多轴联动多工位数控磨床的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种多轴联动多工位数控磨床，包括机架、电控系统、气动或液压系统，所述机架上自下而上依次安装有有竖直布置的直线运动组件一、互成90°水平布置的直线运动组件二与直线运动组件三，所述直线运动组件三上安装有旋摆平台，所述旋摆平台上安装有自旋夹具，所述机架上还设有独立布置的第一磨轮组件与第二磨轮组件。这种磨床可以通过多轴联动多工位实现对复杂工件的精密加工，极大地提供了加工效率和可靠性。
【专利说明】
多轴联动多工位数控磨床
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种机床，具体来说，是一种多轴联动多工位数控磨床。
【背景技术】
[0002]磨削加工是重要的机械加工领域。但目前常见的磨床多是单轴加工，对于复杂外形的加工显得无能为力。即使是规则的多面体，例如六面体，也需要多次装夹才能完成磨削加工;拆装过程既大量增加了操作者的时间和劳动负担，又加大了装夹误差而降低了加工精度。同时，磨削加工往往需要多道工序，单一工位或单一磨具不能一次完成全部加工，工件加工精度达不到要求，而重复装夹或更换磨具对时间和精度的影响很大。这些对生产企业都会造成极大的负担。
【实用新型内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种多轴联动多工位数控磨床，实现了多轴联动及多工位加工工件的功能，满足一次完成工件复杂外形及多道磨削工序的要求。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
[0005]一种多轴联动多工位数控磨床，包括机架、电控系统、气动或液压系统，所述机架上安装有沿竖直方向运动的直线运动组件一，所述直线运动组件上安装有水平布置的直线运动组件二，所述直线运动组件二上安装有与其呈90°水平布置的直线运动组件三，所述直线运动组件三上安装有能够实现圆周运动的旋摆平台，所述旋摆平台上安装有能够实现圆周运动的自旋夹具，所述机架上还设有相互独立的第一磨轮组件和第二磨轮组件。
[0006]作为上述技术方案的改进，所述旋摆平台包括转台，所述转台包括水平布置的旋摆齿轮组，所述旋摆齿轮组包括相互啮合的主动轮与从动轮，所述主动轮安装于主动轮轴上，所述主动轮轴连接有驱动主动轮轴旋转的主动轮轴驱动电机，所述从动轮安装于旋摆中心轴上;所述旋摆中心轴上轴端连接有旋摆面板，所述旋摆面板与所述自旋夹具相连。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述自旋夹具包括连接于所述旋摆面板的夹具左支座与夹具右支座，所述夹具左支座上安装有主旋转轴，所述夹具右支座上安装有与主旋转轴轴向相同的端部旋转轴，所述主旋转轴连接有主旋转轴驱动电机，所述主旋转轴与所述端部旋转轴之间设有工件夹具。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述旋摆面板上安装有直线运动组件四，所述夹具右支座安装于所述直线运动组件四上，所述直线运动组件四沿所述端部旋转轴轴向做线性运动。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一磨轮组件包括第一磨轮支座，所述第一磨轮支座上安装有第一加工磨轮，所述第一加工磨轮通过第一传动带连接于第一磨轮驱动电机上，所述第一加工磨轮之轴向按水平方向布置。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述第二磨轮组件包括第二磨轮支座，所述第二磨轮支座上安装有第二加工磨轮，所述第二加工磨轮通过第二传动带连接于第二磨轮驱动电机上，所述第二加工磨轮之轴向按竖直方向布置。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一磨轮组件的数量为多个。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述第二磨轮组件的数量为多个。