[发明专利]一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光设备和方法

说明书

本发明提供一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光设备和方法，包括机器人底座、机器人、末端工具、工件摆放桌以及装夹机构，末端工具由连接法兰、主轴抱座、高速主轴、羊毛轮组成，用于对碳化硅零件进行抛光，且可通过更改高速主轴转速以获取所需的最佳速度，且羊毛轮可更换为金刚石砂轮以实现对零件的打磨。装夹机构固定在工件摆放桌上，用于定位并夹紧所述碳化硅零件，装夹机构包括固定部分、活动部分和用于使活动部分动作的伸缩气缸以及导轨、滑块，伸缩气缸通过安装支架固定于工件摆放桌上，可实现零件的快速装夹和定位，固定部分和活动部分上安装有橡胶，用于防止夹紧时损伤碳化硅零件。

技术领域

本发明涉及打磨抛光技术领域，具体涉及一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光设备和方法。

背景技术

碳化硅具有高弹性模量、高硬度、耐高温以及热膨胀系数小的特点，被广泛用于模具行业，但是由于碳化硅表面硬度非常高，使得表面精密抛光十分困难，很难得到高质量表面，所以一种高效高质量的碳化硅抛光设备及方法是十分有必要的。目前存在超声辅助抛光、电化学抛光等多种抛光方式，但是都只有在抛光平面时可以获得很高的质量，在进行圆角抛光时效果并不理想，目前抛光质量最好的方式是人工抛光，但是由于抛光的时候会产生粉尘，对工人的健康产生极大的影响。而且人工抛光的效率远远不能满足批量生产的要求，且人工抛光时由于工人的技术水平不一样，会使抛光得到的产品的一致性较差，所以碳化硅抛光行业急需一种高效、高精度的设备来代人工抛光以获得高质量的表面。

现有技术中，碳化硅精密抛光主要存在以下问题：1、一般抛光方式只能抛光简单的平面或圆弧面，对于圆角的抛光效果并不理想，且现有的精密抛光方式成本较高；2、使用人工抛光虽然能获得很高的表面质量，但是却不能保证效率和一致性，而且人工抛光会对工人的健康造成很大的不良影响。所以如何进行碳化硅材料的高效、高精度抛光成为碳化硅抛光领域急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种应用在碳化硅抛光领域的高效、高精度的碳化硅抛光设备和方法，以解决现有的技术问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光设备，其特征在于，包括机器人底座、设置在机器人底座上的机器人，所述机器人末端设有末端工具，工件摆放桌设置在机器人旁，装夹机构设置在工件摆放桌上。

在上述的一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光设备，所述末端工具包括连接法兰、主轴抱座和高速主轴和安装在高速主轴上的刀具，高速主轴末端通过ER夹头安装刀具，连接法兰通过六个螺栓和一个圆柱销和机器人固定连接，主轴抱座和连接法兰通过六个螺栓固定连接，高速主轴安装在主轴抱座上。

在上述的一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光设备，所述装夹机构固定在工件摆放桌上，装夹机构包括固定部分以及能够往复运动的活动部分，所述固定部分包括夹具固定座，所述夹具固定座上设有一端开口用于放置工件的工件槽，夹具固定座底端固定有两条平行设置的滑轨；所述活动部分包括能够在滑轨上往复运动的滑块，所述滑块通过驱动机构驱动其往复运动。

在上述的一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光设备，所述驱动机构包括通过气缸安装支架固定的伸缩气缸，伸缩气缸一端固定在滑块上，所述工件槽内壁周向设有橡胶，滑块底端两侧设有定位槽，滑轨设置在定位槽内，滑块顶端开有用于防止橡胶的槽，滑块滑动至滑轨尽头与工件槽构成封闭槽体。

在上述的一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光设备，所述刀具包括仿形砂轮或羊毛轮，所述仿形砂轮包括刀柄以及设置在刀柄一端的轮本体，所述轮本体设有一凸台，凸台外侧面为圆弧形，所述圆弧的两端与凸台的顶面以及底面相切。

一种仿人手的碳化硅游离磨料抛光方法，其特征在于，对碳化硅分别进行粗抛和精抛，其中：

粗抛包括：确定粗抛机器人进给速度、抛光轨迹以及主轴转速，安装刀具后对碳化硅进行抛光；