一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头，包括激光砂带磨削系统、激光位移传感器和力控系统。激光砂带磨削系统包括激光器Ⅰ、磨头机构和工作台，磨头机构包括驱动轮、张紧机构、接触轮、支撑架、导向轮、砂带和驱动电机。力控系统包括压力表、气缸和六维力传感器。工作时，将待加工件固定在工作台，驱动电机带动驱动轮转动，激光器Ⅰ的激光光束与砂带协同加工。激光位移传感器监测加工表面尺寸并发送至PC端，六维力传感器监测三向力并发送至PC端，PC端通过调控气缸上的进气阀和节流阀来控制压力，调节磨削力。本发明专利技术装置解决了当前接触轮易产生变形导致实际磨削量不易控制以及其对工件的磨削深度以及砂带的使用寿命有所影响等问题。影响等问题。影响等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头


[0001]本专利技术涉及激光砂带磨削
，具体涉及一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头。

技术介绍

[0002]激光位移传感器可以实现缺陷监测、外观尺寸扫描。将激光位移传感器安装在砂带磨头上可以对工件表面磨削深度进行实时监测。六维力传感器多用于工业控制、在线控制等领域，能够检测张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量。使用六维力传感器可以保持磨削过程的磨削力恒定，从而有效减少了磨削过程振动，保障了加工表面质量和砂带寿命。随着现代工业加工技术的发展，磨削加工也向着高精度、高效率的方向发展。砂带磨削是一种弹性磨削，接触轮为橡胶等柔性材质，在磨削过程中接触轮易产生变形，导致实际磨削量不易控制。接触轮变形对工件的磨削深度以及砂带的使用寿命也有所影响。
[0003]因此，有必要提供一种能解决上述问题的砂带磨削装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头，包括激光砂带磨削系统、激光位移传感器和力控系统。
[0006]所述激光砂带磨削系统包括安装在机器主体上的激光器Ⅰ、磨头机构和工作台。
[0007]所述工作台为XY移动平台，激光器Ⅰ和磨头机构均位于工作台上方。
[0008]所述磨头机构包括驱动轮、张紧机构、接触轮、支撑架、导向轮、砂带、底板和驱动电机。/>[0009]所述底板的板面竖直且固定在机器主体上，底板面向机器主体的一侧安装有驱动电机。
[0010]所述底板背离机器主体的一侧间隔布置有驱动轮、张紧机构和导向轮，驱动轮、张紧机构和导向轮的连线形成三角形，驱动电机的输出轴穿过底板并与驱动轮连接。
[0011]所述力控系统包括压力表、气缸和六维力传感器，气缸固定在底板背离机器主体的一侧且其上端位于三角形内。
[0012]所述气缸上安装有压力表、若干进气阀和节流阀，压力表和进气阀均靠近气缸的上端，节流阀靠近气缸的下端。
[0013]所述气缸的下端与力传感器夹具的上端连接，力传感器夹具的下端面开设有供支撑架上端安装的凹槽，支撑架挡板安装在该凹槽的槽口处并与力传感器夹具的端面固定。
[0014]所述支撑架挡板开设有供支撑架穿过的通孔，支撑架的上端穿过支撑架挡板并伸入力传感器夹具的凹槽内，支撑架伸入力传感器夹具的部分设置有限位凸起，限位凸起的尺寸大于支撑架挡板的通孔尺寸。
[0015]所述六维力传感器位于力传感器夹具的凹槽内并安装到支撑架的上端面。
[0016]所述支撑架的下端通过转轴与接触轮活动连接，砂带缠绕在驱动轮、张紧机构、接触轮和导向轮上并绷紧。
[0017]所述激光位移传感器安装在底板背离机器主体的一侧且靠近底板的下边缘。
[0018]工作时，将待加工部件固定在所述工作台上，激光器Ⅰ发出激光光束，驱动电机带动驱动轮转动，激光光束与砂带对待加工部件的上表面进行加工。所述激光位移传感器监测待加工部件的加工表面的尺寸并发送至PC端，六维力传感器监测轴向磨削力、切向磨削力和法向磨削力并发送至PC端，PC端通过调控进气阀和节流阀来控制气缸的压力，进一步调节接触轮处砂带的磨削力。
[0019]进一步，所述激光位移传感器包括线性CCD相机、镜片Ⅰ、镜片Ⅱ、激光器Ⅱ和信号处理器。
[0020]工作时，所述激光器Ⅱ发出的光束透过镜片Ⅱ投射到加工表面并与加工表面相交于一条轮廓线，轮廓线透过镜片Ⅰ被线性CCD相机采集，信号处理器对线性CCD相机的采集信息进行处理并发送至PC端，PC端经处理得到加工表面轮廓的尺寸信息。
[0021]进一步，所述镜片Ⅱ为半导体镜片。
[0022]进一步，所述气缸与力传感器夹具通过销轴相连接。
[0023]进一步，所述力传感器夹具下端面与支撑架挡板之间安装有弹性垫圈，弹性垫圈的内壁与支撑架接触。
[0024]进一步，所述气缸通过六角螺栓固定在底板上，工作时，气缸内的活塞随接触轮上下浮动。
[0025]本专利技术的有益效果在于：
