CN102794695B - 五轴抛光机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种五轴抛光机,包括底座、位于底座上的工作台、位于底座上工作台两侧的立柱以及连接立柱的横梁,横梁上设有机头,机头包括机身以及与机身相连位于机头底部的磨头,立柱上还连接有X轴平移机构,工作台上设有Y轴平移机构,机身竖直方向上设有Z轴平移机构,其特征在于,磨头上设有相互垂直的第一旋转轴和第二旋转轴,第一旋转轴安装于机身的轴线上且连接机身和磨头,第二旋转轴与工作台所在平面水平设置且与第一旋转轴相连接。本发明采用五轴联动,在生产过程中一次装夹可持续对工件进行多面加工,提高了工作效率;第一旋转轴和第二旋转轴加工简单,组装调试方便,可有效控制成本。

Description

五轴抛光机
技术领域
[0001] 本发明涉及数控抛光机技术领域,特别是涉及一种五轴抛光机。
背景技术
[0002] 传统抛光机是利用单磨刀对工件表面进行单一平面抛光研磨的设备。其整体结构由机身、工作台、立柱、滑板、磨头、垂直进给机构等部分组成,如专利申请号为201210073920.7的中国专利申请,其揭示了一种智能数控抛光机,包括设备底座,所述设备底座顶部连接X轴平移基座,X轴平移基座上设有X轴轨道,X轴轨道上设有沿X轴行走的Y轴平移基座,Y轴平移基座设有Y轴轨道,Y轴轨道上设有沿Y轴轨道行走的Z轴旋转装置,Z轴旋转装置的轴连接工件安装器,工件安装器设有工件安装端。其实现智能数控化,解放人力;保证了生产安全;提高生产效率,提高产品质量,设备操作简单,系统程序简单,智能化程度高;节约资源。
[0003] 然而传统抛光机采用三个运动轴无法持续的对工件进行多面加工,需多次的对工件进行装夹与程序设置,在加工方面不尽如人意,浪费了大量工时,影响了工作效率。
[0004] 因此,针对上述技术问题,有必要提供一种五轴抛光机,以克服上述缺陷。
发明内容
[0005] 有鉴于此,本发明提供一种五轴抛光机,其可进行五轴联动多面加工,提高了加工速度和工作效率。
[0006] 为了实现上述目的,本发明实施例提供的技术方案如下:
[0007] 一种五轴抛光机,包括底座、位于底座上的工作台、位于底座上工作台两侧的立柱以及连接所述立柱的横梁,所述横梁上设有机头,所述机头包括机身以及与机身相连位于机头底部的磨头,所述立柱上还连接有X轴平移机构,所述工作台上设有Y轴平移机构,所述机身竖直方向上设有Z轴平移机构,所述磨头上设有相互垂直的第一旋转轴和第二旋转轴,所述第一旋转轴安装于所述机身的轴线上且连接所述机身和磨头,所述第二旋转轴与所述工作台所在平面水平设置且与所述第一旋转轴相连接,所述磨头包括一垂直安装于第二旋转轴上的磨刀固定架和安装于磨刀固定架上的磨刀。
[0008] 作为本发明的进一步改进,所述X轴平移机构包括X轴丝杆、X轴滑轨以及与X轴滑轨相连的X轴伺服马达;所述Y轴平移机构包括Y轴丝杆、Y轴滑轨以及与Y轴滑轨相连的Y轴伺服马达;所述Z轴平移机构包括Z轴丝杆、Z轴滑轨以及与Z轴滑轨相连的Z轴伺服马达。
[0009] 作为本发明的进一步改进,所述X轴滑轨、Y轴滑轨以及Z轴滑轨全部或部分为精密级滚珠线性滑轨,所述X轴丝杆、Y轴丝杆和Z轴丝杆采用止推轴承固定。
[0010] 作为本发明的进一步改进,所述第一旋转轴连接有纵向沿第一旋转轴方向的第一伺服马达,第二旋转轴上连接有纵向沿第二旋转轴方向的第二伺服马达。
[0011] 作为本发明的进一步改进,所述第一旋转轴和第二旋转轴间连接有旋转轴固定架,所述旋转轴固定架与第一旋转轴的轴线相垂直且与第二旋转轴的轴线相平行。
[0012] 作为本发明的进一步改进,所述旋转轴固定架包括一底座和位于底座同一侧平行设置的第一固定部和第二固定部。
[0013] 作为本发明的进一步改进,所述底座设置为圆形,中间设有圆形通孔,用于收容并固定所述第一旋转轴。
