1、1毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化抛光机器人动力机械臂设计文献综述正文摘要本文首先介绍了抛光机的工作原理，然后通过概述目前国内外的抛光机的发展状况，比较提出其自身存在的一些优点和缺陷，最后按照本次的设计要求提出自己的设计思路。关键词抛光机；动力臂；自动化。引言抛光机是一种电动工具，在工业机械的生产过程中需要对完成加工的零件进行有效的表面处理。是工件符合装配的要求或者使用的需要。因此几乎任何机械的生产都需要有抛光工件这一步骤，而抛光质量的好坏直接影响到该机械的最终功能。所以对不同的工件设计出合适的抛光设备对保证其机械功能是十分重要的。2抛光机的工作原理抛光机是一种电动工具，抛光机由底座、抛
2、盘、抛光织物、抛光罩及盖等基本元件组成。电动机固定在底座上，固定抛光盘用的锥套通过螺钉与电动机轴相连。抛光织物通过套圈紧固在抛光盘上，电动机通过底座上的开关接通电源起动后，便可用手对试样施加压力在转动的抛光盘上进行抛光。抛光过程中加入的抛光液可通过固定在底座上的塑料盘中的排水管流入置于抛光机旁的方盘内。抛光罩及盖可防止灰土及其他杂物在机器不使用时落在抛光织物上而影响使用效果12。抛光机操作的关键是要设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损伤层。同时也要使抛光损伤层不会影响最终观察到的组织，即不会造成假组织。前者要求使用较粗的磨料，以保证有较大的抛光速率来去除磨光的损伤层，但抛光损伤层
3、也较深；后者要求使用最细的材料，使抛光损伤层较浅，但抛光速率低34。2解决这个矛盾的最好的办法就是把抛光分为两个阶段进行。粗抛目的是去除磨光损伤层，这一阶段应具有最大的抛光速率，粗抛形成的表层损伤是次要的考虑，不过也应当尽可能小；其次是精抛或称终抛，其目的是去除粗抛产生的表层损伤，使抛光损伤减到最小。抛光机抛光时，试样磨面与抛光盘应绝对平行并均匀地轻压在抛光盘上，注意防止试样飞出和因压力太大而产生新磨痕。同时还应使试样自转并沿转盘半径方向来回移动，以避免抛光织物局部磨损太快在抛光过程中要不断添加微粉悬浮液，使抛光织物保持一定湿度。湿度太大会减弱抛光的磨痕作用，使试样中硬相呈现浮凸和钢中非金属夹
4、杂物及铸铁中石墨相产生“曳尾”现象；湿度太小时，由于摩擦生热会使试样升温，润滑作用减小，磨面失去光泽，甚至出现黑斑，轻合金则会抛伤表面。为了达到粗抛的目的，要求转盘转速较低，最好不要超过600R/MIN；抛光时间应当比去掉划痕所需的时间长些，因为还要去掉变形层。粗抛后磨面光滑，但黯淡无光，在显微镜下观察有均匀细致的磨痕，有待精抛消除57。精抛时转盘速度可适当提高，抛光时间以抛掉粗抛的损伤层为宜。精抛后磨面明亮如镜，在显微镜明视场条件下看不到划痕，但在相衬照明条件下则仍可见到磨痕。抛光机抛光质量的好坏严重影响试样的组织结构，已逐步引起有关专家的重视。近年来，国内外在抛光机的性能上作了大量的研究工
5、作，研究出不少新机型、新一代的抛光设备，正由原来的手动操作发展成为各种各样的半自动及全自动抛光机8913。3抛光机的发展作为工业生产中不可或缺的生产设备，抛光机在生产活动中被频繁的应用。因此如何提高抛光机的工作效率以及在生产中解放人工的劳动以达到半自动乃至全自动将会成为抛光机发展的趋势。从简单的手动抛光器械（图）到半自动（图2）以及全自动抛光设备14（图3）3图一图二图三根据生产要求的不断提高，抛光机的更新也在不断进行以适应各类工件的要求。例如，结构简单的砂带传动抛光机，蜗杆抛光机等。冯申，吉晓丹，陈敏提到的加工小型零件的磁力抛光机15。磁性研磨广泛用于零件的抛光与研磨。复杂小型零件或棱角去毛
6、刺及倒棱等研磨加工当不能使用滚筒时大都采取手工作业而用滚筒时又有研磨不到的地方。研磨复杂小型零件的磁性研磨装置可以解决这个问题。对于磁极形状比较复杂或者气隙较大时采用磁场图法计算电磁感应器的磁路该种方法在工程中得到应用。用以抛光小型零件。随着人们的生活水平的不断提高，家具等以前人工定制的产品，由于其需求的不断增大也已转化为工业化批量生产。为解决家具产品的抛光问题梁秀春曾提出过木工用抛光机的设计，用以解决该类问题16。伴随着抛光工艺的进步以及对生产效率的要求PLC控制技术等数控技术也被运用于大型的抛光机中，以达到高效自动的要求。杜书娟，郭忠达，余孝军在“触摸屏与PLC在磁流变抛光机的应用”中提及
