一种防卡死回零机构及应用该机构的五轴数控磨床的制作方法

1.本发明涉及数控磨床，尤其涉及一种防卡死回零机构及应用该机构的五轴数控磨床。


背景技术：

2.五轴数控磨床是一种可加工复杂形状工件的数控机床，磨床的切削工具安装在移动部上，移动部可沿编程路径进行移动，具有更好的运动自由度，数控磨床工作过程中的一个重要环节就是回零操作，数控磨床中的移动部与回零机构中的开关相接触，完成回零操作，旨在重新确立参考点与坐标轴的位置，能够使各项控制操作任务重新回到零点坐标，因此，回零机构能否正常工作，对数控磨床的加工效果有着重要影响。
3.中国专利cn 112318204 b公开了一种机床机械零点寻回装置、方法和机床，该装置包括：感应单元，设置在所述机床的控制轴的零点位置处；使能单元用于向感应单元提供使能信号；感应单元用于寻找控制轴的原机械零点；控制单元用于控制控制轴急停并将控制轴停止移动的位置确定为控制轴的原机械零点的位置。本发明的方案，可以通过使机床的机械零点能够快速寻回，避免机床在重新加工时发生危险，提升机床在重新加工时的安全性。
4.但是该技术方案中还存在一些问题，数控磨床在长时间使用的过程中，加工时产生的废屑可能进入到回零机构的原点开关位置处，导致原点开关被卡死，不能动作，以至于机床不能回零点；另外，移动部与被卡死的原点开关接触后，会对回零机构产生过大的挤压力，可能导致回零机构发生位移，移动部与原点开关可接触的范围变小，使得原点开关的移动幅度变小，原点开关不能被挤压到开关动作位置，也会导致机床不能回到零点；传统的解决方法为：在机床运行出现不能回零的故障之后，清理回零机构中被卡住的部位，使得原点开关能够顺畅运动；或者调整回零机构的安装位置，使其复位。
5.这种解决方法具有延迟性，一般是在机床运行出现故障之后才能被发现，清理卡住部位和复位回零机构需要分别进行检查和处理，不能同时进行，且需要进行停机处理，影响到工作进度，降低了工作效率，上述技术方案并未有效的解决这些问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种防卡死回零机构及应用该机构的五轴数控磨床，通过卡死检测部分对原点开关杆的卡死情况进行检测，在原点开关杆出现卡死问题时，通过清理机构对原点开关杆进行撞击清理，将卡塞物推走，使得回零机构可以正常动作，解决了回零机构出现卡死问题时，机床不能回零的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防卡死回零机构，包括：回零检测部分，所述回零检测部分包括安装在机床上的原点开关盒，原点开关盒内活动插接有原点开关杆，原点开关杆上安装有弹性复位装置，原点开关杆用于检测数控
磨床中移动部的运动，原点开关盒的内部安装有用于向数控中心发送信号的触片，原点开关杆上安装有与触片匹配的触头；移动部沿x轴运动，移动部与原点开关杆接触时，挤压原点开关杆在原点开关盒内沿着y轴移动，原点开关杆移动之后，触头与触片产生配合动作，进而产生回零信号；清理机构，所述清理机构包括活动套接在原点开关杆外侧的撞板，撞板用于对原点开关杆的周侧进行撞击；数控磨床产生的废屑一般会堆积在原点开关杆与原点开关盒之间的缝隙处，启动撞板对缝隙处进行撞击，可将原点开关杆周侧的卡塞物冲走，使得原点开关杆可以正常移动；动力机构，所述动力机构包括用于推动撞板的内杆；卡死检测部分，所述卡死检测部分包括抵在原点开关杆外侧的顶板，顶板用于检测原点开关杆对原点开关盒的横向挤压力；正常情况下，原点开关杆在原点开关盒内沿y轴上下移动，原点开关杆对顶板在x轴向上产生的挤压力较小顶板不产生移动；当原点开关杆被卡死后，移动部对原点开关杆的作用力集中在x轴向上，原点开关杆对顶板在x轴向上产生过大的挤压力，并推动顶板沿x轴移动；驱动部分，所述驱动部分用于启动动力机构。
8.作为一种优选，所述动力机构包括固定安装在原点开关盒内部的支座，支座的内部活动插接有外杆，外杆与支座之间安装有压簧一，内杆活动插接在外杆的内部，内杆的外侧设置有限位块，限位块与外杆之间安装有压簧二，支座的内部设置有用于卡住限位块的卡块，外杆上设置有用于推动卡块的推杆。
9.所述顶板滑动插接在原点开关盒的内部，顶板上安装有弹性支撑件。
10.作为一种优选，所述驱动部分包括活动套接在原点开关杆外侧的底板，外杆固定安装在底板上，底板上设置有竖板，顶板上设置有用于推动竖板的推板。