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一加工磨轮与所述第二加工磨轮具有不同特性。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述多轴联动多工位数控磨床外设有全封闭机罩，所述机罩上设有透明玻璃自动门。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供一种多轴联动多工位数控磨床，通过工作台与多个磨轮的设置实现多轴联动与多工位加工，满足对于具有复杂外形的工件及需要多重磨削工序的工件的一次装夹完成全部磨削加工的要求。该磨床解决了以往磨削加工中效率低下、精度不高的技术问题。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0017]图1是本实用新型一种多轴联动多工位数控磨床的立体结构图；
[0018]图2是本实用新型一种多轴联动多工位数控磨床的俯视剖视图；
[0019]图3是图1中一种多轴联动多工位数控磨床的直线运动组件一的齿轮传动简图；
[0020]图4是本实用新型一种多轴联动多工位数控磨床的正面局部剖视图；
[0021]图5是本实用新型一种多轴联动多工位数控磨床的俯视图；
[0022]图6是图5中一种多轴联动多工位数控磨床的A-A剖视图；
[0023]图7是图6中一种多轴联动多工位数控磨床M的局部放大图；
[0024]图8是图5中一种多轴联动多工位数控磨床的B-B剖视图；
[0025]图9是图8中一种多轴联动多工位数控磨床C的局部放大图；
[0026]图10是图8中一种多轴联动多工位数控磨床D的局部放大图；
[0027]图11是一种多轴联动多工位数控磨床整体正面外观示意图。
[0028]主要元件符号说明:
[0029]100-多轴联动多工位数控磨床，1-机架，2-直线运动组件一，21-固定座，22-第一驱动轴，23-第一运动底板，24-第一驱动电机，25-第一圆锥齿轮，26-第二圆锥齿轮，27-第二驱动轴，28-升降圆柱齿轮，29-齿条运动杆件，3-直线运动组件二，31-第二滚珠丝杠，32-第二滚珠导轨，33-第二运动底板，34-第二固定侧，341-第二固定座，342-第二固定侧轴承，35-第二支承侧，351-第二支承座，352-第二支承侧轴承，36-第二驱动电机，37-第二联轴器，4-直线运动组件三，41-第三滚珠丝杠，42-第三滚珠导轨，43-第三运动底板，44-第三固定侧，441-第三固定座，442-第三固定侧轴承，45-第三支承侧，451-第三支承座，452-第三支承侧轴承，46-第三驱动电机，47-第三联轴器，5-旋摆平台，51-转台，511-旋摆齿轮组，5111-主动轮轴，5112-主动轮，5113-从动轮，5114-旋摆中心轴，5115-旋摆轴承，512-主动轮轴驱动电机，52-旋摆面板，6-自旋夹具，61-夹具左支座，62-夹具右支座，63-主旋转轴，64-端部旋转轴，65-主旋转轴驱动电机，66-工件夹具，67-直线运动组件四，68-双动气缸，7-第一磨轮组件，71-第一磨轮支座，72-第一加工磨轮，73-第一传动带，74-第一磨轮驱动电机，8-第二磨轮组件，81-第二磨轮支座，82-第二加工磨轮，83-第二传动带，84-第二磨轮驱动电机，9-全封闭机罩，91-透明玻璃自动门。
【具体实施方式】
[0030]为了更好地理解本实用新型的技术方案及其优点，下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的实施方式仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0031 ]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“安装有”另一个元件，它可以直接作用于另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接于”另一个元件，它可以直接连接到另一个元件或者可能存在居中的元件。
