CN1008155B - 轨道式滚筒研磨机及所用的自动系统 - Google Patents

Abstract

轨道式滚筒研磨机，采用多个可自机上取下的回转的转鼓，用一个在不同角度配置多个轴向延伸出的销子的半联轴器插入另一半联轴器的插孔中，形成可取下的转鼓的传动联轴器，顺轴向移动转鼓，转鼓即与传动联轴器脱开。用一个可脱开的锁紧组合件把转鼓固定在与传动联轴器对准的位置上。轨道式滚筒研磨机作为一套整体的自动研磨系统的一部分。在这套系统中，回转的转鼓从机上取下、卸料、装料和回到机器上可全部自动化地进行。

Description

本发明属于常用的轨道式设备。此类设备用离 心力对各种工件表面研磨加工。

本发明特别与常用的多转鼓轨道式滚筒研磨机有关。此类研磨机装有研磨介质及工件，围绕水平配置的各轴旋转。这种轨道式滚筒研磨机一般用来清除毛刺、倒角、倒圆、抛光以及对各种各样的压模件、锻压件表面的精加工。对工件表面的研磨程度决定于研磨介质、轨道式研磨机的运转速度以及轨道式研磨机的运转持续时间。

已有的轨道式研磨机带有多个回转转鼓，每个转鼓都有一个可取下的盖，转鼓形成一个壳体用以容纳研磨介质及待加工的物料。转鼓装在机架上并可以取下，各转鼓对一中轴成一定角度间隔布置。一个转动架装置使转鼓绕上述中轴以第一方向旋转。

尽管轨道式滚筒研磨机广受欢迎并通用于表面磨光工艺以获得优质的表面光洁度。但是，在降低制造费用及劳力费用方面无休止的竞争，日益要求表面加工方法尽可能的自动化。

本发明的目的是提供一类新的改进了的轨道式滚筒研磨机，作为高度自动化的材料研磨的系统，一个整体部件，二是提供一套自动化的完整的表面研磨系统。

本发明的另一个目的是提供的这种新的改进了的轨道式滚筒研磨机，机上的转鼓可自动地从机上取下，以便装入和卸去转鼓中的物料。

本发明的进一步的目的是提供一套新的改进了的自动化轨道式滚筒研磨系统，带有自动化的工具用于装上及卸下此磨光系统的旋转转鼓。

本发明的特征是一套齿轮装置又使各转鼓的轨道运动绕每个转鼓的回转轴旋转，此旋转方向与第一方向相反。用一对联轴器有选择地使转鼓与可回转的传动啮合件连接（在转鼓的第一轴向位置），也可使转鼓与传动啮合件脱开（在转鼓的第二轴向位置），以便转鼓能横向地自机架取下，一套角度定位设备利用气动使锁销沿轴向伸出，用来固定各转鼓到予定位置（对回转中轴而言）。两个耦接件中一个是阳的半联轴器，它装有在角度上彼此间隔开的多个锁销。锁销插入阴的半联轴器上与之互补的沟槽中。利用一套可脱开的插销组件将转鼓锁紧在联轴器连接的轴向位置。

根据这一发明，一套自动化的轨道式滚筒研磨机系统，包括一类带有可取下的转鼓组件的轨道式滚筒研磨机。用自动化的自控设备从轨道式研磨机的回转驱动机构自动地脱开转鼓组件，并从机上取下转鼓组件。自动化的自控设备也可用来自动地把转鼓重新装到研磨机上。

本发明的轨道式滚筒研磨机及其自动系统将通过实施例和附图加以详细说明。

图1是说明本发明的一套表面研磨系统的轴侧图，包括多个轨道式滚筒研磨机。

图2是本发明的一个轨道式滚筒研磨机不完全的正视剖面图，部分为剖面，部分未画出。

图3为图2的A-A剖面的侧视剖面图。

图4为图2轨道式滚筒研磨机的侧视图，局部采用虚线表示。

图5为放大的，局部的正视图（表示图2中轨道式滚筒研磨机的一部分）。

图6是沿图5中B-B线剖开的侧视剖面图。

图7是放大了的正视图，局部采用虚线表示（表示图2中轨道式滚筒研磨机转鼓锁紧机构）。

图8是不完全的府视平面图，部分是仿真的。（表示图1中自动系统使用的机械手）。

图9为图8中机械手的局部的侧视剖面图。

在各附图中始终都以相同的数字表示同一部件，与本发明相符合的轨道式滚筒研磨机都以数字10示出，轨道式滚筒研磨机10有似壳子的外罩12，通常把研磨机罩住。一对气动控制的位于外罩前部的门14可沿滚动的导轨横向滑动，可使有选择地进到主机的装配体。各机上有一组在角度上互相间隔开的四个转鼓，转鼓共绕一水平的中轴旋转。各转鼓也绕另一水平轴反转。由于这两种旋转产生复合离心力而起到研磨作用。

