喷射打磨设备、及其生产线和打磨方法与流程

1.本发明涉及抛光、打磨技术领域，特别是涉及一种喷射打磨设备、及其生产线和打磨方法。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，电子产品(例如手机、笔记本电脑)已成为人们物质生。活不可缺少的一部分，而含有金属结构件的电子产品，由于其特有的金属质感而受到消费者青睐。
3.一般地，金属结构件由金属经过锻压或冲压成型，然而经过锻压或冲压形成的金属结构件表面往往存在毛剌、划痕、砂眼等肉眼可见的缺陷，也不具光亮的金属光泽感或镜面效果。所以，在金属结构件成型之后一般需要对其表面进行抛光处理。
4.目前，针对五金件的表面抛光，通常采用人工将五金件握住，并在打磨机上抛光。由于人工打磨时，力度、角度均无法得到很好的控制，且五金件具有各种复杂的异形结构，造成抛光后五金件的良品率低，加工效率不高，加工的效果很不稳定。
5.抛光一般包括粗抛、中抛和精抛。粗抛、中抛和精抛是三种不同的工序，各自具有对应的应用场景：粗抛是用粗抛光磨料或硬轮对工件表面进行磨削或研磨，主要用来除去零件表面的毛剌、刀痕、锈痕、砂眼、气泡、焊瘤、焊渣等宏观缺陷；中抛主要是除去粗抛时留下的划痕，产生平滑至中等光亮的表面效果；精抛可以进一步降低表面的粗糙度，以达到微观平整，可以获得十分光亮的表面，产生镜面效果。
6.随着行业的发展，技术要求的不断提升，现在针对金属结构件产品镜面抛光的要求越来越高，现有技术针对一些异形金属件需要通过抛光达到镜面的效果的难度非常大，抛光工序所投入的成本也非常高，其流程也非常长，且产品的良率比较低，其所使用的一些设备及化学抛光剂对环境不够友好，废物(水、抛光液)处理比较麻烦，增加了生产成本。且现有技术大部分需要人工进行处理，其效率低，成本高，质量稳定性差。目前现有技术中对于异形金属件镜面抛光已成为行业的瓶颈，目前针对手表、电子烟、vr眼镜等的抛光设备、耗材、以及打磨方式均没有比较成熟的工艺流程。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，并提供一种喷射打磨设备、及其生产线和打磨方法，以解决现有技术中存在的异形件打磨难度大、打磨精度低、稳定性差、以及生产效率低和生产成本高的技术问题。
8.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
9.一种喷射打磨设备，用于打磨工件，所述工件的待打磨面为非平面，包括控制系统、打磨机械手和旋转治具；
10.所述打磨机械手包括机械手臂、与所述机械手臂底部连接的高压装置和设于所述机械手臂输出端的高压喷头；所述高压装置包括高压泵和与所述高压泵连接的高压喷管；
所述高压泵用于吸取喷射剂，并将所述喷射剂发射至所述高压喷管，经高压喷头喷射至所述工件表面；所述机械手臂的输出端能够自由转动；
11.所述旋转治具用于固定所述工件，并带动所述工件旋转；
12.所述控制系统用于控制所述喷射打磨设备。
13.对上述技术方案的进一步改进是：
14.所述喷射打磨设备还包括喷射剂槽和过滤罐；所述喷射剂槽用于盛放喷射剂，所述高压泵吸取所述喷射剂槽内的喷射剂；所述过滤罐用于过滤打磨后的喷射剂，所述旋转治具外围设有围栏，所述围栏用于收容打磨后的喷射剂，所述围栏底部设有开口，所述开口与所述过滤罐的进口端连通，所述过滤罐的出口端与所述喷射剂槽连通。
15.所述高压泵的喷射压力为0.1～0.6kpa。
16.所述喷射剂包括三氧化二铝、石英、铬刚玉、白玉、红宝石、蓝宝石、悬浮剂、助流剂、催化剂、光亮剂、溶附剂、以及x助剂。
17.所述喷射打磨设备还包括机台架和罩设于所述机台架上的护罩；所述打磨机械手和旋转治具位于所述护罩内的所述机台架上。
18.所述喷射剂槽内还设置有检测装置，所述检测装置用于检测所述喷射剂槽内的喷射剂的流动性，并将检测结果发送给所述控制系统，所述控制系统根据所述检测结果向所述喷射剂槽内添加对应的喷射剂，以使所述喷射剂的流动性满足预设要求。
19.本发明还提供了一种喷射打磨生产线，包括三组喷射打磨设备，所述喷射打磨设备为上述的喷射打磨设备；所述三组喷射打磨设备分别用于对所述工件进行粗抛、中抛和精抛。
