CN103465145B - 自动换磨头五轴数控抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动换磨头五轴数控抛光机，其包括多个半轴磨头、机身架、控制器及分别与该控制器相连接，并受其控制的抛光机头、磨头供给机构、主轴夹紧器、Z轴驱动机构、X轴驱动机构、Y轴驱动机构、A轴旋转工作台和C轴旋转机构。本发明结构设计巧妙、合理，一次性装夹便可完成多个抛光工序，如粗加工、精加工、镜面抛光等工序，不仅有效节省装夹时间，还大大提升加工的效率精度，保证产品的抛光效果；而且自动化程度高，操作、方便快捷，能自动更换磨头，进一步提高加工效率，降低了操作工人的劳动强度，有效增强企业的竞争力，另外采用五轴联动结构设计，灵活性高，能对复杂曲面形状的表面进行抛光加工，适用范围广。

Description

自动换磨头五轴数控抛光机

技术领域

本发明涉及抛光机技术领域，具体涉及一种自动换磨头五轴数控抛光机。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对生活品味要求也越来越高。其中，日用五金件在生活中应用最为广泛。

于是，在日用五金零件的加工过程中，常常需要对某些零件进行抛光加工处理。抛光就是对工件表面进行加工，使其高度光洁。传统的抛光机是由机座、电动机及设置在该电动机的主轴上的抛光轮等部件组成。这种抛光机虽然结构简单，但是，均是以人力手工抛光操作为主，工作重复性高，存在着安全隐患，并且工作效率低。

为此，市场上推出2轴、3轴、4轴的数控系统抛光机，主要是应用于对圆柱表面和平面的抛光加工，基本不能做复杂曲面形状的表面抛光加工。但是现有的日用五金零件形状各异，为满足特殊的抛光需求，企业能在增设机械手操作抛光加工，或人手操作抛光加工。若增设机械手，则投资成本太高，而采用人手操作则劳动强度太大，且危险性高，效率低。

另外，虽然目前的数控系统抛光机也有带刀库，通常结构是将刀具夹设在刀柄上，更换刀具时，则连同刀柄一起更换。使得整体结构复杂，换刀工序麻烦。而普通的抛光机更换抛光轮，则是人手直接更换抛光轮，操作麻烦，效率低。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，能自动更换磨头、一次性装夹可完成多个抛光工序，节省装夹时间的自动换磨头五轴数控抛光机。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种自动换磨头五轴数控抛光机，其包括多个半轴磨头、机身架、控制器及分别与该控制器相连接，并受其控制的抛光机头、磨头供给机构、主轴夹紧器、Z轴驱动机构、X轴驱动机构、Y轴驱动机构、A轴旋转工作台和C轴旋转机构，所述X轴驱动机构通过Y轴驱动机构设置在所述机身架上，所述抛光机头通过所述Z轴驱动机构设置在所述X轴驱动机构上，所述主轴夹紧器设置在所述抛光机头的下端，多个半轴磨头并排在所述磨头供给机构上，该磨头供给机构对应所述主轴夹紧器的一侧位置设置在所述机身架上，并能向该主轴夹紧器输送半轴磨头，所述A轴旋转工作台水平设置在所述机身架上，并能以A轴为轴心转动，该A轴与X轴的轴线相平行，所述C轴旋转机构设置在所述A轴旋转工作台上，并能驱动夹具以C轴为轴心转动，该C轴与Z轴的轴线相平行。

作为本发明的一种改进，所述半轴磨头包括主轴、轴承座和磨头，该磨头设置在所述主轴的下端，所述轴承座设置在所述主轴的中部位置，所述主轴的上端设有连接卡头。

作为本发明的一种改进，所述抛光机头包括机头座及主轴电机，所述主轴电机设置在所述机头座上，且使该主轴电机的转轴朝向所述A轴旋转工作台，该转轴上设有与所述连接卡头相适配的主轴接头。

作为本发明的一种改进，所述主轴夹紧器包括两夹爪、气缸、弹簧和联接固定块，两夹爪对称铰接在联接固定块的两端，两夹爪的下端设有与所述轴承座相适配的卡口，所述弹簧设置在该联接固定块的上方位置，且两端对应抵压在两夹爪上，能使两夹爪的下端作收拢动作，所述气缸设置在该弹簧的上方位置，且两端对应连接在两夹爪上，能使两夹爪的下端作分开动作。

