本實用新型涉及打磨工具領域，具體來說，本實用新型涉及一種智能打磨裝置。

背景技術：

在使用機器人和其他多軸機床對鑄件或其他毛坯工件進行自動打磨過程中，由于毛坯工件自身尺寸的低精度以及工件上飛邊、毛刺、澆冒口殘留的不確定性，導致每個工件實際的外形輪廓與數模都有較大的隨機誤差，再加上鑄件與夾緊工裝之間的相對位置誤差，每一個毛坯工件的最佳打磨軌跡都沒有重復性。

而機器人或其他多軸機床一般都走預先設定的軌跡。如果采用傳統切削的方法進行鑄件或其他毛坯打磨，很難適應實際多變的打磨軌跡，勢必無法保證打磨質量，容易誤傷工件本體，而且也容易損害刀具，造成刀具壽命短、加工成本高的問題。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術所存在的不足,提供一種智能打磨裝置，其能夠避免誤傷工件以及刀具并且能夠便于觀察動力頭以及刀具與工件的相對位置。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案在于：一種智能打磨裝置，包括支撐座、支撐架與動力頭，所述支撐架固定套裝于所述動力頭的外側，所述支撐座具有側壁和頂壁，所述側壁和頂壁圍成中間區域，所述動力頭的頂端穿過所述中間區域以及所述頂壁，所述動力頭的底端固定有打磨刀具，所述支撐架位于所述頂壁與所述底端之間，所述支撐架與所述頂壁之間設置有多個柔性支撐部件，多個所述柔性支撐部件均布在以所述動力頭的軸為中心的圓周上，所述支撐座與所述頂壁相對的一端固定有防止所述支撐架由所述支撐座脫出的擋環，所述擋環與所述支撐架之間形成有能夠使得所述支撐架相對于所述擋環偏轉的弧形接觸面，所述智能打磨裝置還包括用于檢測所述動力頭與工件的相對位置的打磨姿態檢測部件，所述打磨姿態檢測部件設置于所述動力頭上。

作為優選方案，所述柔性支撐部件為氣缸、氣囊或彈簧。

作為優選方案，所述打磨姿態檢測部件為陀螺儀，所述打磨姿態檢測部件固定于所述動力頭上。

作為優選方案，所述支撐架具有環狀突出部，所述擋環具有環狀槽，所述環狀突出部嵌入于所述環狀槽內。

作為優選方案，所述支撐架包括呈筒狀的主體部以及位于所述主體部靠近所述頂壁一端的環狀凸緣，所述環狀突出部位于所述環狀凸緣的底面，所述環狀槽位于所述擋環的頂面。

作為優選方案，所述智能打磨裝置還包括震動檢測部件，所述震動檢測部件固定于所述動力頭上。

作為優選方案，所述支撐座上設置有用于測量所述動力頭相對于所述支撐座的位移量的位移檢測部件。

作為優選方案，所述位移檢測部件為位移傳感器。

作為優選方案，所述智能打磨裝置還包括用于調節所述氣缸/氣囊的氣壓或者調節所述彈簧的預緊力的控制組件。

作為優選方案，所述智能打磨裝置還包括打磨信息專家處理系統，所述打磨信息專家處理系統收集所述打磨姿態檢測部件、所述震動檢測部件以及所述位移檢測部件的檢測信息，并參照歷史數據調節機器人或多軸機床姿態、行進軌跡和進刀速度以及柔性支撐部件的柔性強度。

實施本實用新型的智能打磨裝置，具有以下有益效果：當該智能打磨裝置工作時，由于柔性支撐部件對支撐架施加彈性力，故動力頭能夠帶動打磨刀具對工件施以柔性作用力，在該過程中，通過打磨姿態檢測部件檢測動力頭與工件的相對位置及其變化，以避免動力頭過度脫離預設軌跡。另外，震動檢測部件，能夠便于檢測動力頭的振動情況。而位移檢測部件，則便于檢測動力頭的位移量。尤其是，可以將該等數據用于該打磨裝置的智能化控制，所有檢測所得的信息在打磨過程中實時回傳給打磨信息專家處理系統，并參考數據庫內的歷史數據，調整機器人或多軸機床姿態、行進軌跡和進刀速度以及柔性支撐機構的柔性強度，從而自己不斷優化各個打磨參數，如打磨壓力、行進軌跡、進給速度、刀具姿態等等。此外，本打磨裝置，能夠很好地解決其它設備打磨工件時質量不穩定、損傷工件本體，刀具壽命短的問題，這種裝置能夠高速，穩定，有效的清理工件的飛邊和毛刺。

