CN103331488A - 金刚石刀头底面磨削装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金刚石刀头底面磨削装置，属于作业技术领域。它解决了现有的金刚石刀头底面磨削采用普通机床磨削；存在着生产效率低的问题。本金刚石刀头底面磨削装置包括机架，机架上设有能将金刚石刀头某一端面上磨削出一亮面的第一磨削机构；能将第一磨削机构磨出亮面的金刚石刀头转移出且能判断亮面位于底面上还是位于刀面上并根据上述判断结果使金刚石刀头朝向一致的转移判别机构；能承接转移判别机构朝向一致的金刚石刀头且能将金刚石刀头底面磨平第二磨削机构。本金刚石刀头底面磨削装置具有生产方便、节约劳动力、自动化程度高且效率高的优点。经过试验本金刚石刀头底面磨削装置一分钟正常可磨削10个金刚石刀头底面。

Description

金刚石刀头底面磨削装置

技术领域

本发明属于作业技术领域，涉及一种磨削装置，特别是一种金刚石刀头底面磨削装置。

背景技术

金刚石刀头是金刚石锯片的工作主体。金刚石锯片的刀头是由金刚石和胎体结合剂组成，金刚石是一种超硬材料，起到切削刃的作用，胎体结合剂起到固定金刚石的作用。

如图1所示，是一种薄壁钻的金刚石刀头。金刚石刀头具有两个端面、两个斜面和一内侧面和一外侧面1c，外侧面1c与斜面相交线为棱角；一端部具有金刚石，则该端面为刀面，另一端面为底面。

金刚石刀头先采用热压工艺生产得到坯料，再通过机加工得到合格的产品。机加工包括磨底面、磨斜面和磨棱角；目前所有机加工均只能手动地将金刚石刀头装夹对应地夹具上，再采用机床磨削；该加工方式显然存在着生产效率低，无法满足社会需求的问题。

