一种可万向角度工作的砂轮机制造技术

本发明专利技术公开了一种可万向角度工作的砂轮机，包括机架及砂轮盘，所述砂轮盘由旋转执行器驱动旋转，还包括宏动调节机构、微动调节机构和万向齿球；所述宏动调节机构包括至少六个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度用以调节所述微动调节机构和万向齿球作大体量的空间方位调节；多轴连续角度调整：本发明专利技术的技术通过宏动和微动调节机构的协同作用，实现了砂轮盘在多个轴上的连续角度调整。这使得砂轮盘能够自由地在不同方向上进行精确的角度调整，满足了复杂加工任务的需求。微动调节机构的电动方式使得角度调整能够更加精细，避免了传统机械链接可能引入的误差。这提高了加工的精度和一致性。这提高了加工的精度和一致性。这提高了加工的精度和一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种可万向角度工作的砂轮机


[0001]本专利技术涉及砂轮机
，特别涉及一种可万向角度工作的砂轮机。

技术介绍

[0002]砂轮机的原始形式可以追溯到古代，当时人们使用手工磨石来进行磨削工作。随着工业革命的到来，机械化加工的需求逐渐增加，砂轮机作为一种自动化磨削工具应运而生。19世纪末和20世纪初，砂轮机得到了显著的发展和改进，使得磨削工艺在制造业中变得更加精确和高效。
[0003]砂轮机也称砂磨机，是一种用于磨削、抛光和修整工件表面的机械设备。它在工业生产和制造中广泛应用，可以进行多种磨削操作，如平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、中心磨削等。随着材料科学、机械制造技术和自动化控制技术的不断发展，砂轮机的设计和制造也在不断演进。磨削材料的种类和性能不断改进，磨削精度和表面质量要求也越来越高，这促使砂轮机的设计与制造变得更加精密。
[0004]不同工件可能具有不同的形状和尺寸，包括平面、曲面、内外圆等。通过灵活的角度调节，可以使砂轮与工件表面保持适当的接触，以确保均匀的磨削，并确保在整个工件表面上获得一致的加工效果。其中在现有技术中，一些砂轮机通过采用特殊的机械结构实现了灵活的角度调节；例如CN201010103894.9《基于并联机构的三自由度砂轮修整器》和CN201610836062.5《曲面并联打磨装置》所公开的技术，其采用了并联机构的形式驱动砂轮进行万向角度调节作业，但是这种并联机构的形式存在如下技术问题：（1）机械约束：并联机构在构建中通常会涉及到连杆或伸缩杆之类的结构。这类滑动式机械链接会引入间隙、摩擦和机械限制，导致角度调整不够精确，而且会受到这些约束的影响，难以实现以连续的形式进行多轴角度调整。即使所有的伸缩杆之类的结构同步运行，这些结构看起来在肉眼上是“连续”的状态，实际上由于这些约束，无法实现真正意义的连续多轴角度调整，这是因为由于机械链接的间隙和摩擦，运动部件之间的相对位移不是完全精确的，从而导致了不稳定性、不准确性和运动的不连续性。同时由于各种伸缩缸的约束和非线性影响，随着运动的累积，误差可能会逐渐积累，导致精度下降。
[0005]（2）限制的运动范围：并联机构受到构造的限制，其运动范围在某些方向上受到限制，其无法实现真正意义上的多轴自由度。这是因为并联机构的驱动面的万向运行轨迹实际上是一种圆筒形、圆柱形或椭圆形，而非球形；这会导致在某些方向上无法实现连续的角度调整，限制了系统的灵活性。即使要实现某个方位的特定角度调整，并联机构也要付出复杂的运动轨迹，每个伸缩缸之间必然会增大误差的累积，同时对于机构的运行速度、稳定性也有较高的考验；（3）精度丧失：传统的并联机构在多个轴上传递运动时会引入累积误差，尤其是在角度调整较小的情况下，精度会受到严重影响。这会影响加工的精度和一致性。
[0006]（4）运动路径复杂性：传统的并联机构难以实现复杂的多轴运动路径，特别是在要
求特定的运动轨迹或连续变化的情况下。这限制了砂轮机在加工过程中的灵活性和多样性。
[0007]又例如CN201510172795.9《一种六自由度运动角磨机》、CN201510172471.5《一种三自由度运动打磨设备》和CN201520219953.7《一种三自由度运动打磨设备》所公开的技术，这三项现有技术的核心内容基本一致，其均是采用了前球齿轮21和后球齿轮22进行万向角度调节，但是其前球齿轮21和后球齿轮22的结构实质上是一种球形联轴器、万向节联轴器或球形关节，其实质上还是需要依赖两处布置的两个电动推杆24进行驱动，其变相的还是一种并联机构，仍无法解决上述技术问题。
[0008]为此，提出一种可万向角度工作的砂轮机。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术实施例希望提供一种可万向角度工作的砂轮机，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即机械约束、限制的运动范围、精度丧失和运动路径复杂性，并对此至少提供一种有益的选择；本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种可万向角度工作的砂轮机，包括机架及砂轮盘，所述砂轮盘由旋转执行器驱动旋转，还包括宏动调节机构、微动调节机构和万向齿球；所述宏动调节机构包括至少六个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度用以调节所述微动调节机构和万向齿球作大体量的空间方位调节，用于预先适配工件的打磨方向、工件的规格或其它的加工方位需求；所述微动调节机构包括第一转动自由度，所述第一转动自由度作用于所述万向齿球上时，所述万向齿球生成三个第二转动自由度，所述第二转动自由度用于调节所述万向齿球本体在所有方向上连续旋转运动；用于适配精确的工件打磨位置、角度。所述万向齿球的端面上安装有所述旋转执行器。