[0014] 作为本发明的进一步改进,所述第一固定部和第二固定部设置为矩形,第一固定部中间设有圆形通孔,用于收容并固定所述第二旋转轴,第二固定部中间设有矩形通孔,用于收容并固定所述第二伺服马达。
[0015] 作为本发明的进一步改进,所述旋转轴固定架的上方设有连接板,连接板包括一底壁和侧壁,所述侧壁沿着底壁向旋转轴固定架的另一侧延伸。
[0016] 作为本发明的进一步改进,所述连接板的底壁为矩形或正方形。
[0017] 本发明提供的五轴抛光机包括X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构以及第一旋转轴和第二旋转轴,其具有以下有益效果:
[0018] 采用五轴联动,在生产过程中一次装夹可持续对工件进行多面加工,提高了工作效率;
[0019] 第一旋转轴和第二旋转轴加工简单,组装调试方便,可有效控制成本,并避免传统摇篮式(工作台旋转)的体积大、笨重等缺点;
[0020] 采用伺服马达驱动,XYZ三轴采用精密级滚珠线性滑轨,具备四方向等负载特色及自动调心的功能,可吸收安装面的装配误差,得到高精度的诉求。
附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1为本发明实施例提供的五轴抛光机的立体示意图;
[0023] 图2为本发明实施例提供的五轴抛光机的主视示意图;
[0024] 图3为本发明实施例提供的五轴抛光机的俯视示意图;
[0025] 图4为本发明实施例提供的五轴抛光机的左视示意图;
[0026] 图5为本发明实施例提供的五轴抛光机中磨头的立体示意图。
[0027]其中:
[0028] 11 底座 12 工作台
[0029] 13 立柱 131 加强肋
[0030] 14 横梁 20 机头
[0031] 21 机身 22 磨头
[0032] 221 磨刀固定架 222 磨刀
[0033] 31 X轴平移机构 311 X轴丝杆
[0034] 312 X轴滑轨 313 X轴伺服马达
[0035] 32 Y轴平移机构 321 Y轴丝杆
[0036] 322 Y轴滑轨 323 Y轴伺服马达
[0037] 33 Z轴平移机构 331 Z轴丝杆
[0038] 332 Z轴滑轨 333 Z轴伺服马达
[0039] 34 第一旋转轴 341 第一伺服马达
[0040] 35 第二旋转轴 351 第二伺服马达
[0041] 36 旋转轴固定架 361 底座
[0042] 362 第一固定部 363 第二固定部
[0043] 37 连接板 371 底壁
[0044] 372 侧壁
具体实施方式
[0045] 本发明公开了一种五轴抛光机,包括底座、位于底座上的工作台、位于底座上工作台两侧的立柱以及连接立柱的横梁,横梁上设有机头,机头包括机身以及与机身相连位于机头底部的磨头,立柱上还连接有X轴平移机构,工作台上设有Y轴平移机构,机身竖直方向上设有Z轴平移机构,磨头上设有相互垂直的第一旋转轴和第二旋转轴,第一旋转轴安装于机身的轴线上且连接机身和磨头,第二旋转轴与工作台所在平面水平设置且与第一旋转轴相连接,磨头包括一垂直安装于第二旋转轴上的磨刀固定架和安装于磨刀固定架上的磨刀。
[0046] 本发明采用五轴联动,在生产过程中一次装夹可持续对工件进行多面加工,提高了工作效率;第一旋转轴和第二旋转轴加工简单,组装调试方便,可有效控制成本。
[0047] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0048] 参图1~图4所示分别为本发明五轴抛光机的立体示意图、主视示意图、俯视示意图和左视示意图,以下结合附图对本发明中各部件及部件间的组装连接关系作详细说明。
