技术领域
[0001] 本发明涉及的一种研磨系统及方法，特别是涉及应用于平面研磨相关技术领域的一种双线配合的研磨系统及方法。
相关背景技术
[0002] 对于一些体积较小的工件来说，对表面研磨时，为提高研磨效率，一般是将小工件放置到料盘上，从而一次性研磨。
[0003] 一般的研磨方式是将料盘或者研磨件择一固定，另一个可移动，实现相互摩擦研磨，然而，这种研磨方式中，打磨方向固定，导致打磨均匀性以及打磨速度仍然会受到一定的限制，另外对这些料盘上工件研磨时，一般是一个流水线配一台或多台上下料机器人以及一个或一组研磨设备，但是由于流水线设备以及研磨设备、自动上下料机器人等体量均较大，导致整个研磨系统整体的占地面积较大、成本投入较高。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图对本申请的三种实施方式作详细说明。
[0019] 第一种实施方式：图1示出一种双线配合的研磨系统及方法，图中a表示料盘，包括两列研磨设备1、位于两列研磨设备1之间的输料流水线3、设置在输料流水线3与每列研磨设备1之间的多个机器人2以及用于控制研磨设备1、机器人2以及输料流水线3的控制中心，输料流水线3用于运输待研磨的盛放有工件的料盘，输料流水线3与每列研磨设备1之间均设置有多个机器人
2，一个输料流水线3可配置两列研磨设备1同时对工件进行研磨，实现双线同步进行研磨的效果，相较于现有技术，大幅度降低整个研磨流水线的占地面积，同时提高研磨效率。
[0020] 如图4，机器人2的末端通过电动转轴安装有双层夹具，双层夹具包括中心支杆23以及两个分别固定连接在中心支杆23上下两端的吸料板21以及安装在上的多个呈环形阵列分布的电磁柱22，两个吸料板21上的电磁柱22分别位于两个吸料板21相互远离的端面上，可通过对电磁柱22的通断电来控制器吸附以及放下料盘的操作。
[0021] 图3示出，研磨设备1包括研磨设备本体11、固定连接在研磨设备本体11上端的三个L形臂架12以及安装在L形臂架12上的竖向限位单元，多个L形臂架12的上端相互固定连接，竖向限位单元包括电动气缸13以及转动连接在电动气缸13伸长端的随动套101，随动套101底部固定镶嵌有多个电磁吸附点，研磨设备1上端通过电动转台安装有公转研磨盘4，多个L形臂架12绕公转研磨盘4中轴线呈环形阵列分布，且多个L形臂架12的水平段中线垂直于公转研磨盘4中轴线，如图2，在研磨时，通过电动气缸13可控制随动套101下移并与料盘接触，然后控制电磁吸附点通电，使其吸附料盘，进而与料盘临时形成一体，使随动套101既能在竖直方向对料盘进行限位，同时还不易影响料盘的自转，有效保证研磨过程的稳定高效进行。
[0022] 如图5，L形臂架12上端设有倒U形安装板，倒U形安装板上开凿有限位平孔103，倒U形安装板通过限位平孔103滑动连接在L形臂架12上端，电动气缸13的固定端滑固定连接在倒U形安装板上端中部，L形臂架12下端安装有下电动推杆102，下电动推杆102伸长端固定连接有U形叉板，倒U形安装板的下端延伸至U形叉板两侧并与U形叉板固定连接，电动气缸13的伸长端依次活动贯穿L形臂架12U形叉板，随动套101外端与U形叉板匹配，通过下电动推杆102可控制电动气缸13与公转研磨盘4中轴线之间的距离，使电动气缸13下端的随动套
101与公转研磨盘4的相对位置能改变，当公转研磨盘4上研磨不同尺寸的带有待打磨工件的料盘时，通过上述调整，可使随动套101与料盘的相对位置，从而适应不同尺寸的料盘，使研磨设备1的适用范围更广。
