專利名稱：薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及陶瓷管加工領域，特別涉及一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法及其裝置。
背景技術：
對于壁厚Imm左右的陶瓷管，因壁厚較薄、材料脆而易碎，拋光時常常會因局部受載較大而碎裂；當管狹長或管徑較大，夾持不均時局部載荷較大也易使管子破碎。對于薄壁狹長陶瓷管的拋光，現在多采用人工進行拋光，工人勞動強度大，生產效率低；其次，人工操作時拋光量難以精確控制，拋光質量不穩定且精度較差；再者，拋光過程中，拋光粉末飛揚， 粉塵易進入人體呼吸道和皮膚，且噪音較大，生產環境惡劣，危害人體健康，人工生產成本較高。對于外表面要求光滑的陶瓷管，只有采用內部支撐才能實現外表面的完全拋光，若采用軟支撐，如采用砂子作為內部支撐，支撐強度較差，裝卸料不方便，費工費時；若采用硬支撐，只能進行局部支撐，勢必會造成夾持受力不均而易碎。因此，開發一種高效、環保、質量穩定的薄壁陶瓷管自動拋光方法及裝置成為現在企業技術革新和節能降耗的必行舉措。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種在拋光時能夠對薄壁狹長陶瓷管進行更好的夾持，生產效率高、產品精度高、質量穩定、人工成本低的薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法。本發明解決上述問題所采用的技術方案為一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法， 包括以下步驟
1)通過控制系統控制取件機械手抓取陶瓷管，并將工件豎直放置并同軸套合于工作臺第一工位的芯軸上；
2)通過澆注系統的澆注口將低溫合金填充于陶瓷管與第一工位處的芯軸之間的間隙， 低溫合金凝固后將陶瓷管和芯軸凝固連接成一整體；
3)控制系統控制工作轉臺轉動，將陶瓷管置于第二工位處；電機帶動芯軸旋轉，同時控制系統控制拋光頭上、下移動，對陶瓷管進行拋光；
4)拋光結束后，控制系統控制工作轉臺轉動，將陶瓷管置于第三工位處；將中頻感應加熱線圈套合于陶瓷管外部，中頻感應加熱線圈通電后，低溫合金在中頻磁場的集膚效應作用下表面迅速加熱熔化，陶瓷管和芯軸自動脫離，同時低溫合金流入合金回收槽回收；
5)控制系統控制取件機械手抓取拋光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成拋光工作。作為優選，本發明一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法，它還包括在步驟3)的拋光過程中，通過對拋光位置進行強制風冷，防止拋光過程中摩擦生熱熔化低溫合金。作為優選，本發明一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法，它還包括在步驟4)的中頻感應加熱線圈的加熱溫度為高于低溫合金的熔點溫度5 10°C，以保證低溫合金完全熔化并脫落。
本發明要解決的另一個問題是，提供一種自動化程度高，操作方便的一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置，包括均由控制系統控制的工作臺、依次設于工作臺周圍的取件機械手、澆注裝置、用于給陶瓷管進行拋光的拋光裝置和中頻感應加熱線圈，所述的工作臺的中心軸由第一電機驅動轉動，所述的第一電機與所述的控制系統電連接，所述的工作臺上沿周向對稱設有豎直的三根芯軸，每根芯軸的下方僅安裝有與控制系統電連接且驅動芯軸轉動的電機，所述的取件機械手可轉動連接于第一機架上；澆注時，所述的澆注裝置的澆注口置于芯軸的正上方，所述的拋光裝置包括拋光頭和帶動拋光頭上、下運動的第一升降機構；加熱時，所述的中頻感應加熱線圈套合于陶瓷管的外部，所述的中頻感應加熱線圈的一端安裝有用于驅動中頻感應加熱線圈上下運動的第二升降機構，所述的中頻感應加熱線圈的電源開關與所述的控制系統電連接。