CN102554715A

CN102554715A - 一种六轴数控钻头刃磨机

Info

Publication number: CN102554715A
Application number: CN2010105952385A
Authority: CN
Inventors: 朱燕青; 李圣进; 刘骏皓; 沈俊华; 万月; 桑田
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供了一种六轴数控钻头刃磨机，包括机架、Y轴伺服轴、旋转气缸、升降气缸、主轴电机、连接板、伸缩气缸、步进电机、钻头夹具、砂轮、砂轮电机、线性导轨、X轴伺服轴。Y轴伺服轴固连在机架上，X轴伺服轴以可沿Y轴方向滑动的方式设置在Y轴伺服轴以及线性导轨上，旋转气缸以可沿X轴方向滑动的方式设置在X轴伺服轴上方，旋转气缸上方设置有升降气缸，升降气缸上方设置有主轴电机，主轴电机的主轴部位设置有连接板，连接板上设置有伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆部设置有步进电机，步进电机的输出轴上连接有同轴的钻头夹具。本发明工作效率高，操作简便，元件费用较低，维护难度小。

Description

一种六轴数控钻头刃磨机

技术领域

本发明涉及设备制造领域中的刃磨机床和数控机床制造领域，具体的说，是一种六轴数控钻头刃磨机。

背景技术

钻头是机械加工领域常用的工具，使用率非常高。在钻头钻削的过程中，钻头表面磨损是十分普遍的问题。钻头的修复刃磨主要是修磨钻头的主后面，因为主要磨损在主后面区域之内，钻头的主后面主要有锥形面、螺旋面、双曲面的型面。在目前的生产过程中，钻头磨损后一般是由有经验的工人对其进行人工刃磨修复，劳动强度大，技术要求高。从技术进步的角度来看，技术先进的企业已在采用工磨床来对磨损的钻头进行修复。因此，发展专用刃磨设备是个方向。目前，钻头的刃磨设备主要分为机械结构为主的设备和数控为主的两种设备。前者的精度稍差，体积比较庞大；后者的费用较高，维护难度大。而结合数控系统、可编程控制器、气动元器件控制的自动化钻头刃磨设备目前还很少见。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结合数控系统、可编程控制器、气动元器件控制的自动化钻头刃磨设备。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为。

一种六轴数控钻头刃磨机，包括机架、Y轴伺服轴、旋转气缸、升降气缸、主轴电机、连接板、伸缩气缸、步进电机、钻头夹具、砂轮、砂轮电机、线性导轨、X轴伺服轴，其特征在于：Y轴伺服轴固连在机架上，X轴伺服轴以可沿Y轴方向滑动的方式设置在Y轴伺服轴以及线性导轨上，旋转气缸以可沿X轴方向滑动的方式设置在X轴伺服轴上，旋转气缸上方设置有升降气缸，升降气缸上方设置有主轴电机，主轴电机的主轴部位设置有连接板，连接板上设置有伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆部安装有步进电机，步进电机的输出轴上连接有同轴的钻头夹具。

所述的Y轴伺服轴包括Y轴伺服电机、滚珠丝杠、移动副；所述的X轴伺服轴包括X轴伺服电机、滚珠丝杠、移动副。

所述的旋转气缸、升降气缸、伸缩气缸由电磁阀控制。

所述的步进电机、砂轮电机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、电磁阀由PLC控制。

本发明一种六轴数控钻头刃磨机的工作原理是。

用伺服电机控制的滚珠丝杠、运动副以及直线导轨作为水平运动的Y轴，用伺服电机控制的滚珠丝杠、运动副作为水平运动的X轴，组成水平运动模组，用升降气缸作为Z轴，加上旋转气缸、伸缩气缸、步进电机来控制钻头刃磨过程的姿态调整。用主轴电机带动连接板产生刃磨的曲面运动，以步进电机带动砂轮作为刃磨的主运动。刃磨方式采用锥形曲面作为钻头主后面型面，锥形面的曲面形成是由主轴电机带动连接板以主轴为中心进行旋转运动、调整步进电机底座使得钻头轴线与主轴电机轴之间形成锥角。当主轴电机旋转时带动在连接板的步进电机转动、钻头是固定在步进电机前端的夹具之上的，步进电机在随着电机主轴运动做公转过程中，其自身同时产生自转，伸缩气缸也产生直线的运动，以上三种独立运动的复合运动所产生的钻头前端的运动轨迹就是锥形的曲面。旋转气缸、固定钻头的夹具等部件是安装在水平数控运动模组上面的，所以运动十分方便，当钻头沿X、Y轴运动时平稳。整个水平运动模组由数控系统控制。旋转气缸、升降气缸、伸缩气缸的运动由电磁阀控制。电磁阀、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、步进电机由PLC控制。由于砂轮的位置可以任意定，所以可以放置不同材料的砂轮，对各种特殊材料的钻头都可以磨削。

