CN102490119A - 平面磨床辅助上下料机构 - Google Patents

Abstract

平面磨床辅助上下料机构，涉及一种磨床。提供一种可保证高精度磨削加工中工件上下料操作的灵活性和可靠性，用于高精度大口径平面磨床的光学元件加工的平面磨床辅助上下料机构。设有左固定臂、右固定臂、固定臂端盖、左提升臂、右提升臂、左夹持臂、右夹持臂、转轴块、转轴块端盖和锁紧螺钉；左右提升臂上设有圆孔并安装于左右固定臂的凸圆台轴上，圆孔与凸圆台轴之间设有滚动轴承，左右提升臂通过固定臂端盖固定于左右固定臂上；两转轴块分别装于左右提升臂前端，转轴块上的凸圆台轴配有滚动轴承并装入左右提升臂前端的圆孔内，并通过转轴块端盖固定在左右提升臂上；左右夹持臂上设有凸圆台轴，左右夹持臂的内侧贴有橡胶条。

Description

平面磨床辅助上下料机构

技术领域

本发明涉及一种磨床，尤其是涉及一种高精度大口径平面磨床的光学元件辅助上下料机构。

背景技术

机床上下料机构或机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。这类机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍，实现加工过程上料、下料的自动化、无人化。现有的机床自动或辅助上下料机械手均为独立结构，有地面底座型或顶棚悬挂式等安装方式，通常用于机械粗加工领域。

对磨削机床来讲，传统平面磨床用于加工各种零件的平面，随着数控技术的发展，现阶段平面磨床不仅用于水平平面加工，而且转向成形、三维空间表面等磨削加工。卧轴矩台布局的大尺寸平面磨床，由于具有精度高和通用性好等特点在精密和超精密平面磨床中得到广泛应用，用于加工国防、航天航空、天文等高端领域的现代光学(光电)系统所使用的大口径平面、非球面等先进光学元件。

对于大口径的光学元件来说，在一台平面磨床上要完成光学元件侧边及上下表面的粗磨、半精磨、精磨工艺，在整个加工过程中，工件不但需要被提升和水平搬运，而且需要90°旋转或180°翻转。但工件质量大且加工后的面形精度高，加工过程中的人工上下料劳动强度大且易损伤工件加工表面。因此，本发明提出一种高精度大口径平面磨床的光学元件辅助上下料机构，来完成平面磨削加工中光学元件提升、旋转、翻转等上下料动作，提高灵活性和可靠性，减轻操作人员劳动强度，提高加工效率。

中国专利CN101417409公开一种磨床上下料机构，采用出料口套装有工件导向套的输料软管输送工件，软管出料口前方设置挡料头挡住软管内的工件，工件导向套固定连接有导向套支杆，挡料头与挡料头支杆固定连接，导向套支杆和挡料头支杆另一端与安装支架轴连接，用抬升气缸活塞杆支撑在导向套支杆中部调节软管出料口上下位置，用定位支架上的支撑装置限定挡料头的最低位置，软管出料口下降脱开挡料头进行上料；用穿过磨床主轴中孔并固定连接在油缸活塞上的推料杆和设置在推料杆前下方的接料管进行下料。本发明结构简单、稳定可靠、加工效率高。

中国专利CN2818066公开一种磨床单臂上下料机构。在基板装有上料道和下料道，其改进之处是齿轮轴通过料臂座和料臂装有料板，料板装有上、下部料挡板，基板通过支座和销轴装有过渡板，过渡板上的下料挡条装在基板上的孔内，过渡板通过支架和销轴二装有曲杆，曲杆通过销轴三和支架固定在基板上，曲杆通过螺钉杆与齿轮轴上的槽凸轮连接，齿轮轴与安装在油缸座一侧的齿条活塞连接，油缸座上装有带油孔的上、下端盖，撞杆通过油缸座上的槽孔装在齿条活塞的中部，槽孔的一侧装有两个行程开关组成。采用这种磨床单臂上下料机构可广泛地应用于加工轴承内、外表面的磨床上。

发明内容

本发明的目的在于针对大尺寸精密及超精密平面磨床中大口径光学玻璃元件的加工存在不同的工艺过程，造成灵活性和可靠性较差等问题，提供一种可保证高精度磨削加工中工件上下料操作的灵活性和可靠性，用于高精度大口径平面磨床的光学元件加工的平面磨床辅助上下料机构。