所述的每根芯軸的下部均設有合金回收槽，所述的合金回收槽的一端與芯軸與陶瓷管之間的空隙相連通，所述的合金回收槽的另一端與回收管道相連通。可以對低溫和金進行回收，節省成本。所述的每根芯軸的外圓周面上均設有多個凸包。可以有效防止芯軸旋轉時低溫合金界面連接不牢而致陶瓷管相對芯軸打滑。與現有技術相比，本發明的優點在于本發明采用自動化控制，大大節省了人力， 提升效率，精度較高；且采用低溫合金(50° ^80°熔點)作為填充介質，固定支撐薄壁陶瓷管，克服普通填充物局部受力不均的缺點，又結合中頻加熱的集膚效應，快速熔化低溫合金去除填充物，加工成品率高，拋光質量好。作為優選，所述的第一升降機構由設置在第三機架的導軌上部的第一氣缸和與所述的第一氣缸的活塞桿相連接且與所述的第三機架的導軌滑配合的第一滑塊組成，所述的拋光頭與第一滑塊固定連接；所述的第二升降機構由設置在第四機架的導軌上部的第二氣缸和與所述的第二氣缸的活塞桿相連接且與所述的第四機架的導軌滑配合的第二滑塊組成，所述的中頻感應加熱線圈的一端通過橫向設置的安裝臂與所述的第二滑塊固定連接。作為優選，所述的澆注裝置可轉動連接于第二機架上，所述的第二機架上安裝有用于驅動澆注裝置轉動電機。這樣，在澆注低溫合金完成后，控制裝置可以控制電機旋轉一定的角度將澆注裝置撤出，不影響下一次取件。作為優選，它還包括與氣源相通的風冷管，所述的風冷管的出風口置于所述的拋光頭的正上方。這樣，可以在拋光過程中對工件進行風冷，防止拋光過程中溫升過高。


圖I本發明薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置的結構示意圖。圖2本發明薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置的芯軸與陶瓷管相配合的結構示意圖。圖1-2中1工作臺、2取件機械手、3澆注口、4第一氣缸、5第三機架的導軌、6拋光頭、7第二氣缸、8第四機架的導軌、9第二滑塊、10芯軸、10. I凸包、11第一機架、12中頻感應加熱線圈、13陶瓷管、14第一滑塊、15第二機架、16第一電機、17安裝臂。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作進一步描述。如圖1-2所示，一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法，包括以下步驟
1)通過控制系統控制取件機械手抓取陶瓷管，并將工件豎直放置并同軸套合于工作臺第一工位的芯軸上；
2)通過澆注系統的澆注口將低溫合金填充于陶瓷管與第一工位處的芯軸之間的間隙， 低溫合金凝固后將陶瓷管和芯軸凝固連接成一整體；
3)控制系統控制工作轉臺轉動，將陶瓷管置于第二工位處；電機帶動芯軸旋轉，同時控制系統控制拋光頭上、下移動，對陶瓷管進行拋光；
4)拋光結束后，控制系統控制工作轉臺轉動，將陶瓷管置于第三工位處；將中頻感應加熱線圈套合于陶瓷管外部，中頻感應加熱線圈通電后，低溫合金在中頻磁場的集膚效應作用下表面迅速加熱熔化，陶瓷管和芯軸自動脫離，同時低溫合金流入合金回收槽回收；
5)控制系統控制取件機械手抓取拋光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成拋光工作。在步驟3)的拋光過程中，通過對拋光位置進行強制風冷，防止拋光過程中摩擦生熱熔