发明内容

本发明提出了一种金刚石刀头底面磨削装置，本发明解决的技术问题是如何提高生产效率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，本底面磨削装置包括机架，机架上沿一直线从一端到另一端依次设有能将金刚石刀头某一端面上磨削出一亮面的第一磨削机构；能将第一磨削机构磨出亮面的金刚石刀头转移出且能判断亮面位于底面上还是位于刀面上并根据上述判断结果使金刚石刀头朝向一致的转移判别机构；能承接转移判别机构朝向一致的金刚石刀头且能将金刚石刀头底面磨平第二磨削机构。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第一磨削机构包括能与自动进料通道相连通且能将金刚石刀头夹紧的第一刀头夹具和用于磨削第一刀头夹具夹紧地金刚石刀头某一端面的第一磨削组件。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第一刀头夹具包括压料推板、压紧气缸和固定在机架上的夹具体，夹具体上表面开有一条能与自动进料通道相连通的定位槽；定位槽一侧壁上开有供砂轮嵌入地砂轮让位槽；定位槽一侧壁上开有供压料推板穿入地推板让位槽；压紧气缸的缸体固定在夹具体上，活塞杆与压料推板固定连接。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第一刀头夹具包括压料推板、压料气缸和固定在机架上的夹具体，夹具体上表面开有一条用于定位金刚石刀头的定位凹槽和能与自动进料通道相连通的进料凹槽；进料凹槽与定位凹槽垂直设置；压料推板设置在定位凹槽内，定位凹槽端面上开有供砂轮嵌入地砂轮让位槽；压紧气缸的缸体固定在夹具体上，活塞杆与压料推板固定连接。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第一磨削组件包括第一平移板，第一平移板上定位有第一砂轮和固定有驱动第一砂轮旋转的第一驱动电机；第一平移板与机架之间通过能使第一砂轮靠近或远离金刚石刀头某一端面的第一导向驱动结构。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第一磨削组件包括第一平移板和位于第一平移板上方的升降板；升降板上定位有第一砂轮和固定有驱动第一砂轮旋转的第一驱动电机；升降板和第一平移板之间通过能使升降板竖直升降运动的第二导向驱动结构相连接；第一平移板与机架之间通过能使第一砂轮靠近或远离金刚石刀头某一端面的第一导向驱动结构相连接。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的转移判别机构包括旋转驱动件和用于夹持金刚石刀头的第一气动夹头；旋转驱动件的转轴与第一气动夹头固定连接；机架上设有沿上述直线方向设置的第三导向驱动结构；第三导向驱动结构和旋转驱动件的本体之间通过能使第一气动夹头升降运动的第四导向驱动结构相连接；转移判别机构还包括视觉传感器和PLC，视觉传感器与旋转驱动件均与PLC电联接。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的旋转驱动件为电机；电机串联有变频器，所述变频器与PLC电联接。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的旋转驱动件为180度限位旋转气缸，180度限位旋转气缸串联有电磁阀，所述的电磁阀与PLC电联接。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第一磨削机构还包括用于夹持金刚石刀头的第二气动夹头；第二气动夹头和所述的第三导向驱动结构之间通过能使第二气动夹头升降运动的第五导向驱动结构相连接。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第二磨削机构包括活动承载台和用于承接从转移判别机构转移出金刚石刀头的固定承载台，固定承载台固定在机架上；活动承载台上设有能夹紧金刚石刀头的第二刀头夹具；所述机架上设有能将固定承载台上的金刚石刀头推入第二刀头夹具夹口内的推料组件；所述的活动承载台和机架之间通过能使活动承载台相对于金刚石刀头底面平行运动的第六导向驱动结构；机架上设有具有第二砂轮且用于磨削第二刀头夹具夹紧的金刚石刀头底面的第二磨削组件。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第二刀头夹具包括设置在活动承载台上供金刚石刀头刀面抵靠的抵靠条、夹在金刚石刀头两斜面上的第三气动夹头和从上向下将金刚石刀头压在活动承载台台面上的下压组件。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的活动承载台上固定有下料气缸，下料气缸的活塞杆与抵靠条固定连接。

在上述的金刚石刀头底面磨削装置中，所述的第二磨削组件包括第二平移板，第二砂轮定位在第二平移板上，第二平移板上固定有驱动第二砂轮旋转的第二驱动电机；第二平移板与机架之间通过能使第二砂轮靠近或远离金刚石刀头底面的第七导向驱动结构。

与现有技术相比，本金刚石刀头底面磨削装置能自动装夹、自动磨亮面、自动转移工位、自动检测亮面材料和自动磨削底面；由此，具有生产方便、节约劳动力、自动化程度高且效率高的优点。经过试验本金刚石刀头底面磨削装置一分钟正常可磨削10个金刚石刀头底面。

附图说明

图1是金刚石刀头的立体结构示意图。

图2是本金刚石刀头底面磨削装置的俯视结构示意图。

图3是本金刚石刀头底面磨削装置的立体结构示意图。

图4是图3中局部结构放大图。

图5是本金刚石刀头底面磨削装置另一视角立体结构示意图。

图中，1、金刚石刀头；1a、端面；1b、斜面；1c、外侧面；2、第一磨削组件；2a、第一驱动电机；2b、第一砂轮；2c、升降板；2d、第一平移板；2e、第二导向驱动结构；3、第一刀头夹具；3a、压料推板；3b、压料气缸；3c、夹具体；3d、定位凹槽；3e、进料凹槽；3f、砂轮让位槽；3g、夹紧槽；4、转移判别机构；4a、旋转驱动件；4b、第一气动夹头；4c、第三导向驱动结构；4d、第四导向驱动结构；4e、视觉传感器；5、第二气动夹头；6、第五导向驱动结构7、第二刀头夹具7a、第三气动夹头；7b、下压组件；8、推料组件；8a、推料板；8b、推料气缸；9、第二磨削组件；9a、第二平移板9b、第二砂轮；9c、第二驱动电机；9d、第七导向驱动结构；10、活动承载台；11、固定承载台12、第六导向驱动结构13、机架。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图5所示，本金刚石刀头底面磨削装置包括机架13、第一磨削机构、转移判别机构4和第二磨削机构。为了提高加工工序地流畅性及装置结构地紧凑性，第一磨削机构、转移判别机构4和第二磨削机构沿着一直线从一端到另一端依次设置。

