CN101564820B - 滚圆设备和滚圆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚圆设备，用于滚圆多个工件，其包括夹持机构、承载单元及与承载单元配合使用的量测单元。该夹持机构包括相对设置的两个夹持部。该两个夹持部分别包括旋杆，且该两个旋杆的中心轴位于同一条直线上。该承载单元具有第一凹槽及至少一个具有刻度的量测杆，该量测单元具有一个第二表面，该第二表面上设有与量测杆配合使用的量测孔。本发明还涉及一种采用上述滚圆设备的滚圆方法。

Description

滚圆设备和滚圆方法

技术领域

本发明涉及工件加工领域，尤其是涉及一种用于将工件进行滚圆加工的设备和滚圆方法。

背景技术

外圆磨床被广泛用于将各种形状的工件研磨成圆形(请参见“HighEfficiency Deep Grinding of a Low Alloy Steel with Plated CBN Wheels”，CIRPAnnals-Manufacturing Technology，pp.241-244，Volume 51，Issue 1，2002)，其原理为使用一对中空的夹具，用真空泵将一个夹具内抽真空而将待磨圆的工件吸附在该中空夹具上，然后再将另一夹具靠近工件的另一侧而将工件夹持固定住，而后利用砂轮来研磨该工件。此种外圆磨床可广泛应用于一般形状工件之滚圆或磨圆，但此种机构一次仅能研磨一个工件，产能过低，效率不佳。另外，此种磨床需要采用人工方式或机械手臂将待磨圆工件设置于两个夹具之间，易造成待磨圆工件的放置位置产生偏差而降低磨圆精度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可有效提高加工效率的滚圆设备，及一种可提高加工效率及滚圆精度的滚圆方法。

一种滚圆设备，用于同时滚圆多个工件，其包括一夹持机构，所述夹持机构包括第一夹持部及与所述第一夹持部相对的第二夹持部，所述第一夹持部包括一可绕其中心轴旋转的第一旋杆，所述第二夹持部包括一可绕其中心轴旋转的第二旋杆，且所述第二旋杆与所述第一旋杆的中心轴位于同一条直线上，所述第一旋杆与所述第二旋杆相配合用于夹紧所述多个工件，所述滚圆设备进一步包括一个辅助定位装置，所述辅助定位装置使得所述多个工件的中心轴与所述第一旋杆的中心轴于同一直线上，所述辅助定位装置包括一个承载单元及一个与所述承载单元配合使用的量测单元，所述承载单元具有一个第一表面，所述第一表面上设有一个第一凹槽及至少一个具有刻度的量测杆，所述第一凹槽用于收容所述多个工件，所述量测单元具有一个第二表面，所述第二表面上设有与所述量测杆配合使用的量测孔。

一种滚圆多个工件的滚圆方法，其包括以下步骤：

(1)提供一个滚圆设备，所述滚圆设备具有一个夹持机构及一个辅助定位装置，所述夹持机构用于夹紧所述多个工件，所述夹持机构包括第一夹持部及与所述第一夹持部相对的第二夹持部，所述第一夹持部包括一可绕其中心轴旋转的第一旋杆，所述第二夹持部包括一可绕其中心轴旋转的第二旋杆，且所述第二旋杆与所述第一旋杆的中心轴位于同一条直线上，所述第一旋杆与所述第二旋杆相配合用于夹紧所述多个工件，所述辅助定位装置使得所述多个工件的中心轴与所述第一旋杆的中心轴于同一直线上，所述辅助定位装置包括一个承载单元及一个与所述承载单元配合使用的量测单元，所述承载单元具有一个第一表面，所述第一表面上设有一个第一凹槽及至少一个具有刻度的量测杆，所述量测单元具有一个第二表面，所述第二表面上设有与所述量测杆配合使用的量测孔；

