高效加工的多磨头数控坐标磨床的制作方法

1.本实用新型涉及坐标磨床领域，尤其涉及高效加工的多磨头数控坐标磨床。


背景技术：

2.坐标磨床是以消除材料的热处理变形为目的发展起来的机床，坐标磨床具有精密坐标定位装置，它可以磨削孔距精度很高的孔以及各种轮廓形状。
3.现有的坐标磨床如专利公开的公告号为cn214980056u的一种龙门式坐标磨床，包括床身、设在床身上的双立柱，床身上滑动安装有x向滑台，x向滑台通过x向驱动机构驱动，使得x滑台可相对双立柱前后移动；双立柱上滑动安装有w向横梁，w向横梁通过w向驱动机构驱动，使w向横梁沿双立柱上下移动，w向横梁上滑动安装有y向滑板，w向横梁上安装有y向驱动机构，y向驱动机构驱动y向滑板沿w向横梁左右移动,y向滑板上安装有主轴箱，主轴箱内部安装有静压主轴机构，静压主轴机构的底部安装有u向滑板机构，u向滑板机构上安装有磨削主轴，磨削主轴上安装有砂轮，砂轮位于床身上方。
4.但是现有的坐标磨床用的砂轮磨头大多采用单砂轮结构，又由于坐标磨床本身加工速度较慢，磨削一个工件可能需要一两天时间，单个砂轮的结构效率较低，从而增加了加工成本。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高效加工的多磨头数控坐标磨床。
6.本实用新型的技术方案为：高效加工的多磨头数控坐标磨床，包括床身、磨削机构和控制器，床身上滑动安装有在x轴方向移动的滑台一，滑台一由x轴向驱动机构驱动移动，床身上还设有用于带动磨削机构在y轴方向移动的滑台二，以及带动磨削机构在z轴方向移动的滑台三，滑台二由y轴向驱动机构一驱动移动，滑台三由z轴向驱动机构驱动移动，其特征在于，磨削机构包括多个主轴，各主轴上连接有用于打磨工件的砂轮，各砂轮的直径相同且轴心平行，砂轮的轴心z轴向摆设，所述滑台一上设有对应砂轮的装夹部件，装夹部件用于固定工件，砂轮位于装夹部件的上方，
7.所述滑台一上滑动安装有在y轴方向移动的滑台四，滑台一上设有驱动滑台四移动的y轴向驱动机构二，滑台四上设有用于对砂轮进行修整的砂轮修整机构，滑台一上还设有用于对砂轮直径进行检测的直径测量机构，直径测量机构测量砂轮的直径并传输信号到控制器，控制器控制砂轮修整机构对砂轮进行修整。
8.本实用新型进一步的优化方案为：砂轮修整机构包括驱动电机和修整轮，修整轮固定在驱动电机的输出轴上，修整轮的旋转中心z轴向摆设。
9.本实用新型进一步的优化方案为：各砂轮一字排列摆设。
10.本实用新型进一步的优化方案为：各砂轮环形阵列摆设。
11.本实用新型进一步的优化方案为：所述装夹部件包括固定于滑台一上的装夹台以及滑动安装在装夹台上的动夹块，装夹台包括前固定块、后固定块，以及连接在前固定块和
后固定块之间的横梁，动夹块滑动安装在横梁上，横梁与滑台一的台面之间具有间距，动夹块与前固定块组合形成能开合的夹口，动夹块上设有锁紧组件用于将动夹块锁紧在横梁上。
12.本实用新型进一步的优化方案为：所述横梁底部两侧对称设有多对向上凹的凹槽，所述锁紧组件包括夹紧杆和夹紧吊件，夹紧吊件呈一横一竖的倒“t”形状，夹紧吊件的竖部与夹紧杆螺纹连接，夹紧吊件横部两端位于两侧的凹槽中，夹紧杆配合夹紧吊件将动夹块和横梁夹紧固定。
13.本实用新型进一步的优化方案为：一个砂轮对应一个装夹部件，两个砂轮轴心的间距等于对应的两个装夹部件装夹中心的间距。
14.本实用新型进一步的优化方案为：所述直径测量机构设在滑台四上。
15.本实用新型进一步的优化方案为：所述滑台一上滑动安装有在y轴方向移动的滑台五，滑台一上设有驱动滑台五移动的y轴向驱动机构三，直径测量机构设在滑台五上。