化低溫合金。步驟4)中頻感應加熱線圈的加熱溫度為高于低溫合金的熔點溫度5 1(TC，以保證低溫合金完全熔化并脫落。在本具體實施例中，采用鉍錫鉛鎘合金，熔點75°C。一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置，包括均由控制系統控制的工作臺I、依次設于工作臺I周圍的取件機械手2、澆注裝置、用于給陶瓷管進行拋光的拋光裝置和中頻感應加熱線圈12，所述的工作臺I的中心軸由第一電機16驅動轉動，所述的第一電機16與所述的控制系統電連接，所述的工作臺I上沿周向對稱設有豎直設置有三根芯軸 10，每根芯軸10的下方僅安裝有與控制系統電連接且驅動芯軸10轉動的電機，所述的取件機械手2可轉動連接于第一機架11上；澆注時，所述的澆注裝置的澆注口 3置于芯軸的 10正上方；所述的拋光裝置包括拋光頭6和帶動拋光頭6上、下運動的第一升降機構；加熱時，所述的中頻感應加熱線圈12套合于陶瓷管的外部，所述的中頻感應加熱線圈12的一端安裝有用于驅動中頻感應加熱線圈12上、下運動的第二升降機構，所述的中頻感應加熱線圈12的電源開關與所述的控制系統電連接。所述的每根芯軸10的下部均設有合金回收槽10. 2，所述的合金回收槽10. 2的一端與芯軸10與陶瓷管12之間的空隙相連通，所述的合金回收槽10. 2的另一端與回收管道相連通。所述的每根芯軸10的外圓周面上均設有多個凸包10. I。所述的第一升降機構由設置在第三機架的導軌5上部的第一氣缸4和與所述的第一氣缸4的活塞桿相連接且與所述的第三機架的導軌5滑配合的第一滑塊14組成，所述的拋光頭(6)與第一滑塊14固定連接；所述的第二升降機構由設置在第四機架的導軌8上部的第二氣缸7和與所述的第二氣缸7的活塞桿相連接且與所述的第四機架的導軌8滑配合的第二滑塊9組成，所述的中頻感應加熱線圈12的一端通過橫向設置的安裝臂17與所述的第二滑塊9固定連接。
所述的澆注裝置可轉動連接于第二機架15上，所述的第二機架15上安裝有用于驅動澆注裝置轉動的電機。澆注裝置可采用水浴加熱或電阻絲加熱的方法防止低溫合金凝固，該方法為本領域技術人員熟知，故不在此贅述。它還包括與氣源相通的風冷管，所述的風冷管的出風口置于所述的拋光頭6的正上方。在本具體實施例中所使用的取件機械手為現有技術常用的機械手，具體結構包括上下伸縮臂、前后伸縮臂、機械爪、用于驅動機械抓上下移動的第一氣缸、用于驅動上下伸縮臂上下運動的第二氣缸和用于驅動前后伸縮臂前后移動的第三氣缸，上下伸縮臂和前后伸縮臂相互垂直設置且上下伸縮臂的末端可轉動連接于機架上，且由設于機架上的第一電機驅動上下伸縮臂臂的轉動，機械爪和第一氣缸均設置在安裝座上，安裝座可轉動連接于前后伸縮臂的末端，且由第二電機驅動安裝座的轉動。且第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸均通過氣管與控制裝置相連接，且第一電機和第二電機均與控制裝置電連接。以上僅就本發明的最佳實施例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限制。本發明不僅局限于以上實施例，其具體結構允許有變化。凡在本發明獨立權利要求的保護范圍內所作的各種變化均在本發明保護范圍內。
權利要求
1.一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法，其特征在于，包括以下步驟1)通過控制系統控制取件機械手抓取陶瓷管，并將工件豎直放置并同軸套合于工作臺第一工位的芯軸上；2)通過澆注系統的澆注口將低溫合金填充于陶瓷管與第一工位處的芯軸之間的間隙， 低溫合金凝固后將陶瓷管和芯軸凝固連接成一整體；3)控制系統控制工作轉臺轉動，將陶瓷管置于第二工位處；電機帶動芯軸旋轉，同時控制系統控制拋光頭上、下移動，對陶瓷管進行拋光；4)拋光結束后，控制系統控制工作轉臺轉動，將陶瓷管置于第三工位處；將中頻感應加熱線圈套合于陶瓷管外部，中頻感應加熱線圈通電后，低溫合金在中頻磁場的集膚效應作用下表面迅速加熱熔化，陶瓷管和芯軸自動脫離，同時低溫合金流入合金回收槽回收；5)控制系統控制取件機械手抓取拋光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成拋光工作。
