浮动气压式恒力磨削机构

1.本实用新型涉及恒力磨削技术领域，具体是一种通过环形气缸与霍尔传感器共同协作，实现弯曲型面恒力磨削的机构。

背景技术：

2.目前,大多数企业都采用手工磨削的方式加工零件,但是手工磨削的效率低且零件表面质量差。为了提高磨削加工自动化水平和产品的一致性,机器人磨削加工技术逐渐引入到制造生产中。然而,现有的机器人磨削加工系统存在机器人刚度不足、位置控制精度低的问题，且磨削加工中存在加工工件原始误差和夹具定位误差等因素,造成较差的表面加工质量。此外，现有的磨削加工系统大多只能进行平面磨削，对于复杂型面零件如弯管等无法进行磨削。

技术实现要素：

3.本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种浮动气压式恒力磨削机构，能够实现弯曲表面零部件的恒力磨削，有利于提高磨削表面质量。
4.本实用新型提供了一种浮动气压式恒力磨削机构，包括支承壳体，支承壳体内部固定有与支承壳体同轴心的环形气缸、霍尔传感器组件、气动马达和向心关节轴承，浮动主轴依次穿过环形气缸、霍尔传感器组件、气动马达和向心关节轴承的轴心伸出支承壳体，与支承壳体外部的磨削工具连接，其中，气动马达通过气压驱动带动浮动主轴进行旋转运动，向心关节轴承支承浮动主轴浮动，环形气缸设置有环绕浮动主轴分布的若干气孔，通过气孔的气压驱动保持浮动主轴的浮动状态；霍尔传感器组件检测浮动主轴的浮动行程。
5.进一步改进，所述的气动马达和环形气缸之间设置有柔性密封圈，用于将气动马达和环形气缸密封，防止相互之间的干扰。
6.进一步改进，所述的气动马达和环形气缸的进气口均为快换接口，通过转换接头与任意管径的气管连接。
7.所述的气动马达为叶片式，是整个磨削机构的动力源泉，其作用是带动浮动主轴进行旋转运动，定子固连于浮动主轴，转子固连于支承壳体，两者不同心。
8.所述的环形气缸包括环形气室，环形气室外侧开有进气口，内测开有环绕浮动主轴分布的若干出气口。环形气缸位于磨削机构尾部，共有六路出气孔，用于保持浮动主轴的浮动状态。
9.所述的向心关节轴承外圈通过过盈配合与支承壳体连接，内圈通过键槽与浮动主轴连接。关节轴承位于支承壳体前端、环形气缸位于支承壳体尾部，可保证浮动主轴360
°
任意方向浮动。
10.所述的霍尔传感器组件为环绕浮动主轴圆周等距分布的若干霍尔传感器，霍尔传感器粘附于支承壳体上，其输入量为磁场强度，输出量为与磁场强度成正比的电压。
11.本实用新型有益效果在于：
12.1、环形气缸可以通过调整进气气压改变磨削力，霍尔传感器可以测量磨削力（通过测量浮动主轴浮动行程间接得到磨削力），两者形成闭环控制，有利于保证磨削力恒定，提高磨削表面质量。
13.2、浮动主轴前端可以夹持不同形状的磨削工具，以便加工多种复杂型面。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
15.图1为本实用新型浮动气压式恒力磨削机构的三维示意图。
16.图2为本实用新型浮动气压式恒力磨削机构气动马达的剖面图。
17.图3为本实用新型浮动气压式恒力磨削机构环形气缸的剖面图。
18.图4为本实用新型浮动气压式恒力磨削机构工作状态示意图。
19.图中，环形气缸（1）、霍尔传感器（2）、柔性密封圈（3）、气动马达（4）、支承壳体（5）、向心关节轴承（6）、浮动主轴（7）、磨削工具（8）、定子（9）、转子（10）、气室（11）。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.参照图1，图1为本实用新型浮动气压式恒力磨削机构的三维示意图。本实例提供的浮动气压式恒力磨削机构主要由环形气缸1、霍尔传感器2、柔性密封圈3、气动马达4、支承壳体5、向心关节轴承6、浮动主轴7、磨削工具8等部件组成。
22.支承壳体5由机加工方式制作，制作时可以根据需要调整壳体厚度，也可以在上面开螺纹孔，通过连接板与机械手法兰连接。
23.气动马达4和环形气缸1的进气口均为快换接口，可以通过转换接头与任意管径的气管连接。
24.向心关节轴承6外圈通过过盈配合与支承壳体连接，内圈通过键槽与浮动主轴连接。
25.霍尔传感器2粘附于支承壳体上，其输入量为磁场强度，输出量为与磁场强度成正比的电压。
26.气动马达4为叶片式，定子9固连于浮动主轴，转子10固连于支承壳体，两者不同心。
27.环形气缸1包括环形气室11，环形气室外侧开有进气口，内测开有环绕浮动主轴分布的若干出气口。环形气缸位于磨削机构尾部，共有六路出气孔，用于保持浮动主轴的浮动状态。
