【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抛光自动化加工，具体涉及一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构及其控制方法。
技术介绍
1、在光学元件的表面加工工艺过程中，抛光是其最终也是最重要的的工序，以确保光学元件表面的高精度要求；
2、在自动化抛光工艺中，抛光设备除了具备通用数控加工机床的位置、姿态和进给的控制功能外，还应具有抛光力的控制功能，以保持或调节抛光工具与工件加工表面之间的接触压力，抛光时，抛光工具与工件的接触状态随时都可能发生变化，因此对抛光力的控制一直是光学元件抛光加工的难点和重点；
3、抛光力测量的准确性及实时性对保障抛光力控制的精度具有至关重要的作用，目前气动抛光执行机构中测量抛光力的常见方式有以下几种，采用测量气缸无杆腔气体压力来计算系统输出抛光力，或在活塞输出端与抛光工具之间布置传感器，测量气缸的输出力来计算抛光力，再或将抛光夹具安装于通用的测力仪器上，测量抛光夹具及工件所受的压力；
4、由于抛光加工抛光液或抛光膏的存在，将抛光夹具安装于测力设备上对设备易有污染的危险。此外通过间接测量计算出抛光加工的实际抛光力亦受建模及计算误差影响。因此实现抛光加工过程中抛光力的准确快速的测量是抛光执行机构亟待解决的关键技术之一。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构及其控制方法，通过多传感器系统融合测量，可以实现多维度实时准确的抛光力测量，改变单一传感器测量抛光力的方法，为自动化抛光加工的抛光力测量及其控制提供一种新的方式
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，包括底板，所述底板的顶端中心处通过角码螺纹连接有背板，所述背板的背部固接有加固板，且加固板的底端外侧也通过角码与底板的上表面后端螺纹相连，所述背板的前表面顶端设置有抛光机构；
3、所述抛光机构包括支架，所述支架的内侧前端设置有传动构件，所述传动构件的底端设置有运动构件，所述运动构件的内部设置有电主轴，所述电主轴的底端设置有抛光工具，所述运动构件的底端设置有撑座，所述支架通过螺栓把合在背板的前表面顶端，所述撑座的背部与背板的前表面底端之间通过螺栓把合在一起。
4、作为本专利技术进一步的方案，所述传动构件包括气缸主体，所述气缸主体的内部底端设置有活塞杆，所述活塞杆的底端固接有固定块，所述固定块的底端设置有输出端压力传感器，所述气缸主体固接在支架的内部前端，且气缸主体的内部被活塞杆的顶端分隔成上腔和下腔。
5、作为本专利技术进一步的方案，所述运动构件包括夹套，所述夹套的顶端通过螺栓螺纹连接有吊架，所述夹套的背部固接有连接件，所述连接件的后端外壁套设有滑块，所述滑块的内侧滑动连接有导轨，所述吊架的顶端设置在输出端压力传感器的底端，所述导轨的背部与背板的前表面之间固定相连，所述夹套的内部对称设置有两个半弧形的压紧环，且夹套的两侧均开设有螺纹孔，并与两个压紧环处于同一高度，螺纹孔的内部螺纹连接有锁紧螺栓，且锁紧螺栓的内侧贴合在压紧环的外壁外侧，所述电主轴夹持在压紧环的内侧。
6、作为本专利技术进一步的方案，所述底板的顶部前端设置有固定机构一，所述固定机构一包括底座，所述底座的顶端固接有竖板，所述竖板的外壁滑动连接有顶板，所述顶板的底端四角均设置有弹簧伸缩杆，所述顶板的内部均匀开设有多个卡槽一，多个所述卡槽一的内部均滑动连接有多个卡块，多个所述卡块的外侧均固接有连杆一，多个所述连杆一的外侧顶端均设置有限位板，且连杆一的外壁顶端贴合在限位板的内壁底端，多个所述卡槽一的底端均设置有顶杆，所述底座通过螺栓螺纹连接在底板的顶部前端两侧，多个所述顶杆的底端均与底板的顶部前端固定相连，且顶杆的顶端插接在连杆一的底端内侧，多个所述限位板的顶端均固接在顶板的内壁顶端。