每个转鼓16可以容纳要研磨的工件及研磨介质。盖18固紧在转鼓上，封住研磨介质及加工件，一般达到液态密封程度。轨道式滚筒研磨机通常用来去除毛刺及磨成圆角。适用于各种模压件、锻件以及机械零件包括齿轮，链轮，手柄，滑动件等等。此外可用于抛光及精加工各种物件的表面（如翼面）。

详细查阅图1，研磨机10最好用在一套自动的研磨系统中，以数字20表示此装置。自动化装置20包括机器人22，机器人能在导轨24上向两个方向移动，并且可对一根垂直轴沿轴向变动位置。四个基本相同的轨道式滚筒研磨机10以导轨

为准就位，以便使机器人可在沿导轨上选定的位置对准研磨机，并以轴向旋转把转鼓16从研磨机上取下或装上。机器人22有一付臂组件适合于从研磨机上取下转鼓/盖组件。转鼓/盖组件被机器人送到拿去盖的工位28上，在该处拉开盖的插栓并把盖从转鼓上卸掉，卸掉了盖的转鼓用机器人再送到给转鼓卸料的工位30上，转鼓中的料在卸料工位卸下。无料的转鼓再经传送器32送到装介质的工位34，在此工位装入研磨用的介质和要磨光的工件。然后将重新装好料后的转鼓，通过一个过桥传送器35，送到传送器36上以便使转鼓返回到去盖的工位28。将盖18再装在转鼓16上，用机器人把已装料的转鼓盖组件送回研磨机10。显然，上述的一套系统可以自动的控制并以同一方式顺序工作。即轨道式滚筒研磨机的转鼓从研磨机取下，卸空转鼓中的料，重新装料及再使转鼓返回到研磨机全部是自动化。

根据图2-7，轨道式滚筒研磨机10包括四个基本相同的转鼓16和有关部件及子组件。为了描述此发明，每个转鼓及相应的有关部件都标以相同数字，并附上字母a，b，c或d用以区别所指的转鼓或部件。然而要知道，此处的这一发明，可通用于任何多转鼓轨道式滚筒研磨机。

平台38构成通常为矩形的研磨机基座。一对间隔开的直立支座40（只画出一根）作为支撑物用来安装可装配的中轴44。中轴44的轴颈装在支座的轴承托架46上，轴承托架与支座以螺栓固定，中轴是研磨机的中心支撑轴，也是转鼓组合件的旋转中轴。

可旋转的转动架组合件以数字50表示，装在中轴44前端。因而靠近支座40。转动架组合件50包括一对直径相同通常是等距离隔开的支撑圆板（52及54）。支撑板分别用轴承箍56，58装在中轴上，可以转动。轴承箍56及58的结构要求是从内部可锁紧各自的轴承组合件60及62，使装配结构成为可旋转的。轴承的外圆适合牢固的与支撑板径向向内部分装配，从而与支撑板固定成为可旋转的装配整体。每个前述的轴承组合件包括多个旋转滚柱及便于对滚柱加油的通道。一般为圆柱形的转动架表面64，与中轴心44同心，位于两支撑板之间，与支撑板圆周边连结。因此提供一个转动架，在其外部可装配一对传动皮带，而在内部则封入一套齿轮组合件，此齿轮组合件用数字66标出。

液压驱动的马达（未画出）装在平台的正前端，对准上述的转动架。在转动架表面64及驱动轮之间连接一付相配套的三角带70及72成驱动接合。驱动轮由马达供给动力使转动架旋转，成为研磨机的主传动机构。用电位计及伺服控制阀门控制马达的速度。由于液压操作的保险制动器对转动架的约束，中轴44保持静止（未画出）。

