一种多磨头联动的浮动力控打磨装置

技术领域

本发明涉及自动化打磨抛光技术领域，尤其是指一种多磨头联动的浮动力控打磨装置。

背景技术

在自动化打磨抛光技术领域，打磨工具与工件之间的接触力如果波动较大，会对磨抛质量造成影响。为了取得理想的打磨抛光效果，需要对打磨抛光过程中打磨工具与工件之间的接触力进行较为准确的控制。为了解决这一问题，现有的技术方案主要是将力控装置与直线旋转机构相结合，形成接触力度可以调节的浮动式单磨头力控打磨装置，如发明专利（申请号：202111126651.1）“数字化浮动磨抛主轴”以及发明专利（申请号：202110741834.8）“主动式力控伺服打磨装置”里公开的技术。

然而，现有在生产作业过程中对磨抛设备的生产效率有着较高的要求，对于需要使用较多数量浮动力控磨抛装置的产线或专机类设备而言，单磨头的浮动力控打磨装置存在成本高与效率低的问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中单磨头的浮动力控打磨装置存在成本高与效率低的问题，提供一种多磨头联动的浮动力控打磨装置，可以有效的降低均摊到单个磨头上的设备成本，并大幅提升磨抛产线或专机的生产效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多磨头联动的浮动力控打磨装置，包括：

驱动机构，所述驱动机构包括用于提供扭转驱动力的电机；

动力传动机构，所述动力传动机构包括动力传动部以及动力轴，所述动力传动部能够接收所述扭转驱动力，并将所述扭转驱动力转化为动力轴的旋转运动，同时支持动力轴的轴向平动自由度；

磨头机构，所述磨头机构包括浮动基板以及通过浮动基板安装的多个磨头；

从动机构，所述从动机构根据动力轴的旋转驱动多个磨头旋转；

力控执行器，所述力控执行器的动力端与浮动基板相连，用于驱动浮动基板的伸缩运动，所述动力轴能够根据浮动基板的伸缩运动进行轴向平动；

导向机构，所述导向机构用于浮动基板伸缩运动时的导向。

在本发明的一种实施方式中，所述动力传动部包括电机轴端平键、第一轴承、定子外壳、传动轴套、动力轴平键；

所述电机的输出轴通过电机轴端平键与传动轴套相连；

所述传动轴套通过第一轴承与定子外壳转动相连；

所述传动轴套通过动力轴平键与动力轴相连；

所述动力轴能够相对传动轴套进行上下平动。

在本发明的一种实施方式中，所述动力轴的外径与传动轴套的内径之间以及所述动力轴平键与传动轴套上对应键槽之间均存在间隙。

在本发明的一种实施方式中，所述磨头机构还包括磨头端安装板和支撑轴，所述磨头端安装板通过支撑轴与浮动基板相连。

在本发明的一种实施方式中，所述从动机构包括从动轴、一个主动同步带轮、多个从动同步带轮、设于主动同步带轮与各个从动同步带轮之间的同步带以及用于同步带涨紧的涨紧组件；

所述动力轴穿过主动同步带轮连接于磨头端安装板，所述从动轴穿过从动同步带轮连接于磨头端安装板。

在本发明的一种实施方式中，所述涨紧组件包括涨紧座、辊轮、辊轮安装座和涨紧螺钉；

所述辊轮转动连接于辊轮安装座，所述辊轮的表面与所述同步带相抵接；

所述涨紧座包括设置于涨紧座上的开槽，所述辊轮安装座滑动连接于所述开槽；

所述涨紧螺钉连接于所述涨紧座并通过涨紧螺钉调节辊轮安装座相对于所述涨紧座的位置。

在本发明的一种实施方式中，所述从动机构包括主动齿轮、与主动齿轮相啮合的中间齿轮以及与中间齿轮相啮合的从动齿轮；所述动力轴穿过主动齿轮连接于磨头端安装板，所述从动轴穿过从动齿轮转动连接于磨头端安装板。