11.所述内杆贯穿底板的一侧设置有限位环。
12.作为一种优选，所述原点开关盒通过紧固件安装在数控磨床上，撞板固定安装在支撑板上，原点开关盒的内部转动安装有复位板，复位板的两端分别抵住紧固件和支撑板，复位板上设置有复位扭簧。
13.作为一种优选，所述支座内设置有喷气机构，喷气机构包括用于储存气体的气室，撞板上设置有喷头，气室内设置有出气孔，喷头通过导气管与出气孔连通，出气孔内活动安装有堵孔板，限位块用于推动堵孔板。
14.作为一种优选，所述支座内设置有对气室进行充气的充气机构，充气机构包括气筒和活塞杆，活塞杆与原点开关杆固定连接。
15.作为又一种优选，所述顶板靠近原点开关杆的一侧设置有辊轴。
16.此外，本发明还提供一种五轴数控磨床，该五轴数控磨床应用了上述所述的一种防卡死回零机构，包括主机体，所述主机体上设置有滑轨和移动部，回零检测部分安装在滑轨上，移动部上设置有用来挤压原点开关杆的原点挡块。
17.本发明的有益效果在于：（1）本发明通过设置卡死检测部分对原点开关杆是否出现卡死的情况进行检测，在原点开关杆卡死时，其作用力集中在顶板上，挤压顶板移动，顶板通过动力机构启动撞板移动，对原点开关杆的周侧进行冲击，自动将卡塞物冲走，改善了数控磨床工作产生的废屑
将原点开关杆卡死，使得数控磨床无法回零的问题。
18.（2）本发明通过设置外杆和内杆来为撞板提供驱动力，原点开关杆卡死时，顶板被挤压移动，并通过驱动部分触发动力机构中的内杆移动，内杆对撞板产生撞击力，实现了在检测到原点开关杆卡死时，自动进行清理的功能，无需停机操作，提高了数控磨床的工作效率。
19.（3）本发明通过动力机构的动力源由原点开关杆被卡死时产生的挤压力来提供，实现了在检测原点开关杆是否出现卡死的同时，为清理机构提供动力源的功能。
20.（4）本发明通过设置喷气机构和充气机构，在数控磨床每次进行回零操作时，都会对气室进行充气增压，在撞板进行清理工作时，增压后的气体同时喷出，实现了撞板在将体积较大的卡塞物冲走，同时，还可将细小碎屑吹走的功能，清理效果更好，且需额外设置电力驱动机构，降低使用成本。
21.（5）本发明通过设置紧固件和复位板，移动的撞板通过复位板对紧固件产生作用力，该作用力对原点开关盒发生移动的趋势具有阻止效果，提高了原点开关盒和原点开关杆的安装位置精准度，且复位板可推动撞板回移复位；整体装置可自动复位，以便循环使用，无需人工操作，结构简单，使用方便。
22.综上所述，本发明具有对回零机构出现卡死的情况进行自动检测和自动清理，可循环工作，无需停机操作，工作效率高，无需额外设置电力驱动机构，降低使用成本等优点。
附图说明
23.图1为原点开关盒内部结构示意图；图2为原点开关盒正面剖视图；图3为图2中a部分局部放大图；图4为动力机构与充气机构示意图；图5为实施例二顶板结构示意图；图6为数控磨床整体示意图；图7为图6中b部分局部放大图。
24.1、回零检测部分；11、原点开关盒；12、原点开关杆；2、清理机构；21、支撑板；22、撞板；3、动力机构；31、支座；32、外杆；33、内杆；34、限位块；35、卡块；36、推杆；4、卡死检测部分；41、顶板；42、弹性支撑件；43、辊轴；5、驱动部分；51、底板；52、竖板；53、推板；6、喷气机构；61、气室；62、导气管；63、堵孔板；7、充气机构；71、气筒；72、活塞杆；81、紧固件；82、复位板；91、主机体；92、滑轨；93、移动部；931、原点挡块。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、
“ꢀ
顺时
针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.