[0032]除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语仅为描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0033]实施例1
[0034]参照图1，多轴联动多工位数控磨床100(以下简称“磨床”)包括机架1、电控系统、气动或液压系统，机架I上安装有沿竖直方向运动的直线运动组件一 2。
[0035]参照图2，直线运动组件一 2包括安装于机架I上的两处固定座21，两处固定座21之间安装有水平布置的第一驱动轴22，第一驱动轴22与两处固定座21之间还装有滚动轴承，第一驱动轴22—侧轴端通过联轴器与第一驱动电机24。
[0036]参照图3，第一驱动轴22上通过键连接安装有2个背向布置的第一圆锥齿轮25，第一圆锥齿轮25通过齿轮传动分别与位于固定座21内部的第二圆锥齿轮26啮合。第二圆锥齿轮26分别安装于第二驱动轴27上，第二驱动轴27上相对于安装于本轴上的第二圆锥齿轮26对称安装有2个升降圆柱齿轮28。
[0037]参照图4，升降圆柱齿轮28通过齿轮齿条传动与可以沿竖直方向运动的齿条运动杆件29啮合，齿条运动杆件29上端均固定于第一运动底板23的下表面。
[0038]运行时，第一驱动电机24驱动第一驱动轴22自旋，第一圆锥齿轮25旋转并驱动与之运动方向垂直的第二圆锥齿轮26旋转，第二圆锥齿轮26通过第二驱动轴27带动驱动升降圆柱齿轮28旋转，驱动升降圆柱齿轮根据传动关系驱动齿条运动杆件29实现上下运动，从而实现第一运动底板21的竖直方向的升降运动。
[0039]在另一个实施例中，直线运动组件一2还可以采用直线滑轨的实现方式达到平台升降的效果。
[0040]参照图5、图6及图7，第一运动底板23上安装有水平布置的直线运动组件二3，直线运动组件二 3包括相互平行的第二滚珠丝杠31与第二滚珠导轨32。第二滚珠丝杠31以“固定-支承”方式安装于第二固定侧34与第二支承侧35之间。
[0041 ]第二固定侧34包括以螺纹连接固定于第一运动底板23上的第二固定座341，第二固定座341前后壁分别设有与所述第二滚珠导轨32同轴的第二固定轴承孔与第二驱动电机轴孔，第二固定轴承孔内安装有第二固定侧轴承342，第二固定侧轴承342套装于第二滚珠丝杠31之轴端，第二固定侧轴承342优选为双列角接触球轴承。第二固定座341后壁之外表面安装有驱动第二滚珠丝杠31转动的第二驱动电机36，第二驱动电机36之输出轴穿过第二驱动电机轴孔并通过第二联轴器37与第二滚珠丝杠31之轴端连接。
[0042]第二支承侧35包括以螺纹连接固定于第一运动底板23上的第二支承座351，第二支承座351上设有与第二滚珠丝杠31同轴的第二支承轴承孔，第二支撑轴承孔内安装有第二支承侧轴承352，第二支承侧轴承352套装于第二滚珠丝杠31之另侧轴端，第二支承侧轴承352优选为深沟球轴承。
[0043]第二滚珠导轨32安装于第一运动底板23上并关于第二滚珠丝杠31对称布置，第二运动底板33锁固于第二滚珠导轨32的滑块与第二滚珠丝杠31的丝杠螺母上，第二运动底板33可沿第二滚珠导轨32做往复直线运动。
[0044]参照图8，第二运动底板33上安装有直线运动组件三4，直线运动组件三4包括相互平行的第三滚珠丝杠41与第三滚珠导轨42。
[0045]第三滚珠丝杠41与第二滚珠丝杠31在水平面内成垂直关系，并以“固定-支承”方式安装于第三固定侧44与第三支承侧45之间。
[0046]参照图9，第三固定侧44包括以螺纹连接固定于第二运动底板33上的第三固定座441，第三固定座441前后壁分别设有与第三滚珠导轨42同轴的第三固定轴承孔与第三驱动电机轴孔，第三固定轴承孔内安装有第三固定侧轴承442，第三固定侧轴承442套装于第三滚珠丝杠41之轴端，第三固定侧轴承442优选为双列角接触球轴承。第三固定座441后壁之外表面安装有驱动第二滚珠丝杠41转动的第三驱动电机46，第三驱动电机46之输出轴穿过第三驱动电机轴孔并通过第三联轴器47与第三滚珠丝杠41之轴端连接。
[0047]第三支承侧45包括以螺纹连接固定于第二运动底板33上的第三支承座451，第三支承座451上设有与第三滚珠丝杠41同轴的第三支承轴承孔，第三支撑轴承孔内安装有第三支承侧轴承452，第三支承侧轴承452套装于第三滚珠丝杠41之另侧轴端，第三支承侧轴承452优选为深沟球轴承。