[0026]1.本专利技术装置基于激光位移传感器实现了对工件表面的在线廓形监测，调节工件磨削加工深度一致；
[0027]2.本专利技术装置的气压表可通过气缸的排气与进气调节接触轮的接触压力，从而保障加工表面质量和砂带寿命；
[0028]3.本专利技术装置的六维力传感器可以采集力信号传输到工业PC端进而对磨削力进行调节实现反馈过程，从而保持磨削过程的磨削力恒定，有效减少了磨削过程振动，保障了加工表面质量和砂带寿命。
附图说明
[0029]图1为本专利技术装置的整体结构图；
[0030]图2为磨头机构的正视图；
[0031]图3为磨头机构的侧视图；
[0032]图4为激光位移传感器工作原理示意图；
[0033]图5为本专利技术装置实现控制的流程图。
[0034]图中：驱动轮1、张紧机构2、六维力传感器3、弹性垫圈4、接触轮6、支撑架7、激光位移传感器8、线性CCD相机801、镜片Ⅰ802、加工表面803、镜片Ⅱ804、激光器Ⅱ805、信号处理器806、导向轮9、压力表10、进气阀11、气缸12、节流阀13、力传感器夹具14、支撑架挡板15、砂带16、销轴17、六角螺栓18、底板19、驱动电机20和激光器Ⅰ21。
具体实施方式
[0035]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0036]实施例1：
[0037]本实施例公开了一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头，包括激光砂带磨削系统、激光位移传感器8和力控系统。
[0038]参见图1，所述激光砂带磨削系统包括安装在机器主体上的激光器Ⅰ21、磨头机构M和工作台H。
[0039]所述工作台H为XY移动平台，激光器Ⅰ21和磨头机构M均位于工作台H上方。本实施例所述磨头装置至于空间直角坐标系O
‑
XYZ中，XY平面为水平面，工作台H在XY平面内移动，Z轴呈竖直状。
[0040]参见图2或3，所述磨头机构M包括驱动轮1、张紧机构2、接触轮6、支撑架7、导向轮9、砂带16、底板19和驱动电机20。
[0041]所述底板19的板面竖直且固定在机器主体上，底板19面向机器主体的一侧安装有驱动电机20。
[0042]所述底板19背离机器主体的一侧间隔布置有驱动轮1、张紧机构2和导向轮9，驱动轮1、张紧机构2和导向轮9的连线形成三角形P，驱动电机20的输出轴穿过底板19并与驱动轮1连接。
[0043]所述力控系统包括压力表10、气缸12和六维力传感器3，气缸12通过六角螺栓18固定在底板19背离机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头，其特征在于：包括所述激光砂带磨削系统、激光位移传感器(8)和力控系统；所述激光砂带磨削系统包括安装在机器主体上的激光器Ⅰ(21)、磨头机构(M)和工作台(H)；所述工作台(H)为XY移动平台，激光器Ⅰ(21)和磨头机构(M)均位于工作台(H)上方；所述磨头机构(M)包括驱动轮(1)、张紧机构(2)、接触轮(6)、支撑架(7)、导向轮(9)、砂带(16)、底板(19)和驱动电机(20)；所述底板(19)的板面竖直且固定在机器主体上，底板(19)面向机器主体的一侧安装有驱动电机(20)；所述底板(19)背离机器主体的一侧间隔布置有驱动轮(1)、张紧机构(2)和导向轮(9)，驱动轮(1)、张紧机构(2)和导向轮(9)的连线形成三角形(P)，驱动电机(20)的输出轴穿过底板(19)并与驱动轮(1)连接；所述力控系统包括压力表(10)、气缸(12)和六维力传感器(3)，气缸(12)固定在底板(19)背离机器主体的一侧且其上端位于三角形(P)内；所述气缸(12)上安装有压力表(10)、若干进气阀(11)和节流阀(13)，压力表(10)和进气阀(11)均靠近气缸(12)的上端，节流阀(13)靠近气缸(12)的下端；所述气缸(12)的下端与力传感器夹具(14)的上端连接，力传感器夹具(14)的下端面开设有供支撑架(7)上端安装的凹槽，支撑架挡板(15)安装在该凹槽的槽口处并与力传感器夹具(14)的端面固定；所述支撑架挡板(15)开设有供支撑架(7)穿过的通孔，支撑架(7)的上端穿过支撑架挡板(15)并伸入力传感器夹具(14)的凹槽内，支撑架(7)伸入力传感器夹具(14)的部分设置有限位凸起，限位凸起的尺寸大于支撑架挡板(15)的通孔尺寸；所述六维力传感器(3)位于力传感器夹具(14)的凹槽内并安装到支撑架(7)的上端面；所述支撑架(7)的下端通过转轴与接触轮(6)活动连接，砂带(16)缠绕在驱动轮(1)、张紧机构(2)、接触轮(6)和导向轮(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖贵坚，高慧，黄云，刘岗，张友栋，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：