CN102310354A

CN102310354A - 应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机

Info

Publication number: CN102310354A
Application number: CN201110249403A
Authority: CN
Inventors: 杨春丽
Original assignee: GUANGZHOU SUILIAN AUTOMATION EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: GUANGZHOU SUILIAN AUTOMATION EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明公开了一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其包括机身；在所述机身上设有可沿X轴、Y轴方向作运动的XY水平滑台，在该XY水平滑台上设有可沿C轴作旋转运动的第一旋转机构，在所述第一旋转机构上设有可沿A轴作旋转动作的工件旋转结构；在所述机身上还设有立座，在该立座侧壁上设有可沿着Z轴作竖直直线运动的Z轴竖直滑台，在所述Z轴竖直滑台上设有可沿B轴作旋转运动的第二旋转机构，在所述第二旋转机构上设有打磨旋转结构。本发明具有操作使用方便、运行平稳、定位精度高、加工效率高、加工表面质量好且能完成任意复杂多维空间曲面的打磨抛光等优点。

Description

应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机

技术领域

[0001] 本发明涉及抛光打磨领域，具体地说，涉及一种可适用于各类异型的金属及非金属产品表面抛磨的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机。

背景技术

[0002] CNC数控控制平台具有智能识别与全闭环控制功能，其伺服单元可采用高性能交流伺服系统和串联伺服总线控制技术。CNC数控控制平台可通过电脑程式及3D图像辅助轻易达到加工的目的。

[0003] 目前，常用的抛光打磨结构大多过于简单，其难以实现多轴多方位多角度研磨。因此，现有的抛光打磨机构无法有效精准加工，其大多仍需要依赖技术人员进行粗略研磨，致使研磨精度失败率很高，难以保证各种工件的抛磨效果，尤其难以适用于各类异型的金属及非金属产品表面抛磨如卫浴产品、自行车配件、纺织机器零件等复杂不规则曲面的柔性抛磨。如何解决当前抛光打磨技术的上述瓶颈，成为亟待攻克的一大问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，该抛磨机操作使用方便、运行平稳、定位精度高、加工效率高、加工表面质量好且能完成任意复杂多维空间曲面的打磨抛光。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

[0006] 一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其包括机身；在所述机身上设有可沿X轴、Y轴方向作运动的XY水平滑台，在该XY水平滑台上设有可沿C轴作旋转运动的第一旋转机构，在所述第一旋转机构上设有可沿A轴作旋转动作的工件旋转结构；在所述机身上还设有立座，在该立座侧壁上设有可沿着Z轴作竖直直线运动的Z轴竖直滑台，在所述ζ轴竖直滑台上设有可沿B轴作旋转运动的第二旋转机构，在所述第二旋转机构上设有打磨旋转结构。

[0007] 在上述的一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机中，所述XY水平滑台由X轴水平滑台以及设置在X轴水平滑台上的Y轴水平滑台组成。

[0008] 在上述的一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机中，在所述机身上设有第一导轨并且在机身上安装有第一螺杆，在该第一螺杆上套装有一个第一螺母，一第一伺服电机与所述第一螺杆传动连接，所述X轴水平滑台与第一螺母紧配合而形成在所述第一伺服电机带动下X轴水平滑台可沿着第一导轨作X轴水平运动，以及，在所述X轴水平滑台上设有第二导轨并且在所述X轴水平滑台上安装有第二螺杆，在该第二螺杆上套装有一个第二螺母，一第二伺服电机与所述第二螺杆传动连接，所述Y轴水平滑台与第二螺母紧配合而形成在所述第二伺服电机带动下所述Y轴水平滑台沿着第二导轨作X轴水平运动而形成所述XY水平滑台可沿X轴、Y轴方向作运动。

[0009] 在上述的一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机中，在所述立座上设有立座导轨并且在立座上安装有第三螺杆，在该第三螺杆上套装有一个第三螺母，一第七伺服电机与所述第三螺杆传动连接，所述Z轴竖直滑台与第三螺母紧配合而形成在所述第七伺服电机带动下Z轴竖直滑台可沿着立座导轨作Z轴作竖直直线运动。

[0010] 在上述的一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机中，所述第一旋转机构带有一个第三伺服电机。