7、作为本专利技术进一步的方案，所述弹簧伸缩杆由套管、插杆和支撑弹簧组成，插杆的顶端固接在顶板的底端四角，套管的底端与底板的顶部前端之间固定相连，插杆滑动连接在套管的顶端内部，且支撑弹簧套设在套管和插杆的外壁，所述竖板的外壁前端和后端均插接有垫块，垫块的底端和顶端分别贴合在底座的顶部和顶板的底部，多个所述卡块呈环形阵列设置在卡槽一的内部。
8、作为本专利技术进一步的方案，所述固定机构一的顶端设置有多个工件端压力传感器，且多个工件端压力传感器的底端均插接在卡槽一的内部，并通过卡块对多个工件端压力传感器的底端外壁进行夹紧，多个所述工件端压力传感器的顶端设置有固定机构二，所述固定机构二包括安装板，所述安装板的内部均匀开设有多个卡槽二，且卡槽二与卡槽一之间互相对称，多个所述卡槽二的内部均滑动连接有两个夹块，两个所述夹块的外侧均固接有连杆二，两个所述连杆二的相交处通过销轴转动连接在一起，且两个连杆二的另一侧均固接有拉杆，两个所述拉杆的内侧固接有复位弹簧，多个所述卡槽二的一侧均开设有半弧形滑槽，两个所述拉杆和复位弹簧均滑动连接在半弧形滑槽的内部，两个所述连杆二的相交处加工的销轴的上下两端固接在安装板的内壁，多个所述工件端压力传感器的外壁顶端均插接在卡槽二的内部，且夹块夹持在多个工件端压力传感器的外壁顶端。
9、作为本专利技术进一步的方案，所述固定机构二的顶端设置有夹持机构，所述夹持机构包括夹具座，所述夹具座的顶端固接有槽板，所述槽板的内部中心处转动连接有下齿轮，所述齿轮一的顶端固接有上齿轮，所述下齿轮的外壁一侧啮合连接有下齿条一，所述下齿轮的外壁另一侧啮合连接有下齿条二，所述上齿轮的外壁一侧啮合连接有上齿条一，所述上齿轮的外壁另一侧啮合连接有上齿条二，所述下齿条一、下齿条二、上齿条一和上齿条二的外侧均固接有固定板，多个所述固定板的顶端固接有夹爪，位于所述下齿条一外侧的固定板的另一侧固接有第一伸缩杆，位于所述下齿条二、上齿条一和上齿条二外侧的固定板的另一侧均固接有第二伸缩杆，所述上齿轮的顶端转动连接有放置座，所述夹具座通过螺栓螺纹连接在安装板的顶端，所述第一伸缩杆固接在槽板四角的其中一角处的内部，多个所述第二伸缩杆分别固接在槽板四角的另外三角处的内部。
10、作为本专利技术进一步的方案，所述第一伸缩杆设置为电动伸缩杆。
11、作为本专利技术进一步的方案，所述气源设有两个出气端，且气源的其中一个出气端与第一处理元件的输入端相连接，所述第一处理元件的输出端与气动调节阀的输入端相连接，所述气动调节阀的输出端通过气体压强传感器与气缸主体的上腔相连接，所述气源的另一个出气端与第二处理元件的输入端相连接，所述第二处理元件的输出端通过快速排气阀与气缸主体的下腔相连接，所述输出端压力传感器、多个工件端压力传感器、气动调节阀和气体压强传感器均与单片机电性连接，所述单片机与上位机电性连接，且所述上位机还与抛光机构电性连接。
12、本专利技术还提供一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构的控制方法，包括以下步骤：
13、步骤一、将单片机的输入端与上位机的输出端相连；
14、步骤二、上位机根据零件不同的抛光力需求实时传递至单片机；
【技术保护点】
1.一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，包括底板，所述底板的顶端中心处通过角码螺纹连接有背板，所述背板的背部固接有加固板，且加固板的底端外侧也通过角码与底板的上表面后端螺纹相连，其特征在于，所述背板的前表面顶端设置有抛光机构；
2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述传动构件包括气缸主体，所述气缸主体的内部底端设置有活塞杆，所述活塞杆的底端固接有固定块，所述固定块的底端设置有输出端压力传感器，所述气缸主体固接在支架的内部前端，且气缸主体的内部被活塞杆的顶端分隔成上腔和下腔。