[0049] 在本发明的优选实施方式中,一种五轴抛光机,包括底座11、位于底座11上用于放置待抛光工件的工作台12、位于底座11上工作台12两侧的立柱13以及连接立柱13的横梁14。本实施方式中立柱13采用螺栓将立柱13的底面固定在工作台12上,立柱的底面和竖直的立柱间还设有加强肋131,优选地,加强肋131对称地设置在每个立柱的两侧,加强肋131形状为三角形或其他形状。
[0050] 在本实施方式中两个立柱13和一个横梁14为一体化结构设计,立柱和横梁呈龙门式结构,结构和制造简单。
[0051] 横梁14上设有机头20,机头20包括机身21以及与机身21相连位于机头20底部的磨头22,磨头22上装设有磨刀固定架221和用于对工件进行抛光的磨刀222。其中,磨刀固定架221大致设置成扇形。
[0052] 本实施方式中五轴抛光机的立柱13上还连接有X轴平移机构31,工作台12上设有Y轴平移机构32,机身21竖直方向上设有Z轴平移机构33。磨头22上设有相互垂直的第一旋转轴34和第二旋转轴35,第一旋转轴34安装于机身21的轴线上且连接机身21和磨头22,第二旋转轴35与工作台12所在平面水平设置且与第一旋转轴34相连接,第二旋转轴35垂直安装于磨刀固定架221上。
[0053] 进一步地,本实施方式中的X轴平移机构31包括X轴丝杆311、X轴滑轨312以及与X轴滑轨312相连的X轴伺服马达313 ;Y轴平移机构32包括Y轴丝杆321、Υ轴滑轨322以及与Y轴滑轨322相连的Y轴伺服马达323 ;Ζ轴平移机构33包括Z轴丝杆331、Z轴滑轨332以及与Z轴滑轨332相连的Z轴伺服马达333。X轴平移机构31上的X轴丝杆311和X轴滑轨312设置在两个立柱13之间的横梁14上,X轴伺服马达313设置于立柱13的一端,机头20上设有与X轴滑轨312对应的滑轮(未图示),Χ轴伺服马达313可以控制机头20沿着X轴丝杆311和X轴滑轨312运动,以此达到X轴上的位置控制;Υ轴平移机构32上的Y轴丝杆321和Y轴滑轨322设置在工作台12的下方并与工作台12连接,工作台12设置有与Y轴滑轨322对应的滑轮(未图示),Y轴伺服马达323可以控制工作台12沿着Y轴丝杆321和Y轴滑轨322运动,以此达到Y轴上的位置控制;同样地,Z轴平移机构33上的Z轴丝杆331和Z轴滑轨332设置在机身21上,Z轴伺服马达333位于机身21的顶部,Z轴伺服马达333可以控制机身21沿着Z轴丝杆331和Z轴滑轨332运动,以此达到X轴上的位置控制。
[0054] 上述X轴滑轨312、Υ轴滑轨322以及Z轴滑轨332全部或部分为精密级滚珠线性滑轨,X轴丝杆311、Υ轴丝杆321和Z轴丝杆331采用止推轴承固定,可保证长时间运转不会存在间隙。
[0055] 结合图5所示为本发明五轴抛光机中磨头的结构示意图,五轴抛光机中的第一旋转轴34连接有纵向沿第一旋转轴方向的第一伺服马达341,第二旋转轴35上连接有纵向沿第二旋转轴方向的第二伺服马达351。第一旋转轴34和第二旋转轴35间连接有旋转轴固定架36,旋转轴固定架36与第一旋转轴34的轴线相垂直且与第二旋转轴35的轴线相平行,其中旋转轴固定架36包括一底座361和位于底座361同一侧平行设置的第一固定部362和第二固定部363。优选地,底座361设置为圆形,中间设有圆形通孔,用于收容并固定第一旋转轴34 ;第一固定部362和第二固定部363设置为矩形,第一固定部362中间设有圆形通孔,用于收容并固定第二旋转轴35,第二固定部363中间设有矩形通孔,用于收容并固定第二伺服马达351。
[0056] 旋转轴固定架36的上方设有连接板37,连接板37包括一底壁371和侧壁372,侧壁372沿着底壁向旋转轴固定架36的另一侧延伸,优选地,连接板37的底壁371为矩形或正方形。连接板37采用铝制造,结构简单,重量轻巧,动作灵活。