[0011] 在上述的一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机抛光中，所述工件旋转结构包括工件安装部以及与该工件安装部连接的第四伺服电机。

[0012] 在上述的一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机中，所述第二旋转机构带有一个第六伺服电机。

[0013] 在上述的一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机中，所述打磨旋转结构包括一个可对工件进行打磨加工的抛磨头以及一个第五伺服电机，所述第五伺服电机通过一抛磨头旋转轴与所述抛磨头连接。

[0014] 本发明由于采用了上述结构，故其具有的有益效果如下：

[0015] 本发明作为数控自动抛磨机，其结构部分通过与CNC数控控制平台配合实现六联动插补完成各种动作，可实现X轴、Y轴、Z轴直线运动，以及A轴、B轴、C轴旋转运动，机器动作可通过由CNC数控控制平台控制实现，通过数控编程实现七轴六联动能完成任意复杂空间曲面打磨抛光。本发明结构合理、操作使用方便、工件回转半径小、回转角度大、机床体积小、运行平稳、定位精度高，防护设计简单美观、刚性好、灵活性强、响应快、加工效率高、加工表面质量好、抛磨叶片型面准确、劳动强度低、环保条件好。本发明可根据不同异型面构成特点，采用全数控联动可自动对工件表面进行粗抛磨、精抛磨和抛光加工，其特别适用于复杂空间曲线工件数控打磨，如可适用于各类异型的金属及非金属产品表面抛磨如卫浴五金、建筑五金、自行车配件、纺织机器零件、螺旋型、叶轮片等复杂不规则曲面的柔性抛磨。

[0016] 在结合附图阅读本发明的实施方式的详细描述后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

[0017] 图1是本发明的实施方式的结构图；

[0018] 图2是第一螺杆部分的示意图；

[0019] 图3是第二螺杆部分的示意图；以及

[0020] 图4是第三螺杆部分的示意图。

[0021]其中：

[0022] 1.第一伺服电机，2.第一螺杆，3.第二伺服电机，4.第一旋转机构，5.第三伺服电机，6.第四伺服电机，7.工件安装部，8.抛磨头，9.第五伺服电机，10.第二旋转机构， 11.第六伺服电机，12.第三螺杆，13.第七伺服电机，14.机身，15.立座，16. XY水平滑台， 17.Z轴竖直滑台，18.打磨旋转结构，19.X轴水平滑台，20.Y轴水平滑台，21.第一导轨， 22.第一螺母，23.第二导轨，24.第二螺杆，25.第二螺母，26.立座导轨，27.工件旋转结构，28.第三螺母，29.抛磨头旋转轴。具体实施方式

[0023] 下面以一个实施方式对本发明作进一步详细的说明，但应当说明，本发明的保护范围不仅仅限于此。

[0024] 参阅图1，一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其包括机身14。在所述机身14上设有可沿X轴、Y轴方向作运动的XY水平滑台16，在该XY水平滑台16上设有可沿C轴作旋转运动的第一旋转机构4，在所述第一旋转机构4上设有可沿A轴作旋转动作的工件旋转结构27，其中，上述的可沿C轴作旋转运动的第一旋转机构4是指第一旋转机构 4平行于XY水平面作旋转运动，上述的可沿A轴作旋转动作是指工件旋转结构27可在空间上的平行于某一面作旋转动作并且该旋转动作所依据的水平面与XY水平面不同，例如，此工件旋转结构27可在与所述XY水平面在立体空间上垂直的某一平面上作旋转运动等而不影响本发明的保护范围。在所述机身14上还设有立座15，在该立座15侧壁上设有可沿着Z轴作竖直直线运动的Z轴竖直滑台17，在所述Z轴竖直滑台17上设有可沿B轴作旋转运动的第二旋转机构10，在所述第二旋转机构10上设有打磨旋转结构18，其中，上述的可沿B轴作旋转运动的第二旋转机构10是指第二旋转机构10平行于Z轴向作旋转运动，打磨旋转结构18本身也可作旋转打磨动作。

[0025] 在本实施方式中，第一旋转机构4带有一个第三伺服电机5。工件旋转结构27包括工件安装部7以及与该工件安装部7连接的第四伺服电机6，其中，待加工的工件安装在工件安装部7。第二旋转机构10带有一个第六伺服电机11。打磨旋转结构18包括一个抛磨头8以及一个第五伺服电机9，所述第五伺服电机9通过一抛磨头旋转轴四与所述抛磨头8连接，其中，抛磨头8用于对工件进行打磨抛光。