(2)将所述多个工件置入所述承载单元的第一凹槽内，将所述承载单元的量测杆穿入所述量测单元的量测孔中，所述量测单元与所述量测杆相配合显示出一个刻度值；

(3)所述承载单元上升或下降所述刻度值的距离；

(4)所述夹持机构夹紧所述多个工件；

(5)移去所述承载单元及所述量测单元，对所述多个工件进行滚圆。

相对于现有技术，该滚圆设备及滚圆方法借助辅助定位装置使多个工件的中心轴与第一旋杆的中心轴于同一直线上，第一夹持部和第二夹持部夹持多个工件，而后采用滚圆砂轮对工件进行滚圆，避免了采用人工方式和机械手臂放置工件造成的位置偏差，提高了滚圆效率及滚圆精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于滚圆工件的滚圆设备的立体图，该滚圆设备包括辅助定位装置，该辅助定位装置包括承载单元、升降装置及量测单元。

图2是本发明实施提供的滚圆设备的平面示意图。

图3是未放入工件时的滚圆设备的示意图。

图4是承载单元与量测单元相配合对工件进行量测的示意图。

图5是将装有工件且配合有量测单元的承载单元放于升降装置上的示意图。

图6是对工件进行滚圆的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1及图2，其为本发明实施例提供一滚圆设备10。该滚圆设备10包括一夹持机构12及一辅助定位装置14。

该夹持机构12用于在滚圆制程中夹持多个堆叠在一起的工件30，本实施例中该工件30为方形。该夹持机构12包括一第一夹持部122及第二夹持部124。

该第一夹持部122包括第一驱动器126、第一旋杆128以及第一接触件130。该第一驱动器126与该第一旋杆128的一端连接，用于驱动第一旋杆128绕第一旋杆128的中心轴旋转。该第一旋杆128的另一端的端面固定有第一接触件130，该第一接触件130用于在夹持机构12夹持工件30时与工件30接触。

该第二夹持部124包括一第二驱动器132、一第二旋杆134以及一第二接触件136。该第二驱动器132与该第二旋杆134的一端连接，用于驱动第二旋杆134绕第二旋杆134的中心轴旋转。该第二旋杆134的另一端的端面固定有第二接触件136，该第二接触件136用于在夹持机构12夹持工件30时与工件30接触。

该第一接触件130和第二接触件136的材料为弹性材料，如橡胶或弹性环氧树脂材料等。当然，也可以省略第一接触件130和第二接触件136。

该第一夹持部122与该第二夹持部124相对设置，其中该第一旋杆128和第二旋杆134的中心轴位于同一直线上。该第一接触件130和第二接触件136正对设置，用于接触并夹持多个工件30。

该第一夹持部122可沿第一旋杆128中心轴方向移动，即第一接触件130可靠近和远离第二接触件136，第二夹持部124可沿第二旋杆134的中心轴方向移动，即第二接触件136可靠近和远离第一接触件130，以使该夹持机构12可夹持不同数量和不同厚度的工件30。当然，第一夹持部122也可沿第一旋杆128中心轴方向固定不动。

该辅助定位装置14具有一个承载单元142、一个与承载单元142相连的升降装置144及一个与承载单元142相配合的量测单元148。

该承载单元142具有一个第一表面1421及一个与第一表面1421相对的第二表面1422。该第一表面1421上开设有一V形凹槽1423，该凹槽1423用于承载工件30，且该凹槽1423的槽底至第一表面1421的垂直距离为L。本实施例中，L为8厘米。

该凹槽1423的侧壁为二个相互垂直的斜面1424，而工件30的两相邻侧面紧贴该两斜面1424。本实施例中，通优选地，该二斜面1424与承载单元142的第一表面1421所在平面的夹角均为45度，以使工件30放置于凹槽1423内时更加稳固，不易发生倾斜。可以理解，二斜面1424之间的夹角也可为其它角度，可根据工件30的具体形状来确定。

该凹槽1423的一端还设有一个具有开口(图未示)的挡板1425。该挡板1425用于防止工件30在凹槽1423中倾斜及从凹槽1423中滑落。而开口的大小及形状应根据实际情况来设定，只要能使得第二旋杆134的第二接触件136与多个工件30中的最外侧工件30相接触且便于多个工件30与承载单元142分离及移去承载单元14即可。本实施例中，该开口位于凹槽1423的正上方，且与凹槽1423相通，同时，该开口平行于第一表面1421的最小宽度等于两斜面1424之间平行于第一表面1421的距离中的最大距离。可以理解，该开口也可与凹槽1423不相通，此时，开口即为一个位于凹槽1423正上方的凹槽。

