一种力控浮动主轴装置及抛光装置的制作方法

本发明属于抛光领域，尤其涉及一种抛光主轴及抛光装置。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，对物品的表面处理提出各种各样的要求，其中对玻璃特别是对异形玻璃的表面处理，其需要达到另人满意的效果难度比较高。一般规则形状的玻璃打磨抛光的方式即抛光头依据程序围绕规则形状运行完成打磨，而当传统的抛光方式面对异形玻璃时，抛光出来的表面效果在一些角度高度不一的位置往往会出现不均匀结果。采用浮动主轴一定程度上可以克服传统抛光方式用于异型玻璃时所存在的难题。

2、现有常见的浮动主轴装置为小活塞气压浮动机构，通气后小活塞顶紧浮动主轴，通过气压的调节来实现浮动力大小的控制。现有常见的这种气压主轴浮动装置可以实现便于装拆以及一般浮动效果，但其浮动范围为以涨紧基座上端与小活塞接触位置为支点的x、y的转动以及z轴平动。这种浮动效果中，由于所有浮动均由小活塞与涨紧基座完成，所以造成z轴平动与x、y轴的转动实际上是同时发生，即在z轴平动时，由于涨紧基座只有在z轴转动方向的限位，会造成主轴在x、y转动方向的不平衡，从而影响打磨精度。并且，采用气压浮动主轴，通过气压调节主轴浮动，浮动精度不高。

3、因此，现有技术中的气压浮动主轴装置应用于异形玻璃的实际打磨抛光中效果是欠佳的，一方面是因为气压浮动主轴本身浮动精度受限，另一方面是因为在异形玻璃抛光中往往需要将z轴浮动与x、y轴浮动相分开，使其互不干预，以保证抛光效果。现有的气压浮动主轴装置难以满足上述要求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种浮动精度高、z轴浮动与x、y轴浮动相分开的力控浮动主轴装置及抛光装置。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种力控浮动主轴装置，包括电主轴，还包括主轴安装板和电缸安装板，所述主轴安装板固定套设于所述电主轴外，所述电缸安装板可上下滑动的套设于所述电主轴外，所述主轴安装板与所述电缸安装板之间设有用于实现所述电主轴竖向浮动的竖向伺服电缸浮动机构，所述电缸安装板上连接有用于实现所述电主轴水平浮动的水平伺服电缸浮动机构。

4、上述力控浮动主轴装置中，优选的，还包括底部安装板，所述底部安装板间隙套设于所述电主轴外，所述电缸安装板可滑动的设于所述底部安装板上。

5、上述力控浮动主轴装置中，优选的，所述底部安装板上可转动设有旋转轮，所述旋转轮间隙套设于所述电主轴外，所述旋转轮上连接有驱动机构，所述旋转轮与所述电缸安装板之间设有水平滑动组件，所述水平滑动组件包括水平直线导轨和水平直线滑轨，所述水平直线导轨设于所述旋转轮上，所述水平直线滑轨设于所述电缸安装板底部，所述旋转轮和所述电缸安装板之间通过所述水平直线导轨和水平直线滑轨滑动连接。旋转轮可用于改变水平浮动方向，由旁置一伺服电机通过主动轮与同步带带动旋转轮转动，使水平方向的水平伺服电缸浮动机构能够通过程序的控制，实现不同方向的转换与浮动。

6、上述力控浮动主轴装置中，优选的，所述驱动机构包括伺服电机、主动轮和同步带，所述主动轮与所述旋转轮通过所述同步带相连，所述主动轮与所述伺服电机相连。

7、上述力控浮动主轴装置中，优选的，所述旋转轮通过交叉滚子轴承与所述底部安装板相连。使用交叉滚子轴承连接，以确保其整体的浮动与旋转精度。

8、上述力控浮动主轴装置中，优选的，所述电缸安装板与所述主轴安装板之间设有竖向滑动组件，所述竖向滑动组件包括导轨安装板、竖向直线导轨和竖向直线滑轨，所述导轨安装板垂直固设于所述电缸安装板上，所述竖向直线导轨设于所述导轨安装板上，所述竖向直线滑轨垂直固设于所述主轴安装板上，所述电缸安装板和所述主轴安装板之间通过所述导轨安装板、竖向直线导轨和竖向直线滑轨滑动连接。

9、上述力控浮动主轴装置中，优选的，所述竖向伺服电缸浮动机构包括竖向伺服电缸和竖向伺服电缸抱紧块，所述竖向伺服电缸的伸出端与所述主轴安装板相连，所述竖向伺服电缸的尾端(即远离伸出端的一端，即图2中的下端)通过所述竖向伺服电缸抱紧块固设于所述电缸安装板上。