16.本实用新型进一步的优化方案为：直径测量机构包括安装座，安装座上设有具有标准外圆尺寸的标准件，标准件的轴心与z轴平行，安装座上设有能同步滑动开合的两个卡脚，卡脚连接测量仪器，两个卡脚的测量点分别与标准件两侧的外壁触接，标准件和安装座能在z轴方向相对滑动，标准件连接复位件，标准件移动到轴心与砂轮同轴时，相对滑动标准件和安装座，使两个卡脚通过标准件进入砂轮用于检测出标准件和砂轮在y轴方向的差值。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点通过在床身上设置多个打磨工件的砂轮，每个砂轮能单独加工同一规格的工件，使坐标磨床一次能对多个工件进行加工，加工效率较单个砂轮的坐标磨床大大提高，
18.能通过直径测量机构和砂轮修整机构配合对砂轮进行修整，使砂轮不需要从坐标磨床上拆下修整，方便各砂轮的修整，能有效保证各砂轮的直径相同，从而保证各砂轮能同时单独对同一规格工件进行加工，在坐标磨床上对砂轮进行修整能保证的安装精度，从而提高加工精度。
附图说明
19.以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于说明背景技术和解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本实用新型范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
20.图1本实用新型结构示意图。
21.图2为砂轮对工件进行打磨的使用状态图。
22.图3为直径测量机构对砂轮进行直径测量的使用状态图。
23.图4为装夹部件结构示意图一。
24.图5为装夹部件结构示意图二。
25.图6为装夹部件剖切图。
26.图7为砂轮与标准件同轴时的位置关系图。
27.图8为直径测量机构剖切图一。
28.图9为直径测量机构剖切图二。
29.图10为直径测量机构对砂轮进行测量的细节图。
30.图中：1、床身；2、滑台一；3、装夹部件；4、工件；5、滑台四；6、驱动电机；7、修整轮；8、滑台五；9、直径测量机构；10、立柱；11、滑台三；12、滑台二；13、主轴；14、砂轮；15、后固定块；16、前固定块；17、横梁；18、凹槽；19、动夹块；20、锁紧组件；21、贯通口；22、滑轨；23、滑块；24、夹紧吊件；25、夹紧杆；26、斜向的通孔；27、卡脚；28、导向边一；29、导向边二；30、复位件；31、滑杆一；32、安装座；33、支撑块；34、固定座；35、底座；36、滑动部；37、弹性件；38、滑杆二；39、定位柱；40、定位孔；41、标准件；42、安装长槽；43、测量仪器。
具体实施方式
31.以下将参考附图来详细描述本实用新型的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本实用新型的保护范围。
32.应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.图1-图10所示，高效加工的多磨头数控坐标磨床，包括床身1、磨削机构和控制器，控制器设在床身1上。
35.图1-图3所示，床身1上滑动安装有在x轴方向移动的滑台一2，床身1上设有驱动滑台一2移动的x轴向驱动机构，x轴向驱动机构为现有机床上的驱动结构，主要包括电机和x轴向的丝杆，电机带动x轴向的丝杆转动，从而驱动滑台一2在x轴方向移动，x轴向驱动机构与控制器电连接。
36.床身1上还设有用于带动磨削机构在y轴方向移动的滑台二12，以及带动磨削机构在z轴方向移动的滑台三11，滑台二12由y轴向驱动机构一驱动移动，滑台三11由z轴向驱动机构驱动移动。
