CN103331661B - 电动伺服高精密双面研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明包括上研磨盘总成、下研磨盘总成，上研磨盘总成包括伺服电动缸、上主轴、上研磨盘伺服电机、上研磨盘座、上研磨盘，伺服电动缸与上主轴的顶端连接，上研磨盘伺服电机与上主轴相连，上研磨盘座固定在上主轴上，上研磨盘与上研磨盘座连接；下研磨盘总成由下研磨盘、下研磨盘驱动系统、下研磨盘调速系统组成，下研磨盘轴与下研磨盘调速系统的各轴同心配合，下研磨盘调速系统能够实现外齿圈的大扭矩三级变速。其优点是：上研磨盘能够万向摆动，可适用于厚度不等的各类工件的加工，下研磨盘实现了大扭矩多级变速，上、下研磨盘同时转动研磨，研磨精度高、生产效率高，适用于光学平面研磨加工，特别是特种玻璃的精密加工。

Description

电动伺服高精密双面研磨机

技术领域

本发明属于光学平面加工设备技术领域，涉及一种电动伺服高精密双面研磨机，适用于光学平面研磨加工，主要应用于特种玻璃的精密加工。

背景技术

精密磨削加工技术，已经成为现代机械制造业最重要的发展方向之一。在提高产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。在精密磨削加工技术中航空航天用特种玻璃精密加工难度大，要求精度高，加工精度可达微米级乃至亚微米级。近几年来，精密磨削加工技术得到了很大的发展，它实现了尺寸高精度，表面高质量，形状高精度的加工，并能大大提高产品的加工效率。双面磨削在玻璃平滑表面加工中成为最效的生产技术之一，在精密磨削加工领域得到了广泛关注与重视。

目前，我国精密加工研究与生产水平还远远落后于发达国家，多数企业仍普遍采用单面磨削加工，生产效率低。而传统的双面磨光机由于机床结构和控制系统的不完善，使加工的产品平整度差，加工效率低，达不到加工精度和表面质量要求，因此需要改进传统的研磨设备，研制具有高加工精度的精密双面研磨机以满足要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工精度高、生产效率高的电动伺服高精密双面研磨机。

本发明的目的是由以下方式实现的：

本发明包括上研磨盘总成、下研磨盘总成，上研磨盘总成包括伺服电动缸、上主轴、上研磨盘伺服电机、上研磨盘座、上研磨盘，伺服电动缸的活塞杆通过筒式压力传感器、分离器与上主轴的顶端连接，伺服电动缸外接PLC控制器，上研磨盘伺服电机经减速器与上主轴相连，上研磨盘座固定在上主轴上，上研磨盘与上研磨盘座连接；下研磨盘总成由下研磨盘、下研磨盘驱动系统、下研磨盘调速系统组成，下研磨盘的轴为空心轴，下研磨盘驱动系统由下研磨盘伺服电机、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮构成，第一驱动齿轮与下研磨盘伺服电机轴连接，第二驱动齿轮与下研磨盘的轴固定，第一驱动齿轮与第二驱动齿轮啮合；下研磨盘调速系统由调速伺服电机、传动齿轮组、调速齿轮对、外齿圈托架、外齿圈、行星轮、太阳轮构成，太阳轮与下研磨盘固定，外齿圈托架轴、行星轮轴均为空心轴，外齿圈托架轴、下研磨盘的轴、行星轮轴与太阳轮轴同心配合，外齿圈固定在外齿圈托架上，行星轮分别与外齿圈和太阳轮啮合，传动齿轮组由三个啮合的齿轮构成，传动齿轮组中中间齿轮与调速伺服电机轴连接，一个边齿轮与太阳轮轴固定，另一个边齿轮与调速齿轮对的联动滑移齿轮同轴，调速齿轮对由联动滑移齿轮和固定在外齿圈托架轴上与联动滑移齿轮对应啮合的变速齿轮构成。

