超硬材料磨盤磨料塊排布粘接裝置制造方法
【專利摘要】超硬材料磨盤磨料塊排布粘接裝置，包括底座，底座上設有定位芯軸，底座左右兩側分別設有一塊側立板，兩塊側立板之間設有兩根與底座上表面平行的導軌，兩根導軌上滑動連接有一根橫梁，橫梁上沿長度方向滑動連接有橫移滑塊，橫移滑塊內設有用于驅動橫移滑塊沿橫梁長度方向移動的橫移步進電機，橫移滑塊上沿垂直方向滑動連接有縱移滑塊，縱移滑塊內設有用于驅動縱移滑塊沿橫移滑塊垂直方向移動的縱移步進電機，縱移滑塊下端設有粘接機構，橫移滑塊上設有位于橫移滑塊下方的送料機構。本實用新型操作簡便，簡單易行；實現了自動化排布磨盤磨料塊，節省了人力，提高了生產效率；磨料塊粘接位置精度高，且粘接強度一致性得到保證。
【專利說明】超硬材料磨盤磨料塊排布粘接裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型專利屬于磨料磨具【技術領域】，尤其涉及一種超硬材料磨盤磨料塊排布 粘接裝置。
【背景技術】
[0002] 陶瓷結合劑超硬材料磨盤與普通磨盤相比具有耐用度高、使用壽命長、形狀精度 高、磨削效率高等優勢，在加工質量要求較高的拋光磨削領域有著廣泛的應用。陶瓷結合劑 超硬材料磨盤通常由磨料塊、磨盤基體、填充層等構成，磨料塊由磨料、陶瓷結合劑、填料等 組成，在磨盤基體上的排布形式多樣，且形狀各異(常見的由圓柱狀和六方體）；填充層為樹 脂或橡膠，在磨盤使用過程中，使工件與磨料塊平滑過渡；磨盤基體是磨料塊的載體。
[0003] 傳統陶瓷結合劑超硬材料磨盤制備工藝中，在磨料塊成型、燒結固化后，需將其手 工粘接到磨盤基體上，具體步驟是：（1)根據磨盤磨料塊的排布要求，打印出與磨盤成品真 實尺寸相同的磨料塊排布圖，以確定磨料塊在磨盤基體上的位置；（2)將磨料塊排布圖粘 接到與磨盤基體形狀、尺寸接近的木板上，按照排布圖上的位置，將磨料塊相應地粘接到排 布圖的相應位置上；（3)將磨料塊與磨盤基體的粘接面上手工涂抹樹脂膠；（4)將木板粘接 有磨料塊的一面覆蓋到磨盤基體上并用重物施壓，以此實現磨料塊與磨盤基體的粘接。
[0004] 傳統陶瓷結合劑超硬材料磨盤制備工藝中的磨料塊手工粘接方法存在以下問題： (1)步驟多而繁瑣；（2)-般磨料塊的數量多達幾百件，粘接勞動強度高，生產效率低；（3) 由于手工涂膠粘接，粘接的位置、強度一致性難以保證。為此，亟需一種改進的磨盤磨料塊 的排布粘接裝置及工藝。 實用新型內容
[0005] 本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種勞動強度低、自動化程度 高、生產效率高、粘接強度高且均勻一致的超硬材料磨盤磨料塊排布粘接裝置。
[0006] 為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：超硬材料磨盤磨料塊排布 粘接裝置，包括底座，底座上設有定位芯軸，底座左右兩側分別設有一塊側立板，兩塊側立 板之間設有兩根與底座上表面平行的導軌，兩根導軌上滑動連接有一根橫梁，橫梁上沿長 度方向滑動連接有橫移滑塊，橫移滑塊內設有用于驅動橫移滑塊沿橫梁長度方向移動的橫 移步進電機，橫移滑塊上沿垂直方向滑動連接有縱移滑塊，縱移滑塊內設有用于驅動縱移 滑塊沿橫移滑塊垂直方向移動的縱移步進電機，縱移滑塊下端設有粘接機構，橫移滑塊上 設有位于橫移滑塊下方的送料機構。
[0007] 所述粘接機構包括內置有電磁鐵的電磁振動彈性連接桿，電磁振動彈性連接桿上 端與縱移滑塊下端連接，電磁振動彈性連接桿下端連接有抽吸口垂直朝下的負壓吸嘴，負 壓吸嘴通過氣管與真空泵連接。