10、上述力控浮动主轴装置中，优选的，所述水平伺服电缸浮动机构包括水平伺服电缸和水平伺服电缸抱紧块，所述水平伺服电缸的伸出端与所述电缸安装板相连，所述水平伺服电缸的尾端(即远离伸出端的一端，即图2中的左端)通过所述水平伺服电缸抱紧块固设于一转接板上，所述转接板与所述旋转轮固接。

11、上述力控浮动主轴装置中，优选的，所述主轴安装板通过一抱紧环与所述电主轴固接，所述抱紧环与所述电主轴固接，所述主轴安装板与所述抱紧环固接。电主轴固定于抱紧环中，锁紧抱紧环，将抱紧环使用4个螺栓连接在主轴安装板上，可以实现主轴安装板与电主轴的固接。

12、作为一个总的技术构思，本发明还提供一种抛光装置，包括机架和浮动主轴，所述浮动主轴为上述的力控浮动主轴装置，所述机架与所述底部安装板相连。

13、本发明的浮动主轴装置是一种由电缸驱动的装置，将电主轴固定于抱紧环中，竖直方向与水平方向分别设置一个伺服电缸以为浮动提供动力。竖直方向的伺服电缸直接驱动电主轴，由竖向滑动组件限制于竖直方向移动，水平方向的伺服电缸驱动包括竖直方向的伺服电缸在内的电主轴，同样由水平滑动组件限制于水平方向移动，同时由于水平方向被水平滑动组件限制，所以在水平滑动组件下面设置一旋转轮，由旁置伺服电机驱动，确保在实际工作过程中能根据程序设定进行水平方向各个位置的浮动。

14、具体的，本发明的力控浮动主轴装置，其中电主轴与抱紧环相连接，安装于主轴安装板上，主轴安装板左右分别固定安装有竖向滑动组件与电缸安装板相连，旁边设置竖向伺服电缸浮动机构，工作过程中电主轴受到竖直方向力后将直接反馈到竖向伺服电缸中，根据竖向伺服电缸中力传感器的设定值，由竖向伺服电缸带动主轴安装板以及电主轴进行竖向浮动。在电缸安装板上设置一水平伺服电缸浮动机构，电缸安装板由水平放置的水平伺服电缸控制，工作过程中当电主轴受到水平方向的力后将直接反馈到水平伺服电缸中，由水平伺服电缸带动电缸安装板、主轴安装板及电主轴水平浮动，原理同上。电缸安装板通过水平滑动组件与旋转轮连接后，此时由于水平滑动组件的限制，水平方向浮动只允许在一个方向前后浮动，所以在整套机构的底部设置一个旋转轮由伺服电机驱动，在实际工作过程中，由程序控制伺服电机根据工件形状进行水平圆周方向切换，如此便能实现水平方向的浮动。

15、本发明的电主轴的水平浮动和竖直浮动分别通过水平伺服电缸浮动机构和竖直伺服电缸浮动机构单独控制，可以将浮动效果分为水平方向浮动与竖直方向浮动，可以同时浮动，也可以单独浮动，从而实现适应更丰富、更多样的打磨抛光工艺覆盖。

16、本发明中，电主轴、抱紧环、竖向伺服电缸、竖向伺服电缸抱紧块、水平伺服电缸和水平伺服电缸抱紧块等均可现有常规部件，电主轴具有动力，可以带动抛光头转动用于抛光，竖向伺服电缸和水平伺服电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，可采用现有常规产品，可内置力传感器，用于监控浮动力大小。本发明的导轨安装板、竖向直线导轨、竖向直线滑轨、交叉滚子轴承、水平直线导轨和水平直线滑轨等可为不锈钢制作，其余零件均可由铝合金制作。

17、本发明的力控浮动主轴装置，相比常见的浮动主轴装置，将应用在更多场景，其磨削领域只是其中一种契合的应用场景，其工业机器人末端执行器领域、工具与模具制造领域等均可得到较好的应用。

18、与现有技术相比，本发明的优点在于：

19、本发明的力控浮动主轴装置，包括竖向伺服电缸浮动机构和水平伺服电缸浮动机构，电主轴的水平浮动和竖直浮动分别通过水平伺服电缸浮动机构和竖向伺服电缸浮动机构单独控制，可以将浮动效果分为水平方向浮动与竖直方向浮动，从而实现适应更丰富、更多样的打磨抛光工艺覆盖，为工艺操作人员提供了更加多样的工艺组合，以适应更多的目标工件工况以及要求。此外，本发明的力控浮动主轴装置以伺服电缸调节电主轴的浮动，浮动精度更高，更有利于提高抛光精度与抛光效果，且以伺服电缸调节电主轴的浮动，可以大幅缩小装置体积。