所述上主轴为分段式轴，由上、下两段构成，上研磨盘座设在上主轴的上段和下段之间，上研磨盘座内设有支持轴，支持轴的两端通过调心轴承与上研磨盘座配合，在支持轴中部设有关节轴承，且上主轴的下段底端为球头；

在所述上研磨盘座上设有研磨液槽，研磨液槽底部设有与上研磨盘抛光面连接的橡胶管。

所述外齿圈、太阳轮、行星轮采用圆弧形齿啮合，行星轮既绕自身自转，又绕外齿圈公转，实现平滑啮合，无载荷冲击。

所述行星轮采用与半径方向成倾斜角度按圆周均布的布片方式，可以提高工件的表面研磨质量。

所述下研磨盘采用肋板结构支撑，刚度好，可以承受较大的载荷。

本发明的优点是：上研磨盘能够万向摆动，可适用于厚度不等的各类工件的加工，下研磨盘实现了大扭矩多级变速，上、下研磨盘同时转动研磨，研磨精度高、生产效率高，适用于光学平面研磨加工，特别是特种玻璃的精密加工。

附图说明

图1为本发明总装配图；

图2为本发明上研磨盘结构图；

图3为本发明下研磨盘结构图。

图4为本发明外齿圈、行星轮、太阳轮啮合传动图。

图中序号说明：

1：伺服电动缸；2：筒式压力传感器；3：分离器；4：上研磨盘伺服电机；5：上主轴；6：上研磨盘座；7：调心轴承；8：支持轴；9：轴套；10：关节轴承；11：挡圈；12：研磨液槽；13：橡胶管；14：支柱；15：上研磨盘；16：抛光垫；17：行星轮；18：太阳轮；19：下研磨盘；20：外齿圈；21：外齿圈托架；22：三联滑移齿轮；23：调速齿轮对中第二变速齿轮；24：调速齿轮对中第三变速齿轮；25：第二驱动齿轮；26：传动齿轮组中第二边齿轮；27：调速伺服电机；28：传动齿轮组中中间齿轮：29：太阳轮轴；30：传动齿轮组中第一边齿轮；31：下研磨盘伺服电机；32：第一驱动齿轮；33：调速齿轮对中第一变速齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：如图1所示，本发明包括上研磨盘总成、下研磨盘总成，如图2所示，上研磨盘总成包括伺服电动缸1、分段式上主轴5、上研磨盘伺服电机4、上研磨盘座6、上研磨盘15，分段式上主轴由上、下两段构成，伺服电动缸的活塞杆通过筒式压力传感器2、分离器3与上主轴的上段顶端连接，由伺服电动缸控制上研磨盘的纵向进给，提供研磨动力。伺服电动缸外接PLC控制器，实现上研磨盘速度、位移、压力的精确控制。上研磨盘伺服电机4经减速器与上主轴的上段相连，提供上研磨盘的周向运动力。上研磨盘座6设在上主轴的上段和下段之间，上研磨盘座内设有支持轴8，支持轴的两端通过调心轴承7与上研磨盘座配合，在支持轴中部设有关节轴承10，并用轴套9、挡圈11限位，实现了上研磨盘压下时根据工件高度的自适应摆动。上研磨盘与上研磨盘座连接，且上主轴的下段底端为球头与上研磨盘中部接触。在上研磨盘的工作面上设有抛光垫16，在上研磨盘座上设有研磨液槽12，研磨液槽底部设有与上研磨盘抛光面连接的橡胶管13，通过橡胶管可以持续向上研磨盘的工作面提供研磨液。如图3所示，下研磨盘总成由下研磨盘19、下研磨盘驱动系统、下研磨盘调速系统组成，下研磨盘的轴为空心轴，下研磨盘驱动系统由下研磨盘伺服电机31、第一驱动齿轮32、第二驱动齿轮25构成，第一驱动齿轮与下研磨盘伺服电机轴连接，第二驱动齿轮与下研磨盘的轴固定，第一驱动齿轮与第二驱动齿轮啮合；下研磨盘调速系统由调速伺服电机27、传动齿轮组、调速齿轮对、外齿圈托架21、外齿圈20、行星轮17、太阳轮18构成，太阳轮与下研磨盘固定，外齿圈托架轴、行星轮轴均为空心轴，外齿圈托架轴、下研磨盘的轴、行星轮轴与太阳轮轴同心配合，外齿圈固定在外齿圈托架上，行星轮分别与外齿圈和太阳轮采用渐开线圆弧形齿啮合，太阳轮既绕自身自转，又绕外齿圈公转，且采用渐开线圆弧齿啮合，实现了平滑啮合，无载荷冲击的目的。传动齿轮组由三个啮合的齿轮构成，传动齿轮组中中间齿轮28与调速伺服电机轴连接，第一边齿轮30与太阳轮轴29固定，第二边齿轮26与调速齿轮对的联动滑移齿轮同轴，调速齿轮对由联动滑移齿轮和固定在外齿圈托架轴上与联动滑移齿轮对应啮合的变速齿轮构成。联动滑移齿轮采用三联滑移齿轮22，固定在外齿圈托架轴上与三联滑移齿轮对应啮合的变速齿轮分别为第一变速齿轮33、第二变速齿轮23和第三变速齿轮24；下研磨盘调速系统实现外齿圈的大扭矩三级变速（改变联动滑移齿轮的级数及对应的变速齿轮数量，可以实现任意级数的变速）。