[0057] 其中,第一伺服马达341可以控制转动第一旋转轴34,从而带动整个磨头22沿着第一旋转轴34的轴线转动,进而带动磨刀222的转动;第二伺服马达351可以控制转动第二旋转轴35,从而带动磨头22位于连接板37下方的所有部件沿着第二旋转轴35的轴线转动,进而带动磨刀222的转动。
[0058] 本实施方式中的五轴抛光机可以对工件平面或曲面进行研磨抛光,其传动方式采用伺服电机,PLC编程控制系统,可自动调节粗磨、精磨次数以及走刀路线,磨刀精度高;磨刀自动进给、可记忆、储存、可动态跟踪,操作便捷,相比同类抛光机中自动化程度较高,减少多道装夹工序,大大提高了工作效率。
[0059] 由以上技术方案可以见,本发明实施方式中提供的五轴抛光机包括X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构以及第一旋转轴和第二旋转轴,其具有以下有益效果:
[0060] 采用五轴联动,在生产过程中一次装夹可持续对工件进行多面加工,提高了工作效率;
[0061] 第一旋转轴和第二旋转轴加工简单,组装调试方便,可有效控制成本,并避免传统摇篮式(工作台旋转)的体积大、笨重等缺点;
[0062] 采用伺服马达驱动,XYZ三轴采用精密级滚珠线性滑轨,具备四方向等负载特色及自动调心的功能,可吸收安装面的装配误差,得到高精度的诉求。
[0063] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0064] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种五轴抛光机,包括底座、位于底座上的工作台、位于底座上工作台两侧的立柱以及连接所述立柱的横梁,所述横梁上设有机头,所述机头包括机身以及与机身相连位于机头底部的磨头,所述立柱上还连接有X轴平移机构,所述工作台上设有Y轴平移机构,所述机身竖直方向上设有Z轴平移机构,其特征在于,所述磨头上设有相互垂直的第一旋转轴和第二旋转轴,所述第一旋转轴安装于所述机身的轴线上且连接所述机身和磨头,所述第二旋转轴与所述工作台所在平面水平设置且与所述第一旋转轴相连接,所述磨头包括一垂直安装于第二旋转轴上的磨刀固定架和安装于磨刀固定架上的磨刀;所述X轴平移机构包括X轴丝杆、X轴滑轨以及与X轴滑轨相连的X轴伺服马达;所述Y轴平移机构包括Y轴丝杆、Y轴滑轨以及与Y轴滑轨相连的Y轴伺服马达;所述Z轴平移机构包括Z轴丝杆、Z轴滑轨以及与Z轴滑轨相连的Z轴伺服马达;所述X轴滑轨、Y轴滑轨以及Z轴滑轨全部或部分为精密级滚珠线性滑轨,所述X轴丝杆、Y轴丝杆和Z轴丝杆采用止推轴承固定;所述第一旋转轴连接有纵向沿第一旋转轴方向的第一伺服马达,第二旋转轴上连接有纵向沿第二旋转轴方向的第二伺服马达。
2.根据权利要求1所述的五轴抛光机,其特征在于,所述第一旋转轴和第二旋转轴间连接有旋转轴固定架,所述旋转轴固定架与第一旋转轴的轴线相垂直且与第二旋转轴的轴线相平行。
3.根据权利要求2所述的五轴抛光机,其特征在于,所述旋转轴固定架包括一旋转轴固定架底座和位于旋转轴固定架底座同一侧平行设置的第一固定部和第二固定部。
4.根据权利要求3所述的五轴抛光机,其特征在于,所述旋转轴固定架底座设置为圆形,中间设有圆形通孔,用于收容并固定所述第一旋转轴。
5.根据权利要求3所述的五轴抛光机,其特征在于,所述第一固定部和第二固定部设置为矩形,第一固定部中间设有圆形通孔,用于收容并固定所述第二旋转轴,第二固定部中间设有矩形通孔,用于收容并固定所述第二伺服马达。
6.根据权利要求2所述的五轴抛光机,其特征在于,所述旋转轴固定架的上方设有连接板,连接板包括一底壁和侧壁,所述侧壁沿着底壁向旋转轴固定架的另一侧延伸。
7.根据权利要求6所述的五轴抛光机,其特征在于,所述连接板的底壁为矩形。
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