一种数控中高研磨机的制作方法

本发明涉及辊类零件加工技术领域，特别涉及一种数控中高研磨机。

背景技术：

抛物线中高是指：两根相互对压又相互转动的辊类零件由于两辊相互对压而产生的辊面变形曲线，而又为了使两根相互对压又相互转动的辊类零件的辊面能够紧密贴合以生产出合格的产品，因此需要在辊类零件的外圆表面加工出一种补偿辊面变形曲线的凸起的中高曲线,这种曲线与抛物线极为相似，所以行业中通常称之为抛物线中高。

然而，目前国内国外带有抛物线曲线中高辊类零件是依靠用手动拨动车床的纵向手柄进退进行加工的，而明显的，带有抛物线曲线中高的辊类零件依靠用手动拨动车床的纵向手柄进退进行加工，这种做法无法掌握精准的抛物线曲线和平顺的加工表面以及加工效率低、耗时耗力。

之前很多辊类加工企业采用手动拨动车床的纵向手柄进退进行加工带有抛物线曲线中高辊类零件的,由于这种做法无法掌握精准的抛物线曲线和平顺的加工表面以及加工效率底、耗时耗力等，很加工企业干脆对要求需要带抛物线曲线中高的辊类零件直接平直加工，直接的影响到很多国内外有用到辊类零件的造纸行业行、纺织行业、印染行业、包装材料行业、印刷行业、皮革行业等的产品的整体质量。

专利名称为数控胶辊中高研磨机（公开号为CN105014488A）的中国发明专利，公开了数控胶辊中高研磨机，包括：砂轮、箱体、砂轮电机、砂轮主轴、传动皮带、调整手轮、偏心轮、步进电机、减速机、同步带、摇摆板、螺母滑板、复位拉簧、直线导轨、支点、连接底板、箱座滑板、控制箱，所述砂轮设置在砂轮主轴的一端，砂轮主轴设置在箱体的主轴孔内，采用轴承定位支撑，砂轮电机设置在箱体的上方，通过传动皮带带动砂轮主轴和砂轮旋转，箱体设置在箱座滑板的上方并组成一个整体，箱座滑板采用直线导轨支撑连接在连接底板上，调整手轮设置于箱体上，螺母滑板与调整手轮的丝杠组成丝杠传动副，减速机设置在连接底板上，偏心轮与减速机的动力输出轴固定连接，步进电机固定设置在连接底板上通过同步带与减速机的动力输入轴实现同步传动，摇摆板一端设置在连接底板上，由支点定位，并绕支点摆动，摇摆板的另一端与螺母滑板和偏心轮接触，复位拉簧一端设置在连接底板上，另一端设置于箱体上，控制箱连接步进电机和砂轮电机，实现程序控制；该数控胶辊中高研磨机控制精准度不够，加工质量不稳定，加工效率也不是很高。

技术实现要素：

为了克服上述所述的不足，本发明的目的是提供一种数控中高研磨机，其结构简单，操作方便，控制精准高，加工质量稳定且加工后产品表面质量比较好、更光洁、更平整，加工效率也比较快。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种数控中高研磨机，其中，包括与车床连接的底座及设置在所述底座上的用于使车刀前后滑动的导轨滑动机构、用于使所述导轨滑动机构运动的传动机构、用于进行设置控制的控制箱和用于进行研磨的研磨机构；所述导轨滑动机构包括上安装板、下安装板、第一关节轴承和第二关节轴承，所述第二关节轴承垂直固定连接在所述下安装板上，所述第二关节轴承与所述第一关节轴承配合连接，所述第一关节轴承穿过所述上安装板与所述传动机构连接。

作为本发明的一种改进，所述第一关节轴承设置有第一连接柄，所述第二关节轴承设置有第二连接柄，所述第一连接柄与所述第二连接柄进行螺纹连接。

作为本发明的进一步改进，所述传动机构包括偏心轴、减速机和伺服电机，所述伺服电机与所述减速机连接，所述偏心轴套接在所述减速机上，所述偏心轴包括偏心部，所述偏心部与所述第一关节轴承进行配合连接。

作为本发明的更进一步改进，所述研磨机构包括砂轮电机、主轴、皮带轮、传送带和砂轮，所述砂轮电机、所述主轴的一端均安装有所述皮带轮，所述传送带连接在所述皮带轮上，所述主轴的另一端连接有用于安装所述砂轮的砂轮夹盘。