与中轴44同心的细长套筒76利用轴承箍58及第三个轴承箍78（与58基本上相同），在中轴相对的两端固定并可旋转。轴承78包住轴承组件80可以相对中轴转动。连接板82与套筒76前端连接，以螺栓固定在支撑板54上，以保证套筒固定在一定的轴向位置。一对在轴向间隔装配的零件84及86，装在套筒76的固定的轴向位置上。零件84，86沿径向延伸相互为平行的关系，还具有在角度上间隔相等的四对槽，每对槽相互对准。这些槽是为了接受或取下的转鼓组合件，此组合件用数字90标示。这些槽由具有L形断面的C形轴承架85确定，轴承架85的角形边则构成限位止挡87，对此以后详细说明。

转鼓16的外壳92凹凸不平。壳外有多个支柱94与壳成为一体。这些支柱的结构可使支撑柱以竖直方向支撑转鼓，使转鼓成为向上开口的容器。转轴96自壳92的一端成整体伸出，其终端形成缩小了的等直径部分98。第二根轴100与轴96成直线，自壳92的一端成整体伸出。此轴有一个中间部分102及轴端部104，分别为台阶式逐渐缩小的直径。轴96与100配合在一起成为转鼓16的回转轴。

参看图2，图5，图7。一对锁紧挡板106及108安装在壳92相反的两端构成两对轴向对准的锁紧凹口110，用以牢固地把盖18压紧在转鼓上。壳和盖都分别衬有防磨耗的钢板112及114。外壳与盖共同成为圆筒形封闭容器，用以封住装入的研磨介质及要研磨的物料或工件。上述防磨耗钢板是可更换的，并涂以特殊的传热添合剂，使转鼓内部向周围环境传走最大的热量。

参看图7，盖18包括两对固定的托架116，托架可以滑动地插入两对沿轴向可伸缩协同运动的插销118和120。每对上述插销可以它的端部滑动

连接，并且在中部有一对释放法兰盘122。在法兰盘中间装有盘簧124，可产生沿轴向的位移。这就正常地使受相反的力的一对插销压入转鼓上两个定位挡板106和108的对应凹口110中。上述的压紧组件的作用是把盖压紧在转鼓上并且封闭住盖和鼓，一般地两者处于液密状态。

轴承组件130装在轴100的中段并用螺栓与之固定。同样，第二个轴承组件132装在轴96的中段，以螺栓与之固定。每个上述的轴承组合件包括多个按角度配置相互隔开的滚柱，这一方式可使转鼓/盖组合件绕由96及100所构成的轴旋转。轴承组合件130及132都有一外部的轴承套分别为131及133。轴承套可绕轴旋转。轴承套外部加工可使其紧密的沿轴向装入支座85，如图2所示。应该知道，四个转鼓/盖组合件90的每一个，基本上以相同的方式装配。

对接的阴的半联轴器134装在直径缩小的轴端104与轴以同转速旋转。阴的半联轴器134有多个按角度配置互相隔开的轴向的槽孔136。这些槽孔可用于接纳相对应的对接销子138，后文将对此进一步说明。

驱动旋转各转鼓系用齿轮箱66传递到各转鼓轴。参见图3，小齿轮140固定在中轴上与中轴44以等转速旋转。四个以相等角度互相隔开的传动齿轮142a，142b，142c及142d与固定的小齿轮140成旋转的啮合装配。这些传动齿轮绕各自的固定轴144旋转144轴都安装在支撑板54上。传动齿轮142与各自相对应和被动齿轮146啮合，被动齿轮以固定关系装配在传动轴148上，两者转速相同。

每根传动轴148装入各自相对应的轴承套管150成可旋转的装配。参看图2，轴承套管150以相等角度间隔开而装在支撑板54上，通常轴向自支撑板54伸出。轴承套管150包住轴承组件就可相对于前述支撑板使轴148旋转，并因此使被动齿轮146旋转。

通常，把圆形的半联轴器152固定在轴148的尾端以同转速旋转。阳的半联轴器152装有多个轴向（向尾端）伸出的锁销138。各锁销138从角度上对准阴的半联轴器134上相对应的槽孔136。当轴向地移动阳的半联轴器与阴的半联轴器啮合时，轴148及轴100形成可旋转的传动连接。联接销为圆锥形，有利于装入相应的槽孔136。

要知道上述齿轮组件66提供了一套机械结构，在此机构内，由电机使转动架旋转，就使各个转鼓16a，16b，16c及16d反向旋转。籍此，转鼓组件绕中轴44以一个方向旋转，而每个转鼓又同时绕由96及100所形成的轴线反向旋转。