[0023] 如图7‑图8，公转研磨盘4外设有多个呈环形阵列分布的改向单元5，多个改向单元5分别与多个L形臂架12相互间隔分布，改向单元5包括弧边改向板51、安装在弧边改向板51远离公转研磨盘4一端与研磨设备本体11上端之间的电动转盘53以及两个分别转动连接在弧边改向板51中部以及弧边改向板51远离电动转盘53一端的波纹助转柱52，弧边改向板51中部上端安装有电机501，电机501的转动轴与中部波纹助转柱52的上端固定连接，使用时，通过电动转盘53可控制弧边改向板51转动，使其在公转研磨盘4上的相对位置发生改变，便于在研磨前后，机器人2通过双层夹具对料盘的上下料。
[0024] 弧边改向板51与电动转盘53相对的端部开凿有多个限位弧孔502，电动转盘53上端固定连接有多个分别与多个限位弧孔502对应的限位柱503，且限位柱503上端插设在限位弧孔502内，限位弧孔502的两端跨度不超过45°，限位弧孔502和限位柱503可有效限制弧边改向板51的转动范围，使每次上下料时降低因过度转动出现的能源消耗量。
[0025] 如图6和图10，两个波纹助转柱52之间的直线距离小于料盘的直径，有效保证在公转研磨盘4转动对料盘进行研磨时，料盘能被两个波纹助转柱52限制，使其不会与公转研磨盘4发生同步移动，有效保证研磨效果，弧边改向板51与公转研磨盘4之间的距离大于料盘的厚度，使弧边改向板51不会对料盘产生竖向的挤压，便于料盘在中部波纹助转柱52的作用下自转，有效保证对料盘在两个不同方向的交叉研磨，进而有效保证研磨效果。
[0026] 中部的波纹助转柱52的转动方向与公转研磨盘4的转动方向保持一致，公转研磨盘4的转动方向为：从波纹助转柱52弧形部分的中心点朝向弧边改向板51的方向，使公转研磨盘4转动时，可在朝向两个的波纹助转柱52的方向产生推动力，使其与波纹助转柱52抵触进而有效维持料盘的位置的稳定性，同时如图10，中部波纹助转柱52转动时可对料盘产生产生侧边的推动力，而波纹助转柱52的转动方向与公转研磨盘4一致，使该侧边推动力不易受因公转研磨盘4转动时对料盘产生的力的消耗，进而有效保证料盘能发生自转，实现对料盘上工件的不同方向的交叉研磨。
[0027] 如图9‑图10，两个波纹助转柱52中，中部的波纹助转柱52位于公转研磨盘4外侧，另一个波纹助转柱52位于公转研磨盘4上方；波纹助转柱52包括活动贯穿弧边改向板51的中心杆521以及与中心杆521固定连接在中心杆521外端的外波纹套522，外波纹套522截面为波浪形结构，且外波纹套522为硬质定型结构，外波纹套522位于弧边改向板51下方，电机501的转动轴与中部波纹助转柱52的中心杆521固定连接，研磨时，料盘与两个波纹助转柱
52接触时，料盘边缘刚好与外波纹套522其中一个波谷处对应匹配，外波纹套522的多个波谷可适应不同厚度的料盘，提高实用性。
[0028] 另外，值得注意的是，为提高波纹助转柱52对料盘自转的控制效果，可将料盘的边缘设置成与外波纹套522波谷对应的外凸的弧形。
[0029] 一种双线配合的研磨系统，其研磨方法包括以下步骤：S1、首先通过现有技术中的自动整料机将待研磨的工件自动上料至料盘的料槽上，然后输料流水线3逐个转运料盘；必要时，可手动对部分工件位置进行调整，使每个工件在料槽上的位置稳定，便于稳定打磨，此部分为现有技术，因而不做过多赘述；
S2、多个机器人2先控制端部的双层夹具通电，从而带有磁性，然后吸取输料流水线3上的料盘，之后机器人2通过电动转轴控制双层夹具翻转，使未吸附料盘的一端朝向下方；
S3、此时，控制临近研磨设备1公转研磨盘4上的随动套101断电并控制电动气缸13缩短，同时控制改向单元5转动并与料盘上下错位，使工件已研磨好的料盘限制被解除，此时机器人2通过双层夹具先吸附公转研磨盘4上研磨结束的料盘，而后再次控制双层夹具翻转，并将待研磨的料盘放置在公转研磨盘4上，而后控制改向单元5复位，并将研磨好的料盘再次放回输料流水线3上；
S4、控制公转研磨盘4先转动1圈，使料盘随公转研磨盘4一同移动，并逐渐与临近改向单元5上的两个波纹助转柱52同时接触，实现对料盘位置的调整，再控制电动气缸13复位使随动套101与料盘接触，而后控制随动套101通电使其与料盘吸附并形成一体；
