一種用于葉片磨拋的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于葉片磨拋的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)，屬于葉片磨拋的工具。驅(qū)動(dòng)輪、惰輪、張緊機(jī)構(gòu)、磨拋壓力控制機(jī)構(gòu)安裝在工具板上，伺服電機(jī)通過電機(jī)支座與工具板連接，驅(qū)動(dòng)輪與伺服電機(jī)連接，接觸輪采用金屬輪轂主體表面粘貼橡膠材料的結(jié)構(gòu)，砂帶與驅(qū)動(dòng)輪、惰輪和接觸輪外部繞接，張緊機(jī)構(gòu)與砂帶張緊連接。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，解決了磨拋過程中磨拋壓力和法向壓入量耦合的問題，實(shí)現(xiàn)了磨拋過程中的力位解耦，為葉片型面自動(dòng)磨拋?zhàn)鳂I(yè)提供了力位解耦的工具系統(tǒng)，可以有效控制砂帶磨拋葉片時(shí)的磨拋壓力，使葉片曲面磨拋更均勻、加工質(zhì)量更高。
【專利說明】—種用于葉片磨拋的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種用于葉片磨拋的工具。
【背景技術(shù)】
[0002]葉片是汽輪機(jī)、水輪機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等透平機(jī)械設(shè)備中典型關(guān)鍵零件，少者上千個(gè)、多者可達(dá)數(shù)萬個(gè)。葉片長(zhǎng)期工作在高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕性的環(huán)境，承受交變載荷作用，要求其具有很好的力學(xué)性能、抗熱變形和抗腐蝕能力，任何設(shè)計(jì)和制造中的缺陷都可能導(dǎo)致工作效率降低，甚至破壞整體機(jī)組，帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。葉片類零件形狀復(fù)雜、質(zhì)量要求高、加工難度大。
[0003]目前我國(guó)葉片磨拋加工主要還是通過手工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、工作條件惡劣。磨拋后葉片形位精度和表面質(zhì)量受工人技術(shù)影響較大，即使是同一個(gè)工人磨拋的葉片，一致性也難以得到有效保證；限制了我國(guó)葉片制造水平向高效率、高質(zhì)量方向發(fā)展。因此，目前急需開發(fā)葉片自動(dòng)化磨拋裝置，代替手工作業(yè)，提高葉片磨拋加工質(zhì)量和效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于葉片磨拋的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)，以解決目前葉片磨拋勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、葉片曲面磨拋不均勻、表面質(zhì)量差的問題。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:驅(qū)動(dòng)輪、惰輪、張緊機(jī)構(gòu)、磨拋壓力控制機(jī)構(gòu)安裝在工具板上，伺服電機(jī)通過電機(jī)支座與工具板連接，驅(qū)動(dòng)輪與伺服電機(jī)連接，接觸輪采用金屬輪轂主體表面粘貼橡膠材料的結(jié)構(gòu)，砂帶與驅(qū)動(dòng)輪、惰輪和接觸輪外部繞接，張緊機(jī)構(gòu)與砂帶張緊連接；
[0006]所述的張緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，張緊臂軸通過軸承安裝在工具板上，張緊臂與張緊臂軸固定連接，彈簧通過銷安裝在工具板上，張緊臂以張緊臂軸為支點(diǎn)，一端安裝張緊輪，另
一端安裝彈黃；
[0007]所述的磨拋壓力控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是:角度傳感器機(jī)構(gòu)安裝在工具板上，位移傳感器支座安裝在工具板上，位移傳感器安裝在位移傳感器支座上，滑塊支座安裝在工具板上，滑塊安裝在滑塊支座上，氣缸支座安裝在工具板上，低摩擦氣缸安裝在氣缸支座上，連接軸通過滑塊中的直線軸承可以在滑塊中移動(dòng)，連接軸一端與接觸輪支座連接，另一端與S型壓力傳感器連接，同時(shí)通過連接板與位移傳感器的軸連接，接觸輪安裝在接觸輪支座上，S型壓力傳感器的另一端與低摩擦氣缸的軸連接。
[0008]所述的角度傳感器機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是:角度傳感器支座安裝在工具板上，角度傳感器安裝在角度傳感器支座上，角度傳感器的軸通過聯(lián)軸器與張緊臂軸連接在一起。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，解決了磨拋過程中磨拋壓力和法向壓入量耦合的問題，實(shí)現(xiàn)了磨拋過程中的力位解耦，為葉片型面自動(dòng)磨拋?zhàn)鳂I(yè)提供了力位解耦的工具系統(tǒng)，可以有效控制砂帶磨拋葉片時(shí)的磨拋壓力，使葉片曲面磨拋更均勻、加工質(zhì)量更高。【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是圖1的后視圖；
[0012]圖3是本發(fā)明張緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明磨拋壓力控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5是本發(fā)明角度傳感器機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖6是本發(fā)明磨拋葉片示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]驅(qū)動(dòng)輪1、惰輪4、張緊機(jī)構(gòu)5、磨拋壓力控制機(jī)構(gòu)6安裝在工具板2上，伺服電機(jī)9通過電機(jī)支座8與工具板2連接，驅(qū)動(dòng)輪I與伺服電機(jī)9連接，接觸輪7采用金屬輪轂主體表面粘貼橡膠材料的結(jié)構(gòu)，砂帶3與驅(qū)動(dòng)輪1、惰輪4和接觸輪7外部繞接，張緊機(jī)構(gòu)5與砂帶3張緊連接；