20.进一步地，所述用于粗抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.020mm-0.030mm；所述用于中抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.010-0.020mm；所述用于精抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.001-0.010mm。
21.本发明还提供了一种喷射打磨方法，用于上述的喷射打磨生产线，其特征在于：包括以下步骤：
22.放置喷射剂：分别将用于粗抛、中抛和精抛的喷射剂置于对应的喷射剂槽内，所述喷射剂包括三氧化二铝、石英、铬刚玉、白玉、红宝石、蓝宝石、悬浮剂、助流剂、催化剂、光亮剂、溶附剂、以及x助剂；所述用于粗抛的喷射剂的中位粒径范围为0.020mm-0.030mm；所述用于中抛的喷射剂的中位粒径范围为0.010-0.020mm；所述用于精抛的喷射剂的中位粒径范围为0.001-0.010mm；
23.粗抛：将待打磨的工件固定于用于粗抛的所述旋转治具上，并启动所述旋转治具，所述旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨；
24.中抛：将经粗抛后的工件固定于用于中抛的所述旋转治具上，并启动所述旋转治具，所述旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨；
25.精抛：将经粗抛后的工件固定于用于中抛的所述旋转治具上，并启动所述旋转治具，所述旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨。
26.进一步地，所述粗抛、中抛和精抛中的打磨机械手的喷射压力均为0.1～0.6kpa；所述粗抛的去除量为0.03-0.1mm；所述中抛的去除量为0.01-0.03mm；所述精抛的去除量为0.003-0.008mm。
27.根据本发明的技术方案可知，本发明的喷射打磨设备通过打磨机械手实现自动打磨，且待打磨的工件固定于旋转治具上，旋转治具能够带动工件旋转，同时打磨机械手的机械手臂的输出端也能够自由转动，二者结合能够使工件的打磨更加均匀，使异型工件的各个角落均可以打磨到位，同时喷射式打磨可解决工件表面的凹面不易被打磨到的问题。控制系统可以控制打磨机械手和旋转治具运作，实现喷射打磨的全自动化。本发明的喷射打磨生产线包括三组喷射打磨设备，三组设备分别对工件进行粗抛、中抛和精抛，每组打磨设备的喷射剂的粒径不同，从而实现不同的打磨去除量，经三组设备喷射打磨后的工件表面粗糙度得到显著提高。本发明的喷射打磨方法利用本发明的喷射打磨生产线进行喷射打磨，其工序简单、生产效率高、解决了异形工件表面粗糙度难以改善的问题，且使工件表面的粗糙度均匀化，使工件的表面质量得到提高。且本发明的喷射剂的打磨方式更利于环保，降低了废物处理的费用，其喷射剂可循环利用，降低了打磨成本。
附图说明
28.图1为本发明实施例的喷射打磨方法的流程示意图。
29.图2为本发明实施例的喷射打磨设备的内部结构示意图。
30.图3为本发明实施例的喷射打磨设备的外观结构示意图。
31.图4为本发明实施例的喷射打磨设备的旋转治具的结构示意图。
32.附图中各标号的含义为：
33.1-机台架；2-旋转治具；3-打磨机械手；4-喷射剂槽；5-过滤罐；6-护罩；21-固定架；22-驱动装置；221-驱动装置输出端。
具体实施方式
34.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
36.实施例1：如图2至图4所示，本实施例的喷射打磨设备，用于打磨工件，所述工件的待打磨面为非平面，也就是异形面。本实施例中的工件为经冲压后的异形金属件，比如可以是汽车零部件、电话手表壳体、手机中框、摄像头支架、vr眼镜及电子烟零部件等。虽然本实施中指出工件的待打磨面为非平面，但本实施例的喷射打磨设备也可以给工件的平面进行打磨，由于本实施例的喷射打磨设备的特性对于平面打磨会更加均匀，但平面打磨本身难度不大，可用打磨砂轮等其它设备也能够完成，因此本实施例的喷射打磨设备主要应用于异形工件的打磨。本实施例的喷射打磨设备包括控制系统、打磨机械手3、旋转治具2、喷射