[0008] 所述送料機構包括定位桿、底板、推桿、滑板和料倉，定位桿垂直設置，定位桿上部 與橫移滑塊固定連接，定位桿下端與底板上表面固定連接，料倉為上下通透的圓筒形結構， 料倉下端垂直設在底板上表面，底板上設有沿橫向方向的通槽孔，料倉下端口與通槽孔連 通且料倉內徑等于通槽孔寬度，料倉下端邊沿的兩側分別設有與通槽孔對應的缺口，通槽 孔內壁兩側沿長度方向分別設有一道支撐臺階，支撐臺階上表面與缺口上邊沿的距離大于 一塊磨料塊的厚度并小于兩塊磨料塊的厚度和，缺口的寬度與通槽孔的寬度相等，通槽孔 內設有位于料倉下端口處的樹脂膠噴嘴，樹脂膠噴嘴位于兩道支撐臺階之間并朝上噴射， 推桿設在通槽孔內并位于料倉一側，底板上設有位于料倉另一側并與通槽孔連通的定位 孔，負壓吸嘴抽吸口朝向定位孔中心，滑板設在底板下方，滑板一側上表面設有可伸入到定 位孔內的三根呈三角形布置的針狀支桿。
[0009] 采用上述技術方案，本實用新型的裝置主要由電氣控制系統、移動機構、送料機 構、粘接機構等組成。移動機構主要由底座、側立板、導軌、橫梁、橫移滑塊、縱移滑塊等構 成，底座上具有與磨盤基體中心孔相配合的定位芯軸；兩側立板對稱置于底板的兩側用于 支撐導軌；橫梁通過直線軸承與兩根導軌滑動連接，在步進電機驅動下實現橫梁在導軌上 的前后移動；橫梁上具有與橫移滑塊相配合的滑槽，橫移滑塊內置有橫移步進電機，通過橫 移步進電機驅動實現橫移滑塊在橫梁上的橫向移動；橫移滑塊與粘接機構相連。縱移滑塊 在縱移步進電機驅動下實現縱向移動。
[0010] 粘接機構由電磁振動彈性連接桿（內置有電磁鐵，通過電磁鐵的通斷電實現振動） 和負壓吸嘴等構成，電磁振動彈性連接桿置于縱移滑塊的下部，實現磨料塊與磨盤基體粘 接過程中的震蕩，使樹脂膠排除氣泡，分布均勻，提高粘接強度；負壓吸嘴通過氣管與真空 泵相連，與送料機構送來的磨料塊接觸時，通過負壓作用將磨料塊吸附，由于負壓吸嘴與送 料機構的定位孔同軸，且負壓噴嘴的抽吸口直徑小于定位孔的直徑，故負壓吸嘴始終吸附 磨料塊的中心部位。定位桿連接送料機構與橫移滑塊，使送料機構與橫移滑塊一同移動；磨 料塊疊加置于料倉內，料倉底部設有缺口，通槽孔下部設有位于料倉下方的樹脂膠噴嘴，樹 脂膠噴嘴與磨料塊同軸，且直徑略小于磨料塊，噴有樹脂膠的磨料塊被推桿移動到底板上 的定位孔內，負壓噴嘴在真空泵作用下將磨料塊吸附，滑板上的針狀支桿用于臨時支撐磨 料塊，與磨料塊支撐方式為三點支撐，待磨料塊被吸附后，滑板撤離，磨料塊隨縱移滑塊下 降設定的一段距離，與磨盤基體接觸。電氣控制系統由各種傳感器和控制軟件組成，用于控 制裝置各個動作的實現。
[0011] 本實用新型的具體工作過程包括以下步驟：
[0012] (1)、將磨盤基體的中心孔穿設到底座的定位芯軸上并固定；
[0013] (2)、利用繪圖軟件繪制的磨盤磨料塊排布圖轉化后輸入到本裝置的控制系統中， 并根據轉化后的排布圖轉換為粘接程序；
[0014] (3)、將磨料塊一個一個裝入到料倉中，最底下一個磨料塊位于通槽孔內，兩道支 撐臺階支撐著磨料塊兩側邊沿；
[0015] (4)、啟動控制系統，驅動橫梁的驅動機構驅動橫梁沿導軌移動，橫移步進電機帶 動橫移滑塊沿橫梁移動，使負壓噴嘴按照設定的粘接程序由磨盤基體的中心軸線位置移動 到磨盤基體上待粘接磨料塊位置上方；
[0016] (5)、樹脂膠噴嘴動作一次，使樹脂膠噴在最底層磨料塊的下表面上；
[0017] (6)、推桿動作，將最底下的一個磨料塊沿通槽孔內的兩道支撐臺階推至定位孔 內，倒數第二個磨料塊受到料倉的阻擋，此時滑板上的三根針狀支桿對磨料塊點支撐，然后 推桿復位，倒數第二個磨料塊下落到最底下；