附圖說明

下面，對本實用新型所涉及的附圖進行說明，附圖中：

圖1為本實用新型的智能打磨裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本實用新型所解決的技術問題、技術方案以及所獲得的技術效果，下面，結合具體的實施方式，對本實用新型作進一步的詳細說明。

本實用新型的智能打磨裝置，用于對工件進行打磨，以消除工件的飛邊、毛刺以及其他影響工件精度的部分。

參照圖1，智能打磨裝置有兩種運用方式，一種是通過支撐座1安裝在機器人或多軸機床上使用，通過機器人或多軸機床帶動移動，從而對工件進行加工；另一種是通過底板9（該底板固定于支撐座1）安裝在固定支架上使用，通過機器人或多軸機床帶動工件移動，從而對工件進行加工。

如圖中，本實用新型的一種智能打磨裝置，包括支撐座1、支撐架3與動力頭2，支撐座1構成基本支撐。作為一種方式，本實用新型的支撐座1為回轉體。

支撐架3固定套裝于動力頭2的外側，支撐座1具有側壁和頂壁（以圖中方向為準），側壁和頂壁圍成中間區域，動力頭2的頂端（以圖中方向為準）穿過中間區域以及頂壁，動力頭2自身為動力機構，可以選擇為氣壓式或電動式。動力頭2的底端固定有打磨刀具10，打磨刀具10能夠被動力頭2驅動旋轉，以便對工件進行打磨。支撐架3位于頂壁與底端之間，支撐架3與頂壁之間設置有多個柔性支撐部件，多個柔性支撐部件均布在以動力頭2的軸為中心的圓周上，如圖中，其示出了兩個柔性支撐部件5，對支撐架3以及動力頭2施加均衡的柔性（彈性）作用力。利用柔性支撐部件5來保證對支撐架3恒定的壓力，即柔性強度。柔性強度的大小可以根據工件的材質和刀具的切削參數進行設置，以達到自動補償工件自身的偏差，同時有效規避大的飛邊或澆冒口殘余對刀具造成的損壞。

支撐座1與頂壁相對的一端（即圖中的下端）固定有防止支撐架3由支撐座1脫出的擋環4，該擋環4可以通過螺釘或其他方式與支撐座1相連。擋環4與支撐架3之間形成有能夠使得支撐架3相對于擋環4偏轉的弧形接觸面，這樣，動力頭2以及支撐架3能夠相對于擋環4產生一定偏轉，從而更好地適應工件要求。本實用新型的智能打磨裝置還包括用于檢測動力頭與工件的相對位置的打磨姿態檢測部件8，打磨姿態檢測部件8設置于動力頭上，這種打磨姿態檢測部件8可以及時獲知動力頭與工件相對位置，以對動力頭進行及時調控，避免其過度脫離預設軌跡（如過度脫離預設軌跡，容易導致損壞刀具或工件）。該打磨姿態檢測部件8可以選擇為陀螺儀，也可以選擇為其他具有姿態檢測功能的部件。

本實用新型中，柔性支撐部件5可以為多種，例如，柔性支撐部件5為氣囊、彈簧或氣缸機構等，其能夠對支撐架3施加彈性作用力便可。柔性支撐部件5安裝在支撐座1上并對動力頭2的偏轉或壓縮形成預設的阻力，此阻力大小決定了該智能打磨裝置的柔性強度。可以通過調節氣壓（當柔性支撐部件選擇為氣囊時）或預緊彈簧來獲得動力頭的柔性強度以及相應的特性曲線。當支撐架3受到打磨刀具10傳來的力矩大于柔性支撐部件5所產生的阻力時，動力頭支撐架3連同動力頭2和打磨刀具10發生偏轉或軸向位移，并通過柔性支撐部件基本保持打磨刀具在工件上的壓力，起到柔性自適應的效果。