如图4所示，行星轮17采用与半径方向成倾斜角度的六片均布的布片方式，可以提高了工件的研磨质量。

Claims (5)

1.一种电动伺服高精密双面研磨机，包括上研磨盘总成、下研磨盘总成，其特征是：上研磨盘总成包括伺服电动缸、上主轴、上研磨盘伺服电机、上研磨盘座、上研磨盘，伺服电动缸的活塞杆通过筒式压力传感器、分离器与上主轴的顶端连接，伺服电动缸外接PLC控制器，上研磨盘伺服电机经减速器与上主轴相连，上研磨盘座固定在上主轴上，上研磨盘与上研磨盘座连接；下研磨盘总成由下研磨盘、下研磨盘驱动系统、下研磨盘调速系统组成，下研磨盘的轴为空心轴，下研磨盘驱动系统由下研磨盘伺服电机、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮构成，第一驱动齿轮与下研磨盘伺服电机轴连接，第二驱动齿轮与下研磨盘的轴固定，第一驱动齿轮与第二驱动齿轮啮合；下研磨盘调速系统由调速伺服电机、传动齿轮组、调速齿轮对、外齿圈托架、外齿圈、行星轮、太阳轮构成，太阳轮与下研磨盘固定，外齿圈托架轴、行星轮轴均为空心轴，外齿圈托架轴、下研磨盘的轴、行星轮轴与太阳轮轴同心配合，外齿圈固定在外齿圈托架上，行星轮分别与外齿圈和太阳轮啮合，传动齿轮组由三个啮合的齿轮构成，传动齿轮组中中间齿轮与调速伺服电机轴连接，第一边齿轮与太阳轮轴固定，第二边齿轮与调速齿轮对的联动滑移齿轮同轴，调速齿轮对由联动滑移齿轮和固定在外齿圈托架轴上与联动滑移齿轮对应啮合的变速齿轮构成。

2.根据权利要求1所述的电动伺服高精密双面研磨机，其特征是：所述上主轴为分段式轴，由上、下两段构成，上研磨盘座设在上主轴的上段和下段之间，上研磨盘座内设有支持轴，支持轴的两端通过调心轴承与上研磨盘座配合，在支持轴中部设有关节轴承，且上主轴的下段底端为球头。

3.根据权利要求1所述的电动伺服高精密双面研磨机，其特征是：所述外齿圈、太阳轮、行星轮采用圆弧形齿啮合。

4.根据权利要求1所述的电动伺服高精密双面研磨机，其特征是：所述行星轮采用与半径方向成倾斜角度按圆周均布的布片方式。

5.根据权利要求1所述的电动伺服高精密双面研磨机，其特征是：所述下研磨盘采用肋板结构支撑。