[0018] (7)、真空泵啟動，在定位孔上方一定距離的負壓吸嘴將磨料塊吸附起，負壓吸嘴 的負壓的作用通過磨料塊內部使樹脂膠進入磨料塊的孔隙內，進一步增大了樹脂膠與磨料 塊下表面的接觸面積；
[0019] (8)、滑板和針狀支桿退回，避免阻擋負壓吸嘴的下行通道；
[0020] (9)、縱移步進電機帶動縱移滑塊向下移動，負壓吸嘴吸附著磨料塊通過定位孔隨 縱移滑塊向下移動，磨料塊下表面與磨盤基體接觸，待接觸力達到設定值時，縱移滑塊停止 下降；
[0021] (10 )、電磁鐵動作，驅動電磁振動彈性連接桿按照設定的振幅和頻率振動,通過負 壓吸嘴使磨料塊與磨盤基體之間樹脂膠分布均勻，并排除內部的氣泡；
[0022] (11)、負壓吸嘴釋放磨料塊，向上提起并復位；
[0023] (12)、滑板和針狀支桿復位，針狀支桿復位到定位孔內；
[0024] (13)、負壓吸嘴移動至下一粘接位置，重復步驟（5)- (12)動作，直至整個磨盤基 體粘接完畢。
[0025] 綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：
[0026] 1.本實用新型操作簡便，簡單易行；
[0027] 2.實現了自動化排布磨盤磨料塊，節省了人力，提高了生產效率；
[0028] 3.磨料塊粘接位置精度高，且粘接強度一致性得到保證。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029] 圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0030] 圖2是圖1中粘接機構和送料機構的放大圖；
[0031] 圖3是2中粘接機構和送料機構的縱向剖視圖。
【具體實施方式】
[0032] 如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型的超硬材料磨盤磨料塊排布粘接裝置，包括底 座1，底座1上設有定位芯軸18,底座1左右兩側分別設有一塊側立板2,兩塊側立板2之間 設有兩根與底座1上表面平行的導軌3,兩根導軌3上滑動連接有一根橫梁4,橫梁4上沿 長度方向滑動連接有橫移滑塊5,橫移滑塊5內設有用于驅動橫移滑塊5沿橫梁4長度方向 移動的橫移步進電機，橫移滑塊5上沿垂直方向滑動連接有縱移滑塊7,縱移滑塊7內設有 用于驅動縱移滑塊7沿橫移滑塊5垂直方向移動的縱移步進電機，縱移滑塊7下端設有粘 接機構21，橫移滑塊5上設有位于橫移滑塊5下方的送料機構22。
[0033] 粘接機構21包括內置有電磁鐵的電磁振動彈性連接桿8,電磁振動彈性連接桿8 上端與縱移滑塊7下端連接，電磁振動彈性連接桿8下端連接有抽吸口垂直朝下的負壓吸 嘴9,負壓吸嘴9通過氣管與真空泵連接。
[0034] 送料機構22包括定位桿10、底板14、推桿13、滑板15和料倉12,定位桿10垂直 設置，定位桿10上部與橫移滑塊5固定連接，定位桿10下端與底板14上表面固定連接，料 倉12為上下通透的圓筒形結構，料倉12下端垂直設在底板14上表面，底板14上設有沿橫 向方向的通槽孔19,料倉12下端口與通槽孔19連通且料倉12內徑等于通槽孔19寬度，料 倉12下端邊沿的兩側分別設有與通槽孔19對應的缺口 20,通槽孔19內壁兩側沿長度方 向分別設有一道支撐臺階，支撐臺階上表面與缺口 20上邊沿的距離大于一塊磨料塊11的 厚度并小于兩塊磨料塊11的厚度和，缺口 20的寬度與通槽孔19的寬度相等，通槽孔19內 設有位于料倉12下端口處的樹脂膠噴嘴17,樹脂膠噴嘴17位于兩道支撐臺階之間并朝上 噴射，推桿13設在通槽孔19內并位于料倉12 -側，底板14上設有位于料倉12另一側并 與通槽孔19連通的定位孔16,負壓吸嘴9抽吸口朝向定位孔16中心，滑板15設在底板14 下方，滑板15 -側上表面設有可伸入到定位孔16內的三根呈三角形布置的針狀支桿23。