[0048]第三滚珠导轨42安装于第二运动底板33上并关于第三滚珠丝杠41对称布置，第三滚珠导轨42与第二滚珠导轨32在水平面上呈垂直关系，第三运动底板43锁固于第三滚珠导轨42的滑块与第三滚珠丝杠41的丝杠螺母上，第三运动底板43可沿第三滚珠导轨42做往复直线运动。
[0049]第三运动底板43上安装有旋摆平台5。参照图9及图10，旋摆平台5包括转台51和旋摆面板52。转台51包括旋摆齿轮组511、旋摆面板52。
[0050]旋摆齿轮组511包括主动轮轴5111、相互啮合的主动轮5112与从动轮5113、旋摆中心轴5114、旋摆轴承5115。主动轮5112通过键连接安装于主动轮轴5111上，主动轮轴5111之轴端通过变速齿轮箱连接于驱动主动轮轴5111旋转的主动轮轴驱动电机512上。从动轮5113通过键连接安装于旋摆中心轴5114上，旋摆中心轴5114上轴端连接于旋摆面板52上。[0051 ]第三运动底板43上设有轴向竖直的中心轴安装阶梯孔，中心轴安装阶梯孔中安装有与旋摆中心轴匹配的旋摆轴承5115，优选地，旋摆轴承5115为角接触球轴承;旋摆中心轴5114下轴端固定于旋摆轴承5115的安装孔内。
[0052]主动轮轴驱动电机512驱动主动轮轴5111旋转而带动主动轮5112的旋转，主动轮5112通过齿轮传动关系带动从动轮5113旋转，从而实现旋摆中心轴5114及连接于其上的旋摆面板52的旋转。
[0053]参照图10，可见自旋夹具6的结构如下:
[0054]夹具左支座61上固定于旋摆面板52的上表面并设有主旋转轴安装孔，主旋转轴63安装于主旋转轴安装孔并与之形成间隙配合，主旋转轴63中段设有两处法兰挡板，两处法兰挡板之间距离略大于主旋转轴安装孔的长度。
[0055]夹具右支座62上设有端部旋转轴安装孔，端部旋转轴64安装于端部旋转轴安装孔并与之形成间隙配合，端部旋转轴64中段设有两处法兰挡板，两处法兰挡板之间距离略大于端部旋转轴安装孔的长度。
[0056]主旋转轴64轴端连接驱动主旋转轴63旋转的主旋转轴驱动电机65，主旋转轴63与端部旋转轴64之间设有工件夹具66。
[0057]旋摆面板52上安装有直线运动组件四67，夹具右支座62安装在直线运动组件四67上，直线运动组件四67沿端部旋转轴64轴向做线性运动;夹具左支座61固定于旋摆面板上。
[0058]夹具左支座61上连接于双动气缸68的固定端，双动气缸68的活塞杆端连接于夹具右支座62上，双动气缸68的伸缩方向平行于端部旋转轴64之轴向。
[0059]参照图6，第一磨轮组件7包括安装于机架I上的第一磨轮支座71，第一磨轮支座71上安装有第一加工磨轮72，第一加工磨轮72通过第一传动带73连接于第一磨轮驱动电机74上，第一加工磨轮72轴向按水平方向布置;第一磨轮驱动电机通过带传动驱动第一加工磨轮72的旋转。
[0060]参照图4，第二磨轮组件8包括安装于机架I上的第二磨轮支座81，第二磨轮支座81上安装有第二加工磨轮82，第二加工磨轮82通过第二传动带83连接于第二磨轮驱动电机84上，第二加工磨轮82轴向按竖直方向布置。第二磨轮驱动电机通过带传动驱动第二加工磨轮82的旋转。
[0061]第一磨轮组件7之数量为2个，2个第一磨轮组件7的第一加工磨轮72分别为砂轮与绒轮。
[0062]第二磨轮组件8之数量为2个，2个第二磨轮组件8的第二加工磨轮82分别为布轮与麻轮。
[0063]相应地，在其他实施例中，第一加工磨轮72与第二加工磨轮82还可以是油布轮、尼龙轮、千叶轮等其他形式。
[0064]参照图11，磨床100外设有全封闭机罩9，该机罩9上还设有透明玻璃自动门91，门上设有感应开关，防止误夹造成人身伤害。该机罩9既便于操作人员观察监控加工情况，又起到保护操作人员安全及环境干净的作用。