剂槽4、过滤罐5、机台架1和罩设于所述机台架1上的护罩6。
37.所述控制系统用于控制所述喷射打磨设备，以实现喷射打磨工作的全自动化过程。
38.所述打磨机械手3包括机械手臂、与所述机械手臂底部连接的高压装置和设于所述机械手臂输出端的高压喷头；所述高压装置包括高压泵和与所述高压泵连接的高压喷管；所述高压泵用于吸取喷射剂，并将所述喷射剂发射至所述高压喷管，经高压喷头喷射至所述工件表面；所述机械手臂的输出端能够带动高压喷头自由转动，以实现对所述工件的全方位打磨，提高打磨精度及打磨均匀性，适用于各种异形表面的工件。所述控制系统对打磨机械手3的打磨轨迹进行限制。所述高压泵的喷射压力范围为0.1-0.6kpa。
39.所述旋转治具2用于固定所述工件，并带动所述工件旋转。所述旋转治具2包括固定架21、驱动装置22、与所述驱动装置输出端221连接的安装部。所述旋转治具2通过固定架21与机台架1固定连接。所述驱动装置22用于驱动与其输出端连接的安装部旋转，所述驱动装置22可以是普通电机或伺服电机等。所述安装部用于固定工件，所述工件的待打磨面朝上安装于所述安装部上。所述驱动装置22能够带动所述安装部正向或反向旋转，在实际工作运行中，所述驱动装置22每正向旋转一段时间后，再反射旋转一段时间，如此循环，以使工件与喷射剂全面接触，提高打磨的均匀性及打磨的精度，比如可以设置每五分钟改变一次旋转方向。
40.所述喷射剂槽4设置在所述打磨机械手3附近的机台架1上，用于盛放喷射剂，所述打磨机械手3的高压泵吸取所述喷射剂槽4内的喷射剂。所述喷射剂包括三氧化二铝、石英、铬刚玉、白玉、红宝石、蓝宝石、悬浮剂、助流剂、催化剂、光亮剂、溶附剂、以及x助剂。其中三氧化二铝作为主体晶粉，x助剂用于促进流动，防止打磨液凝固。
41.所述过滤罐5设置在所述旋转治具2的下方，用于过滤打磨后的喷射剂，所述旋转治具2外围设有围栏，所述围栏用于收容打磨后的喷射剂，所述围栏底部设有开口，所述开口与所述过滤罐5的进口端连通，所述过滤罐5的出口端与所述喷射剂槽4连通，经所述过滤罐5过滤后的喷射剂返回到喷射剂槽4内继续使用，以降低打磨成本，同时减少对打磨液的处理，更为环保，降低了废物处理费用。所述围栏的底部为倾斜面，由围栏的四周边向围栏的底部开口处倾斜，以利于回收的喷射剂进入过滤罐5。
42.所述机台架1上设有护罩6，所述打磨机械手3、旋转治具2、以及喷射剂槽4等均位于护罩6内部的机台架1上，所述护罩6使喷射打磨设备的打磨空间基本呈封闭状态，一来可以防止喷射剂外泄，再者也可以防止打磨过程中的灰尘扬尘，有利于保护工作环境，减小环保成本。
43.还可以在喷射剂槽4内设置检测装置，所述检测装置用于检测所述喷射剂槽4内的喷射剂的流动性，并将检测结果发送给所述控制系统，所述控制系统接收所述检测结果，并对所述检测结果进行分析，根据分析结果自动向所述喷射剂槽4内添加对应的喷射剂，以使所述喷射剂的配比及流动性满足预设要求。
44.实施例2：本实施例的喷射打磨生产线包括三组喷射打磨设备，所述喷射打磨设备为实施例1中的喷射打磨设备，所述三组喷射打磨设备分别用于对所述工件进行粗抛、中抛和精抛。所述三组喷射打磨设备的结构均相同，其区别仅在于喷射剂槽4内放置的喷射剂的粒径有所区别。
45.所述用于粗抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.020mm-0.030mm，优选为0.025mm，粗抛的去除量范围为0.03-0.1mm之间，控制工件表面的粗糙度在0.05-0.1mm之间，工件表面的效果为暗光泽面。所述用于中抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.010-0.020mm，优选为0.012mm，去除量范围为0.01-0.03mm之间，控制工件表面的粗糙度在0.012-0.025mm，工件表面效果为亮光泽面。所述用于精抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.001-0.010mm，优选为0.004mm，去除量范围为0.003-0.008mm之间，控制工件表面的粗糙度在0.001-0.006mm，工件表面效果为高亮光泽面。其中喷射剂的中位粒径范围主要指的是三氧化二铝的粒径范围。