实施例一如图1-4所示，本实施例提供一种防卡死回零机构，包括：回零检测部分1，所述回零检测部分1包括安装在机床上的原点开关盒11，原点开关盒11内活动插接有原点开关杆12，原点开关杆12上安装有弹性复位装置，原点开关杆12用于检测数控磨床中移动部93的运动，原点开关盒11的内部安装有用于向数控中心发送信号的触片，原点开关杆12上安装有与触片匹配的触头；移动部93沿x轴运动，移动部93与原点开关杆12接触时，挤压原点开关杆12在原点开关盒11内沿着y轴移动，原点开关杆12移动之后，触头与触片产生配合动作，进而产生回零信号；清理机构2，所述清理机构2包括活动套接在原点开关杆12外侧的撞板22，撞板22用于对原点开关杆12的周侧进行撞击；数控磨床产生的废屑一般会堆积在原点开关杆12与原点开关盒11之间的缝隙处，启动撞板22对缝隙处进行撞击，可将原点开关杆12周侧的卡塞物冲走，使得原点开关杆12可以正常移动；动力机构3，所述动力机构3包括用于推动撞板22的内杆33；卡死检测部分4，所述卡死检测部分4包括抵在原点开关杆12外侧的顶板41，顶板41用于检测原点开关杆12对原点开关盒11的横向挤压力；正常情况下，原点开关杆12在原点开关盒11内沿y轴上下移动，原点开关杆12对顶板41在x轴向上产生的挤压力较小顶板41不产生移动；当原点开关杆12被卡死后，移动部93对原点开关杆12的作用力集中在x轴向上，原点开关杆12对顶板41在x轴向上产生过大的挤压力，并推动顶板41沿x轴移动。
28.驱动部分5，所述驱动部分5用于启动动力机构3。
29.进一步，所述动力机构3包括固定安装在原点开关盒11内部的支座31，支座31的内部活动插接有外杆32，外杆32与支座31之间安装有压簧一，内杆33活动插接在外杆32的内部，内杆33的外侧设置有限位块34，限位块34与外杆32之间安装有压簧二，支座31的内部设置有用于卡住限位块34的卡块35，外杆32上设置有用于推动卡块35的推杆36。限位块34靠近卡块35的一侧设置有斜坡，卡块35上安装有支撑弹簧，推杆36上设置有三角形的楔块，卡块35的内部开设有与楔块对应的凹槽；初始状态下，外杆32在压簧一的推动下固定在支座31内，卡块35将限位块34卡住，从而将内杆33固定住；当需要对原点开关杆12进行清理时，启动外杆32沿y轴正向移动，使得压簧二被压缩蓄能，随着外杆32的继续移动，推杆36与卡块35接触，并通过楔块将卡块35推开，使得卡块35与限位块34错开，然后，内杆33在压簧二的推动下快速移动，并撞击到撞板22，使得撞板22快速移动，对原点开关杆12的周侧进行冲击，将卡塞物冲走。
30.进一步，所述顶板41滑动插接在原点开关盒11的内部，顶板41上安装有弹性支撑件42，弹性支撑件42可采用弹簧。
31.进一步，所述驱动部分5包括活动套接在原点开关杆12外侧的底板51，外杆32固定
安装在底板51上，底板51上设置有竖板52，顶板41上设置有用于推动竖板52的推板53。推板53上设置有斜坡面，竖板52内设置有与斜坡面对应的通孔，原点开关杆12在y轴向上被卡死时，原点开关杆12被移动部93带动沿着x轴向移动，并挤压顶板41沿x轴移动，顶板41通过推板53推动竖板52沿y轴移动，从而带动底板51和外杆32移动。
32.进一步，所述内杆33贯穿底板51的一侧设置有限位环。底板51和外杆32复位之后，通过限位环带动内杆33一起复位，使得限位块34重新被卡块35所挡住。
33.更进一步，所述原点开关盒11通过紧固件81安装在数控磨床上，撞板22固定安装在支撑板21上，原点开关盒11的内部转动安装有复位板82，复位板82的两端分别抵住紧固件81和支撑板21，复位板82上设置有复位扭簧。复位板82可在复位扭簧的作用下自动复位，复位扭簧的作用力无需太大，只需能提供复位功能即可，紧固件81可采用紧固螺栓结构；在数控磨床回零的过程中，移动部93对原点开关杆12产生挤压力，在原点开关杆12被卡死时，原点开关杆12无法顺畅的沿着y轴负向移动，则移动部93对原点开关杆12产生的挤压力会作用在原点开关盒11上，使得原点开关盒11整体具有沿y轴负向移动的趋势；撞板22受到内杆33的冲击后产生动能，沿y轴正向快速移动，对原点开关杆12周侧的卡塞物进行清理；同时，撞板22通过复位板82对紧固件81产生作用力，由于紧固件81固定在机床上，撞板22与原点开关盒11为一体式结构，根据力的相互作用，原点开关盒11具有沿y轴正向移动的趋势，改善了当原点开关杆12被卡死时，原点开关盒11容易沿y轴负向移动的问题，提高了原点开关盒11和原点开关杆12的安装位置精准度；在清理之后，撞板22的动能消失，复位板82在复位扭簧的作用下自动复位，并推动撞板22回移复位，以便于进行下次清理工作时，内杆33可以撞击到撞板22。