3.根据权利要求1所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述运动构件包括夹套，所述夹套的顶端通过螺栓螺纹连接有吊架，所述夹套的背部固接有连接件，所述连接件的后端外壁套设有滑块，所述滑块的内侧滑动连接有导轨，所述吊架的顶端设置在输出端压力传感器的底端，所述导轨的背部与背板的前表面之间固定相连，所述夹套的内部对称设置有两个半弧形的压紧环，且夹套的两侧均开设有螺纹孔，并与两个压紧环处于同一高度，螺纹孔的内部螺纹连接有锁紧螺栓，且
4.根据权利要求1所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述底板的顶部前端设置有固定机构一，所述固定机构一包括底座，所述底座的顶端固接有竖板，所述竖板的外壁滑动连接有顶板，所述顶板的底端四角均设置有弹簧伸缩杆，所述顶板的内部均匀开设有多个卡槽一，多个所述卡槽一的内部均滑动连接有多个卡块，多个所述卡块的外侧均固接有连杆一，多个所述连杆一的外侧顶端均设置有限位板，且连杆一的外壁顶端贴合在限位板的内壁底端，多个所述卡槽一的底端均设置有顶杆，所述底座通过螺栓螺纹连接在底板的顶部前端两侧，多个所述顶杆的底端均与底板的顶部前端固定相连，且顶杆的顶端插接在连杆一的底端内侧，多个所述限位板的顶端均固接在顶板的内壁顶端。
5.根据权利要求4所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述弹簧伸缩杆由套管、插杆和支撑弹簧组成，插杆的顶端固接在顶板的底端四角，套管的底端与底板的顶部前端之间固定相连，插杆滑动连接在套管的顶端内部，且支撑弹簧套设在套管和插杆的外壁，所述竖板的外壁前端和后端均插接有垫块，垫块的底端和顶端分别贴合在底座的顶部和顶板的底部，多个所述卡块呈环形阵列设置在卡槽一的内部。
6.根据权利要求4所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述固定机构一的顶端设置有多个工件端压力传感器，且多个工件端压力传感器的底端均插接在卡槽一的内部，并通过卡块对多个工件端压力传感器的底端外壁进行夹紧，多个所述工件端压力传感器的顶端设置有固定机构二，所述固定机构二包括安装板，所述安装板的内部均匀开设有多个卡槽二，且卡槽二与卡槽一之间互相对称，多个所述卡槽二的内部均滑动连接有两个夹块，两个所述夹块的外侧均固接有连杆二，两个所述连杆二的相交处通过销轴转动连接在一起，且两个连杆二的另一侧均固接有拉杆，两个所述拉杆的内侧固接有复位弹簧，多个所述卡槽二的一侧均开设有半弧形滑槽，两个所述拉杆和复位弹簧均滑动连接在半弧形滑槽的内部，两个所述连杆二的相交处加工的销轴的上下两端固接在安装板的内壁，多个所述工件端压力传感器的外壁顶端均插接在卡槽二的内部，且夹块夹持在多个工件端压力传感器的外壁顶端。
7.根据权利要求6所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述固定机构二的顶端设置有夹持机构，所述夹持机构包括夹具座，所述夹具座的顶端固接有槽板，所述槽板的内部中心处转动连接有下齿轮，所述齿轮一的顶端固接有上齿轮，所述下齿轮的外壁一侧啮合连接有下齿条一，所述下齿轮的外壁另一侧啮合连接有下齿条二，所述上齿轮的外壁一侧啮合连接有上齿条一，所述上齿轮的外壁另一侧啮合连接有上齿条二，所述下齿条一、下齿条二、上齿条一和上齿条二的外侧均固接有固定板，多个所述固定板的顶端固接有夹爪，位于所述下齿条一外侧的固定板的另一侧固接有第一伸缩杆，位于所述下齿条二、上齿条一和上齿条二外侧的固定板的另一侧均固接有第二伸缩杆，所述上齿轮的顶端转动连接有放置座，所述夹具座通过螺栓螺纹连接在安装板的顶端，所述第一伸缩杆固接在槽板四角的其中一角处的内部，多个所述第二伸缩杆分别固接在槽板四角的另外三角处的内部。
8.根据权利要求7所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述第一伸缩杆设置为电动伸缩杆。
9.根据权利要求1所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，还包括气源，所述气源设有两个出气端，...