[0035] 本實用新型的具體工作過程包括以下步驟：
[0036] (1)、將磨盤基體6的中心孔穿設到底座1的定位芯軸18上并固定；
[0037] (2)、利用繪圖軟件繪制的磨盤磨料塊11排布圖轉化后輸入到本裝置的控制系統 中，并根據轉化后的排布圖轉換為粘接程序；
[0038] (3)、將磨料塊11 一個一個裝入到料倉12中，最底下一個磨料塊11位于通槽孔19 內，兩道支撐臺階支撐著磨料塊11兩側邊沿；
[0039] (4)、啟動控制系統，驅動橫梁4的驅動機構驅動橫梁4沿導軌3移動，橫移步進電 機帶動橫移滑塊5沿橫梁4移動，使負壓噴嘴按照設定的粘接程序由磨盤基體6的中心軸 線位置移動到磨盤基體6上待粘接磨料塊11位置上方；
[0040] (5)、樹脂膠噴嘴17動作一次，使樹脂膠噴在最底層磨料塊11的下表面上；
[0041] (6)、推桿13動作，將磨料塊11沿通槽孔19內的兩道支撐臺階推至定位孔16內， 倒數第二個磨料塊受到料倉的阻擋，此時滑板15上的三根針狀支桿23對磨料塊11點支 撐，然后推桿13復位，倒數第二個磨料塊下落到最底下；
[0042] (7)、真空泵啟動，在定位孔16上方一定距離的負壓吸嘴9將磨料塊11吸附起，負 壓吸嘴9的負壓的作用通過磨料塊11內部使樹脂膠進入磨料塊11的孔隙內，進一步增大 了樹脂膠與磨料塊11下表面的接觸面積；
[0043] (8)、滑板15和針狀支桿23退回，避免阻擋負壓吸嘴9的下行通道；
[0044] (9)、縱移步進電機帶動縱移滑塊7向下移動，負壓吸嘴9吸附著磨料塊11通過定 位孔16隨縱移滑塊7向下移動，磨料塊11下表面與磨盤基體6接觸，待接觸力達到設定值 時，縱移滑塊7停止下降；
[0045] (10)、電磁鐵動作，驅動電磁振動彈性連接桿8按照設定的振幅和頻率振動，通過 負壓吸嘴9使磨料塊11與磨盤基體6之間樹脂膠分布均勻，并排除內部的氣泡；
[0046] (11)、負壓吸嘴9釋放磨料塊11，向上提起并復位；
[0047] (12)、滑板15和針狀支桿23復位，針狀支桿23復位到定位孔16內；
[0048] (13)、負壓吸嘴9移動至下一粘接位置，重復步驟（5)- (12)動作，直至整個磨盤 基體6粘接完畢。
[0049] 本實用新型的裝置主要由電氣控制系統、移動機構、送料機構22、粘接機構21等 組成。移動機構主要由底座1、側立板2、導軌3、橫梁4、橫移滑塊5、縱移滑塊7等構成，底 座1上具有與磨盤基體6中心孔相配合的定位芯軸18 ;兩側立板2對稱置于底板14的兩 側用于支撐導軌3 ;橫梁4通過直線軸承與兩根導軌3滑動連接，在步進電機驅動下實現橫 梁4在導軌3上的前后移動；橫梁4上具有與橫移滑塊5相配合的滑槽，橫移滑塊5內置有 橫移步進電機，通過橫移步進電機驅動實現橫移滑塊5在橫梁4上的橫向移動；橫移滑塊5 與粘接機構21相連。縱移滑塊7在縱移步進電機驅動下實現縱向移動。