每个可取下的转鼓各有一套转鼓锁紧组件（以数字154表示），用于在轴向连接位置锁住转鼓，如图2所示。锁紧组件包括一个直角杠杆156可以枢轴为中心旋转，枢轴安装在安装件86上。掣爪158对限位器162可松脱并在锁住时使转鼓组件的轴向的连接位置保持不变。

角度定位止动器164位于研磨光机前端，朝向转动架组件50。四个以等角相隔开的部件装在支撑板52上构成向前开口的孔166。角度定位止动器164是气动操纵的，它控制一个轴向定位的锁销168。当转动转动架组件时，开孔166可对准锁销168。锁销168通常为锥形与开孔166的锥度一致。驱动机在相对地低速运转，并启动角度转换制动器使锁销伸入开孔166，即将转鼓组件的角度换位置变到指定位置（见图2）。须知上述角度定位止动器既对准转动架组件的角度位置也对准各个转鼓旋转的角度位置。

根据本发明，每个转鼓16可自机上取下，以便取出所装物料及重新加料。要从组件取下转鼓应先启动角度定位止动器164，使研磨机转到初始所对准的角度位置。门14缩回以便可达到转鼓单元90。再对直角杠杆156向上施力以松开锁紧组件154。轴向移动转鼓（在图中右方）以便使阴的半联轴器134从联接销子138退出。在轴向移动转鼓时轴承组件130及132也分别从夹持的支座85分离。脱开后的转鼓可容易地横向（向前方）从机上取出。松开锁紧组件，轴向移动转鼓及取出转鼓都可利用相应的机器人22很好地完成。须知所取下的转鼓装置90主要包括转鼓16，盖18，轴96，轴100，轴承组件130及132以及阴的半联轴器134。

每个其它转鼓装置也可同样地依前所述顺序地自机上取下。

当转鼓单元90自磨光机取下，此装置被运送到卸盖工作台28。卸盖工作台包括架高的一对可

压缩杠杆，杠杆可下降并松开压紧盖子的机构上的释放法兰盘122，并且轴向压挤法兰盘及锁紧盘簧124，使锁销118及120从转鼓的锁紧凹口110退出。于是可将盖从转鼓提升以便拿掉。

当转鼓排空并重新装料将盖18装上并固定在原位后，用机器人将转鼓单元送回到原位以便装入研磨机10。打开门14。如果需要，可将研磨机转到正确的初始的固定位置。横向移动转鼓单元90就位以使转鼓16置于部件84及部件86之间，使轴100及96装入相对应的支座85。然后轴向移动转鼓单元（在图中向左）以便在阴的半联接器装入联接销138并使轴承套131及133与87结合转鼓单元成可转动的与支撑件84及86连接。须知，联接销有锥度具有自身定向的特点，尽管把锁销与开孔对准，要靠正确的对准研磨机并安装转鼓。随后使直角杠杆受力向下，于是掣爪158与限位器挂住，就将转鼓单元90固定在对接装配的位置上。此时转鼓已做好在研磨机内进行轨道运转的准备。

尽管据此发明机器人22可有各种形式结构，以适用于从研磨机10拿去及装入转鼓单元90，机器人22最优的结构见图8及9。机架200有一对装在枢轴上的夹持臂202及204。两夹持臂之间有间隔以便两臂夹持住转鼓16的两端。一对液压汽缸206及208可分别地驱动夹持臂绕枢轴旋转而抓住转鼓两端。夹持臂的构造要有利于抓住转鼓。锁紧组件致动器210装在机座横向支架的外方，用作自动地使锁紧组件松开和夹紧转鼓的机构。锁紧致动器包括通常是直立的枢轴臂，臂的结构是端部有一个抓挡件用来接收直角杠杆。当使夹持臂绕枢轴转动时，直角杠杆即受力向上，锁紧机构松开以便转鼓单元90可容易地作轴向移动而从机上取下。同样地，用锁紧致动器再操作转鼓锁紧组件154，直角杠杆可绕轴向下转动。机器人组件（未示出）用于使机架200向两个方向移动和旋转，并用于自动地控制和致动上述的自动操作。

虽然为了说明起见，已陈述了上述发明的一个最佳实施例，但是不应作为本发明的限制。所以本领域的普通技术人员还可作出各种各样的修改、修正和选择，可是并未离开本发明的精神实质，也不超出本发明的范围。