可以理解，也可以在凹槽1423的两端均设置挡板1425，也可以在凹槽1423中设置挡板1425，不限于本实施例，只要可防止工件30在凹槽1423中倾斜及从凹槽1423中滑落即可。

该第一表面1421还设有四个垂直于第一表面1421的量测杆1426。本实施例中，该四个量测杆1426之一上标有刻度。当然，该四个量测杆1426上均可标有刻度。

该第二表面1422上设有两个第一定位单元1427。本实施例中，该第一定位单元1427为一个长条形的定位凹槽。当然，该第一定位单元1427也可以为定位孔或定位柱。

该升降装置144具有一个第一承载台145、一个设置于第一承载台145上的驱动装置146及一个与驱动装置146连接的第二承载台147。该第二承载台147位于驱动装置146及承载单元142之间，且相对承载单元142固定。

该驱动装置146具有一个驱动器1461及一个控制器1462。该驱动器1461具有一个气缸1463，一个在气缸1463中运动的活塞(图未示)，一个与活塞连接的活塞杆1464，及一个供气装置(图未示)。该气缸1463固定于该第一承载台145上。该供气装置提供气体以驱动该活塞于该气缸1463中上升或下降，该活塞带动该活塞杆1464相对于该第一承载台145作垂直上升或下降运动。可以理解，该驱动器1461也可以为其他驱动器，例如液压驱动器、油压驱动器、电机等。

该控制器1462通过控制供气装置所提供的气体量来精确控制该活塞于该气缸1463中上升或下降的距离，从而精确控制该活塞杆1464相对于该第一承载台145垂直上升或下降的距离，进而精确控制该第二承载台147及承载单元142相对于该第一承载台145垂直上升或下降的距离。

该第二承载台147具有一个第三表面1471及与第三表面1471相对的第四表面1472。该第三表面1471与活塞杆1464相固接。该第四表面1472上开设有与第一定位单元1427相配合使用的第二定位单元1473。该第二承载台147通过第二定位单元1473与第一定位单元1427相配合与承载单元142连为一体。本实施例中，该第二定位单元1473为定位柱。可以理解，该第二定位单元1473也可以为定位孔。当然，也可以省略第一定位单元1427及第二定位单元1473。

请参阅图3，当滚圆设备10中无工件30时，该承载单元142的凹槽1423的槽底至第一旋杆128和第二旋杆134的中心轴的距离为H。本发明中以承载单元142的凹槽1423的槽底至第一旋杆128和第二旋杆134的中心轴的垂直距离为H时为滚圆设备10的初始状态。本实施例中，H为12厘米。

当然，也可以量取承载单元142的第一表面1421至第一旋杆128和第二旋杆134的中心轴的垂直距离为参考距离。

可以理解，该升降装置144也可以省略第二承载台147。

该量测单元148具有一个第五表面1481及与第五表面1481相对的第六表面1482。该第六表面1482上开设有一V形的凹槽1483。本实施例中，该凹槽1483的形状与凹槽1423的形状相同。该第六表面1483上还开设有与量测杆1426配合使用的量测孔1484。当然，也可以没有凹槽1483。

当量测杆1426穿入量测孔1484且第一表面1421与第六表面1482相对时，凹槽1483的槽底与凹槽1423的槽底相对。

当第一表面1421与第六表面1482相接触时，本实施例中，量测杆1426与第五表面1481相接触的位置标记为初始刻度，且该初始刻度为当在凹槽1423中放入对角线长度为2L的工件30，为了使工件30的中心轴与第一旋杆128和第二旋杆134的中心轴在同一直线上，该工件30需要上升的距离(H-L)，即为4厘米。而该量测杆1426上的一系列刻度从初始刻度开始向远离第一表面1421方向依次减小，且这一系列刻度表明放入不同尺寸的工件30，为了使工件30的中心轴与第一旋杆128和第二旋杆134的中心轴在同一直线上，工件30需要上升或下降的距离。当然，该初始刻度也可设在量测杆1426与第一表面1421接触的位置。

