摘要：自动抛光机在实际应用过程中，可以根据已下达的指令，完成抛光工艺的一系列操作，这样不仅有利于提高抛光效率，而且还能够保证抛光质量。本文针对自动抛光机的具体设计情况进行分析，并且对抛光结构的受力情况进行研究，为自动抛光机的实际应用效果提供有效保障。
关键词：自动抛光机；抛光结构；受力分析
目前市场上针对放风阀阀芯头还是以手动抛光为主。手动抛光不仅速度慢，而且还会消耗大量人力，同时对于抛光人员的技术也有很大的要求，抛光后的产品质量也会参差不齐、现在市场追求自动化程度越来越高，也急需一台自动化设备来完成对放风阀阀芯头的抛光工作。
1自动抛光机设计
本设计主要针对放风阀阀芯产品，其特点是体积小，形状特殊，所要抛光表面为圆弧形状。此设计包括上料，运料，抛光以及下料各环节，实现对放风阀阀芯头的全自动抛光、上料环节完成阀芯的自动上料，运料环节完成放风阀阀芯的工位转换，即从上料区到抛光区，以及到下料区，此环节采用气动手爪设计，其优点是简单，快速，稳定，抛光环节主要结构设计是针对抛光轮的安装设计，此结构是整个设备的关键部位，也决定抛光质量的好坏[1]。下料环节主要完成对抛光后的工件的整理，使得产品便于包装、全部环节都由可编程控制器进行控制、
1.1上料机构设计
为使产品自动上料，可采取振动盘机构，在振动盘出II处放置传感器，设置上料区，等待气动手爪进行抓取。振动盘设计稳定快速，且应用广泛，此处针对放风阀阀芯这种小型工件，此设计合理简便。
1.2气动手爪机构设计
气动手爪机构主要完成运料工作、本机构包括手指气缸，薄型气缸，迷你气缸，滑动导轨以及各连接件。两手指气缸设计采用并联机构，其运动过程一致，在不同工位点进行相同动作，采用同一电磁阀控制。在夹取工件过程中，为防止留下刮痕，手指部分采用尼龙材料，增大接触面的摩擦力。在手指气缸夹取工件时，由于是双指机构，所以在运料过程中会出现旋转现象，为解决这一问题，本机构采用了手指气缸底部法兰固定以及螺纹过渡连接，使得运料过程中夹取更加稳定[2]。阀芯头的抛光过程共有三个工位点，分别是上料点，抛光点，下料点。由于采用并联机构，本设计将出现两点位置完成三个工位的工作过程、导轨除了引导作用外还具有支撑功能，其优点是在进行运料过程中，整体机构平稳，不会出现偏移或者抖动现象。这样的设计便于控制，且使得运料过程更加迅速，缩短运料时间，提高抛光效率。
1.3抛光轮机构设计
抛光轮机构是整个设备的关键部位，其包括砂轮，气动马达，同步带，迷你气缸，薄型气缸，导轨以及各连接件。本机构采用气动马达为动力源，同步带进行传动，以此带动砂轮进行高速旋转抛光工件、放风阀阀芯头是一个圆弧形状，在进行抛光过程中，需根据圆弧面进行不断的调节进给量以此来进行抛光曲面、所以抛光过程需要两个自由度，迷你气缸负责前后方向自由度，薄型气缸负责上下方向自由度[3]。在抛光时，两个方向同时运动，使得抛光轮走出圆弧路线。整个抛光轮机构在导轨上运行，提高了稳定性和抛光精度。
1.4阀芯头夹持机构设计
放风阀阀芯头底部为圆柱形，所以在进行抛光过程中需要夹紧阀芯头底部、本设计采用弹簧夹头作为夹具，弹簧夹头安装在仪表车头上，通过气缸动作控制弹簧夹头的夹紧与松开、基于放风阀这个特定的工件，使它在抛光过程中工件不会出现倾斜现象，需要在弹簧夹头大径处做一平台为支撑面、弹簧夹头夹紧工件的同时还要由三相异步电机带动其旋转，这样可以使整个阀芯头抛光更加完整。
1.5下料机构设计
在完成抛光环节后，气动手爪机构会将工件送至下料区，为使得排料整齐，将由旋转气缸带动刮条将工件进行整料。
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1.6控制系统设计