第一磨削机构能将金刚石刀头1某一端面1a上磨削出一亮面。具体来说，第一磨削机构包括能与自动进料通道相连通且能将金刚石刀头1夹紧的第一刀头夹具3和用于磨削第一刀头夹具3夹紧地金刚石刀头1某一端面1a的第一磨削组件2。第一刀头夹具3包括压料推板3a、压料气缸3b和固定在机架13上的夹具体3c，夹具体3c上表面开有一条用于定位金刚石刀头1的定位凹槽3d和能与自动进料通道相连通的进料凹槽3e；进料凹槽3e与定位凹槽3d垂直设置；压料推板3a设置在定位凹槽3d内，定位凹槽3d端面1a上开有供砂轮嵌入地砂轮让位槽3f；压紧气缸的缸体固定在夹具体3c上，活塞杆与压料推板3a固定连接。

金刚石刀头1坯料存放在振动进料盘内，振动进料盘的出料通道与进料凹槽3e相连通。为了方便后续加工，进入进料凹槽3e内的金刚石刀头1的内侧面朝下，刀面与底面分别与进料凹槽3e侧面相依靠。当金刚石刀头1运动至与进料凹槽3e内端相抵靠后，压紧气缸的活塞杆推出，将金刚石刀头1推入定位凹槽3d内且直至某一端面1a与定位凹槽3d端面1a相抵靠并压紧。

根据实际情况，第一刀头夹具3可采用以下方案替换：第一刀头夹具3包括压料推板3a、压紧气缸和固定在机架13上的夹具体3c，夹具体3c上表面开有一条能与自动进料通道相连通的定位槽；定位槽一侧壁上开有供砂轮嵌入地砂轮让位槽3f；定位槽一侧壁上开有供压料推板3a穿入地推板让位槽；压紧气缸的缸体固定在夹具体3c上，活塞杆与压料推板3a固定连接。金刚石刀头1进入定位槽直至金刚石刀头1一斜面1b与定位槽端面1a相抵靠；压紧气缸的活塞杆推出，将金刚石刀头1的某一端面1a抵靠在定位槽侧面上。

第一磨削组件2包括第一平移板2d和位于第一平移板2d上方的升降板2c；升降板2c上定位有第一砂轮2b和固定有驱动第一砂轮2b旋转的第一驱动电机2a；升降板2c和第一平移板2d之间通过能使升降板2c竖直升降运动的第二导向驱动结构2e相连接；第一平移板2d与机架13之间通过能使第一砂轮2b靠近或远离金刚石刀头1某一端面1a的第一导向驱动结构相连接。本文中所有的导向驱动结构均包括若干组直线导轨和驱动组件。驱动组件为气缸或油缸或电机丝杆丝母；根据实际情况灵活地选择合适的驱动组件。

第一砂轮2b优先选用平形砂轮。磨削金刚石刀头1某一端面1a之前，平形砂轮嵌入砂轮让位槽3f内且平形砂轮的象限点位于金刚石刀头1下方，且重叠间距为0.1～0.5毫米；接着，第二导向驱动结构2e中的驱动组件推动升降板2c向上运动，再向下反向运动，由此磨削出一条亮面。作为优选，第二导向驱动结构2e中的驱动组件为气缸。第一砂轮2b磨削金刚石刀头1后直径逐渐变小，由此第一导向驱动结构中的驱动组件推动第一平移板2d向靠近金刚石刀头1方向移动，保证第一砂轮2b能与金刚石刀头1某一端面1a能相交。作为优选，第一导向驱动结构中的驱动组件为电机丝杆丝母。