本发明设有左固定臂、右固定臂、固定臂端盖、左提升臂、右提升臂、左夹持臂、右夹持臂、转轴块、转轴块端盖和锁紧螺钉；

所述左固定臂和右固定臂安装于平面磨床主轴箱上的砂轮外罩两侧上，所述左提升臂和右提升臂上设有圆孔，左提升臂和右提升臂对应安装于左固定臂和右固定臂的凸圆台轴上，所述圆孔与凸圆台轴之间设有滚动轴承，左提升臂和右提升臂通过固定臂端盖固定于左固定臂和右固定臂上；两转轴块分别装于左提升臂和右提升臂的前端，转轴块上的凸圆台轴配有滚动轴承并装入左提升臂和右提升臂前端的圆孔内，并通过转轴块端盖固定在左提升臂和右提升臂上；用于装夹工件的左夹持臂和右夹持臂上设有凸圆台轴，左夹持臂和右夹持臂的内侧贴有橡胶条，工件通过锁紧螺钉锁紧在左夹持臂和右夹持臂内；在装夹好工件后将左夹持臂和右夹持臂放置于转轴块的圆形槽内。

所述左固定臂和右固定臂、左提升臂和右提升臂以及转轴块连接安装成一整体，而左夹持臂和右夹持臂独立放置。

在未进行辅助上下料操作时，辅助上下料机构的左右提升臂以及转轴块旋转放置固定于砂轮外罩两侧，而左右夹持臂置于机床外单独存放。需要进行辅助上下料操作时，操作人员用左右夹持臂装夹好工件后，将左右夹持臂搬运放置于转轴块的圆形槽内，由平面磨床的数控系统面板和手轮控制三个直线轴运动来带动工件的移动在磨床工作台面上完成上下料。

工件上下料具体过程如下：

对于磨削加工开始前的上料操作，将辅助上下料机构的左右提升臂以及转轴块旋转至与磨床工作台平面水平放置，通过平面磨床的数控系统面板和手轮使磨床主轴箱伸出并降至略高于磨床工作台平面位置。然后取出左右夹持臂装夹工件，并用锁紧螺钉将工件锁紧于左右夹持臂内。将装夹有工件的左右夹持臂搬至转轴块的圆形槽内，并用定位螺钉将左右夹持臂的凸圆台轴固定，使工件处于水平位置。再通过平面磨床的数控系统面板将磨床主轴箱缩进，并调整好工件在磨床工作台上的放置位置，利用手轮微进给将工件下降完全放置于工作台平面上，完成上料操作。收起左右夹持臂，并将辅助上下料机构的左右提升臂以及转轴块，旋转放置固定于砂轮外罩两侧。

对于磨削加工过程中的工件90°旋转，将辅助上下料机构的左右提升臂以及转轴块旋转至与磨床工作台平面水平放置，通过平面磨床的数控系统面板和手轮调整磨床主轴箱伸出至合适位置并降至磨床工作台平面位置。取出左右夹持臂放置于转轴块圆形槽内，用锁紧螺钉将工件锁紧于左右夹持臂内。然后利用平面磨床的数控系统面板和手轮将装夹有工件的辅助上下料机构的提升一定高度，拔出左右提升臂与转轴块之间的定位销，水平旋转工件90°后，重新插入定位销固定。再通过平面磨床的数控系统面板和手轮将工件放置于原来的位置上，完成工件旋转操作。收起左右夹持臂，并将辅助上下料机构的左右提升臂以及转轴块，旋转放置固定于砂轮外罩两侧。

对于磨削加工过程中的工件180°翻转，与工件90°旋转的操作类似，在左右提升臂水平放置及装夹好工件后，利用平面磨床的数控系统面板和手轮将装夹有工件的辅助上下料机构的提升一定高度，旋出转轴块与左右夹持臂凸圆台轴之间的定位螺钉，翻转工件180°后，重新旋入定位螺钉固定。再通过平面磨床的数控系统面板和手轮将工件放置于原来的位置上，完成工件翻转操作。收起左右夹持臂，并将辅助上下料机构的左右提升臂以及转轴块，旋转放置固定于砂轮外罩两侧。

