一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114619336A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202210266288.1B24B49/16(2006.01)(22)申请日2022.03.17B24B51/00(2006.01)B23K26/352(2014.01)(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人肖贵坚高慧黄云刘岗张友栋(74)专利代理机构重庆缙云专利代理事务所(特殊普通合伙)50237专利代理师王翔(51)Int.Cl.B24B21/00(2006.01)B24B21/18(2006.01)B24B21/20(2006.01)B24B47/00(2006.01)B24B49/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头(57)摘要本发明公开了一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头，包括激光砂带磨削系统、激光位移传感器和力控系统。激光砂带磨削系统包括激光器Ⅰ、磨头机构和工作台，磨头机构包括驱动轮、张紧机构、接触轮、支撑架、导向轮、砂带和驱动电机。力控系统包括压力表、气缸和六维力传感器。工作时，将待加工件固定在工作台，驱动电机带动驱动轮转动，激光器Ⅰ的激光光束与砂带协同加工。激光位移传感器监测加工表面尺寸并发送至PC端，六维力传感器监测三向力并发送至PC端，PC端通过调控气缸上的进气阀和节流阀来控制压力，调节磨削力。本发明装置解决了当前接触轮易产生变形导致实际磨削量不易控制以及其对工件的磨削深度以及砂带的使用寿命有所影响等问题。CN114619336ACN114619336A权利要求书1/2页1.一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头，其特征在于：包括所述激光砂带磨削系统、激光位移传感器(8)和力控系统；所述激光砂带磨削系统包括安装在机器主体上的激光器Ⅰ(21)、磨头机构(M)和工作台(H)；所述工作台(H)为XY移动平台，激光器Ⅰ(21)和磨头机构(M)均位于工作台(H)上方；所述磨头机构(M)包括驱动轮(1)、张紧机构(2)、接触轮(6)、支撑架(7)、导向轮(9)、砂带(16)、底板(19)和驱动电机(20)；所述底板(19)的板面竖直且固定在机器主体上，底板(19)面向机器主体的一侧安装有驱动电机(20)；所述底板(19)背离机器主体的一侧间隔布置有驱动轮(1)、张紧机构(2)和导向轮(9)，驱动轮(1)、张紧机构(2)和导向轮(9)的连线形成三角形(P)，驱动电机(20)的输出轴穿过底板(19)并与驱动轮(1)连接；所述力控系统包括压力表(10)、气缸(12)和六维力传感器(3)，气缸(12)固定在底板(19)背离机器主体的一侧且其上端位于三角形(P)内；所述气缸(12)上安装有压力表(10)、若干进气阀(11)和节流阀(13)，压力表(10)和进气阀(11)均靠近气缸(12)的上端，节流阀(13)靠近气缸(12)的下端；所述气缸(12)的下端与力传感器夹具(14)的上端连接，力传感器夹具(14)的下端面开设有供支撑架(7)上端安装的凹槽，支撑架挡板(15)安装在该凹槽的槽口处并与力传感器夹具(14)的端面固定；所述支撑架挡板(15)开设有供支撑架(7)穿过的通孔，支撑架(7)的上端穿过支撑架挡板(15)并伸入力传感器夹具(14)的凹槽内，支撑架(7)伸入力传感器夹具(14)的部分设置有限位凸起，限位凸起的尺寸大于支撑架挡板(15)的通孔尺寸；所述六维力传感器(3)位于力传感器夹具(14)的凹槽内并安装到支撑架(7)的上端面；所述支撑架(7)的下端通过转轴与接触轮(6)活动连接，砂带(16)缠绕在驱动轮(1)、张紧机构(2)、接触轮(6)和导向轮(9)上并绷紧；所述激光位移传感器(8)安装在底板(19)背离机器主体的一侧且靠近底板(19)的下边缘；工作时，将待加工部件固定在所述工作台(H)上，激光器Ⅰ(21)发出激光光束(L)，驱动电机(20)带动驱动轮(1)转动，激光光束(L)与砂带(16)对待加工部件的上表面进行加工；所述激光位移传感器(8)监测待加工部件的加工表面(803)的尺寸并发送至PC端，六维力传感器(3)监测轴向磨削力、切向磨削力和法向磨削力并发送至PC端，PC端通过调控进气阀(11)和节流阀(13)来控制气缸(12)的压力，进一步调节接触轮(6)处砂带(16)的磨削力。2.根据权利要求1所述的一种激光砂带磨削装置的力位控制磨头，其特征在于：所述激光位移传感器(8)包括线性CCD相机(801)、镜片Ⅰ(802)、镜片Ⅱ(804)、激光器Ⅱ(805)和信号处理器(806)；工作时，所述激光器Ⅱ(805)发出的光束透过镜片Ⅱ(804)投射到加工表面(803)并与加工表面