根据实际情况，第一磨削组件2包括第一平移板2d，第一平移板2d上定位有第一砂轮2b和固定有驱动第一砂轮2b旋转的第一驱动电机2a；第一平移板2d与机架13之间通过能使第一砂轮2b靠近或远离金刚石刀头1某一端面1a的第一导向驱动结构。第一导向驱动结构中的驱动组件推动第一平移板2d向靠近金刚石刀头1方向移动，直至第一砂轮2b磨削金刚石刀头1某一端面1a。

转移判别机构4能将第一磨削机构磨出亮面的金刚石刀头1转移出且能判断亮面位于底面上还是位于刀面上并根据上述判断结果使金刚石刀头1朝向一致。具体来说，转移判别机构4包括旋转驱动件4a、第一气动夹头4b、第三导向驱动结构4c、第四导向驱动结构4d、视觉传感器4e和PLC。

第一气动夹头4b用于夹持金刚石刀头1。为了方便第一气动夹头4b夹持金刚石刀头1，在夹具体3c上开有供第一气动夹头4b的夹头嵌入的夹紧槽3g。旋转驱动件4a的转轴与第一气动夹头4b固定连接；机架13上设有沿上述直线方向设置的第三导向驱动结构4c；第三导向驱动结构4c和旋转驱动件4a的本体之间通过能使第一气动夹头4b升降运动的第四导向驱动结构4d相连接。转移判别机构4还包括视觉传感器4e和PLC，视觉传感器4e与旋转驱动件4a均与PLC电联接。

旋转驱动件4a为180度限位旋转气缸，180度限位旋转气缸串联有电磁阀，所述的电磁阀与PLC电联接。根据实际情况，旋转驱动件4a可采用以下方案替换：旋转驱动件4a为电机；电机串联有变频器，所述变频器与PLC电联接。

作为优选，第三导向驱动结构4c和第四导向驱动结构4d的驱动组件为气缸。

本转移判别机构4的初始状态为第一气动夹头4b位于第一刀头夹具3的定位凹槽3d上方。当需将第一磨削机构磨出亮面的金刚石刀头1转移至第二磨削机构上是通过以下步骤进行的：第四导向驱动结构4d的驱动组件驱动第一气动夹头4b下降，第一气动夹头4b夹紧金刚石刀头1，第一气动夹头4b夹在金刚石刀头1两斜面1b上。第四导向驱动结构4d的驱动组件反向驱动带动第一气动夹头4b上升；第三导向驱动结构4c的驱动组件带动第四导向驱动结构4d及第一气动夹头4b等部件向另一端运动，视觉传感器4e与此状态下的金刚石刀头1具有亮面的端面1a相对；第四导向驱动结构4d的驱动组件驱动第一气动夹头4b下降，第一气动夹头4b松开金刚石刀头1；最后各个部件复位运动。

视觉传感器4e中储存有金刚石比对图像或胎体材料比对图像；本实施例以金刚石比对图像为例，当视觉传感器4e捕获的图像与金刚石比对图像不匹配时，则表明具有亮面的端面1a为金刚石刀头1的底面，PLC无需控制旋转驱动件4a旋转。当视觉传感器4e捕获的图像与金刚石比对图像相符时，则表明具有亮面的端面1a为金刚石刀头1的刀面，PLC控制旋转驱动件4a旋转，即控制电机转轴旋转180°或180度限位旋转气缸转轴旋转180°；由此保证输出的金刚石刀头1底面朝向相同。