可以理解，若放入工件30后，量测杆1426与第五表面1481相交的位置显示的刻度为负值时，则表明需要将工件30下降该负值的绝对值的距离才能使工件30的中心轴与第一旋杆128和第二旋杆134的中心轴在同一直线上。

本发明实施例还提供一种利用滚圆设备10对多个工件30进行滚圆的具体方法，其包括以下步骤：

(1)请参阅图4，将多个工件30置入承载单元142的凹槽1423内，并使工件30叠合排列并靠紧挡板1425，将承载单元142的量测杆1426穿入量测单元148的量测孔1484中，由量测杆1426与量测单元148的第五表面1481相交的刻度可知，需要将该工件30上升或下降该刻度的绝对值的距离，以使多个工件30的中心轴与第一旋杆128和第二旋杆134的中心轴在同一直线上。本实施例中，需要将该工件30上升3.8厘米。

(2)请参阅图5，将装有工件30且配合有量测单元148的承载单元142放于的升降装置144的第二承载台147上，通过控制器1462控制驱动器1461，以使该驱动器1461驱动该承载单元142，从而使得该承载单元142及其内的多个工件30上升或下降该刻度的绝对值的距离。本实施例中，使得该承载单元142及其内的多个工件30上升3.8厘米。

(3)将第一夹持部122的第一接触件130和第二夹持部124的第二接触件136分别接触该多个工件30中位于最外侧的两个工件30，并将该多个工件30夹紧。

(4)请参阅图6，移去量测单元148，通过控制器1462控制驱动器1461，以使该承载单元142与工件30分离，移去该承载单元142，移走该升降装置144并利用一滚圆砂轮15对工件进行滚圆，得到圆形的成品工件。

可以理解，该步骤(4)也可为：通过控制器1462控制驱动器1461，以使该承载单元142与工件30分离，移去量测单元148，移去该承载单元142，移走该升降装置144并利用一滚圆砂轮15对工件进行滚圆，得到圆形的成品工件。

当然，若步骤(1)中已经移去量测单元148，则步骤(2)为：将装有工件30的承载单元142放于升降装置144的第二承载台147上，通过控制器1462控制驱动器1461，以使该驱动器1461精确驱动该承载单元142，从而使得该承载单元142及其内的多个工件30上升或下降该刻度的绝对值的距离。本实施例中，使得该承载单元142及其内的多个工件30上升3.8厘米，步骤(4)应为：通过控制器1462控制驱动器1461，以使该承载单元142与工件30分离，移去该承载单元142，移走该升降装置144并利用滚圆砂轮15对工件30进行滚圆，得到圆形的成品工件。

相对于现有技术，该滚圆设备10采用辅助定位装置14，使多个工件30的中心轴与第一旋杆128的中心轴于同一直线上，第一夹持部122和第二夹持部124夹持多个工件30，而后采用滚圆砂轮15对工件30进行滚圆，避免了采用人工方式和机械手臂放置工件造成的位置偏差，提高了滚圆效率及滚圆精度。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种滚圆设备，用于同时滚圆多个工件，其包括一夹持机构，所述夹持机构包括第一夹持部及与所述第一夹持部相对的第二夹持部，所述第一夹持部包括一可绕其中心轴旋转的第一旋杆，所述第二夹持部包括一可绕其中心轴旋转的第二旋杆，且所述第二旋杆与所述第一旋杆的中心轴位于同一条直线上，所述第一旋杆与所述第二旋杆相配合用于夹紧所述多个工件，其特征在于：所述滚圆设备进一步包括一个辅助定位装置，所述辅助定位装置使得所述多个工件的中心轴与所述第一旋杆的中心轴于同一直线上，所述辅助定位装置包括一个承载单元及一个与所述承载单元配合使用的量测单元，所述承载单元具有一个第一表面，所述第一表面上设有一个第一凹槽及至少一个具有刻度的量测杆，所述第一凹槽用于收容所述多个工件，所述量测单元具有一个第二表面，所述第二表面上设有与所述量测杆配合使用的量测孔。