37.具体而言：床身1上固定有双立柱10，双立柱10分别设在床身1的左右两侧，两个立柱10之间通过连接架连接，滑台三11滑动安装在两个立柱10上，z轴向驱动机构设在连接架上，z轴向驱动机构为现有机床上的驱动结构，主要包括电机和z轴向的丝杆，电机带动z轴向的丝杆转动，从而驱动滑台三11在z轴方向上下移动，z轴向驱动机构与控制器电连接，滑台二12滑动安装在滑台三11上，y轴向驱动机构一设在滑台三11上，y轴向驱动机构一为现有机床上的驱动结构，主要包括电机和y轴向的丝杆，电机带动y轴向的丝杆转动，从而驱动滑台二12在y轴方向上移动，y轴向驱动机构一与控制器电连接。
38.磨削机构固定在滑台二12上。
39.磨削机构包括多个主轴13，各主轴13上均连接有用于打磨工件4的砂轮14，各主轴
13均固定在滑台二12上，主轴13能驱动砂轮14旋转，主轴13与控制器电连接，优选的，主轴13的数量为三个，砂轮14的数量分别为对应主轴13的三个，三个砂轮14由对应的主轴13驱动转动。主轴13为现有坐标磨床上的驱动结构，例如电主轴，具体结构可参考专利文件：cn214980056u。
40.为了保证各砂轮14能同时加工同一规格的工件4，各砂轮14的直径相同且轴心平行，砂轮14的轴心z轴向摆设，优选的，各砂轮14一字排列在床身1的上方，或者各砂轮14环形阵列摆设在床身1的上方。
41.图2所示，滑台一2上设有对应砂轮14的装夹部件3，装夹部件3用于固定工件4，砂轮14位于装夹部件3的上方，优选的，一个砂轮14对应一个装夹部件3，两个砂轮14轴心的间距等于对应的两个装夹部件3装夹中心的间距，使每个砂轮14能单独加工同一规格的工件4，且能同时进行加工。
42.图4-图6所示，装夹部件3包括固定于滑台一2上的装夹台以及滑动安装在装夹台上的动夹块19，装夹台包括前固定块16、后固定块15和横梁17，前固定块16和后固定块15前后间隔固定连接在滑台一2上，横梁17位于前固定块16和后固定块15之间，且横梁17的两端分别连接前固定块16和后固定块15，横梁17与滑台一2的台面之间具有间距。
43.动夹块19滑动安装在横梁17上，横梁17的两侧设有滑轨22，动夹块19的两侧设有对应滑轨22的滑块23，滑块23卡在滑轨22内沿滑轨22滑动，使动夹块19限位在横梁17上且沿着横梁17在x轴方向上滑动，动夹块19与前固定块16组合形成能开合的夹口，动夹块19上设有锁紧组件20用于将动夹块19锁紧在横梁17上。
44.横梁17底部的两侧对称设有多对向上凹的凹槽18，横梁17的中间设有供锁紧组件20穿过的贯通口21，锁紧组件20包括夹紧杆25和夹紧吊件24，夹紧吊件24呈一横一竖的倒t形状，夹紧吊件24的竖部与夹紧杆25螺纹连接，夹紧吊件24的横部两端位于两侧的凹槽18中，夹紧杆25配合夹紧吊件24将动夹块19和横梁17夹紧固定。
45.动夹块19上开设有斜向的通孔26，夹紧杆25的杆体部分插在斜向的通孔26内并与夹紧吊件24的竖部螺纹连接。
46.当夹紧杆25正向旋转收紧时，夹紧吊件24横部的两端位于两侧的凹槽18中，动夹块19被夹紧杆25推向前方直至工件4被夹紧，工件4处于被夹紧状态时，夹紧吊件24横部的两端与两侧的凹槽18内壁紧压；当夹紧杆25反向旋转放松后，夹紧吊件24横部的两端与两侧的凹槽18相脱离，动夹块19可用手向后推动，并且在去除工件4或调小工件4尺寸的情况下，动夹块19可用手向前推动。
47.滑台一2上设有对应三个砂轮14的三组装夹部件3。
48.当需要对装夹在装夹部件3上的工件4进行打磨加工时，通过滑台一2、滑台二12和滑台三11配合移动，使砂轮14和工件4相对运动从而实现对工件4的外部轮廓或者内孔进行打磨加工。