为了提高视觉传感器4e捕获的图像与金刚石比对图像比对正确度，第一磨削机构还包括用于夹持金刚石刀头1的第二气动夹头5；第二气动夹头5和所述的第三导向驱动结构4c之间通过能使第二气动夹头5升降运动的第五导向驱动结构6相连接。第五导向驱动结构6的驱动组件优选为气缸。当第一气动夹头4b处于远离第一刀头夹具3状态时，第五导向驱动结构6驱动组件带动第二气动夹头5下降，第二气动夹头5夹紧金刚石刀头1，第二气动夹头5夹在金刚石刀头1的斜面1b上；之后再采用第一磨削机构磨削金刚石刀头1的某一端面1a。才结构及操作有效地保证了每个金刚石刀头1定位位置相同性，即有效地保证了每个刀头亮面所处位置的相同性。

第二磨削机构能承接转移判别机构4朝向一致的金刚石刀头1且能将金刚石刀头1底面磨平。具体来说，第二磨削机构包括活动承载台10和用于承接从转移判别机构4转移出金刚石刀头1的固定承载台11，固定承载台11固定在机架13上；活动承载台10上设有能夹紧金刚石刀头1的第二刀头夹具7；所述机架13上设有能将固定承载台11上的金刚石刀头1推入第二刀头夹具7夹口内的推料组件8；所述的活动承载台10和机架13之间通过能使活动承载台10相对于金刚石刀头1底面平行运动的第六导向驱动结构12；机架13上设有具有第二砂轮9b且用于磨削第二刀头夹具7夹紧的金刚石刀头1底面的第二磨削组件9。推料组件8包括推料板8a和推料气缸8b，推料气缸8b的缸体固定在固定承载台11上，推料气缸8b的活塞杆与推料板8a固定连接。

在判断并执行是否需要驱动旋转驱动件4a之后，第四导向驱动结构4d的驱动组件驱动第一气动夹头4b下降，金刚石刀头1与固定承载台11台面相依靠，第一气动夹头4b再松开金刚石刀头1，完成金刚石刀头1放置在固定承载台11台面上。

第二刀头夹具7包括设置在活动承载台10上供金刚石刀头1刀面抵靠的抵靠条、夹在金刚石刀头1两斜面1b上的第三气动夹头7a和从上向下将金刚石刀头1压在活动承载台10台面上的下压组件7b。下压组件7b包括铰接在活动承载台10上的下压杆，下压杆的一端为压料端，活动承载台10上固定有能带动另一端上下摆动的气缸。

为了方便下料，活动承载台10上固定有下料气缸，下料气缸的活塞杆与抵靠条固定连接。当磨削完成后，活塞杆顶出带动抵靠条运动，进而将金刚石刀头1顶出第二刀头夹具7的夹口。在机架13上设置与金刚石刀头1顶出位置相对应地下料通道。

第六导向驱动结构12的驱动组件优选电机丝杆丝母。

第二磨削组件9包括第二平移板9a，第二砂轮9b定位在第二平移板9a上，第二平移板9a上固定有驱动第二砂轮9b旋转的第二驱动电机9c；第二平移板9a与机架13之间通过能使第二砂轮9b靠近或远离金刚石刀头1底面的第七导向驱动结构9d。第二砂轮9b优选筒状砂轮，采用筒状砂轮的端面1a磨削金刚石刀头1的底面。第七导向驱动结构9d的驱动组件优选电机丝杆丝母。磨削使筒状砂轮的长度越来越短，进而通过控制第七导向驱动结构9d的驱动组件实现第二砂轮9b轴向进给。

Claims (10)

1.一种金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，本底面磨削装置包括机架(13)，机架(13)上沿一直线从一端到另一端依次设有能将金刚石刀头(1)某一端面(1a)上磨削出一亮面的第一磨削机构；能将第一磨削机构磨出亮面的金刚石刀头(1)转移出且能判断亮面位于底面上还是位于刀面上并根据上述判断结果使金刚石刀头(1)朝向一致的转移判别机构(4)；能承接转移判别机构(4)朝向一致的金刚石刀头(1)且能将金刚石刀头(1)底面磨平第二磨削机构。