34.进一步，所述支座31内设置有喷气机构6，喷气机构6包括用于储存气体的气室61，撞板22上设置有喷头，气室61内设置有出气孔，喷头通过导气管62与出气孔连通，出气孔内活动安装有堵孔板63，限位块34用于推动堵孔板63。当撞板22沿y轴移动，对原点开关杆12进行清理时，打开气室61，气室61内的气体经由喷头喷出，因此，撞板22上的喷头可对原点开关杆12的周侧进行吹刷清理，将附着在原点开关杆12周侧的细小碎屑吹走，改善了数控磨床加工产生的细小碎屑堆积在原点开关杆12外侧，也可能造成原点开关杆12卡死的问题。
35.更进一步，所述支座31内设置有对气室61进行充气的充气机构7，充气机构7包括气筒71和活塞杆72，活塞杆72与原点开关杆12固定连接。气室61内安装有单向气阀和泄压阀，数控磨床在每次进行回零操作时，原点开关杆12和活塞杆72都会沿y轴做一次往复运动，活塞杆72在气筒71内完成一次充气动作，如此，可不断的对气室61进行充气增压，通过设置气室61来进行气体储存和增压，可提高喷头对原点开关杆12的吹刷清理效果；该装置利用原点开关杆12工作时自身的运动来进行自动充气，无需额外设置气室61的电力充气装置，降低了使用成本，结构简单，使用方便。
36.实施例二如图5所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：本实施例中，所述顶板41靠近原点开关杆12的一侧设置有辊轴43。原点开关杆12
与顶板41之间的摩擦为滚动摩擦，降低了二者之间的摩擦力，使得原点开关杆12可以更顺畅的沿y轴运动。
37.实施例三如图6-7所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例三与实施例一的不同之处在于：本实施例提供一种五轴数控磨床，该五轴数控磨床应用了上述实施例一所述的一种防卡死回零机构，包括主机体91，所述主机体91上设置有滑轨92和移动部93，回零检测部分1安装在滑轨92上，移动部93上设置有用来挤压原点开关杆12的原点挡块931。通过这种设置，移动部93可在滑轨92上进行自由运动，在回零时，移动部93上的原点挡块931与回零检测部分1相接触，从而进行回零操作。
38.工作步骤步骤一、数控磨床在进行回零操作时，移动部93在滑轨92上沿x轴移动，移动部93上的原点挡块931与回零检测部分1中的原点开关杆12接触，原点开关杆12被原点挡块931挤压并沿y轴负向移动，当原点开关杆12移动到开关动作位置处时，触头与触片配合，产生回零信号，数控磨床完成回零操作；步骤二、在每次进行回零操作时，原点开关杆12和活塞杆72都会沿y轴做一次往复运动，活塞杆72在气筒71内完成一次充气动作，如此，可不断的对气室61进行充气增压；步骤三、当原点开关杆12被卡死时，原点开关杆12无法沿y轴移动，则移动部93对原点开关杆12的作用力集中在x轴向上，原点开关杆12推动顶板41沿x轴移动，此时，卡死检测部分4被触发；步骤四、顶板41通过推板53推动竖板52沿y轴正向移动，从而带动底板51和外杆32沿y轴正向移动，使得动力机构3被触发；步骤五、外杆32沿y轴正向移动，使得压簧二被压缩蓄能，随着外杆32的继续移动，推杆36与卡块35接触，并通过楔块将卡块35推开，使得卡块35与限位块34错开，然后，内杆33在压簧二的推动下快速移动，并撞击到撞板22，使得撞板22快速移动，对原点开关杆12的周侧进行冲击，将卡塞物冲走，改善了原点开关杆12被卡死的问题；步骤六、内杆33移动之后，限位块34与堵孔板63接触，并挤压堵孔板63移动，使得气室61中的出气孔被打开，气室61内的气体经由撞板22上的喷头喷出，因此，撞板22在将体积较大的卡塞物冲走时，还可将原点开关杆12周侧的细小碎屑吹走，改善了数控磨床加工中产生的细小碎屑堆积在原点开关杆12外侧，也可能造成原点开关杆12卡死的问题；步骤七、移动的撞板22通过复位板82对紧固件81产生作用力，由于紧固件81固定在机床上，撞板22与原点开关盒11为一体式结构，根据力的相互作用，原点开关盒11具有沿y轴正向移动的趋势，改善了当原点开关杆12被卡死时，原点开关盒11容易沿y轴负向移动的问题，提高了原点开关盒11和原点开关杆12的安装位置精准度；步骤八、在清理之后，撞板22的动能消失，复位板82在复位扭簧的作用下自动复位，并推动撞板22回移复位；整体装置可自动复位，以便循环使用，无需人工操作，结构简单，使用方便。
39.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。