一种多工位自动换刀一体化打磨主轴机构的制作方法

本发明属于机械加工领域，涉及一种打磨主轴机构，尤其是涉及一种多工位自动换刀一体化打磨主轴机构。

背景技术：

一般打磨抛光机器人是在关节机器人的末端，加装旋转的打磨工具来完成打磨任务。这种打磨机器人只能完成单一的打磨任务。相对于结构复杂、曲线、曲面、面积变化不规则的产品，上述打磨抛光机器人很难胜任，同时存在以下不足：

(1)关节机器人本体就是一个机械臂结构，就是杠杆，原理大家都很清楚，所以能够抓起的重量和受力大小受到很大限制。就不能抓起重量较大的工件，又不能受很大的力。如果抓起的铸件重量与打磨受力的合力或打磨组件的重量与打磨受力的合力超过机器人本身的承受能力就会造成机器人本体的损坏。一般铸件总量有一定偏差，铸件的飞边、毛刺、披逢以及凸凹不平，打磨时的切削力会瞬间发生变化很容易造成机器人的损坏或停机(尽管机器人本身可能安装测力传感器)。

(2)所有运动是靠齿轮、蜗轮、蜗杆的旋转运动的转化实现，所有受力均作用在齿轮和蜗轮蜗杆上。铸件的打磨又是在受力变化范围较大，脉动冲击长时间发生，机器人的寿命受到很大的影响。

(3)机械手自身有自己的编程系统，必须专业的工程师对其运行轨迹进行编程开发，因此，一旦更换工件，后期开发麻烦，相当于从新做一套系统；同时，在打磨工具磨损的情况下不能实现刀具补偿会严重影响打磨质量。

(4)机械人结构复杂，一旦发生故障，必须请机械人生产厂家维修，即使开发单位自身也无能为力；

(5)机械手本身重量轻，系统刚度不好。即使自身有转矩检测系统，但是一旦发生撞刀等意外事故，由于自身刚度下很容易导致系统损坏。

(6)由于运动是靠齿轮、蜗轮、蜗杆的旋转运动的转化实现，对于直线运动及往复运动的速度和精度受到一定的限制。

鉴于制造业的发展需求，最为传统的铸造业也要向更高的自动化智能制造方向发展。铸件的清理工序以人工打磨为主的，存在效率低、安全隐患大、环境恶劣、劳动强度大等问题亟待解决。实现其自动化、智能化更符合产业的发展方向要求。因此，在以上传统意义上的机械人运用于铸件后处理过程中，存在着很多局限的地方，因此，我们公司结合市场和自身技术的特点研发专用的高刚性打磨机械人。

然而，在打磨过程中需要更换打磨工具时，一定要回到换刀机构的位置才能实施更换切削工具，这样就要花费其移动时间，对于大型零件其花费时间更多。如果不更换打磨工具，影响打磨质量，有影响打磨效率。为提高打磨质量，实现快速更换打磨工具，本发明提供了一种多工位自动换刀一体化打磨主轴机构。

技术实现要素：

为解决现有打磨主轴机构的上述缺陷，本发明提供一种多工位自动换刀一体化打磨主轴机构，可提高打磨质量，实现快速更换打磨，方便可靠。

本发明为解决上述问题采用如下的技术方案：

一种多工位自动换刀一体化打磨主轴机构，包括主轴箱体，所述主轴箱体中心内部设有主传动轴，所述主传动轴顶部电线连接主轴电机，所述主轴电机与所述主轴箱体之间设有主轴支架，位于所述主轴支架部分的所述轴传动轴外侧设有连轴套，所述主传动轴侧面连接线轨滑座，所述线轨滑座与所述主轴传动中心轴互相平行，所述线轨滑座滑动连接固设于所述主轴箱体内部的线轨，所述主传动轴底部连接有换刀机构，所述换刀机构底部设有铣夹头，所述铣夹头顶部与所述主传动轴底部设有相互配合的连接件，所述铣夹头外侧设有刀套。

进一步的，所述换刀机构包括主轴刀体、刀体轴、第一齿轮,、第二齿轮和第三齿轮，第一齿轮通过螺栓与所述主传动轴固定连接，所述第二齿轮通过螺钉和锁紧定位件与所述主轴刀体固定连接，所述第三齿轮内部设有传动轴和凸键。