2.如权利要求1所述的滚圆设备，其特征在于，所述辅助定位装置具有一个升降装置，所述升降装置用来升降所述承载单元，以使收容于其内的所述多个工件的中心轴与所述第一旋杆的中心轴于同一直线上。

3.如权利要求2所述的滚圆设备，其特征在于，所述升降装置具有一个第一承载台及一个设于所述第一承载台上的驱动装置，所述驱动装置用来驱动所述承载单元，所述驱动装置具有一个第一驱动器，所述第一驱动器用于驱动所述承载单元，以使所述承载单元及收容于其内的所述多个工件相对于所述第一承载台作垂直上升或下降运动。

4.如权利要求3所述的滚圆设备，其特征在于，所述升降装置的驱动装置进一步具有一个控制器，所述控制器用于控制所述第一驱动器。

5.如权利要求4所述的滚圆设备，其特征在于，所述升降装置进一步具有一个与所述第一驱动器相连的第二承载台，所述承载单元具有与所述第一表面相对的第四表面，所述第四表面上设有至少一个第一定位单元，所述第二承载台上设有与所述第一定位单元相配合使用的第二定位单元，所述承载单元通过所述第一定位单元及所述第二定位单元与所述第二承载台连为一体。

6.如权利要求5所述的滚圆设备，其特征在于，所述第一定位单元为定位柱，所述第二定位单元为定位孔。

7.如权利要求5所述的滚圆设备，其特征在于，所述第一定位单元为定位孔，所述第二定位单元为定位柱。

8.如权利要求1所述的滚圆设备，其特征在于，所述量测单元的第二表面上设有一个第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽相配合来收容所述多个工件。

9.如权利要求1所述的滚圆设备，其特征在于，所述承载单元进一步具有至少一个挡板，所述挡板用于防止所述多个工件在所述第一凹槽中倾斜或滑落，所述挡板具有一个开口，所述开口使得所述夹持机构与所述多个工件中最外侧的工件相接触。

10.如权利要求1所述的滚圆设备，其特征在于，所述第一夹持部进一步具有一个与所述第一旋杆相连的第二驱动器，所述第二驱动器用于驱动所述第一旋杆绕其中心轴旋转，所述第二夹持部进一步具有一个与所述第二旋杆相连的第三驱动器，所述第三驱动器用于驱动所述第二旋杆绕其中心轴旋转。

11.一种滚圆多个工件的滚圆方法，其包括以下步骤：

(1)提供一个滚圆设备，所述滚圆设备具有一个夹持机构及一个辅助定位装置，所述夹持机构用于夹紧所述多个工件，所述夹持机构包括第一夹持部及与所述第一夹持部相对的第二夹持部，所述第一夹持部包括一可绕其中心轴旋转的第一旋杆，所述第二夹持部包括一可绕其中心轴旋转的第二旋杆，且所述第二旋杆与所述第一旋杆的中心轴位于同一条直线上，所述第一旋杆与所述第二旋杆相配合用于夹紧所述多个工件，所述辅助定位装置使得所述多个工件的中心轴与所述第一旋杆的中心轴于同一直线上，所述辅助定位装置包括一个承载单元及一个与所述承载单元配合使用的量测单元，所述承载单元具有一个第一表面，所述第一表面上设有一个第一凹槽及至少一个具有刻度的量测杆，所述量测单元具有一个第二表面，所述第二表面上设有与所述量测杆配合使用的量测孔；

(2)将所述多个工件置入所述承载单元的第一凹槽内，将所述承载单元的量测杆穿入所述量测单元的量测孔中，所述量测单元与所述量测杆相配合显示出一个刻度值；

(3)所述承载单元上升或下降所述刻度值的距离；

(4)所述夹持机构夹紧所述多个工件；

(5)移去所述承载单元及所述量测单元，对所述多个工件进行滚圆。

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