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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108972256A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201810696852.7(22)申请日2018.06.29(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人王清辉肖朝文(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人蔡克永(51)Int.Cl.B24B21/16(2006.01)B24B21/18(2006.01)B24B21/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种面向自由曲面的柔顺砂带打磨装置(57)摘要本发明公开了一种面向自由曲面的柔顺砂带打磨装置;包括基板及其底部转盘;在基板的左右两端板面,各对称安装有一个结构相同的力控机构;其中一力控机构安装接触轮,另一力控机构张紧轮。自由曲面打磨的接触力对加工精度的影响很大,传统的砂带打磨方式是通过机器人夹持工件与砂带机的接触轮接触进行打磨,这种打磨方式无法预估和控制打磨过程中接触力的大小。本装置利用带力反馈的砂带机,可以实时检测和调整打磨接触力,且通过砂带机旋转底盘实现单台多工位加工。传统力控砂带机在实现力控的同时会改变接触力包角大小,维持接触力包角恒定是确保接触力转速不变的重要前提。CN108972256ACN108972256A权利要求书1/2页1.一种面向自由曲面的柔顺砂带打磨装置,其特征在于:包括基板(1)、底部转盘(2);所述基板(1)竖立安装在底部转盘(2)上;在基板(1)的左右两端板面,各对称安装有一个结构相同的力控机构;在位于基板(1)左端板面的力控机构的端部,安装有伸出左端板面的接触轮(3);在位于基板(1)右端板面的力控机构的端部,安装有伸出右端板面的张紧轮(4);在基板(1)居中位置的上下两端板面,分别对称安装有一过渡轮(5)和一驱动轮(6);在基板(1)的左侧板面区域,上下各对称安装有一个结构相同的导轮(7);所述接触轮(3)、张紧轮(4)、过渡轮(5)、驱动轮(6)和导轮(7)通过砂带(8)围绕连接在一起;其中,接触轮(3)、张紧轮(4)、过渡轮(5)和驱动轮(6)分别与砂带(8)的内圈接触,上下两个导轮(7)分别与砂带(8)的外圈接触;所述接触轮(3)、张紧轮(4)、过渡轮(5)、驱动轮(6)和导轮(7)通过砂带(8)连接在一起后,使砂带(8)的形状呈菱形结构;砂带(8)的运转由驱动轮(6)驱动。2.根据权利要求1所述面向自由曲面的柔顺砂带打磨装置,其特征在于,所述力控机构包括:伸缩杆(9)、压块(12)、滑块(13)、重载导轨(14)、转接板(10)、力传感器(15)、双作用气缸(16)、电磁换向阀(17)、电气比例阀(18);所述双作用气缸(16)、电磁换向阀(17)、电气比例阀(18)均安装在一外壳(19)内,其中双作用气缸(16)通过垫块(20)固定在外壳(19)内;所述外壳(19)固定在基板(1)上;所述双作用气缸(16)具有两根活塞杆(21),这两根活塞杆(21)端部安装有一压板弹簧组件;该压板弹簧组件包括前后两块压板,在前后两块压板之间安装有四根导向柱(22),其中,后压板(24)与活塞杆(21)端部固连,四根导向柱(22)与后压板(24)固连,而前压板(23)可沿四根导向柱(22)轴向方向滑动,在四根导向柱(22)上分别套设有四根相同结构的螺旋压缩弹簧(25);所述力传感器(15)固定在前压板(23)上;所述接触轮(3)安装在伸缩杆(9)的端部,伸缩杆(9)通过压块(12)卡在滑块(13)上,滑块(13)滑动连接在重载导轨(14)上,该滑块(13)可沿重载导轨(14)前后滑动;转接板(10)的一端固定在压块(12)上,转接板(10)的另一端具有一折弯面,折弯面与力传感器(15)相抵;所述电气比例阀(18)的进口通过管路连接外部的气泵,出气口通过管路连接电磁换向阀(17)的其中一个气口,电磁换向阀(17)的另外两个气口分别通过管路连接双作用气缸(16)的进气口或者排气口;所述电气比例阀(18)和电磁换向阀(17)的控制端分别与控制器信号连接;所述电磁换向阀(17)采用两位四通电磁换向阀。3.根据权利要求2所述面向自由曲面的柔顺砂带打磨装置,其特征在于,所述双作用气缸(16)是指双轴气缸,有两根活塞杆(21);气泵供给气源给电气比例阀(18),经管路至电磁换向阀(17),电磁换向阀(17)的方向由控制器控制,再到达双作用气缸(16),推动活塞杆向左或者向右运动;管路中的气压大小由电气比例阀(18)反馈给控制器,再由控制器输出需要的电压大小以达到所需气压值;当活塞杆(21)向左运动时,螺旋压缩弹簧(25)的压缩量减小,力传感器(15)与转接板(10)