控制系统全程采到控制器的输入端接触器控制三相异用可编程控制器，各传感器连接输出端连接电磁阀.以及继电器、步电机的正反转、可编程控制器系统稳定，抗干扰能力强，操作更加方便
2抛光结构受力分析
抛光结构是整个自动抛光机的关键部位，抛光质量的好坏直接决定了整个设备是否可以投入实际生产，而本设计将采用有限元分析，对此部分结构进行校核以及改进。抛光机构包括抛光轮，转动轴，同步带，气动马达，支撑板以及各连接件。抛光时，气动马达作为动力元件提供动力，经同步带传动，带动转动轴旋转，与转动轴同步的砂轮高速磨削工件。砂轮上单个磨粒的切削厚度固然很小，但是大量的磨粒同时对被磨金属层进行挤压、刻划和滑擦，加之磨粒的工作角度又很不合理，因此总的磨削力很大。
磨削力随不同的磨削阶段而变化。在初磨阶段，磨削力由小至大变化较大；进入稳定阶段，工艺系统的弹性变形达到一定程度，此时磨削力较为稳定；光磨阶段实际磨削深度近趋于零，此时磨削力渐小。
磨削过程很复杂，影响磨削力的因素也很多，上述理论公式的精确度不高、目前一般采用实验方法来测定磨削力的大小。此抛光机构由支撑板作为主要支撑元件，承受来自各元件的重力以及磨削时的磨削力，因此相对来说，支撑板结构需要很高的强度和抗弯矩能力、此支撑板设计采用工字型模型。
抛光机抛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。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[4]。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。自动抛光机操作比较简单，操作人员只需将要抛光的物件事先摆放在相应的夹具之上。将夹具固定在自动抛光机工作台上。启动自动抛光机，自动抛光机在设定时间内完成抛光工作，自动停止，在从工作台上卸下物件即可。自动抛光机抛光前，需要调整好抛光头与工作台面的距离。以达到最好的接触效果，抛出最好的效果。抛光过程中可以使用手工打蜡，以降低机器制作成本。
要达到抛光效果，主要依靠使用方工艺安排。选用什么样的抛光辅料。影响抛光效果的因素有：
要抛光物件材质，抛光辅料，工艺安排。物件材质不同，工艺不同。这是一个自动抛光机的弊端，也代表自动抛光机的巨大潜力。一般有从事多年自动抛光工作的师傅。都可以能试验出抛光工艺。
简单的说：如塑料抛光，所使用的电机转速就比较低，摩擦产生热有可能烧毁物件。所使用的抛光辅料偏软、偏细等等。工艺安排过程中，如进行表面处理，就要做抛光试验，老化试验等等。正规企业，都会设定一个职务负责此项工作。职位名称即是工艺师。好的工艺师也是抛光效果达到的保障之一。
3结束语
本文介绍一款自动抛光机设备，解决放风阀阀芯头的抛光问题。设计这样的设备，其核心部分即抛光机构的设计极其重要，因此需要对抛光机构进行不断校核和完善机构，以达到抛光要求。
参考文献：
[1]裴卫民，裴敏男，裴敏婕，钟高武，钟高文，陈小卫，牟剑，罗霞，杨晨，陈鹤.精密不锈钢管内表面抛光设备的研制[J].焊管，2018，41（11）：44-47.
[2]陈永健.基于PLC的交流电机转子抛光机电气控制系统设计[J].五邑大学学报（自然科学版），2018，32（04）：30-34.
[3]陈乃昶.非圆母线回转体柔性自动抛光机控制系统的研究[J].中国高新区，2018（03）：26.
[4]吴欣容.高抛光性耐蚀塑料模具钢CT136与进口先进材料对比研究[J].特钢技术，2017，23（03）：8-13+25.
论文作者:洪奕俊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：抛光机论文; 磨削论文; 气缸论文; 工件论文; 机构论文; 同步带论文; 抛光轮论文; 《电力设备》2018年第31期论文;