[0065]加工工件时，认真检查多轴联动多工位数控磨床100各项功能正常后，打开透明玻璃自动门91，将工件妥善地装夹于位于旋摆平台5上的工件夹具67上后关上自动门；操作磨床100，通过电控系统的控制驱动直线运动组件一 2、直线运动组件二 3将工作台移动到第一工位，进入第一磨轮组件(砂轮)的加工范围；抛磨过程中，电控系统同步驱动直线运动组件一 2、直线运动组件二 3、直线运动组件三4的直线运动及旋摆平台5的旋转与自旋夹具6的旋转，多轴配合使产品的表面法线抛磨位置与高速旋转的第一磨轮(砂轮)的法线位置一致，实现最佳的抛磨效果。第一磨轮组件(砂轮)加工完毕后，工作台依次经第二磨轮组件(布轮)、第二磨轮组件(麻轮)、第一磨轮组件(绒轮)抛磨，完成各外形面及精度工序的加工。
[0066]本实用新型提供的多轴联动多工位数控磨床，利用多个运动轴的运动结合，实现了多个自由度的运动控制，并结合多个工位的设置，能够在一次装夹中完成同一工件不同角度及不同精度工序的加工，有效地提高了加工效率。
[0067]本实用新型不局限于上述优选实施方式，凡是以基本相同方式实现本实用新型目的的技术方案均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多轴联动多工位数控磨床，包括机架、电控系统、气动或液压系统，其特征在于，所述机架上安装有沿竖直方向运动的直线运动组件一，所述直线运动组件一上安装有水平布置的直线运动组件二，所述直线运动组件二上安装有与其呈90°水平布置的直线运动组件三，所述直线运动组件三上安装有能够实现圆周运动的旋摆平台，所述旋摆平台安装有能够实现圆周运动的自旋夹具，所述机架上设有相互独立的第一磨轮组件和第二磨轮组件。2.根据权利要求1所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述旋摆平台包括转台，所述转台包括水平布置的旋摆齿轮组，所述旋摆齿轮组包括相互啮合的主动轮与从动轮，所述主动轮安装于主动轮轴上，所述主动轮轴连接有驱动所述主动轮轴旋转的主动轮轴驱动电机，所述从动轮安装于旋摆中心轴上;所述旋摆中心轴上端连接有旋摆面板，所述旋摆面板与所述自旋夹具相连。3.根据权利要求2所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述自旋夹具包括连接于所述旋摆面板的夹具左支座与夹具右支座，所述夹具左支座上安装有主旋转轴，所述夹具右支座上安装有与所述主旋转轴轴向相同的端部旋转轴，所述主旋转轴连接有驱动所述主旋转轴旋转的主旋转轴驱动电机，所述主旋转轴与所述端部旋转轴之间设有工件夹具。4.根据权利要求3所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述旋摆面板上安装有直线运动组件四，所述夹具右支座安装于所述直线运动组件四上，所述直线运动组件四沿所述端部旋转轴之轴向做线性运动。5.根据权利要求1所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述第一磨轮组件包括第一磨轮支座，所述第一磨轮支座上安装有第一加工磨轮，所述第一加工磨轮通过第一传动带连接于第一磨轮驱动电机上，所述第一加工磨轮之轴向按水平方向布置。6.根据权利要求5所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述第二磨轮组件包括第二磨轮支座，所述第二磨轮支座上安装有第二加工磨轮，所述第二加工磨轮通过第二传动带连接于第二磨轮驱动电机上，所述第二加工磨轮之轴向按竖直方向布置。7.根据权利要求5所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述第一磨轮组件为多个。8.根据权利要求6所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述第二磨轮组件为多个。9.根据权利要求6所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述第一加工磨轮与所述第二加工磨轮具有不同特性。10.根据权利要求1所述的一种多轴联动多工位数控磨床，其特征在于，所述多轴联动多工位数控磨床外设有全封闭机罩，所述机罩上设有透明玻璃自动门。
【文档编号】B24B41/02GK205660510SQ201620507861
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】何荣新
【申请人】何荣新