46.实施例3：如图1所示，本实施例的喷射打磨方法包括以下步骤：
47.s1、放置喷射剂：分别将用于粗抛、中抛和精抛的喷射剂置于对应的喷射剂槽4内，所述喷射剂包括三氧化二铝、石英、铬刚玉、白玉、红宝石、蓝宝石、悬浮剂、助流剂、催化剂、光亮剂、溶附剂、以及x助剂。所述用于粗抛的喷射剂的中位粒径范围为0.020mm-0.030mm，优选为0.025mm；所述用于中抛的喷射剂的中位粒径范围为0.010-0.020mm，优选为0.012mm；所述用于精抛的喷射剂的中位粒径范围为0.001-0.010mm，优选为0.004mm。
48.s2、粗抛：将待打磨的工件的待打磨面朝上固定于用于粗抛的所述旋转治具2上，并启动所述旋转治具，所述旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨。打磨机械手的喷射压力为0.1～0.6kpa，打磨去除量为0.03-0.1mm。粗抛的打磨时间为30-40分钟，并且在打磨期间驱动装置带动工件正反向旋转，每5-6分钟改变一次旋转方向，如此反复。
49.s3、中抛：将经粗抛后的工件固定于用于中抛的所述旋转治具上，并启动所述旋转治具，所述旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨。打磨机械手的喷射压力为0.1～0.6kpa，打磨去除量为0.01-0.03mm。中抛的打磨时间为20-30分钟，并且在打磨期间驱动装置带动工件正反向旋转，每4-5分钟改变一次旋转方向，如此反复。
50.s4、精抛：将经粗抛后的工件固定于用于中抛的所述旋转治具上，并启动所述旋转治具，所述旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨。打磨机械手的喷射压力为0.1～0.6kpa，打磨去除量为0.003-0.008mm。精抛的打磨时间为50-60分钟，并且在打磨期间驱动装置带动工件正反向旋转，每6-7分钟改变一次旋转方向，如此反复。
51.本发明的喷射打磨设备，通过控制系统进行自动控制，其以打磨机械手为主要作业工具，通过高压喷头对工件进行喷射打磨，喷射剂通过高压的方式对工件表面进行无死角的旋转喷射抛光，同时旋转治具带动工件自转，使打磨更为均匀，打磨后的喷射剂通过高压过滤罐进行过滤后可以循环使用。其整个打磨过程为全自动操作，无需人工进行辅助，其打磨效率高，成本低，同时，打磨工作在护罩内完成，减小了粉尘污染，喷射剂可循环使用降低了对打磨液的处理费用，环保的同时，降低了成本。本发明的喷射打磨生产线将三台设备串接在一起，对工件进行不同阶段的打磨，提高了打磨效率，加快了生产进度。本发明的喷射打磨方法依靠本发明的喷射打磨设备和生产线，其步骤简单，打磨精度高，有效解决了异形金属件难以打磨的技术问题。
52.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例
中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
53.以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种喷射打磨设备，用于打磨工件，所述工件的待打磨面为非平面，其特征在于：包括控制系统、打磨机械手和旋转治具；所述打磨机械手包括机械手臂、与所述机械手臂底部连接的高压装置和设于所述机械手臂输出端的高压喷头；所述高压装置包括高压泵和与所述高压泵连接的高压喷管；所述高压泵用于吸取喷射剂，并将所述喷射剂发射至所述高压喷管，经高压喷头喷射至所述工件表面；所述机械手臂的输出端能够自由转动；所述旋转治具用于固定所述工件，并带动所述工件旋转；所述控制系统用于控制所述喷射打磨设备。2.根据权利要求1所述的喷射打磨设备，其特征在于：所述喷射打磨设备还包括喷射剂槽和过滤罐；所述喷射剂槽用于盛放喷射剂，所述高压泵吸取所述喷射剂槽内的喷射剂；所述过滤罐用于过滤打磨后的喷射剂，所述旋转治具外围设有围栏，所述围栏用于收容打磨后的喷射剂，所述围栏底部设有开口，所述开口与所述过滤罐的进口端连通，所述过滤罐的出口端与所述喷射剂槽连通。