凹槽(7)中的液态金属抛光液凝固成固态。/n...
【技术特征摘要】
1.一种具有自动抓取功能的液态金属研磨盘自修复装置，其特征在于：包括三自由度驱动装置(1)、旋转云台(3)、机械抓手(2)、抓手气缸(4)、摄像头(5)、研磨盘(6)、加工工位和自修复工位，所述三自由度驱动装置(1)设置在加工工位和自修复工位之间，旋转云台(3)设置在三自由度驱动装置(1)的活动端，机械抓手(2)设置在旋转云台(3)的旋转端，抓手气缸(4)连接机械抓手(2)并驱动机械抓手(2)的开合，摄像头(5)设置在连接机械抓手(2)的旋转云台(3)的旋转端，摄像头(5)的镜头朝向为竖直向下，摄像头(5)拍摄研磨盘(6)的位置，并将位置信息传输给控制系统，控制系统驱动三自由度驱动装置(1)运动，将旋转云台(3)运动到研磨盘(6)上方，利用抓手气缸(4)控制机械抓手(2)的开合，实现研磨盘(6)的抓取，并将研磨盘(6)在加工工位和自修复工位之间来回运送；
所述三自由度驱动装置(1)固定安装在地面上，加工工位和自修复工位对称设置在三自由度驱动装置(1)的两侧；所述加工工位包括加工平台和磨盘旋转驱动装置(12)，磨盘旋转驱动装置(12)设置在加工平台内，研磨盘(6)放置到加工平台上后底部连接磨盘旋转驱动装置(12)并受磨盘旋转驱动装置(12)的驱动进行转动；
所述自修复工位包括出料装置和除料装置，所述出料装置设置在研磨盘(6)侧面，出料装置包括丝杠驱动电机、滚珠丝杠、直线滑轨、活动滑台、出料电机和出料斗，丝杠驱动电机的输出轴连接水平设置的滚珠丝杠的一端，直线滑轨平行于滚珠丝杠设置且设置在滚珠丝杠的下方，活动滑台套装在滚珠丝杆和直线滑轨上并随着滚珠丝杠的运动左右移动，出料电机和出料斗固定在活动滑台上，出料电机连接出料斗的料斗盖，出料电机运动时控制料斗盖从料斗的进料口处移开；所述除料装置也设置在活动滑台上，所述除料装置包括吸气口、气管、储尘桶、除尘电机和风扇，所述除尘电机设置在储尘桶内部，所述气管的一端连接除尘筒，气管的另一端连接吸气口，除尘电机的输出轴连接风扇，除尘电机运动时带动风扇进行转动，使气管另一端的吸气口产生吸力，将气缸顶板上方的灰尘或物料吸走；
所述研磨盘包括圆筒状外壳、圆锥形凹槽(7)、半导体制冷片、磨粒滤网、电极组(8)、移动板(9)、电刷支撑架(10)和电刷，所述圆筒状外壳上端设置圆锥形凹槽(7)，圆锥形凹槽(7)的最下端设置有通孔，通孔上固定有磨粒滤网，磨粒滤网的边缘与通孔的边缘紧密配合，圆锥形凹槽(7)的侧壁下端面上均匀布置有半导体制冷片；所述移动板(9)为水平设置的活塞型圆板，移动板(9)的四周通过O型密封圈与圆筒状外壳的内壁密封连接；所述圆锥形凹槽(7)与移动板(9)之间的圆筒状外壳内装有液态金属抛光液；圆筒状外壳的底板...
【专利技术属性】
技术研发人员：张利，单晓杭，叶必卿，计时鸣，张丽阳，邱婷婷，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。