[发明专利]一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置。 

背景技术

多面体包括所有不含凹面、由多个光洁平面构成的广义三维立体，常见的有钻石形(锥体)，足球形(近似球体)，扁平片状等。由于其成形过程依赖于脆性材料的去除，因此广泛采用磨削与抛光相结合的工艺方法。但在普通的磨削加工方式中，考虑到材料装夹方式，单次磨削和抛光加工在空间上最大只能覆盖半个球面区域，需要进行二次装夹和磨抛加工才能完成完整球面区域，而且要求第二次装夹过程与第一次加工要具有固定不变的相对基准关系。 

由于完整的加工工艺复杂程度高，目前脆性材料的球形多面体成形加工普遍采用多台分立装置构成流水线方式：一般包括两套相同的磨削和抛光机器，上料机、下料机和转接机。还没有出现将全部工艺实现集成的全自动磨削抛光成形装置。上述流水线加工方式存在以下几个问题：1.专门化程度高，只能针对某种具体形状尺寸的多面体，加工适应能力差；2.磨削抛光加工进给控制的柔性和定位精度差，不能对磨削工具和抛光工具的磨损进行自动补偿；3.工件和夹具在多次拆装过程中会引入基准误差，使成品球体加工精度大大降低；4.自动化程度低，耗费大量劳动力并严重依赖于操作人员经验。 

发明内容

本发明针对现有的脆性材料多面体成形加工所采用的多台分立装置构成流水线方式所存在的适应性能力差、控制精度低、工件和夹具多次拆装引起良品率和成品率低、耗费劳动力过高的不足之处，提供一种适应性能力强、控制精度高、良品率和成品率高、省劳力的脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置。 

本发明所采用的技术方案是通过如下方式完成的：一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置，包括机架、固定坯料的粘杆夹具、上料机构、下料机构、磨削滚筒、抛光滚筒、五自由度数控机构I、五自由度数控机构II、对接机构，上料机构和下料机构分别固定在机架下部的两端，磨削滚筒和抛光滚筒设置在机架下部的上料机构和下料机构之间，五自由度数控机构I和五自由度数控机构II分别装有粘杆夹具，五自由度数控机构I和五自由度数控机构II设置在机架上方的水平导轨上，对接机构设置在机架的下部。 

在上述的一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置中，上料机构、磨削滚筒、抛光滚筒、对接机构、下料机构依次设置在机架的下部；这样的设置能优化公共轨道上的两个五自由度数控机构的工作效率。 

在上述的一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置中，上料机构包括上料夹具、料斗、升降机构，上料夹具通过升降机构设置在料斗内，料斗设置在机架上；下料机构包括下料刷、下料收集器，下料刷设置在下料收集器的上方，下料收集器设置在机架上；对接机构包括对接感应器、感应器的升降驱动机构，对接感应器通过升降驱动机构与机架相连，简单的结构与所述五自由度数控机构I和五自由度数控机构II相配合实现了上料、下料、对接的功能。 

在上述的一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置中，磨削滚筒和抛光滚筒内部为空心结构，降低制造成本，减轻整体重量。 

在上述的一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置中，升降机构为升降气缸，升降驱动机构为升降气缸，使用简单可靠，安装方便。 

本发明与现有技术相比，具有以下优点：无需人工干预，采用两个五自由度数控机构工件和夹具不需要多次拆装，实现了多面体完整球面内磨削进给位置控制、抛光压力控制、以及前后半球面转接的高精度控制的自动化，对加工形体的适应性强，当满足加工工件最大尺寸、最小水平面夹角两个约束条件时，只需更换相对应的夹具，该设计可以适应任意无凹陷面广义多面体的磨削抛光成形加工。 

附图说明

图1为本发明一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置整体结构示意图。 

图2为本发明一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置的上料机构上升时的结构示意图。 

图3为本发明一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置的上料机构下降时的结构示意图。 

图4为本发明一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置的下料机构结构示意图。 

图5为本发明一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置的对接机构结构示意图。 

图6为本发明一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置的上料操作示意图。 

图7为本发明一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置的磨削操作示意图。 

图8为本发明一种脆性材料多面体的全自动磨削抛光成形装置的抛光操作示意图。