[實用新型]具有恒定力的自動拋光設備

有效

• 申請號: 201320632350.0
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN203611103U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 陳功
• 申請（專利權）人: 陳功
• 主分類號: B24B29/02
• 分類號: B24B29/02;B24B41/06
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 奚勝元

技術領域

本實用新型涉及的是一種具有恒定力的自動拋光設備，是一種用于金屬表面拋光的加工設備，屬于金屬表面處理領域。?

背景技術

人工關節，是進行關節置換術中用到的主要植入醫療器材，是骨科植入物中最復雜，最具有技術含量的醫療器械產品。目前，人工關節置換術已經被廣泛應用于關節骨性關節炎、類風濕性關節炎和創傷后關節炎的治療中。關節產品原理是關節兩個相對運動摩擦副表面的內在機理，關節面材料和幾何尺寸的選擇，其中關鍵在于研究關節表面的摩擦學、生物力學等指標。粗糙度是關節面摩擦的關鍵因素，提升粗糙度指標，對于假體壽命，病人發生骨溶解的幾率，是最為關鍵的因素。對于怎樣通過先進的制造工藝去實現假體表面的高精度拋光，是一道擺在國內關節假體制造行業面前的難題。傳統的手工拋光工藝中，高速旋轉的拋光輪壓向工件，使磨料對工件表面產生滾壓和微量切削，從而獲得光亮的加工表面。傳統的手工拋光工藝，曲面拋光主要是依靠人工進行，人工操作很難保證拋光輪對工件表面產生的擠壓力和摩擦力的恒定，表面質量得不到保證，產品精度太差。傳統的作業方式要求操作人員有較高的技能，受員工情緒等偶然因素影響大，報廢率高。且粉塵污染大，工人勞動條件差。?

發明內容

?本實用新型目的是針對上述不足之處，提供一種具有恒定力的自動拋光設備。具有恒定力的自動拋光設備包括拋光機、機器手、應力傳感器、執行器、控制器和夾具，在進行復雜曲面工件拋光加工時比普通機械式拋光加工和手工拋光更能保證加工工件表面質量，加工出來的產品具備高度的質量一致性，而且加工效率大大提高。具有恒定力的自動拋光設備成為拋光機器人，被密封在機房內，拋光過程產生的廢物污染，可以有效清理和控制，不會污染環境或影響操作人員健康。使用具有恒定力的自動拋光設備自動拋光成本得到顯著降低。具有恒定力的自動拋光設備動態調整拋光力，柔性變換角度，合理規劃拋光路徑，得到高質量的表面。高質量的表面，可以減少使用時表面的磨損和骨溶解發生的幾率，提高產品使用壽命。?

本實用新型具有恒定力的自動拋光設備是采取以下技術方案實現的：?

具有恒定力的自動拋光設備包括拋光輪、機器手、壓電傳感器、控制器、計算機和夾具。所述的機器手設置有安裝座，安裝座底面設置有螺釘孔，螺釘通過螺釘孔將安裝座固定在地面上。安裝座上部設置有一根立柱，立柱后部設置有電器控制柜，電器控制柜通過電器控制線與控制器相連接，計算機通過RS232C接口的數據連接線與控制器相連，控制機器手的動作，立柱可以作旋轉運動。立柱上部設置有一根與立柱成90°支撐桿，支撐桿是圓柱體。支撐桿的一端設置有與支撐桿成90°的機器手的上臂，機器手的上臂可以做旋轉運動。機器手的上臂前端設置有機器手的小臂，機器手的小臂內部設置有壓電傳感器，壓電傳感器前端設置有彈簧，用來固定夾具連接器，并產生動態力。機器手的小臂端面設置有螺紋，端蓋通過螺紋與小臂連接，并能調整彈簧的漲緊力。機器手的小臂可以做旋轉運動。機器手的小臂的前端設置有夾具連接器，夾具連接器設置有兩段，大端為一段圓柱體，并設置有兩個直徑不同的內孔，直徑大的內孔用來連接夾具，在直徑小的內孔中插入一根圓柱銷用來固定夾具。機器手前端安裝有夾具用來夾持工件，根據手夾持工件的不同，夾具會有所不同。機器手通過夾具夾持工件壓向高速旋轉的拋光輪，拋光輪轉速3000r/min。拋光輪安裝在旋轉軸上，通過螺紋連接使之固定。旋轉軸通過彈性聯軸器與電動機連接在一起。電動機通過彈性聯軸器使旋轉軸及拋光輪旋轉。

利用計算機輔助制造系統在AutoCAD環境下二次開發，?AutoCAD對零件進行實體造型，并將實體模型保存為實體模型文件，通過二次開發的刀軌生成程序讀取實體模型文件，實現無干涉的拋光刀具加工軌跡的生成，并通過坐標變換將工件坐標系中的刀具軌跡轉換為機器手坐標系統中工件的運動軌跡，從而控制機器手的運動。在機器手前端設置有壓電傳感器用于測量接觸應力，當工件產生接觸應力，應力通過夾具、夾具連接器傳遞到壓電傳感器，壓電傳感器接觸到應力就會輸出脈沖信號，接觸應力越大脈沖型號越大，控制器根據脈沖信號判斷拋光力的大小，動態的微調機器手運動的軌跡，從而實現工件與拋光輪接觸時拋光力的恒定。通過計算機輔助制造程序對拋光線路的規劃使拋光力方向的變換更加柔性，減少工件表面的凹坑。?