精艺镜面抛光凸轮的设计与制造

前面我们已经说过，器人的械手的各种动作都是靠凸轮的转动来带动实现的。因此器人工作效率的高低和工作质量的好坏就突出表现在凸轮的设计与制造上，换句话说，凸轮的设计与制造至关重要。 对于使用器人的用户来说，当然期望器人能够以准确的方位把它的端部执行装置或与它连接的工具移动到给定点来夹紧工件并搬运到给定的位置上。端部执行装置只实现零件的夹紧与放松，而零件从一个位置搬到另一位置却要靠臂部来实现，归根到底，是由凸轮带动臂部来实现，所以凸轮的设计应从工件的移动来考虑。一个工件实现完全定位需要限制六个自由度，而CAMCO公司生产bot型取置器只负责水平搬运零件，只局限在一个平面内，这样就已经限制了零件的三个自由度。所以凸轮的设计只需要控制另外三个自由度就可以了。例如要求把字母“A”从甲位置搬到乙位置并旋转90°放置，如图7-3所示。该械手的动作就可以分解为以下三个简单动作：横走过“1”段，再竖走过“2”段，后完成旋转动作。各段距离的长短或旋转的角度完全由用户的要求来确定。这样各段的简单动作使得该段的凸轮曲线形状也相应简化。用户把要求输人到计算中，计算则根据该要求模拟画出凸轮，并实验处理，验证是否达到预期效果。如果合适，则按照该曲线轮廓在数控床上加工出凸轮来。加工凸轮一定要使工甲。作曲面光滑，不同曲线的过渡适当，以使定位准确，夹紧平稳、可靠。

目前几种常用的抛光方式

长常用的几种抛光方式 1.1械抛光方式 所谓的械抛光就是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，大多采用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方式。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度，是各种抛光方法中 的。光学镜片模具常采用这种方法。 1.2化学抛光方式 化学抛光工艺是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。这种抛光方法主要优点是不需复杂，可以抛光形状复杂的工件，可以同时抛光很多工件，效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。 1.3电解抛光方式 电解抛光的基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。电化学抛光过程分为一下两步： （1）宏观整平溶解产物向电解液中扩散，材料表面几何粗糙下降，Ra＞1μm。 （2）微光平整阳极极化，表面光亮度提高，Ra＜1μm。 1.4超声波抛光方式 将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，让磨料在工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小，不会引起工件变形，但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液，使工件表面溶解产物脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程，利于表面光亮化。 1.5流体式抛光方法 流体抛光方法是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动，使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物（聚合物状物质）并掺上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。 1.6磁力研磨抛光方式 磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控制，工作条件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。 在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同，严格来说，模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。表面抛光一般只要求获得光亮的表面即可。镜面加工的标准分为四级：AO=Ra0.008μm，A1=Ra0.016μm，A3=Ra0.032μm，A4=Ra0.063μm，由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度，而化学抛光、超声波抛光、磁力研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求，所以精密模具的镜面加工还是以械抛光方式为主。