[0017]所述的張緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，張緊臂軸501通過軸承安裝在工具板2上，張緊臂505與張緊臂軸501固定連接，彈簧503通過銷504安裝在工具板2上，張緊臂505以張緊臂軸501為支點(diǎn)，一端安裝張緊輪502，另一端安裝彈簧503，利用杠桿原理，彈簧503通過張緊臂505使張緊輪502為砂帶3提供張緊力。
[0018]所述的磨拋壓力控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是:角度傳感器機(jī)構(gòu)601安裝在工具板2上，位移傳感器支座609安裝在工具板2上，位移傳感器602安裝在位移傳感器支座609上，滑塊支座603安裝在工具板2上，滑塊606安裝在滑塊支座603上，氣缸支座610安裝在工具板2上，低摩擦氣缸611安裝在氣缸支座610上，連接軸605通過滑塊606中的直線軸承可以在滑塊606中移動(dòng)，連接軸605 —端與接觸輪支座604連接，另一端與S型壓力傳感器608連接，同時(shí)通過連接板607與位移傳感器602的軸連接，接觸輪7安裝在接觸輪支座604上，S型壓力傳感器608的另一端與低摩擦氣缸611的軸連接。
[0019]所述的角度傳感器機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是:角度傳感器支座6013安裝在工具板2上，角度傳感器6011安裝在角度傳感器支座6013上，角度傳感器6011的軸通過聯(lián)軸器6012與張緊臂軸501連接在一起。
[0020]如圖6所示是利用本發(fā)明的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)磨拋葉片的示意圖。驅(qū)動(dòng)輪1、張緊輪502、惰輪4、接觸輪7在空間具有一定的幾何關(guān)系，利用S型壓力傳感器608、位移傳感器602和角度傳感器6011采集的壓力、位移和角度值，通過力位解耦算法獲得實(shí)際磨拋接觸區(qū)域的壓力值，與要求的壓力值進(jìn)行比較，通過低摩擦氣缸611的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)磨拋壓力控制。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例工作方式是:本發(fā)明通過工具板2安裝到數(shù)控機(jī)床Z軸上。砂帶3纏繞過主動(dòng)輪1、惰輪4、張緊輪502和接觸輪7。利用杠桿原理，張緊機(jī)構(gòu)5的彈簧503通過張緊臂505使張緊輪502壓緊砂帶3，為砂帶3提供張緊力。裝在工具板2上的伺服電機(jī)9帶動(dòng)主動(dòng)輪I轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪I帶動(dòng)砂帶3運(yùn)動(dòng)，數(shù)控機(jī)床Z軸帶動(dòng)工具系統(tǒng)接近葉片工件，使接觸輪7壓向葉片表面。根據(jù)葉片砂帶磨拋壓力要求，在工具板2上安裝的位移傳感器602，S型壓力傳感器608和角度傳感器6011分別采集位移、壓力和角度值，通過力位解耦算法獲得實(shí)際磨拋接觸區(qū)域的壓力值，與要求的磨拋壓力值進(jìn)行比較。當(dāng)實(shí)際磨拋壓力大于(或小于)要求磨拋壓力時(shí)，控制系統(tǒng)通過電氣比例閥控制低摩擦氣缸(611)的運(yùn)動(dòng)，使輸出壓力減小(或增大)，實(shí)現(xiàn)葉片磨拋壓力的控制。
[0022]磨拋壓力Fn的力位解耦計(jì)算方法:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種用于葉片磨拋的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)，其特征在于:驅(qū)動(dòng)輪、惰輪、張緊機(jī)構(gòu)、磨拋壓力控制機(jī)構(gòu)安裝在工具板上，伺服電機(jī)通過電機(jī)支座與工具板連接，驅(qū)動(dòng)輪與伺服電機(jī)連接，接觸輪采用金屬輪轂主體表面粘貼橡膠材料的結(jié)構(gòu)，砂帶與驅(qū)動(dòng)輪、惰輪和接觸輪外部繞接，張緊機(jī)構(gòu)與砂帶張緊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于葉片磨拋的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)，其特征在于:所述的張緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，張緊臂軸通過軸承安裝在工具板上，張緊臂與張緊臂軸固定連接，彈簧通過銷安裝在工具板上，張緊臂以張緊臂軸為支點(diǎn)，一端安裝張緊輪，另一端安裝彈黃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于葉片磨拋的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)，其特征在于:所述的磨拋壓力控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是:角度傳感器機(jī)構(gòu)安裝在工具板上，位移傳感器支座安裝在工具板上，位移傳感器安裝在位移傳感器支座上，滑塊支座安裝在工具板上，滑塊安裝在滑塊支座上，氣缸支座安裝在工具板上，低摩擦氣缸安裝在氣缸支座上，連接軸通過滑塊中的直線軸承可以在滑塊中移動(dòng)，連接軸一端與接觸輪支座連接，另一端與S型壓力傳感器連接，同時(shí)通過連接板與位移傳感器的軸連接，接觸輪安裝在接觸輪支座上，S型壓力傳感器的另一端與低摩擦氣缸的軸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于葉片磨拋的壓力可控砂帶工具系統(tǒng)，其特征在于:所述的角度傳感器機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是:角度傳感器支座安裝在工具板上，角度傳感器安裝在角度傳感器支座上，角度傳感器的軸通過聯(lián)軸器與張緊臂軸連接在一起。
【文檔編號(hào)】B24B21/20GK103522151SQ201310533157
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】張雷, 唐洪峰, 王昕 , 邵增超, 賀秋偉 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)