【技术特征摘要】
1.一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，包括底板，所述底板的顶端中心处通过角码螺纹连接有背板，所述背板的背部固接有加固板，且加固板的底端外侧也通过角码与底板的上表面后端螺纹相连，其特征在于，所述背板的前表面顶端设置有抛光机构；
2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述传动构件包括气缸主体，所述气缸主体的内部底端设置有活塞杆，所述活塞杆的底端固接有固定块，所述固定块的底端设置有输出端压力传感器，所述气缸主体固接在支架的内部前端，且气缸主体的内部被活塞杆的顶端分隔成上腔和下腔。
3.根据权利要求1所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述运动构件包括夹套，所述夹套的顶端通过螺栓螺纹连接有吊架，所述夹套的背部固接有连接件，所述连接件的后端外壁套设有滑块，所述滑块的内侧滑动连接有导轨，所述吊架的顶端设置在输出端压力传感器的底端，所述导轨的背部与背板的前表面之间固定相连，所述夹套的内部对称设置有两个半弧形的压紧环，且夹套的两侧均开设有螺纹孔，并与两个压紧环处于同一高度，螺纹孔的内部螺纹连接有锁紧螺栓，且锁紧螺栓的内侧贴合在压紧环的外壁外侧，所述电主轴夹持在压紧环的内侧。
4.根据权利要求1所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述底板的顶部前端设置有固定机构一，所述固定机构一包括底座，所述底座的顶端固接有竖板，所述竖板的外壁滑动连接有顶板，所述顶板的底端四角均设置有弹簧伸缩杆，所述顶板的内部均匀开设有多个卡槽一，多个所述卡槽一的内部均滑动连接有多个卡块，多个所述卡块的外侧均固接有连杆一，多个所述连杆一的外侧顶端均设置有限位板，且连杆一的外壁顶端贴合在限位板的内壁底端，多个所述卡槽一的底端均设置有顶杆，所述底座通过螺栓螺纹连接在底板的顶部前端两侧，多个所述顶杆的底端均与底板的顶部前端固定相连，且顶杆的顶端插接在连杆一的底端内侧，多个所述限位板的顶端均固接在顶板的内壁顶端。
5.根据权利要求4所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述弹簧伸缩杆由套管、插杆和支撑弹簧组成，插杆的顶端固接在顶板的底端四角，套管的底端与底板的顶部前端之间固定相连，插杆滑动连接在套管的顶端内部，且支撑弹簧套设在套管和插杆的外壁，所述竖板的外壁前端和后端均插接有垫块，垫块的底端和顶端分别贴合在底座的顶部和顶板的底部，多个所述卡块呈环形阵列设置在卡槽一的内部。
6.根据权利要求4所述的一种多传感器融合测量的气动抛光执行机构，其特征在于，所述固定机构一的顶端设置有多个工件端压力传感器，且多个工件端压力传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：董金龙，岳胜强，蒋忠瀚，薛晓宇，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：
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