对于磨削加工完成后的下料操作，将辅助上下料机构的左右提升臂以及转轴块旋转至与磨床工作台平面水平放置，通过平面磨床的数控系统面板和手轮调整磨床主轴箱伸出至合适位置并降至磨床工作台平面位置。取出左右夹持臂放置于转轴块圆形槽内，用锁紧螺钉将工件锁紧于左右夹持臂内。然后利用平面磨床的数控系统面板和手轮将装夹有工件的辅助上下料机构的提升一定高度，并继续控制磨床主轴箱伸出至最大位置。旋出转轴块与左右夹持臂凸圆台轴之间的定位螺钉，将左右夹持臂连同工件抬出转轴块圆形槽即可，完成工件辅助下料操作。

本发明利用平面磨床的3个直线轴运动来辅助实现辅助上下料过程，能有效避免大口径光学元件在人工上下料过程中的表面损伤。同时由于大口径光学元件加工具有很高精度，工件下表面与工作台表面的接触极为紧密，有很大吸紧力，且工件质量大，因此利用磨床本身的三个直线轴运动来提升工件，能极大减轻大口径光学元件人工上下料过程的劳动强度。此外利用磨床的主轴箱伸出，使工件基本移出磨床空间，十分方便人工搬运工件。

本发明的辅助上下料机构能实现工件上下料过程中的提升、90°旋转及180°翻转等功能。此外辅助上下料机构的左右固定臂、左右提升臂以及转轴块连接安装成一整体，在不使用时可旋转放置固定于砂轮外罩两侧，而左右夹持臂可置于机床外单独存放，结构简单方便。

本发明的辅助上下料机构是依靠平面磨床的3个直线轴运动来实现辅助上下料过程。

附图说明

图1为本发明实施例的三维结构示意图。

图2为本发明实施例的平面磨床辅助上下料机构主视图。

图3为图2的左视图。

图4为图2的俯视图。

图5为左固定臂结构示意图。

图6为转轴块结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1～6，本发明实施例设有磨床工作台1、转轴块2、左提升臂3、固定臂端盖4、磨床立柱5、左固定臂6、磨床主轴箱7、砂轮外罩8、右固定臂9、砂轮10、右提升臂11、转轴块端盖12、定位销13、右夹持臂14、锁紧螺钉15、工件16、左夹持臂17、定位螺钉18。

辅助上下料机构的左固定臂6、右固定臂9安装于平面磨床主轴箱7上的砂轮外罩8两侧上。左提升臂3、右提升臂11上均设有圆孔，对应安装于左固定臂6、右固定臂9的凸圆台轴上，圆孔与凸圆台轴之间设有滚动轴承，左提升臂3、右提升臂11通过固定臂端盖4分别固定于左固定臂6、右固定臂9上。两转轴块2分别装于左提升臂3、右提升臂11的前端，转轴块2上的凸圆台轴配有滚动轴承装入左提升臂3、右提升臂11前端的圆孔内，并通过转轴块端盖12固定在左提升臂3、右提升臂11上。用于装夹工件16的两L形的左夹持臂17、右夹持臂14上设有凸圆台轴，内侧贴有橡胶条，并用锁紧螺钉15将工件16锁紧于左夹持臂17、右夹持臂14内。在装夹好工件16后将左夹持臂17、右夹持臂14放置于转轴块2的圆形槽内。辅助上下料机构是由平面磨床的数控系统面板和手轮控制三个直线轴运动来带动工件的移动在磨床工作台面上完成上下料。

对于磨削加工开始前的上料操作，将辅助上下料机构的左提升臂3、右提升臂11以及转轴块2旋转至与磨床工作台1平面水平放置的左固定臂6、右固定臂9底端凸矩台上，使得左提升臂3、右提升臂11有水平支撑，通过平面磨床的数控系统面板和手轮使磨床主轴箱7伸出并降至略高于磨床工作台1平面位置。然后取出左夹持臂17、右夹持臂14装夹工件16，并用锁紧螺钉15将工件16锁紧于左夹持臂17、右夹持臂14内。将装夹有工件16的左夹持臂17、右夹持臂14搬至转轴块2的圆形槽内，并用定位螺钉18将左夹持臂17、右夹持臂14上的凸圆台轴固定，使工件16处于水平位置。再通过平面磨床的数控系统面板将磨床主轴箱7缩进，并调整好工件16在磨床工作台1上的放置位置，利用手轮微进给将工件16下降完全放置于磨床工作台1平面上，完成上料操作。收起左夹持臂17、右夹持臂14，并将辅助上下料机构的左提升臂3、右提升臂11以及转轴块2，旋转放置固定于砂轮外罩8两侧。