[0026] 在本实施方式中，所述XY水平滑台16由X轴水平滑台19以及设置在X轴水平滑台19上的Y轴水平滑台20组成，该XY水平滑台16可以使本发明的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机在X轴、Y轴方向作运动。

[0027] 参阅图2和图3，对于X轴水平滑台19和Y轴水平滑台20，具体来说，可在所述机身14上设有第一导轨21并且在机身14上安装有第一螺杆2，在该第一螺杆2上套装有一个第一螺母22，一第一伺服电机1与所述第一螺杆2传动连接，所述X轴水平滑台19与第一螺母22紧配合而形成在所述第一伺服电机1带动下X轴水平滑台19可沿着第一导轨21 作X轴水平运动；以及，可在所述X轴水平滑台19上设有第二导轨23并且在所述X轴水平滑台19上安装有第二螺杆M，在该第二螺杆M上套装有一个第二螺母25，一第二伺服电机3与所述第二螺杆M传动连接，所述Y轴水平滑台20与第二螺母25紧配合而形成在所述第二伺服电机3带动下所述Y轴水平滑台20沿着第二导轨23作Y轴水平运动而形成所述XY水平滑台16可沿X轴、Y轴方向作运动。

[0028] XY水平滑台16的运动过程具体为：一方面，对于X轴水平滑台19，当第一伺服电机1工作时，其带动第一螺杆2运动，由于第一螺母22是套装在第一螺杆2上并且该第一螺母22与X轴水平滑台19紧配合，因此，第一螺杆2的运动会使X轴水平滑台19动作而形成X轴水平滑台19可沿着第一导轨21作X轴方向的运动。另一方面，对于Y轴水平滑台20，当第二伺服电机3工作时，其带动第二螺杆M运动，由于第二螺母25是套装在第二螺杆M上并且该第二螺母25与Y轴水平滑台20紧配合，因此，第二螺杆M的运动会使Y 轴水平滑台20动作而形成Y轴水平滑台20可沿着第二导轨23作Y轴方向的运动。[0029] 参阅图4，对于Z轴竖直滑台17来说，可在所述立座15上设有立座导轨沈并且在立座15上安装有第三螺杆12，在该第三螺杆12上套装有一个第三螺母观，一第七伺服电机13与所述第三螺杆12传动连接，所述Z轴竖直滑台17与第三螺母观紧配合而形成在所述第七伺服电机13带动下Z轴竖直滑台17可沿着立座导轨沈作Z轴竖直直线运动。

[0030] Z轴竖直滑台17的运动过程具体为：当第七伺服电机13工作时，其带动第三螺杆 12运动，由于第三螺母观是套装在第三螺杆12上并且该第三螺母观与Z轴竖直滑台17 紧配合，因此，第三螺杆12的运动会使Z轴竖直滑台17动作而形成Z轴竖直滑台17可沿着立座导轨沈作Z轴竖直直线运动。

[0031] 在本实施方式中，第一螺杆2、第二螺杆M、第三螺杆12都可以采用带滚珠的滚珠螺杆等等而不影响本发明的保护范围。第一伺服电机1、第二伺服电机3、第三伺服电机5、第四伺服电机6、第五伺服电机9、第六伺服电机11、第七伺服电机13都可以采用带编码器的伺服电机等等而不影响本发明的保护范围。

[0032] 本实施方式的工作过程如下：

[0033] 本发明作为数控自动抛磨机，其结构部分通过与CNC数控控制平台配合实现六联动插补完成各种动作，实现X轴、Y轴、ζ轴直线运动，以及A轴、B轴、C轴旋转运动，另加抛磨头旋转轴四形成七轴联动结构。