2.根据权利要求1所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的第一磨削机构包括能与自动进料通道相连通且能将金刚石刀头(1)夹紧的第一刀头夹具(3)和用于磨削第一刀头夹具(3)夹紧地金刚石刀头(1)某一端面(1a)的第一磨削组件(2)。

3.根据权利要求2所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的第一刀头夹具(3)包括压料推板(3a)、压料气缸(3b)和固定在机架(13)上的夹具体(3c)，夹具体(3c)上表面开有一条用于定位金刚石刀头(1)的定位凹槽(3d)和能与自动进料通道相连通的进料凹槽(3e)；进料凹槽(3e)与定位凹槽(3d)垂直设置；压料推板(3a)设置在定位凹槽(3d)内，定位凹槽(3d)端面(1a)上开有供砂轮嵌入地砂轮让位槽(3f)；压紧气缸的缸体固定在夹具体(3c)上，活塞杆与压料推板(3a)固定连接。

4.根据权利要求2或3所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的第一磨削组件(2)包括第一平移板(2d)和位于第一平移板(2d)上方的升降板(2c)；升降板(2c)上定位有第一砂轮(2b)和固定有驱动第一砂轮(2b)旋转的第一驱动电机(2a)；升降板(2c)和第一平移板(2d)之间通过能使升降板(2c)竖直升降运动的第二导向驱动结构(2e)相连接；第一平移板(2d)与机架(13)之间通过能使第一砂轮(2b)靠近或远离金刚石刀头(1)某一端面(1a)的第一导向驱动结构相连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的转移判别机构(4)包括旋转驱动件(4a)和用于夹持金刚石刀头(1)的第一气动夹头(4b)；旋转驱动件(4a)的转轴与第一气动夹头(4b)固定连接；机架(13)上设有沿上述直线方向设置的第三导向驱动结构(4c)；第三导向驱动结构(4c)和旋转驱动件(4a)的本体之间通过能使第一气动夹头(4b)升降运动的第四导向驱动结构(4d)相连接；转移判别机构(4)还包括视觉传感器(4e)和PLC，视觉传感器(4e)与旋转驱动件(4a)均与PLC电联接。

6.根据权利要求5所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的旋转驱动件(4a)为电机；电机串联有变频器，所述变频器与PLC电联接；或旋转驱动件(4a)为180度限位旋转气缸，180度限位旋转气缸串联有电磁阀，所述的电磁阀与PLC电联接。

7.根据权利要求5所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的第一磨削机构还包括用于夹持金刚石刀头(1)的第二气动夹头(5)；第二气动夹头(5)和所述的第三导向驱动结构(4c)之间通过能使第二气动夹头(5)升降运动的第五导向驱动结构(6)相连接。

8.根据权利要求1或2或3所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的第二磨削机构包括活动承载台(10)和用于承接从转移判别机构(4)转移出金刚石刀头(1)的固定承载台(11)，固定承载台(11)固定在机架(13)上；活动承载台(10)上设有能夹紧金刚石刀头(1)的第二刀头夹具(7)；所述机架(13)上设有能将固定承载台(11)上的金刚石刀头(1)推入第二刀头夹具(7)夹口内的推料组件(8)；所述的活动承载台(10)和机架(13)之间通过能使活动承载台(10)相对于金刚石刀头(1)底面平行运动的第六导向驱动结构(12)；机架(13)上设有具有第二砂轮(9b)且用于磨削第二刀头夹具(7)夹紧的金刚石刀头(1)底面的第二磨削组件(9)。

9.根据权利要求8所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的第二刀头夹具(7)包括设置在活动承载台(10)上供金刚石刀头(1)刀面抵靠的抵靠条、夹在金刚石刀头(1)两斜面(1b)上的第三气动夹头(7a)和从上向下将金刚石刀头(1)压在活动承载台(10)台面上的下压组件(7b)。

10.根据权利要求8所述的金刚石刀头底面磨削装置，其特征在于，所述的活动承载台(10)上固定有下料气缸，下料气缸的活塞杆与抵靠条固定连接。

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