作为本发明的更进一步改进，所述上安装板的端部与所述下安装板的端部之间设置有用于消除反向间隙的弹顶装置。

作为本发明的更进一步改进，所述减速机轴连接有用于安装刀片的刀片安装架。

作为本发明的更进一步改进，所述砂轮电机通过砂轮电机支撑板固定连接在所述上安装板上。

作为本发明的更进一步改进，所述研磨机构还包括安全罩，所述安全罩罩住所述砂轮。

作为本发明的更进一步改进，所述安全罩设置有吸尘口，所述吸尘口连接有吸尘管。

在本发明中，底座安装在车床上，将需要加工的产品（辊类零件）安装在车床上，在控制箱的控制下，传动机构开始工作，带动导轨滑动机构运动，从而利用研磨机构对需要加工的产品进行研磨；导轨滑动机构运动时，第一关节轴承在传动机构的带动下，带动上安装板相对于下安装板进行前后进退运动；本发明结构简单，操作方便，控制精准高，加工质量稳定且加工后产品表面质量比较好、更光洁、更平整，加工效率也比较快。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的左视图。

图3为图1的后视图。

图4为本发明的导轨滑动机构的内部连接结构示意图；

附图标记：1-底座，2-导轨滑动机构，21-下安装板，22-上安装板，23-第一关节轴承，231-第一连接柄，24-第二关节轴承，241-第二连接柄，25-弹顶装置，3-偏心轴，31-偏心部，4-减速机，5-伺服电机，6-控制箱，7-砂轮电机支撑板，8-刀片安装架，9-砂轮电机，10-主轴，11-皮带轮，12-传送带，13-砂轮，14-砂轮夹盘，15-安全罩，16-吸尘口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的一种数控中高研磨机，包括与车床连接的底座1及设置在底座1上的用于使车刀前后滑动的导轨滑动机构2、用于使导轨滑动机构2运动的传动机构、用于进行设置控制的控制箱6和用于进行研磨的研磨机构；

导轨滑动机构2包括上安装板21、下安装板22、第一关节轴承23和第二关节轴承24，第二关节轴承24垂直固定连接在下安装板22上，第二关节轴承24与第一关节轴承23配合连接，第一关节轴承23穿过上安装板22与传动机构连接。

在本发明中，底座1安装在车床上，将需要加工的产品（辊类零件）安装在车床上，在控制箱6的控制下，传动机构开始工作，带动导轨滑动机构2运动，从而利用研磨机构对需要加工的产品进行研磨；导轨滑动机构2运动时，第一关节轴承23在传动机构的带动下，带动上安装板22相对于下安装板21进行前后进退运动。

本发明提供导轨滑动机构2的一种实施方式，第一关节轴承23设置有第一连接柄231，第二关节轴承24设置有第二连接柄241，第一连接柄231与第二连接柄241进行螺纹连接，第一连接柄231与第二连接柄241螺纹连接，可以方便进行丝杆滑动。

本发明提供传动机构的一种实施方式，传动机构包括偏心轴3、减速机4和伺服电机5，伺服电机5与减速机4连接，偏心轴3套接在减速机4上，偏心轴3包括偏心部31，偏心部31与第一关节轴承23进行配合连接；伺服电机5运转，带动减速机4连接的偏心轴3慢慢地旋转,使得与偏心轴3的偏心部31连接的的第一关节轴承23作前进后退运动，当加工到产品（辊类零件）外圆长度的中间时,偏心轴3也转动到了最高点,此时继续往左加工，偏心轴3由高点往低点继续转动，这时将带动研磨机构作往前移动的工作,直到产品（辊类零件）外圆长度的另一半加工完成,抛物线的形状取决于偏心轴3的转动速度。

本发明提供研磨机构的一种实施方式，研磨机构包括砂轮电机9、主轴10、皮带轮11、传送带12和砂轮13，砂轮电机9、主轴10的一端均安装有皮带轮11，传送带12连接在皮带轮11上，主轴10的另一端连接有用于安装砂轮13的砂轮夹盘14，砂轮电机9通过传送带12带动主轴10旋转，从而带动砂轮13转动，对产品（辊类零件）进行研磨。

更进一步，为了消除导轨滑动机构2内反向间隙，上安装板21的端部与下安装板22的端部之间设置有用于消除反向间隙的弹顶装置25，可以使上安装板21和下安装板22之间相对移动顺畅，不会卡住，也不会上下飘动。