如前面所述的，擋環4與支撐架3之間形成有能夠使得支撐架3相對于擋環4偏轉的弧形接觸面，作為一種優選方式，支撐架3具有環狀突出部301，擋環4具有環狀槽，環狀突出部301嵌入于環狀槽內。更進一步地，支撐架3包括呈筒狀的主體部以及位于主體部靠近頂壁一端的環狀凸緣，環狀突出部301位于環狀凸緣的底面，環狀槽位于擋環4的頂面，這樣，在擋環4和支撐架3之間便形成了弧形接觸面，這種弧形接觸面使得支撐架3能夠相對于擋環4轉動或偏移，當然，支撐座1的尺寸應該滿足支撐架3能夠產生轉動或偏移的需要。

本實用新型的智能打磨裝置還包括震動檢測部件6，震動檢測部件6固定于動力頭2上，其用于檢測動力頭2的震動頻譜。同樣，該震動頻譜可以輸送至打磨信息專家處理系統，以便實現自動控制。

進一步地，本實用新型中，支撐座1上設置有用于測量動力頭2相對于支撐座1的位移量的位移檢測部件7。該位移檢測部件，能夠在動力頭支撐架3連同動力頭2和打磨刀具10發生偏轉時檢測到動力頭2的位移偏轉量，并將位移偏轉信息反饋給機器人或多軸機床，以此改變打磨軌跡和進刀速度。作為一種方式，位移檢測部件7為位移傳感器。

本實用新型的工作原理如下（以該智能打磨裝置安裝于機器人第六軸上為例）：彈性支撐部件頂在支撐架3的端面上，動力頭2帶動打磨刀具10高速旋轉。機器人抓持該智能打磨裝置，使打磨刀具10壓靠在工件上，對工件進行打磨。當工件外形尺寸高于設定軌跡，或動力頭遇到澆冒口殘余或較大飛邊時，打磨刀具10受到工件作用的反作用力會超過柔性支撐部件產生的壓緊力，這時動力頭2連同動力頭支撐架3發生偏轉或軸向位移并基本保持打磨刀具10作用在工件上的壓力。同樣當工件外形低于原設定的打磨軌跡時，我們可以通過預設打磨動力頭的偏轉來保證打磨刀具10和工件的有效接觸。通過這種打磨刀具10的自適應能力可以大大改善打磨的質量，避免傷及工件本體，提高打磨刀具的壽命并減少對于機器人產生的機械沖擊。

震動檢測部件6收集動力頭2的震動頻譜，位移檢測部件7檢測動力頭2的位移偏轉量，打磨姿態檢測部件8檢測動力頭2和工件的相對位置及其變化，所有檢測所得的信息在打磨過程中實時回傳給打磨信息專家處理系統（即總的控制模塊），并參考該處理系統數據庫內的歷史數據，調整機器人或多軸機床姿態、行進軌跡和進刀速度以及柔性支撐部件的柔性強度，從而自己不斷優化各個打磨參數，如打磨壓力、行進軌跡、進給速度、刀具姿態等等。這種打磨裝置是通過柔性支撐部件提供可調節的柔性強度，依靠打磨頭的自適應偏轉保持基本恒定的打磨壓力，并可根據打磨頭的偏轉角度的信息來調整打磨速度和打磨策略，以此獲得優良的打磨質量。對于不同造型方法生產的不同材料的鑄件，我們可以給智能打磨頭預設相應的特性曲線。

本實用新型的智能打磨裝置，機器人或多軸機床使用智能打磨裝置對工件進行打磨，能夠適應工件實際尺寸、毛刺或澆冒口殘余的不確定性，很好地解決其它設備打磨工件時質量不穩定、損傷工件本體，刀具壽命短等問題，從而高速，穩定，有效的清理工件的飛邊和毛刺。通過增加對打磨頭震動頻譜的收集和分析，并跟蹤打磨過程中打磨刀具的偏移和姿態，可以獲知、建立以及后續運用大數據分析的專家系統自動優化每種工件的打磨軌跡和參數。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點，本領域技術人員應該知道，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。