49.图1所示，滑台一2上滑动安装有在y轴方向移动的滑台四5，滑台一2上设有驱动滑台四5移动的y轴向驱动机构二，y轴向驱动机构二为现有机床上的驱动结构，主要包括电机和y轴向的丝杆，电机带动y轴向的丝杆转动，从而驱动滑台四5在y轴方向上移动，y轴向驱动机构二与控制器电连接。
50.滑台四5上设有用于对砂轮14进行修整的砂轮修整机构，优选的，砂轮修整机构包
括驱动电机6和修整轮7，驱动电机6与控制器电连接，修整轮7固定在驱动电机6的输出轴上，驱动电机6驱动修整轮7转动，修整轮7的旋转中心z轴向摆设。修整轮7与现有砂轮修整器上的结构相同，例如金刚石轮。
51.砂轮修整机构能通过滑台一2和滑台四5的带动移动到待修整的砂轮14正下方，再通过滑台三11带动砂轮14在z轴方向上下移动对砂轮14进行打磨加工。
52.图1所示，滑台一2上还设有用于对砂轮14直径进行检测的直径测量机构9。
53.优选的，滑台一2上滑动安装有在y轴方向移动的滑台五8，滑台一2上设有驱动滑台五8移动的y轴向驱动机构三，y轴向驱动机构三为现有机床上的驱动结构，主要包括电机和y轴向的丝杆，电机带动y轴向的丝杆转动，从而驱动滑台五8在y轴方向上移动，y轴向驱动机构三与控制器电连接，直径测量机构9设在滑台五8上，直径测量机构9能通过滑台一2和滑台五8的带动移动到待修整的砂轮14正下方，再通过滑台三11带动砂轮14在z轴方向上下移动使直径测量机构9能对砂轮14的直径进行测量。
54.图3、图7、图8、图9、图10所示，直径测量机构9包括安装座32，安装座32上设有具有标准外圆尺寸的标准件41，标准件41的轴心与z轴平行，标准件41和安装座32能在z轴方向相对滑动。
55.为了方便更换标准件41，在安装座32上设置固定座34，固定座34和安装座32能在z轴方向相对滑动，标准件41可拆卸的连接在固定座34上，当需要对不同初始直径的砂轮14进行测量时，可在固定座34上安装具有标准外圆直径的标准件41，使其适配性更高。
56.优选的，标准件41可通过螺丝固定连接在固定座34上。另外，固定座34上可设置定位柱39，在标准件41上设置对应定位柱39的定位孔40，标准件41上的定位孔40插在定位柱39上，使标准件41能更稳定的连接在固定座34上。
57.具体而言，安装座32上可拆卸的连接有上下高低设置的两支撑块33，优选的，两支撑块33通过螺丝固定在安装座32上，两支撑块33之间设有z轴向摆设的两滑杆一31，两滑杆一31的两端分别与两侧的支撑块33连接，固定座34套在两滑杆一31上沿z轴向滑动。
58.另外，标准件41和安装座32之间设有复位件30，复位件30能驱动标准件41相对安装座32滑动，优选的，复位件30为复位弹簧，上述两滑杆一31上均套有复位弹簧，复位弹簧设在固定座34和支撑块33之间，复位弹簧的弹性回复力驱动固定座34沿z轴方向向上滑动，并将固定座34压在上方的支撑块33上。
59.安装座32上设有能同步滑动开合的两个卡脚27，进一步，安装座32的底部设有底座35，两个卡脚27设置在底座35上且能同步滑动开合。底座35既用于安装卡脚27，有作为上述的其中一个支撑块33。
60.具体而言，底座35上设有安装长槽42，安装长槽42的长度延伸方向与y轴方向平行，安装长槽42内设有y轴方向摆设的滑杆二38，两个卡脚27的尾部均设有滑动部36，滑动部36的宽度等于安装长槽42的宽度，滑动部36套在滑杆二38上且能沿y轴方向滑动。
61.优选的，两个卡脚27的开合方向与y轴方向平行，y轴方向与z轴方向垂直。
62.在未测量时，两个卡脚27的测量点分别与标准件41的外壁的两侧触接，作为卡脚27的基准位置。