Claims (14)

1、一种轨道式滚筒研磨机包括：

多个转鼓，每个转鼓有一个可拿掉的盖，每个转鼓形成一个壳体，用来容纳研磨介质及待加工的物料，

机座设备安装有可取下的上述转鼓，所述转鼓分别对中轴成一定角度间隔布置，

转动架装置使所述转鼓绕上述中轴以第一方向旋转，其特征在于：

沿轨道旋转的设置，使每个所述转鼓的轨道运动绕上述各所述转鼓的旋转轴旋转，旋转方向与上述第一方向相反，

联轴器设备可有选择地连接转鼓到第一轴向位置，即可旋转地连接所述转鼓到所述的沿轨道旋转设备上，所述转鼓可有选择地轴向移动到第二轴向位置，使所述转鼓与所述沿轨道旋转设备从可旋转的联轴器分开，并把所述转鼓横向的从所述机座设备取走。

2、根据权利要求1中所述轨道式滚筒研磨机，其特征在于还包括一套角度定位装置，用来使各个所述转鼓对准到相对于所述旋转中轴的予选的角度位置上。

3、根据权利要求2中所述轨道式滚筒研磨机，其特征在于所述的角度定位装置包括一个气动锁销，锁销可轴向移动插入相应的开孔，使所述转动架装置停止旋转。

4、根据权利要求1中所述轨道式滚筒研磨机，其特征在于装置还包括可致动地一套销紧装置，使所述的转鼓固定在所述的第一轴向位置。

5、根据权利要求1中所述轨道式滚筒研磨机，其特征在于所述的联轴器装置还包括一个阳的半联轴器组件及一个阴的半联轴器驵件，阳的半联轴器组件包含多个按一定角度间隔布置的联接销，阴的半联轴器组件具有多个按一定角度间隔布置的槽，可对准和接收联接销。

6、根据权利要求1中所述的轨道式滚筒研磨机，其特征在于所述转鼓还连接有向相反方向伸出的一对轴，每根轴装在一套轴承设备上，使所述转鼓与所述机座成可旋转的装配。

7、根据权利要求6中所述的轨道式滚筒研磨机，其特征在于所述转鼓的其中一根轴装有一套联轴器。

8、根据权利要求1中所述的轨道式滚筒研磨机，其特征在于各个所述转鼓还包括插销的接收装置，每个所述盖子包括弹簧位移加压的插销，适于把所述插销接收装置和插销锁定装配，从而把所述盖子固定在所述的转鼓上。

9、根据权利要求8中的轨道式滚筒研磨机，其特征在于，一对间隔布置的释放法兰盘可对插销施加轴向夹紧力使插销自所述销接收装置中拉出。

10、一套自动化的轨道式滚筒研磨机的系统，包括：

一种轨道式滚筒研磨机包括：

安装有可拆卸的多个转鼓，转鼓对中轴成固定角度关系;

转动架设备使所述转鼓以第一方向绕上述中轴旋转;其特征在于，

轨道旋转传动设备，在与所述转动架作传动啮合时，每个所述转鼓绕各自的回转轴以第二方向旋转。此方向与所述第一方向相反，

传动联接设备可有选择地连接各所述转鼓，与所述轨道旋转传动设备形成可旋转的传动连接。

卸掉转鼓的设备，自动地从所述传动连接设备松开所述转鼓，并从所述研磨机取下该转鼓。

11、根据权利要求10中所述的轨道式滚筒研磨机其特征在于装置还包括一套卸掉盖子的设备，从上述已取下的转鼓上自动地卸掉盖子。

12、根据权利要求10中所述的轨道式滚筒研磨装置，其特征在于所述卸掉转鼓设备是一组机械手，机械手包括支撑机座，其上装着一对通常是轴向枢轴、协同操作的夹持臂，用来抓紧上述转鼓的两边，机械手还包括用在轴向上并常常用在横向上移动所述支撑机座的设备。

13、根据权利要求12中所述轨道式滚筒研磨系统其特征在于系统还包括在轴向连接位置上锁住一个转鼓并可松开的一套掣销锁紧装置。

14、根据权利要求13中所述的轨道式滚筒研磨机其特征在于所述的机械手还包括一个锁紧致动臂，适宜从锁住位置分别地松开上述转鼓。

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