2.根據權利要求I所述的薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法，其特征在于在步驟3)的拋光過程中，通過對拋光位置進行強制風冷，防止拋光過程中摩擦生熱熔化低溫合金。
3.根據權利要求I所述的薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法，其特征在于在步驟4)的中頻感應加熱線圈的加熱溫度為高于低溫合金的熔點溫度5 10°C，以保證低溫合金完全熔化并脫落。
4.一種實施權利要求I所采用的裝置，其特征在于包括均由控制系統控制的工作臺 (I)、依次設于工作臺(I)周圍的取件機械手(2)、澆注裝置、用于給陶瓷管進行拋光的拋光裝置和中頻感應加熱線圈(12)，所述的工作臺(I)的中心軸由第一電機(16)驅動轉動，所述的第一電機(16)與所述的控制系統電連接，所述的工作臺(I)上沿周向對稱設有豎直設置有三根芯軸(10)，每根芯軸(10)的下方僅安裝有與控制系統電連接且驅動芯軸(10)轉動的電機，所述的取件機械手(2)可轉動連接于第一機架(11)上；澆注時，所述的澆注裝置的澆注口(3)置于芯軸的(10)正上方；所述的拋光裝置包括拋光頭(6)和帶動拋光頭(6) 上、下運動的第一升降機構；加熱時，所述的中頻感應加熱線圈(12)套合于陶瓷管的外部， 所述的中頻感應加熱線圈(12)的一端安裝有用于驅動中頻感應加熱線圈(12)上、下運動的第二升降機構，所述的中頻感應加熱線圈(12)的電源開關與所述的控制系統電連接。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述的每根芯軸(10)的下部均設有合金回收槽(10. 2)，所述的合金回收槽(10. 2)的一端與芯軸(10)與陶瓷管(12)之間的空隙相連通，所述的合金回收槽(10. 2)的另一端與回收管道相連通。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于所述的每根芯軸(10)的外圓周面上均設有多個凸包(10. I)。
7.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述的第一升降機構由設置在第三機架的導軌(5)上部的第一氣缸(4)和與所述的第一氣缸(4)的活塞桿相連接且與所述的第三機架的導軌(5)滑配合的第一滑塊(14)組成，所述的拋光頭(6)與第一滑塊(14)固定連接； 所述的第二升降機構由設置在第四機架的導軌(8)上部的第二氣缸(7)和與所述的第二氣缸(7)的活塞桿相連接且與所述的第四機架的導軌(8)滑配合的第二滑塊(9)組成，所述的中頻感應加熱線圈(12)的一端通過橫向設置的安裝臂(17)與所述的第二滑塊(9)固定連接。
8.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述的澆注裝置可轉動連接于第二機架 (15)上，所述的第二機架(15)上安裝有用于驅動澆注裝置轉動的電機。
9.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于它還包括與氣源相通的風冷管，所述的風冷管的出風口置于所述的拋光頭(6)的正上方。
全文摘要
本發明公開了一種薄壁狹長陶瓷管表面拋光方法及其裝置，本發明采用自動化控制，大大節省了人力，提升效率，精度較高；且采用低溫合金(50°~80°熔點)作為填充介質，固定支撐薄壁陶瓷管，克服普通填充物局部受力不均的缺點，又結合中頻加熱的集膚效應，快速熔化低溫合金去除填充物，加工成品率高，拋光質量好。
文檔編號B24B29/08GK102581740SQ201210053029
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者俞凱逸, 劉 文, 李繼強, 莫偉偉, 陳光宇, 顏新華, 馬挺, 馬文箏 申請人:浙江大學寧波理工學院