在本发明的一种实施方式中，所述动力轴和从动轴各自的一侧均通过第二轴承转动连接于浮动基板，所述动力轴和从动轴均各自的另一侧均通过第三轴承转动连接于磨头端安装板，所述动力轴的一端和从动轴的一端均通过磨头安装夹具安装有所述磨头。

在本发明的一种实施方式中，所述力控执行器包括双向气缸、直线电缸、直线电机、气囊或由电机驱动的滚珠丝杆直线模组。

在本发明的一种实施方式中，所述导向机构包括平键导向结构、花键导向结构、滚珠花键导向结构或直线导轨。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1）本发明将动力轴的输入转矩传递到各个从动轴上，通过主动轴与从动轴一起带动多个磨头进行转动实现多磨头联动磨抛，实现了由一个电机驱动多个磨头一起联动的浮动力控打磨效果，一方面降低了末端浮动力控打磨组件均摊到每个磨头上的硬件成本，另一方面可以在同等情况下，大大提升磨抛专机产线的生产加工效率。

2）本发明通过在固定安装板与浮动基板之间安装力控执行器的同时，还安装了导向机构，有助于提升浮动力控打磨组件的抗扭转能力，提升浮动力控打磨组件的整体力控精度。

3）本发明的动力传动机构将电机的轴端输出动力传递给动力轴，同时通过让动力轴兼具转动自由度与轴向平动自由度，使得动力轴在转动的同时可以上下浮动；力控执行器能控制作用于浮动基板上压力与拉力，从而起到控制多磨头联动浮动力控打磨组件的浮动部分进行上下伸缩运动的功能，同时，可以调节作用在磨头端的打磨接触力大小。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的多磨头联动的浮动力控打磨装置结构示意图。

图2是本发明的多磨头联动的浮动力控打磨装置轴系传动示意图。

图3是本发明的一种实施例中从动机构的结构示意图。

图4是本发明的同步带涨紧机构结构示意图。

图5是本发明的另一实施例中从动机构的结构示意图。

说明书附图标记说明：1、电机；2、固定安装板；3、力控执行器；4、浮动基板；5、磨头端安装板；6、磨头；7、动力传动机构；8、导向机构；9、同步带；101、主动同步轮；102、从动同步轮；11、涨紧组件；12、电机轴端平键；13、第一轴承；14、定子外壳；15、传动轴套；16、动力轴平键；17、动力轴；18、第二轴承；19、从动轴；20、第三轴承；21、轴端锁紧螺母；22、磨头安装夹具；23、涨紧座；24、辊轮；25、辊轮安装座；26、涨紧螺钉；27、支撑轴；28、主动齿轮；29、中间齿轮；30、从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1至图4所示，本发明的一种多磨头联动的浮动力控打磨装置，包括：

驱动机构，所述驱动机构包括用于提供扭转驱动力的电机1；

动力传动机构7，所述动力传动机构7包括动力传动部以及动力轴17，所述动力传动部能够接收所述扭转驱动力，并将所述扭转驱动力转化为动力轴17的旋转运动，同时支持动力轴17的轴向平动自由度；

磨头机构，所述磨头机构包括浮动基板4以及通过浮动基板4安装的多个磨头6；

从动机构，所述从动机构根据动力轴17的旋转驱动多个磨头6旋转；

力控执行器3，所述力控执行器3的动力端与浮动基板4相连，用于驱动浮动基板4的伸缩运动，所述动力轴17能够根据浮动基板4的伸缩运动进行轴向平动；

导向机构8，所述导向机构8用于浮动基板4伸缩运动时的导向。

具体地，所述电机1、动力传动机构7、导向机构8以及力控执行器3均安装于固定安装板2，固定安装板2可与与其他设备相连。

具体地，所述动力传动部包括电机轴端平键12、第一轴承13、定子外壳14、传动轴套15、动力轴平键16；所述电机1的输出轴通过电机轴端平键12与传动轴套15相连；所述传动轴套15通过第一轴承13与定子外壳14转动相连；所述传动轴套15通过动力轴平键16与动力轴17相连；所述动力轴17能够相对传动轴套15进行上下平动。