7、PLC技术在抛光机中的运用。触摸屏以界面形式使操作状态、当前过程值以及连接的PLC的故障可视化,并通过组态变量建立触摸屏与PLC的通讯,使触摸屏上的各项设定值输入PLC,同时PLC接收现场各状态检测信号,按预先编写的程序实现计算和控制输出功能,从而实现对抛光机整个运动过程的控制。由此可以大大的节省人工劳动以达到较高的自动化程度。随着抛光机不断融合更多的高新控制技术，其自动化发展必将日新月异。就现阶段而言抛光机的自动化依然有限。只有某一产品有大量的需求时才会单一开发该类产品的自动化抛光机。但是大多数的设计都具有单一性只适合一类产品，所以能够设计出多用途的高自动化抛光机是很有意义的1718。44本
8、次抛光机器人机械臂的设计很大一部分的抛光机由于其加工工件类型的关系并不需要机械臂。但对于一些产品由于其形状原因普通的抛光机不能很好的进行抛光，可能需要多次的装夹或者特殊的装夹器械。导致效率底下成本上升。因此设计具有一定功能的动力臂来实现该类产品的抛光动作是十分必要的（图4，5）。图四图五本次设计的抛光动力臂配合机床的运动期望能够达到多个自由度，使抛光机能够进行更为灵活的抛光动作以便抛光多种形状各异的工件。抛光臂由两台电机带动分别负责动力臂的摆动以及控制砂轮的转动。根据所需动力的大小按各项参数计算得到合适的电机，确定机械臂的基本结构能够确保负载其本身重量便于加工。总体来讲，本次设计一类简单的有一
9、个自由的机械臂结构在机床的辅助运动下可以完成较灵活的加工，达到节约成本改善抛光机械的目的。参考文献1ALLENYYIAMIKEHEZLEPBTOMPOLBACOMPUTERCONTROLLEDOPTICALPINPOLISHINGMACHINEJJOURNALOFMATERIALSPROCESSINGTECHNOLOGY14620041561622LIANGLIAOA,FENGFENGJEFFXIA,_,KEFULIUBMODELINGANDCONTROLOFAUTOMATEDPOLISHING/DEBURRINGPROCESSUSINGADUALPURPOSECOMPLIANTTOOLHEA
10、DJINTERNATIONALJOURNALOFMACHINETOOLSMANUFACTURE482008145414633XIANGZHANGCARSTENKREWETBERNDKUHLENKOTTERAUTOMATICCLASSIFICATIONOFDEFECTSONTHEPRODUCTSURFACEINGRINDINGANDPOLISHINGJINTERNATIONALJOURNALOFMACHINETOOLSMANUFACTURE46200659694杨小芳史耀耀段继等整体叶盘五坐标数控抛光机设计与应用J科学技术与工程第10卷第9期2010年3月16711815201009206105
11、。55刘涛高慧莹罗杨费玖海PG510型单面抛光机的研制J电子工业专用设备总第187期。6王武刚吕玉山摆式抛光机的运动摩擦学分析J现代制造工程2009年第1期。7胡晓珍李伟超精密双面抛光机结构的优化设计J制造技术与机床2009年第3期。8汤迎红吴运新周鹏陶瓷抛光机磨头凸轮的改进设计J机械工程师2006年第3期。9卫振峰张维林陈万仰等行星抛光机的结构特点及改进意见J纺织器材第1期第21卷。10吕惠泽自动砂带曲轴抛光机的特点及结构分析J设计与研究1992年第12期。11刘伟王伟李和仙等行星式研磨抛光机的设备改造设计J机电技术2010年第1期。12陈丽芬王志坚陶瓷抛光机磨头及其驱动部件的建模与动态特性分析J中国陶瓷工业2008年10月第15卷第5期。13杜书娟郭忠达余孝军触摸屏与PLC在磁流变抛光机中的应用J现代商贸工业第19卷第9期。14王会强孙维连温新林等国内外金相试样抛光机的发展概况J热处理2007年第22卷第3期。15梁秀春木工用抛光机的设计J机械工程与自动化第6期总第139期。16冯申吉晓丹陈敏加工小型零件的磁力抛光机的设计J机床与液压20051NO12。17郑晓斌薛毓强新型柔性抛光机控制系统的设计与实现J电工电气2010NO1。18何峰基于PLC的曲轴抛光机控制系统设计J机车车辆工艺第2期2010年4月。