本发明一种六轴数控钻头刃磨机的积极效果是。

（1）提供了一种结合数控系统、可编程控制器、气动元器件控制的自动化钻头刃磨设备，工作效率高，操作简便。

（2）所需元件费用较低，维护难度小。

（3）采用开放型设计结构，采用了机器手的设计思想，在钻头的夹具上夹持电焊枪，砂轮的位置上放置焊接工件，本发明可变成六轴的自动焊接机。

附图说明

图1是本发明一种六轴数控钻头刃磨机的结构示意图。

图2是连接板、伸缩气缸和旋转电机的结构示意图。

图中的标号分别为：1.机架；2.Y轴伺服轴；3.旋转气缸；4.升降气缸；5.主轴电机；6.连接板；7.伸缩气缸；8.步进电机；9.钻头夹具；10.钻头；11.砂轮；12.砂轮电机；13.线性导轨；14.X轴伺服轴；15.锥角调节器。

具体实施方式

以下结合附图给出本发明一种六轴数控钻头刃磨机的具体实施方式，但是，本发明的实施不限于以下的实施方式。

参见附图1，Y轴伺服轴2、线性导轨13固连在机架1上，X轴伺服轴14以可沿Y轴方向滑动的方式设置在Y轴伺服轴2及线性导轨13上，旋转气缸3以可沿X轴方向滑动的方式设置在X轴伺服轴14上，旋转气缸3上设置有升降气缸4，升降气缸4上方设置有主轴电机5，主轴电机5的主轴部位设置有连接板6，连接板6靠近Y轴伺服轴一侧固连伸缩气缸7，伸缩气缸7的活塞杆部安装有步进电机8，步进电机8的输出轴上连接有同轴的钻头夹具9,钻头夹具上可以夹持需要刃磨的钻头10。

参见附图2，伸缩气缸7与连接板6的夹角可通过锥角调节器15进行调节。

参见附图1，X轴伺服轴14与Y轴伺服轴2构成水平运动模组，水平运动模组由数控系统控制，可以把钻头10准确的送到砂轮11磨削的最佳位置上，当钻头10达到砂轮11的外径位置时，旋转气缸3、升降气缸4、锥角调节器15、伸缩气缸7对钻头10进行位置调整。当钻头10调整完毕后，主轴电机5旋转带动连接板6旋转，连接板6旋转带动钻头做锥形曲面的轨迹运动。步进电机8的旋转使得钻头10在砂轮11的表面完成了曲面的轨迹运动，同时伸缩气缸7的伸缩形成的复合运动使钻头10的主后面形成螺旋曲面，这样的螺旋面与主运动的锥面运动轨迹复合成为优化的锥形曲面正后面角螺旋面。当钻头10双刃面的一个后面磨削结束后，步进电机8旋转180度，磨削钻头10另一个刃面的后面。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，它并非用来限定本发明的实施范围，凡依照本发明所作的等效的变化或修饰，都应视为本发明的技术范畴。

Claims

1.一种六轴数控钻头刃磨机，包括机架、Y轴伺服轴、旋转气缸、升降气缸、主轴电机、连接板、伸缩气缸、步进电机、钻头夹具、砂轮、砂轮电机、线性导轨、X轴伺服轴，其特征在于：Y轴伺服轴固连在机架上，X轴伺服轴以可沿Y轴方向滑动的方式设置在Y轴伺服轴以及线性导轨上，旋转气缸以可沿X轴方向滑动的方式设置在X轴伺服轴上方，旋转气缸上方设置有升降气缸，升降气缸上方设置有主轴电机，主轴电机的主轴部位设置有连接板，连接板上设置有伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆部设置有步进电机，步进电机的输出轴上连接有同轴的钻头夹具。

2.根据权利要求1所述的一种六轴数控钻头刃磨机，其特征在于：所述Y轴伺服轴包括Y轴伺服电机、滚珠丝杠、移动副；所述X轴伺服轴包括X轴伺服电机、滚珠丝杠、移动副。

3.根据权利要求1所述的一种六轴数控钻头刃磨机，其特征在于：所述旋转气缸、升降气缸、伸缩气缸由电磁阀控制。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种六轴数控钻头刃磨机，其特征在于：所述步进电机、砂轮电机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、电磁阀由PLC控制。