为了可以进行车削，减速机4轴连接有用于安装刀片的刀片安装架8，在刀片安装架8上安装刀片，就可以在伺服电机5的控制下，由减速机4带动刀片安装架8的刀片进行车削。

进一步，砂轮电机9通过砂轮电机支撑板7固定连接在上安装板22上，可以更好地固定安装砂轮电机9，也使砂轮13在砂轮电机9的带动下，更加稳定的运行。

更进一步，研磨机构还包括安全罩15，安全罩15罩住砂轮13，对研磨出来的粉屑不会乱飞。

更进一步，安全罩15设置有吸尘口16，吸尘口16连接有吸尘管，可以进行除尘，改善加工车间内的环境。

本发明提供一个实施例，一种数控中高研磨机，包括与车床相连的底座1，底座1上固连让车刀前后滑动的导轨滑动机构2，导轨滑动机构2由下安装板21、上安装板22及其间的第一关节轴承23和第二关节轴承24组成，第二关节轴承24经下安装板21上的孔与下安装板21垂直固定，第二关节轴承24的柄（第二连接柄241）与第一关节轴承23的柄（第一连接柄231）由内外螺纹连接，第二关节轴承24经第一关节轴承23连接偏心轴3，偏心轴3的偏心部31与第一关节轴承23的内圈的内孔紧密配合，偏心轴3套接于减速机4上，减速机4由其一侧的伺服电机5传动，伺服电机5上部设置有控制箱6，减速机4穿过砂轮电机支撑板7与刀片安装架8轴连，砂轮电机支撑板7顶部固定砂轮电机9，其中部开孔安装有主轴10，主轴10一端通过其连接的皮带轮11经传送带12与砂轮电机9传动，另一端伸出砂轮电机支撑板7外并连接砂轮13。

下安装板21及上安装板22之间的端部，设置有消除反向间隙的弹顶装置25，主轴10经砂轮夹盘14夹紧砂轮13，砂轮13及砂轮夹盘14外罩有安全罩15，安全罩15开有连接吸尘管的吸尘口16，刀片安装架8安装车刀后，将砂轮13拆除进行车加工。

控制箱6设有触摸屏、PLC、交流接触器、热保护继电器、（过压、欠压、断相、相续保护器）、中间继电器、开关，其面板为触摸屏，通过对控制箱6的触摸屏设定中高数据后，触摸屏将其传达到PLC，再经过PLC计算后通过脉冲的方式控制伺服电机5旋转并带动减速机4工作，从而使得偏心轴3旋转一定角度，通过改变中高数据就能直接改变偏心轴3的旋转角度，从而实现中高自动可调。

PLC内设置有10个程序，每个程序设置相应的辊长、中高、转速数据、和走刀，再次启动时，选择相应的程序号即可直接加工相应要求的辊类零件。

其工作原理：将本发明安装于传统车床的中拖板上面，辊类零件一头装夹于车床的卡盘上，另一头用车床的尾座顶尖顶起，将车床的大拖板连同数控中高机一起移至辊类零件的右端，手摇动车床的中拖板手柄使本发明的砂轮13靠近辊类零件的右端的外圆表面完成对刀工作,再将车床开启，车床的大拖板的自动走刀也开启，这时辊类零件在车床上转动，大拖板也在车床床身的导轨上自动往辊类零件左端行走，(事先设置好本发明的砂轮13进退速度与车床大拖板自动行走的速度相匹配,并根据辊类零件的中高要求设置好偏心轴的起始角度)，本发明开启运行,砂轮接触辊类零件外圆高速磨削加工,伺服电机5同时运转，带动减速机4中间的偏心轴3慢慢地旋转,使得装在偏心轴3下面偏心部31的第一关节轴承23作后退工作(第一关节轴承23与第二关节轴承24相连，第二关节轴承24固定在下安装板21上面，下安装板21与上安装板22之间安装有导轨滑动机构2，减速机4固定在上安装板22上,使得上安装板22可以在第一关节轴承23作前进后退工作时带动上安装板21也作前进后退工作.砂轮电机支撑板7也是固定在上安装板21上的，主轴10又是固定在砂轮电机支撑板7上的,砂轮夹盘14安装于主轴10的主轴前端，主轴10的后端安装有皮带轮11通过传送带12与砂轮电机9相连)，最终带动砂轮13作后退移动，当加工到辊类零件外圆长度的中间时,偏心轴3也转动到了最高点,此时继续往左加工，偏心轴3由高点往低点继续转动，这时将带动砂轮13作往前移动的工作,直到辊类零件外圆长度的另一半加工完成,抛物线的形状取决于偏心轴3的转动速度，偏心轴3的转动速度由PLC控制,最终完整的加工效果。