[0050] 粘接機構21由電磁振動彈性連接桿8(內置有電磁鐵，通過電磁鐵的通斷電實現 振動)和負壓吸嘴9等構成，電磁振動彈性連接桿8置于縱移滑塊7的下部，實現磨料塊11 與磨盤基體6粘接過程中的震蕩，使樹脂膠排除氣泡，分布均勻，提高粘接強度；負壓吸嘴9 通過氣管與真空泵相連，與送料機構22送來的磨料塊11接觸時，通過負壓作用將磨料塊11 吸附，由于負壓吸嘴9與送料機構22的定位孔16同軸，且負壓噴嘴的抽吸口直徑小于定位 孔16的直徑，故負壓吸嘴9始終吸附磨料塊11的中心部位。定位桿10連接送料機構22 與橫移滑塊5,使送料機構22與橫移滑塊5-同移動；磨料塊11疊加置于料倉12內，料倉 12底部設有缺口20,通槽孔19下部設有位于料倉12下方的樹脂膠噴嘴17,樹脂膠噴嘴17 與磨料塊11同軸，且直徑略小于磨料塊11，噴有樹脂膠的磨料塊11被推桿13移動到底板 14上的定位孔16內，負壓噴嘴在真空泵作用下將磨料塊11吸附，滑板15上的針狀支桿23 用于臨時支撐磨料塊11，與磨料塊11支撐方式為三點支撐，待磨料塊11被吸附后，滑板15 撤離，磨料塊11隨縱移滑塊7下降設定的一段距離，與磨盤基體6接觸。電氣控制系統由 各種傳感器和控制軟件組成，用于控制裝置各個動作的實現。
[0051] 上述實施例并非對本實用新型的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依 據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本 實用新型技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1. 超硬材料磨盤磨料塊排布粘接裝置，其特征在于：包括底座，底座上設有定位芯軸， 底座左右兩側分別設有一塊側立板，兩塊側立板之間設有兩根與底座上表面平行的導軌， 兩根導軌上滑動連接有一根橫梁，橫梁上沿長度方向滑動連接有橫移滑塊，橫移滑塊內設 有用于驅動橫移滑塊沿橫梁長度方向移動的橫移步進電機，橫移滑塊上沿垂直方向滑動連 接有縱移滑塊，縱移滑塊內設有用于驅動縱移滑塊沿橫移滑塊垂直方向移動的縱移步進電 機，縱移滑塊下端設有粘接機構，橫移滑塊上設有位于橫移滑塊下方的送料機構。
2. 根據權利要求1所述的超硬材料磨盤磨料塊排布粘接裝置，其特征在于：所述粘接 機構包括內置有電磁鐵的電磁振動彈性連接桿，電磁振動彈性連接桿上端與縱移滑塊下端 連接，電磁振動彈性連接桿下端連接有抽吸口垂直朝下的負壓吸嘴，負壓吸嘴通過氣管與 真空泵連接。
3. 根據權利要求1或2所述的超硬材料磨盤磨料塊排布粘接裝置，其特征在于：所述 送料機構包括定位桿、底板、推桿、滑板和料倉，定位桿垂直設置，定位桿上部與橫移滑塊固 定連接，定位桿下端與底板上表面固定連接，料倉為上下通透的圓筒形結構，料倉下端垂直 設在底板上表面，底板上設有沿橫向方向的通槽孔，料倉下端口與通槽孔連通且料倉內徑 等于通槽孔寬度，料倉下端邊沿的兩側分別設有與通槽孔對應的缺口，通槽孔內壁兩側沿 長度方向分別設有一道支撐臺階，支撐臺階上表面與缺口上邊沿的距離大于一塊磨料塊的 厚度并小于兩塊磨料塊的厚度和，缺口的寬度與通槽孔的寬度相等，通槽孔內設有位于料 倉下端口處的樹脂膠噴嘴，樹脂膠噴嘴位于兩道支撐臺階之間并朝上噴射，推桿設在通槽 孔內并位于料倉一側，底板上設有位于料倉另一側并與通槽孔連通的定位孔，負壓吸嘴抽 吸口朝向定位孔中心，滑板設在底板下方，滑板一側上表面設有可伸入到定位孔內的三根 呈三角形布置的針狀支桿。
【文檔編號】B24D18/00GK203863549SQ201420302056
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】邢波 申請人:鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司