进一步的，所述主传动轴与所述第三齿轮接触的侧面设有与所述第三齿轮相配合的齿条。

进一步的，所述铣夹头的数量为4个或6个。

进一步的，所述主轴刀体与所述主传动轴端面呈45°斜面结构。

进一步的，所述第二齿轮配合设有锁紧定位键。

进一步的，所述4、6工位自动换刀一体化打磨主轴机构各部件之间通过轴承、挡圈、螺钉及其配套工件连接固定。

本发明的有益效果在于：

1、节省了换刀时间，可以进一步提高工作效率。

2、与增加换刀机构相比，结构简单。

3、可以大幅度降低制造成本。

4、减少机床的占地面积。

5、机器人的结构更加紧凑。

6、可以胜任更加复杂的产品打磨。。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的局部结构示意图。

图中，1.主轴箱体 2.主轴刀体 3.刀套

4.铣夹头 5.锁紧定位键 6.刀体轴

7.第一齿轮 8.第二齿轮 9.主传动轴

10.换刀机构 11.线轨滑座 12.线轨

13.第三齿轮 14.主轴支架 15.连轴套

16.主轴电机 17.传动轴 18.凸键

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本发明提供一种多工位自动换刀一体化打磨主轴机构，需要指出的是，所述4、6工位自动换刀一体化打磨主轴机构各部件之间通过轴承、挡圈、螺钉及其配套工件连接固定，此为本领域技术人员所熟知的现有技术，通过图纸不需要付出创造性劳动便可知晓，因此本发明不予详述。

本发明包括主轴箱体1，所述主轴箱体1中心内部设有主传动轴9，所述主传动轴9顶部电线连接主轴电机16，所述主轴电机16与所述主轴箱体1之间设有主轴支架14，位于所述主轴支架14部分的所述轴传动轴9外侧设有连轴套15，所述主传动轴9侧面连接线轨滑座11，所述线轨滑座11与所述主轴传动9中心轴互相平行，所述线轨滑座11滑动连接固设于所述主轴箱体1内部的线轨12，所述主传动轴9底部连接有换刀机构10，所述换刀机构10底部设有铣夹头4，所述铣夹头4顶部与所述主传动轴9底部设有相互配合的连接件，所述铣夹头4外侧设有刀套3。

需要指出的是，所述换刀机构包括主轴刀体2、刀体轴6、第一齿轮7,、第二齿轮8和第三齿轮13，第一齿轮7通过螺栓与所述主传动轴9固定连接，所述第二齿轮8通过螺钉和锁紧定位件5与所述主轴刀体2固定连接，所述第三齿轮13内部设有传动轴17和凸键18。

需要指出的是，所述主传动轴9与所述第三齿轮13接触的侧面设有与所述第三齿轮13相配合的齿条。

需要指出的是，所述铣夹头4的数量为4个或6个，均呈圆周分布。

需要指出的是，所述主轴刀体2与所述主传动轴9端面呈45°斜面结构，制造简单，受力均匀，稳定性高。

需要指出的是，所述第二齿轮8配合设有锁紧定位键5。

工作时，所述主轴电机16带动所述主传动轴9旋转，所述主传动轴9底部与位于所述主传动轴9底部的所述铣夹头4顶部的连接件配合连接为一体，所述铣夹头4与所述主传动轴9同步旋转，带动其底部的砂轮旋转而进行打磨工作。特别的是，主轴电机16与传动轴17电连接使所述传动轴17旋转，所述传动轴17带动凸键18转动从而可带动第三齿轮13旋转，所述第三齿轮13与所述主传动轴9侧面的齿条啮合带动主传动轴9侧面所述线轨滑座11在所述线轨12上滑动，使所述主传动轴9与所述铣夹头4分离，主轴电机16带动主传动轴9旋转，通过所述第一齿轮7与第二齿轮8啮合进行换刀工作，一般换刀机构与主轴分离，换刀是系统指令主轴移动到指定位置，实施换刀，这样必然产生换刀时间(包括移动时间和换刀过程时间)。本发明考虑磨削工具的数量的有限性，将换刀机构10和主传动轴9实现一体化架构设计，这样的结构在换刀时，可以在不改变主轴位置的条件下直接进行换刀，大大节省了换刀时间。

本发明中还可以考虑，根据铸件打磨的具体条件，配合使用的不同种类砂轮，也可以配合使用不同数量的砂轮，可以选择4工位和6工位结构标准，以满足铸件打磨的要求。换刀位置和刀具定向均利用主轴电机16完成，既简化了结构，又减少的电机的使用数量。

以上通过实施例对本发明的进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。