本发明的设置控制操作过程如下：

本发明通电开机后，触摸屏出现的页面即为常规页面

程序设定：按触摸屏左下方的“编辑”进入编辑页面

编辑页面第一页有1\2\3\4\5五个常用程序供用户设定和编辑

编辑页面第二页也有6\7\8\9\10五个常用程序供用户设定和编辑

每组常用程序最前面的序号即为程序号。

设定和编辑时只要轻轻触摸点击十个常用程序对应的辊长、中高、实际转速、铭牌转速和走刀量显示框，即可进行数据输入，设定好后检查一遍按返回进入常规页面。

注：实际转速、铭牌转速和走刀量这些指的都是车床的运转数据，因为只有把车床的运转数据输入到本发明的控制箱6内PLC里面，通过PLC的计算使得本发明的运行与车床的运转同步，也就是说当开启车床运转时，车床的拖板从工件的一端走到工件的另一端时，本发明里面的偏心轴3也从一个角度同步的旋转到另一个角度,从而实现了砂轮13针对工件的一个抛物线加工。

操作加工时按照以下过程执行：

A过程开始；

加工时点击常规页面“程序”后面的长框选择对应的程序号；

检查常规页面的程序号和常规页面的中高（中凹）按钮是否显示正常

检查常规页面的辊长、中高、转速数据、和走刀是否和正要加工胶棍的数据相符；

确认数据相符后按 “复位”；

此时状态栏会显示复位的总过程：（自动运行）归零---定位---待机

注：归零是指伺服电机5运转并带动减速机4工作，偏心轴3也转动起来，当安装在偏心轴上3的指针靠近接近开关时，接近开关工作并将信号传导给PLC，此时偏心轴的位置为零点位置，下一步，根据设定的中高，偏心轴继续转动一定的“定位角度”，即“定位”也就是中高的“起始角度”，当运行时，偏心轴3由起始角度开始转动到最低点或最高点（根据工件要求的是中高还是中凹而定）再继续转动一个（由起始角度到最低点或最高点的）相同的角度，即 “终点角度”。

当设定中高数据变了，“定位角度”随之改变，当运行时，运行的“起始角度”和 “终点角度”也随之改变，因此确保了不同中高的灵活控制和加工。

（自动运行）归零---定位---待机”过程中砂轮会自动往前也会自动往后移动一段小于10mm的距离。

等到状态栏显示“待机”后进行下一步操作

A过程结束-------------然后进入加工阶段：

手转车床中拖板手轮使中高机砂轮靠进工件对刀；

对刀后，横向退出再纵向进刀0.1-3mm(根据胶辊材质的不同而定)。

开启拖板向左或向右的自动走刀；

当砂轮13接触到工件时按 “中高运行”进入到中高运行阶段；

进入到中高运行阶段时状态栏会显示：中高运行：

屏幕右上指针图案会一直跟踪砂轮在中高运行当中的位置；

中高运行结束后状态栏会显示运行结束；

此时手摇车床中拖板手轮使砂轮退出工件至少十毫米后才能按“复位”；

进入待机后，如果加工下一工件辊长、中高、走刀、和转速数据相同时，可直接对刀，对刀后按中高运行即可；

如果加工下一工件的辊长和其它中高、实际转速和走刀等数据不相同时；

应返回从A过程开始。

本发明也可以这样理解，偏心轴3的偏心部31与第一关节轴承23的内圈的内孔是紧密配合的，当偏心轴3转动时，偏心轴3的偏心部31围绕偏心轴3的轴心作环绕运转的，因此安装在偏心轴3的偏心部31的第一关节轴承23的内圈也随之围绕偏心轴3的轴心作环绕运转（运动时就像农民使用磨盘用手推磨一样），从而使得第一关节轴承23的柄（第一连接柄231）作前后运动，第二关节轴承24的柄（第二连接柄241）与第一关节轴承23的柄（第一连接柄231）是柄对柄内外螺纹相连安装的，第二关节轴承24最终是固定在下安装板21上的，导轨滑动机构2的导轨也是固定在下安装板21上的，导轨滑动机构2的滑块是固定在上安装板22上的，偏心轴3的主体部分（注：非偏心部31）装在减速机4上最终固定在上安装板22上，下安装板21是固定不动的，当偏心轴3转动时，最终使得上安装板22被动作前后滑动的。

本发明在普通的车床上安装上，可以随意的车加工和研磨带有抛物线曲线中高的辊类零件,中高可随意调节，抛物线曲线也可以通过改变控制系统的参数进行微调。

在加工带有抛物线曲线中高的辊类零件时再也不需要用手动拨动车床的纵向手柄进退来进行加工了,砂轮或车刀的进退全部由本发明的控制箱6控制伺服电机5自动完成，使得砂轮或车刀的进退更加平顺，加工出来的产品也更光洁、平整,抛物线曲线和中高也更精准，原先一人只能开一台床子，现在可以一人开两台甚至开三台床子,极大地提高了生产效率并减少了人工的时间，促进了社会发展。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。