[0010]在上述的实施方式中：这种可万向角度工作的砂轮机的实施方式包括机架、砂轮盘、宏动调节机构、微动调节机构和万向齿球。其中，砂轮盘由旋转执行器驱动旋转，宏动调节机构由至少六个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度组成，用于调节微动调节机构和万向齿球的大体量空间方位，以适应不同工件的打磨方向、规格和加工方位需求。微动调节机构包括第一转动自由度，当第一转动自由度作用于万向齿球时，会生成三个第二转动自由度，用于实现万向齿球在所有方向上的连续旋转运动。万向齿球的端面上安装有旋转执行器，用于实现砂轮盘的旋转。
[0011]其中在一种实施方式中：还包括支撑架，所述微动调节机构、所述万向齿球均配合于所述支撑架上，所述宏动调节机构安装于所述机架上。
[0012]其中在一种实施方式中：所述宏动调节机构包括两个相互相对的盘体，两个所述盘体之间以其中轴线为基准，以此环形阵列式排布有六个用于输出所述线性自由度的直线执行器；一个所述盘体固设于所述机架上，另一个所述盘体固定连接于所述支撑架上。
[0013]在上述的实施方式中：宏动调节机构的设计采用了两个相对的盘体，这两个盘体在相对位置上形成对称布局。每个盘体之间以其中轴线为基准，环形阵列式排布着六个直线执行器，用于输出线性自由度。其中一个盘体固定于机架上，另一个盘体固定连接于支撑架上。
[0014]其中在一种实施方式中：所述直线执行器优选为伺服电缸，所述伺服电缸的缸体和活塞杆分别均通过第一万向节联轴器与两个所述盘体相互相对的各自一面上万向铰接；同时，每三个依次相近的所述伺服电缸相互之间呈N形或者镜像N形的姿态布置。
[0015]其中在一种实施方式中：所述万向齿球呈球体；以所述球体的旋转中轴线为中心线及基准，并以所述球体的外廓为轮廓，将一个二维的渐开线齿轮外廓以所述旋转中轴线为旋转轴，沿所述球体的外廓旋转成型成所述万向齿球；所述渐开线齿轮的两端的齿形在旋转成型后具有四个环状渐开线齿部；所述微动调节机构设于对称的两个所述环状渐开线齿部处，在该两个所述环状渐开线齿部的对称面上固设有所述旋转执行器。
[0016]在上述的实施方式中：万向齿球被设计成一个球体，其外廓以球体的旋转中轴线为基准，通过将一个二维的渐开线齿轮外廓以球体的旋转中轴线为旋转轴，沿着球体的外廓进行旋转成型，从而形成万向齿球。渐开线齿轮的两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可万向角度工作的砂轮机，包括机架（1）及砂轮盘（2），所述砂轮盘（2）由旋转执行器（7）驱动旋转，其特征在于：还包括宏动调节机构（4）、微动调节机构（5）和万向齿球（6）；所述宏动调节机构（4）包括至少六个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度用以调节所述微动调节机构（5）和万向齿球（6）做空间方位调节；所述微动调节机构（5）包括第一转动自由度，所述第一转动自由度作用于所述万向齿球（6）上时，所述万向齿球（6）生成三个第二转动自由度，所述第二转动自由度用于调节所述万向齿球（6）本体在所有方向上连续旋转运动；所述万向齿球（6）的端面上安装有所述旋转执行器（7）。2.根据权利要求1所述的可万向角度工作的砂轮机，其特征在于：还包括支撑架（3），所述微动调节机构（5）、所述万向齿球（6）均配合于所述支撑架（3）上，所述宏动调节机构（4）安装于所述机架（1）上。3.根据权利要求2所述的可万向角度工作的砂轮机，其特征在于：所述宏动调节机构（4）包括两个相互相对的盘体（401），两个所述盘体（401）之间以其中轴线为基准，以此环形阵列式排布有六个用于输出所述线性自由度的直线执行器（402）；一个所述盘体（401）固设于所述机架（1）上，另一个所述盘体（401）固定连接于所述支撑架（3）上。4.根据权利要求3所述的可万向角度工作的砂轮机，其特征在于：所述直线执行器（402）为伺服电缸，所述伺服电缸的缸体和活塞杆分别均通过第一万向节联轴器（403）与两个所述盘体（401）相互相对的各自一面上万向铰接；每三个依次相近的所述伺服电缸相互之间呈N形或者镜像N形的姿态布置。5.根据权利要求2所述的可万向角度工作的砂轮机，其特征在于：所述万向齿球（6）呈球体；以所述球体的旋转中轴线为中心线及基准，并以所述球体的外廓为轮廓，将一个二维的渐开线齿轮外廓以所述旋转中轴线为旋转轴，沿所述球体的外廓旋转成型成所述万向齿球（6）；所述渐开线齿轮的两端的齿形在旋转成型后具有四个环状渐开线齿部（601）；所述微动调节机构（5）设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海功，李海洋，杨虎岗，陈荣胜，韩婷婷，马东，韩永斌，
申请(专利权)人：内蒙古东景生物环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：