通过上述设置，使得电机1的输出轴端通过电机轴端平键12将动力传递至传动轴套15，传动轴套15通过第一轴承13相对于定子外壳14转动，通过动力轴17上的动力轴17平键将转矩进一步传递给动力轴17，使动力轴17可以在电机1的驱动下进行转动；所述动力轴17的外径与传动轴套15的内径之间以及所述动力轴平键16与传动轴套15上对应键槽之间均存在间隙。一个物体会在三维空间平动，也就是有平动自由度。本发明所述动力轴17的轴向平动自由度指的是动力轴17能够相对传动轴套15进行上下平动的自由度。

本实施例中，所述导向机构8能够使得浮动基板4及其下方安装的磨头6机构的多个磨头6沿期望的导向方向进行顺畅的浮动，同时承受磨抛过程中由外界环境以及多磨头6联动浮动力控打磨组件自身重力产生的作用在浮动基板4上的扭矩与弯矩，避免力控执行器3的伸缩轴与动力传动机构7中动力轴17承受较大的摩擦力。此外，力控执行器3的作用是通过控制作用于浮动基板4上压力与拉力，从而起到控制多磨头6联动浮动力控打磨组件的浮动部分进行上下伸缩运动的功能，同时，可以调节作用在磨头6端的打磨接触力大小。

具体地，所述磨头机构还包括磨头端安装板5和支撑轴27，所述磨头端安装板5通过支撑轴27与浮动基板4相连。本实施例中，所述磨头端安装板5与浮动基板4之间通过对角线分布有两根支撑轴27，并通过轴孔配合进行定位，支撑轴27两端通过螺钉进行连接固定。

具体地，所述从动机构包括从动轴19、一个主动同步带轮101、多个从动同步带轮102、设于主动同步带轮101与各个从动同步带轮102之间的同步带9以及用于同步带9涨紧的涨紧组件11；所述动力轴17穿过主动同步带轮101连接于磨头端安装板5，所述从动轴19穿过从动同步带轮102连接于磨头端安装板5。

具体地，所述涨紧组件11包括涨紧座23、辊轮24、辊轮安装座25和涨紧螺钉26；所述辊轮24转动连接于辊轮安装座25，所述辊轮24的表面与所述同步带9相抵接；所述涨紧座23包括设置于涨紧座23上的开槽，所述辊轮安装座25滑动连接于所述开槽；所述涨紧螺钉26连接于所述涨紧座23并通过涨紧螺钉26调节辊轮安装座25相对于所述涨紧座23的位置。

通过上述设置，将动力轴17的输入转矩传递到各个从动轴19上，通过主动轴与从动轴19一起带动多个磨头6进行转动，实现多磨头6联动磨抛；通过涨紧组件11用于在相邻的两个同步轮10之间起到涨紧同步带9的作用，以增加同步带9与各同步轮10的有效接触面积，保障转矩的有效传递。

在其他实施例中，如图5所示，所述从动机构包括所述从动机构包括主动齿轮28、与主动齿轮28相啮合的中间齿轮29以及与中间齿轮29相啮合的从动齿轮30；所述动力轴17穿过主动齿轮28连接于磨头端安装板5，所述从动轴19穿过从动齿轮30转动连接于磨头端安装板5。

具体地，所述动力轴17和从动轴19各自的一侧均通过第二轴承18转动连接于浮动基板4，所述动力轴17和从动轴19各自的另一侧均通过第三轴承20转动连接于磨头端安装板5，所述动力轴17的一端和从动轴19的一端均通过磨头安装夹具22安装有所述磨头6；所述动力轴17与从动轴19在磨头6安装侧均设有轴端锁紧螺母21，用于在轴向上对动力轴17与从动轴19进行固定锁紧。

具体地，所述力控执行器3包括双向气缸、直线电缸、直线电机或气囊，也可为由电机驱动的滚珠丝杆直线模组。

具体地，所述导向机构8包括平键导向结构、花键导向结构、滚珠花键导向结构或直线导轨。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。