S5、此时开始研磨，控制公转研磨盘4再次转动，同时通过电机501控制中部的波纹助转柱52转动，在摩擦力作用下带动料盘自转，此时公转研磨盘4的转动以及料盘自转方向形成交叉，便于切断研磨形成的细小毛刺，提高对料盘上工件的研磨均匀性以及研磨效果。
[0030] 综上，一个输料流水线3可配置两列研磨设备1同时对工件进行研磨，实现双线同步进行研磨的效果，相较于现有技术，大幅度降低整个研磨流水线的占地面积，同时提高研磨效率，同时，在研磨过程中，在转动方向相反的公转研磨盘4以及波纹助转柱52的设置下，研磨时，可使料盘同步自转，使料盘上的工件可同时受到两个不同方向的交叉研磨，便于切断研磨形成的细小毛刺，相较于现有技术，大幅度提高研磨均匀性，并进一步提高研磨效率，另外，波纹助转柱52表面粗糙度可调，进而实现在不影响料盘上工件研磨面积的情况下，对波纹助转柱52自转速度的控制，便于适应不同材料工件的研磨需求。
[0031] 第二种实施方式：本实施方式在第一种实施方式的基础上，新增变糙单元6，其余部分与第一种实施方式保持一致。
[0032] 图11‑图13示出，中部52的外波纹套522的波浪形结构的波谷处设置有变糙单元6，变糙单元6包括多个控形弧条62、设置在控形弧条62与外波纹套522内壁之间的变性环61以及多个分别固定连接在多个控形弧条62与中心杆521之间的内电动推杆63，变性环61为内部设置填充有磁流变液的弹性密封的环形结构，外波纹套522的波谷处开凿有多个通孔601，变性环61局部嵌入通孔601内，控形弧条62包括多个隔离薄片621以及多个分别固定镶嵌在相邻两个隔离薄片621之间的电磁厚片622，相邻两个控形弧条62相互靠近但不接触，电磁厚片622的宽度不小于隔离薄片621厚度的5倍，当料盘自转较慢，或者波纹助转柱52难以稳定带动料盘自转时，控制中心可控制内电动推杆63伸长，使多个控形弧条62逐渐挤压变性环61，使变性环61嵌入通孔601的部分形变加剧并继续向通孔601外延伸，直至其延伸至外波纹套522表面，然后控制控形弧条62通电，使其产生磁场，进而使变性环61在磁场作用下硬化，实现对外波纹套522波谷处外表面粗糙度的增大，进而提高波纹助转柱52与料盘之间的摩擦力，使对带动料盘自转的效果更好。
[0033] 相较于第一种实施方式，本实施方式具体实施时，可根据实际需要调控外波纹套522表面的粗糙度，提高对料盘上工件的研磨效率以及研磨效果。
[0034] 第三种实施方式：本实施方式在第二种实施方式的基础上，新增监测单元，其余部分与第二种实施方式保持一致。
[0035] 图14示出，外波纹套522的波谷处固定镶嵌有监测单元，监测单元包括多个呈环形阵列分布的弹性垫片71以及安装在弹性垫片71外端的压力传感器72，弹性垫片71的弹性使其受力时能回缩，不易影响料盘的自转，压力传感器72的测试端凸出外波纹套522表面，随着研磨过程的进行，在研磨前后料盘上的工件逐渐趋于光滑，其与公转研磨盘4之间的摩擦力逐渐减小，则公转研磨盘4对料盘产生的推力逐渐减小，因而在即将达到既定的研磨时长时，可控制随动套101上电磁吸附点断电，在维持4转速不变的情况下，压力传感器72上的受力数据同样会降低，当其数据降低至标准数据时即可停止研磨，有效避免出现过度研磨或者未研磨到位的情况发生，相较于第二种实施方式，既能进一步提高研磨效果，也能提高研磨效率。
[0036] 值得注意的是，在步骤S4中，对料盘位置进行调整时，当压力传感器72上产生受力数据趋于稳定时，即可表明料盘已到达目标位置，此时可记录下该数据作为标准数据。
[0037] 结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。
