[發明專利]一種砂輪打磨控制裝置及包括該裝置的閉環控制系統

有效

• 申請號: 202110896951.1
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113579964B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 施壯;李長河;周宗明;楊玉瑩;崔歆;盧秉恒;毛聰;楊敏
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B24B27/033
• 分類號: B24B27/033;B24B9/04;B24B51/00;B24B49/04;B24B47/12;B24B49/10;B24B41/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明提出了一種砂輪打磨裝置及包括該裝置的閉環控制系統，包括第一電機、第一傳動軸、第二傳動軸、轉動殼、第二電機、四個直齒圓錐齒輪、連接件、砂輪組件、傳動軸和電渦流傳感器；第一電機通過水平設置的第一傳動軸驅動其中一個直齒圓錐齒輪轉動，該直齒圓錐齒輪與其他三個直齒圓錐齒輪模數齒數相等，構成周轉輪系；轉動殼安裝在四個直齒圓錐齒輪的外部并與四個直齒圓錐齒輪固定；第二電機裝在轉動殼外部，其驅動軸豎直設置，驅動軸穿過上部的兩個直齒圓錐齒輪與第二傳動軸相連，第二傳動軸穿過下部的兩個直齒圓錐齒輪與砂輪組件相連，且在砂輪組件的上方和下方固定有電渦流傳感器。

技術領域

本發明涉及工藝裝備技術領域，具體涉及一種砂輪打磨控制裝置及包括該裝 置的閉環控制系統。

背景技術

用于高速軌道車輛的中空擠壓鋁合金型材為了提高表面硬度，耐腐蝕性以及 耐磨性，鋁型材表面會采用硫酸直流陽極氧化法制備出三氧化二鋁氧化膜。在 焊接前，需要將鋁型材搬運置焊接工位，打磨其焊接坡口處的三氧化二鋁氧化 膜后，才可繼續執行焊接工序。

目前由于其搬運裝置的局限性，人工打磨便是主流，操作工人需要輔助控制 鋁型材的安放位置后，再憑借自身經驗肉眼觀察氧化膜的存在，并手持砂輪打 磨。這種打磨中空擠壓鋁型材的方式，存在較大的不穩定性，無論從打磨速度 還是打磨的潔凈程度上均無法有足夠的保證。人工的打磨主要憑借經驗對坡口 處的氧化膜進行打磨，無法精確控制打磨進給量，導致在焊接時，可能存在兩 種情況：第一種情況為，存在未完全打磨干凈的情況，這樣在焊接時會導致焊 接的焊縫不可靠；第二種情況為，存在過度打磨的情況，而焊接機器人在焊接 時為定量焊接，因此會導致過度打磨的坡口處焊縫純在缺陷，焊接不牢固的情 況。這兩種情況的存在，均非常不利于軌道車輛車身結構的整體安全性。而目 前的自動打磨裝置，雖然采用了機械臂打磨能對中空擠壓鋁型材的焊接坡口處 的氧化膜施加給定進給量實現精準打磨，但無法滿足在打磨過程中實時檢測不 同的位置處的氧化膜厚度從而隨時調節打磨變量，這種自動打磨裝置打磨后比 較均勻，但是仍然可能存在殘余的氧化膜，也會引起焊接缺陷的產生。

綜上所述，對于現有的打磨鋁型材氧化膜的方式主要有兩類，分別為人工經 驗打磨和機械定量打磨。人工打磨，費時費力，對于氧化膜的打磨憑借經驗， 進給量無法精確控制。機械定量打磨，雖然進給量可以達到精確控制，但無法 進行實時檢測反饋，存在殘余氧化膜的情況，缺乏人工打磨的柔性。這兩種打 磨方式，均存在打磨缺陷，造成后續焊接過程中焊縫的缺陷，影響到車體結構 強度，存在巨大的生命安全風險。

發明內容

本發明基于上述問題，提供了一種砂輪打磨控制裝置及包括該裝置的閉環 控制系統。該閉環打磨控制系統是根據人工經驗打磨和機械定量打磨的缺陷所 提出的。該裝置能夠將人工經驗打磨的柔性優勢和機械定量打磨的精準性結合， 能夠精準而又徹底的解決坡口處氧化膜的打磨問題，為后續的焊接提供可靠保 證。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供了一種砂輪打磨裝置，包括第一電機、第一傳動軸、第二傳動軸、 轉動殼、第二電機、四個直齒圓錐齒輪、連接件、砂輪組件、傳動軸和電渦流 傳感器；

所述的第一電機通過水平設置的第一傳動軸驅動其中一個直齒圓錐齒輪轉 動，該直齒圓錐齒輪與其他三個直齒圓錐齒輪模數齒數相等，構成周轉輪系； 所述的轉動殼安裝在四個直齒圓錐齒輪的外部并與四個直齒圓錐齒輪固定；

所述的第二電機裝在轉動殼外部，其驅動軸豎直設置，驅動軸穿過上部的 兩個直齒圓錐齒輪與第二傳動軸相連，第二傳動軸穿過下部的兩個直齒圓錐齒 輪與砂輪組件相連，且在砂輪組件的上方和下方固定有電渦流傳感器。

作為進一步的技術方案，在轉動殼的底部固定一個連接件，該連接件套裝 在第二傳動軸外，其上固定所述的電渦流傳感器。