63.具体而言，两个卡脚27连接弹性件37，优选的，弹性件37为弹簧，弹簧套在滑杆二38上，弹簧的数量为两个，两个弹簧分别位于两个卡脚27的滑动部36外侧，两个弹簧的弹性
力分别作用在两个卡脚27的滑动部36上，使两个卡脚27具有向中间靠拢的趋势，两个卡脚27位于标准件41的两侧，两个弹簧能使两个卡脚27的测量点向中间靠拢触接在标准件41外壁的两侧上。
64.卡脚27连接测量仪器43，测量仪器43固定在其中一个卡脚27上，测量仪器43的测头顶在另一个卡脚27上，测量仪器43用于感应两个卡脚27之间的间距变化，测量仪器43与控制器电连接，当卡脚27滑动时，测量仪器43感应两个卡脚27之间的间距变化值并传输信号到控制器，优选的，测量仪器43包括位移传感器，例如品牌为密克微测，型号为edl05-01的edl位移传感器。
65.当需要检测砂轮14的外圆直径尺寸时，由于砂轮14的轴心是定值，能确定砂轮14的坐标，将标准件41移动到轴心与砂轮14同轴，弹性件37驱动两个卡脚27向中间同步滑动靠拢，使两个卡脚27的测量点与标准件41外壁的两侧触接，此时，测量仪器43感应卡脚27的位置并将该位置作为零点，砂轮14在z轴方向向下移动，砂轮14在向下移动的过程中能抵在标准件41上，使标准件41和安装座32相对滑动，标准件41和安装座32相对滑动后，两个卡脚27的测量点从标准件41的两侧外壁移动到砂轮14的两侧外壁上，由于砂轮14使用后磨损使外圆直径与标准件41的外圆直径存在尺寸差，两个卡脚27同步滑动开合使两个测量点分别与砂轮14的两侧外壁触接，测量仪器43感应两个卡脚27间距的变化值并传输信号到控制器，该检测到的两个卡脚27间距的变化值即作为标准件41外圆直径和砂轮14外圆直径在y轴方向的差值，又由于标准件41的外圆直径已知，通过标准件41的外圆直径和差值就能得到此时砂轮14外圆直径的尺寸。
66.优选的，标准件41和砂轮14由相同材质制成，使测量结果不受材质的影响，测量结果更精确。
67.另外，卡脚27上设有导向边一28，当标准件41和安装座32在z轴方向相对滑动时，卡脚27沿导向边一28通过标准件41进入砂轮14。
68.当测量结束后，砂轮14向上升高向着远离标准件41的方向移动，上述复位件30作用在固定座34上，使固定座34相对安装座32在z轴方向向上移动，固定座34带动标准件41相对安装座32移动，使固定座34重新抵在上方的支撑块33上，此时，两个卡脚27的测量点重新移回标准件41的外壁上，并且两个卡脚27的测量点与标准件41的外壁的两侧重新触接。
69.另外，卡脚27上设有导向边二29，复位件30驱动标准件41相对安装座32滑动复位时，卡脚27沿着导向边二29使测量点重新与标准件41的外壁触接，导向边二29使卡脚27更容易移回标准件41，不会卡住。
70.通过直径测量机构9测量砂轮14的直径并传输信号到控制器，控制器控制砂轮修整机构移动到与砂轮14相对的位置，并对砂轮14进行修整，通过该方式对每个砂轮14均进行修整，使用磨损后的砂轮14能通过砂轮修整机构修整，使各个砂轮14的直径重新保持相同。
71.针对上述直径测量机构9的位置，我们还有另一种方案，直径测量机构9设在滑台四5上。
72.优选的，控制器与现有的数控坐标磨床上的数控系统相同，例如plc控制模块。
73.以上对本实用新型所提供的高效加工的多磨头数控坐标磨床进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是
用于帮助理解本实用新型及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。