28.参照图2，图2为本实用新型浮动气压式恒力磨削机构气动马达的剖面图，图中箭
头为气流方向。当压缩空气从进气口进入气室后立即喷向叶片作用在叶片的外伸部分，产生转矩带动转子即浮动主轴作逆时针转动，输出旋转的机械能，废气从排气口排出，转子转动的离心力和叶片底部的气压力、使得叶片紧密地抵在定子的内壁上，以保证密封，提高容积效率。
29.参照图3，图3为本实用新型浮动气压式恒力磨削机构环形气缸的剖面图，图中箭头为气流方向。当压缩空气从进气口进入气室11后通过各气孔喷向浮动主轴，未磨削时各气孔对浮动主轴的压力相同，此时浮动主轴处于对中状态；处于磨削状态时，由于磨削力的存在使浮动主轴偏心，浮动主轴至各气孔的距离不再相同，因此各气孔对浮动主轴的压力产生合力，该合力与环形气缸的进气压力成线性关系，且该合力对向心关节轴承的力矩与磨削力对其力矩相等，从而使浮动主轴保持浮动的平衡状态。
30.参照图4，图4为本实用新型浮动气压式恒力磨削机工作状态示意图，图中的实线磨削工具为其对中状态，虚线为浮动状态。使用时，首先给气动马达供气，使浮动主轴高速转动，然后给环形气缸供气，由于此时还未开始进行磨削，浮动主轴还未浮动处于对中状态，此时各霍尔传感器输出的电压值几乎无差别，如图4中实线所示状态。当磨削工具与工件接触时，由于磨削力的存在使浮动主轴进入浮动状态，如图4中虚线所示状态，此时霍尔传感器输出电压值出现变化，通过计算各霍尔传感器电压值可得浮动主轴的浮动行程，间接得到磨削力大小。若零件表面轨迹与加工设定轨迹无差别，则磨削力几乎无变化。当零件表面出现凸起或凹陷时，霍尔传感器输出电压值即磨削力大小出现变化，此时需调整环形气缸的进气压力从而使磨削力保持恒定。
31.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，对于本技术领域的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本实用新型原理的前提下，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种浮动气压式恒力磨削机构，其特征在于：包括支承壳体，支承壳体内部固定有与支承壳体同轴心的环形气缸、霍尔传感器组件、气动马达和向心关节轴承，浮动主轴依次穿过环形气缸、霍尔传感器组件、气动马达和向心关节轴承的轴心伸出支承壳体，与支承壳体外部的磨削工具连接，其中，气动马达通过气压驱动带动浮动主轴进行旋转运动，向心关节轴承支承浮动主轴浮动，环形气缸设置有环绕浮动主轴分布的若干气孔，通过气孔的气压驱动保持浮动主轴的浮动状态；霍尔传感器组件检测浮动主轴的浮动行程。2.根据权利要求1所述的浮动气压式恒力磨削机构，其特征在于：所述的气动马达和环形气缸之间设置有柔性密封圈，用于将气动马达和环形气缸密封，防止相互之间的干扰。3.根据权利要求1所述的浮动气压式恒力磨削机构，其特征在于：所述的气动马达为叶片式，定子固连于浮动主轴，转子固连于支承壳体，两者不同心。4.根据权利要求1所述的浮动气压式恒力磨削机构，其特征在于：所述的环形气缸包括环形气室，环形气室外侧开有进气口，内测开有环绕浮动主轴分布的若干出气口。5.根据权利要求3或4所述的浮动气压式恒力磨削机构，其特征在于：所述的气动马达和环形气缸的进气口均为快换接口，通过转换接头与任意管径的气管连接。6.根据权利要求1所述的浮动气压式恒力磨削机构，其特征在于：所述的向心关节轴承外圈通过过盈配合与支承壳体连接，内圈通过键槽与浮动主轴连接。7.根据权利要求1所述的浮动气压式恒力磨削机构，其特征在于：所述的霍尔传感器组件为环绕浮动主轴圆周等距分布的若干霍尔传感器，霍尔传感器粘附于支承壳体上，其输入量为磁场强度，输出量为与磁场强度成正比的电压。

技术总结

本实用新型提供了一种浮动气压式恒力磨削机构，包括支承壳体，支承壳体内部固定有与支承壳体同轴心的环形气缸、霍尔传感器组件、气动马达和向心关节轴承，浮动主轴依次穿过环形气缸、霍尔传感器组件、气动马达和向心关节轴承的轴心伸出支承壳体，与支承壳体外部的磨削工具连接，其中，气动马达通过气压驱动带动浮动主轴进行旋转运动，向心关节轴承支承浮动主轴浮动，环形气缸设置有环绕浮动主轴分布的若干气孔，通过气孔的气压驱动保持浮动主轴的浮动状态；霍尔传感器组件检测浮动主轴的浮动行程。本实用新型能够实现弯曲表面零部件的恒力磨削，有利于提高磨削表面质量。有利于提高磨削表面质量。有利于提高磨削表面质量。