对于磨削加工过程中的工件90°旋转，将辅助上下料机构的左提升臂3、右提升臂11以及转轴块2旋转至与磨床工作台1平面水平放置，通过平面磨床的数控系统面板和手轮调整磨床主轴箱7伸出至合适位置并降至磨床工作台1平面位置。取出左夹持臂17、右夹持臂14放置于转轴块2圆形槽内，用锁紧螺钉15将工件16锁紧于左夹持臂17、右夹持臂14内。然后利用平面磨床的数控系统面板和手轮将装夹有工件16的辅助上下料机构的提升一定高度，拔出左提升臂3、右提升臂11与转轴块2之间的定位销13，水平90°旋转工件16后，重新插入定位销13固定。再通过平面磨床的数控系统面板和手轮将工件16放置于原来的位置上，完成工件16旋转操作。收起左夹持臂17、右夹持臂14，并将辅助上下料机构的左提升臂3、右提升臂11以及转轴块2，旋转放置固定于砂轮外罩8两侧。

对于磨削加工过程中的工件180°翻转，将辅助上下料机构的左提升臂3、右提升臂11以及转轴块2旋转至与磨床工作台1平面水平放置，通过平面磨床的数控系统面板和手轮调整磨床主轴箱7伸出至合适位置并降至磨床工作台1平面位置。取出左夹持臂17、右夹持臂14放置于转轴块2圆形槽内，用锁紧螺钉15将工件16锁紧于左夹持臂17、右夹持臂14内。然后利用平面磨床的数控系统面板和手轮将装夹有工件16的辅助上下料机构的提升一定高度，旋出转轴块2与左夹持臂17、右夹持臂14上的凸圆台轴之间的定位螺钉18，180°翻转工件16后，重新旋入定位螺钉18固定。再通过平面磨床的数控系统面板和手轮将工件16放置于原来的位置上，完成工件16翻转操作。收起左夹持臂17、右夹持臂14，并将辅助上下料机构的左提升臂3、右提升臂11以及转轴块2，旋转放置固定于砂轮外罩8两侧。

对于磨削加工完成后的下料操作，将辅助上下料机构的左提升臂3、右提升臂11以及转轴块2旋转至与磨床工作台1平面水平放置，通过平面磨床的数控系统面板和手轮调整磨床主轴箱7伸出至合适位置并降至磨床工作台1平面位置。取出左夹持臂17、右夹持臂14放置于转轴块2的圆形槽内，用锁紧螺钉15将工件16锁紧于左夹持臂17、右夹持臂14内。然后利用平面磨床的数控系统面板和手轮将装夹有工件16的辅助上下料机构的提升一定高度，并继续控制磨床主轴箱7伸出至最大位置。旋出转轴块2与左夹持臂17、右夹持臂14上的凸圆台轴之间的定位螺钉18，将左夹持臂17、右夹持臂14连同工件16抬出转轴块2的圆形槽即可，完成工件16辅助下料操作。

Claims (2)

1.平面磨床辅助上下料机构，其特征在于设有左固定臂、右固定臂、固定臂端盖、左提升臂、右提升臂、左夹持臂、右夹持臂、转轴块、转轴块端盖和锁紧螺钉；

所述左固定臂和右固定臂安装于平面磨床主轴箱上的砂轮外罩两侧上，所述左提升臂和右提升臂上设有圆孔，左提升臂和右提升臂对应安装于左固定臂和右固定臂的凸圆台轴上，所述圆孔与凸圆台轴之间设有滚动轴承，左提升臂和右提升臂通过固定臂端盖固定于左固定臂和右固定臂上；两转轴块分别装于左提升臂和右提升臂的前端，转轴块上的凸圆台轴配有滚动轴承并装入左提升臂和右提升臂前端的圆孔内，并通过转轴块端盖固定在左提升臂和右提升臂上；用于装夹工件的左夹持臂和右夹持臂上设有凸圆台轴，左夹持臂和右夹持臂的内侧贴有橡胶条，工件通过锁紧螺钉锁紧在左夹持臂和右夹持臂内；在装夹好工件后将左夹持臂和右夹持臂放置于转轴块的圆形槽内。

2.如权利要求1所述的平面磨床辅助上下料机构，其特征在于所述左固定臂和右固定臂、左提升臂和右提升臂以及转轴块连接安装成一整体，而左夹持臂和右夹持臂独立放置。

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