[0034] 具体来说，X轴方向动作由第一伺服电机1动作带动X轴水平滑台19沿着X轴方向动作来完成；Y轴方向动作由第二伺服电机3带动Y轴水平滑台20沿着Y轴方向动作来完成；C轴旋转方向动作由第三伺服电机5带动第一旋转机构4运动来完成；A轴旋转动作由第四伺服电机6带动工件安装部7旋转来完成，其中，在工件安装部7上安装有待加工的工件；抛磨头旋转轴动作由第五伺服电机9带动抛磨头8旋转来完成；B轴旋转动作由第六伺服电机11带动第二旋转机构10旋转来完成；Z轴方向的动作由第七伺服电机13带动Z 轴竖直滑台17作Z轴竖直直线运动作来完成。

[0035] 本发明的动作通过由CNC数控控制平台控制实现，通过数控编程实现七轴联动能完成任意复杂空间曲面打磨抛光，自动化程度高。

[0036] 本发明可以根据工件曲面运动，结合CNC数控控制平台，可在抛磨时输入加工零件的3D图，编程运动轨迹，从而既可完成批量加工，也可根据工艺要求组合N台N工位，设计成组合试N轴抛磨设备。本发明可适用于各类异型的金属及非金属产品表面抛磨如卫浴五金、建筑五金、自行车配件、纺织机器零件、螺旋型、叶轮片等复杂不规则曲面的柔性抛磨。

[0037] 虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围之内作出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其包括机身（14)；其特征在于：在所述机身（14)上设有可沿X轴、Y轴方向作运动的XY水平滑台（16)，在该XY水平滑台(16)上设有可沿C轴作旋转运动的第一旋转机构G)，在所述第一旋转机构（4)上设有可沿A轴作旋转动作的工件旋转结构07)；在所述机身（14)上还设有立座（15)，在该立座 (15)侧壁上设有可沿着Z轴作竖直直线运动的Z轴竖直滑台（17)，在所述Z轴竖直滑台(17)上设有可沿B轴作旋转运动的第二旋转机构（10)，在所述第二旋转机构（10)上设有打磨旋转结构（18)。

2.根据权利要求1所述的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其特征在于：所述XY水平滑台（16)由X轴水平滑台（19)以及设置在X轴水平滑台（19)上的Y轴水平滑台00)组成。

3.根据权利要求2所述的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其特征在于：在所述机身（14)上设有第一导轨并且在机身（14)上安装有第一螺杆O)，在该第一螺杆（¾上套装有一个第一螺母（22)，一第一伺服电机（1)与所述第一螺杆（¾传动连接，所述X轴水平滑台（19)与第一螺母0¾紧配合而形成在所述第一伺服电机（1)带动下X 轴水平滑台（19)可沿着第一导轨作X轴水平运动；以及，在所述X轴水平滑台（19) 上设有第二导轨并且在所述X轴水平滑台（19)上安装有第二螺杆（M)，在该第二螺杆04)上套装有一个第二螺母（25)，一第二伺服电机C3)与所述第二螺杆04)传动连接，所述Y轴水平滑台OO)与第二螺母0¾紧配合而形成在所述第二伺服电机C3)带动下所述Y轴水平滑台OO)沿着第二导轨作Y轴水平运动而形成所述XY水平滑台（16)可沿X轴、Y轴方向作运动。

4.根据权利要求1或2所述的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其特征在于：在所述立座（15)上设有立座导轨06)并且在立座（15)上安装有第三螺杆（12)，在该第三螺杆（1¾上套装有一个第三螺母（¾)，一第七伺服电机（1¾与所述第三螺杆（12)传动连接，所述Z轴竖直滑台（17)与第三螺母08)紧配合而形成在所述第七伺服电机（13) 带动下Z轴竖直滑台（17)可沿着立座导轨06)作Z轴竖直直线运动。

5.根据权利要求1或2所述的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其特征在于：所述第一旋转机构（4)带有一个第三伺服电机（5)。

6.根据权利要求1或2所述的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其特征在于：所述工件旋转结构(XT)包括工件安装部（7)以及与该工件安装部（7)连接的第四伺服电机(6)。

7.根据权利要求1或2所述的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其特征在于：所述第二旋转机构（10)带有一个第六伺服电机（11)。

8.根据权利要求1或2所述的应用于多维空间曲型面七轴数控自动抛磨机，其特征在于：所述打磨旋转结构（18)包括一个可对工件进行打磨加工的抛磨头（8)以及一个第五伺服电机（9)，所述第五伺服电机（9)通过一抛磨头旋转轴09)与所述抛磨头⑶连接。