3.根据权利要求1所述的喷射打磨设备，其特征在于：所述高压泵的喷射压力为0.1～0.6kpa。4.根据权利要求1所述的喷射打磨设备，其特征在于：所述喷射剂包括三氧化二铝、石英、铬刚玉、白玉、红宝石、蓝宝石、悬浮剂、助流剂、催化剂、光亮剂、溶附剂、以及x助剂。5.根据权利要求1所述的喷射打磨设备，其特征在于：所述喷射打磨设备还包括机台架和罩设于所述机台架上的护罩；所述打磨机械手和旋转治具位于所述护罩内的所述机台架上。6.根据权利要求2所述的喷射打磨设备，其特征在于：所述喷射剂槽内还设置有检测装置，所述检测装置用于检测所述喷射剂槽内的喷射剂的流动性，并将检测结果发送给所述控制系统，所述控制系统根据所述检测结果向所述喷射剂槽内添加对应的喷射剂，以使所述喷射剂的流动性满足预设要求。7.一种喷射打磨生产线，其特征在于：包括三组喷射打磨设备，所述喷射打磨设备为权利要求1-6任意一项所述的喷射打磨设备；所述三组喷射打磨设备分别用于对所述工件进行粗抛、中抛和精抛。8.根据权利要求7所述的喷射打磨生产线，其特征在于：所述用于粗抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.020mm-0.030mm；所述用于中抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.010-0.020mm；所述用于精抛的喷射打磨设备的喷射剂的中位粒径范围为0.001-0.010mm。9.一种喷射打磨方法，用于权利要求7或8任意一项所述的喷射打磨生产线，其特征在于：包括以下步骤：放置喷射剂：分别将用于粗抛、中抛和精抛的喷射剂置于对应的喷射剂槽内，所述喷射剂包括三氧化二铝、石英、铬刚玉、白玉、红宝石、蓝宝石、悬浮剂、助流剂、催化剂、光亮剂、溶附剂、以及x助剂；所述用于粗抛的喷射剂的中位粒径范围为0.020mm-0.030mm；所述用于中抛的喷射剂的中位粒径范围为0.010-0.020mm；所述用于精抛的喷射剂的中位粒径范围为0.001-0.010mm；粗抛：将待打磨的工件固定于用于粗抛的所述旋转治具上，并启动所述旋转治具，所述
旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨；中抛：将经粗抛后的工件固定于用于中抛的所述旋转治具上，并启动所述旋转治具，所述旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨；精抛：将经粗抛后的工件固定于用于中抛的所述旋转治具上，并启动所述旋转治具，所述旋转治具带动所述工件旋转；启动相应的打磨机械手，所述打磨机械手吸取喷射剂，所述打磨机械手边转动边对所述工件表面进行喷射打磨。10.根据权利要求9所述的喷射打磨方法，其特征在于：所述粗抛、中抛和精抛中的打磨机械手的喷射压力均为0.1～0.6kpa；所述粗抛的去除量为0.03-0.1mm；所述中抛的去除量为0.01-0.03mm；所述精抛的去除量为0.003-0.008mm。

技术总结
本发明提供了一种喷射打磨设备，用于打磨工件，所述工件的待打磨面为非平面，包括控制系统、打磨机械手和旋转治具。所述打磨机械手包括机械手臂、与所述机械手臂底部连接的高压装置和设于所述机械手臂输出端的高压喷头；所述高压装置包括高压泵和与所述高压泵连接的高压喷管；所述高压泵用于将喷射剂喷射至工件表面；所述机械手臂的输出端能够自由转动。所述旋转治具用于固定所述工件，并带动所述工件旋转。还提供一种喷射打磨生产线和一种喷射打磨方法。本发明提供的喷射打磨设备、及其生产线和打磨方法，能够解决现有技术中的异形件打磨难度大、打磨精度低、稳定性差等问题，同时有效提高生产效率，并降低生产成本，实现异形件打磨的自动化。打磨的自动化。打磨的自动化。


技术研发人员：张举 刘平 陈亮
受保护的技术使用者：东莞长盈精密技术有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/3/7