作为本发明的一种改进，所述磨头供给机构包括磨头架、供给导轨和供给电机，所述磨头架通过供给导轨活动设置在所述机身架上，所述供给电机设置在所述机身架上，并能通过供给丝杠驱动磨头架于供给导轨上作往复动作，所述磨头架上设有多个与所述半轴磨头相适配的卡位，该卡位的底部设有能将所述半轴磨头定位在其上的夹紧器。

作为本发明的一种改进，所述A轴旋转工作台包括A轴旋转台、A旋转轴和A轴驱动电机，所述A轴旋转台的两端各通过一所述的A旋转轴活动设置在所述机身架上，A旋转轴上设有减速斜齿轮，所述A轴驱动电机设置在所述机身架上，且通过传动同步皮带与所述减速斜齿轮相连接；夹具通过所述C轴旋转机构设置在所述A轴旋转台上。

作为本发明的一种改进，所述Y轴驱动机构包括Y轴驱动电机、Y轴导轨和Y轴滑座，所述机身架的两侧设有导轨座，所述Y轴导轨设置在该导轨座上，所述Y轴滑座滑动设置在Y轴导轨上，所述Y轴驱动电机设置在所述机身架上，并能通过Y轴向丝杠驱动Y轴滑座于Y轴导轨上作往复动作。

作为本发明的一种改进，所述X轴驱动机构包括龙门架、X轴驱动电机、X轴导轨和X轴滑座，所述龙门架设置在所述Y轴滑座上，所述X轴导轨设置在所述龙门架的前侧壁，所述X轴滑座滑动设置在X轴导轨上，所述X轴驱动电机设置在所述龙门架上，并能通过X轴向丝杠驱动X轴滑座于X轴导轨上作往复动作。

作为本发明的一种改进，所述Z轴驱动机构包括Z轴驱动电机、Z轴导轨和Z轴滑座，所述Z轴导轨设置在所述X轴滑座上，所述Z轴滑座滑动设置在Z轴导轨上，所述Z轴驱动电机设置在所述X轴滑座上，并能通过Z轴向丝杠驱动Z轴滑座于Z轴导轨上作往复动作。

作为本发明的一种改进，所述机身架的外侧壁设有防护板，所述控制器设置在所述机身架的一侧壁，该控制器上设有显示屏，所述机身架上设有除尘器，该除尘器与所述控制器相连接。

本发明的有益效果为：本发明结构设计巧妙、合理，一次性装夹便可完成多个抛光工序，如粗加工、精加工、镜面抛光等工序，不仅有效节省装夹时间，还大大提升加工效率和加工精度，保证产品的抛光效果；而且自动化程度高，操作、方便快捷，能自动更换磨头，进一步提高加工效率，降低了操作工人的劳动强度，是人手抛光的2-3倍的工作效率，有效增强企业的竞争力，另外采用五轴联动结构设计，灵活性高，能对复杂曲面形状的表面进行抛光加工，适用范围广。设有防护板，安全性高，有效消除安全隐患。设有除尘器，有效改善工作环境，避免粉尘外扬，有利操作人员身体健康。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图一。

图2是本发明的结构示意图二。

图3是本发明的结构示意图三。

图4是本发明的结构示意图四。

图5是本发明的结构示意图五。

图6是本发明中的磨头供给机构的结构示意图。

图7是本发明中的半轴磨头的结构示意图。

图8是本发明中的主轴电机的结构示意图。

图9是本发明中的主轴夹紧器的结构示意图。

图10是本发明中的主轴夹紧器夹紧半轴磨头的结构示意图。

图11是本发明中的主轴夹紧器松开半轴磨头的结构示意图。

具体实施方式

实施例，参见图1至图11，本实施例提供的一种自动换磨头五轴数控抛光机，其包括多个半轴磨头1、机身架2、控制器3及分别与该控制器3相连接，并受其控制的抛光机头4、磨头供给机构5、主轴夹紧器6、Z轴驱动机构7、X轴驱动机构8、Y轴驱动机构9、A轴旋转工作台10和C轴旋转机构，所述X轴驱动机构8通过Y轴驱动机构9设置在所述机身架2上，所述抛光机头4通过所述Z轴驱动机构7设置在所述X轴驱动机构8上，所述主轴夹紧器6设置在所述抛光机头4的下端，多个半轴磨头1并排在所述磨头供给机构5上，该磨头供给机构5对应所述主轴夹紧器6的一侧位置设置在所述机身架2上，并能向该主轴夹紧器6输送半轴磨头1，所述A轴旋转工作台10水平设置在所述机身架2上，并能以A轴为轴心转动，该A轴与X轴的轴线相平行，所述C轴旋转机构设置在所述A轴旋转工作台10上，并能驱动夹具11以C轴为轴心转动，该C轴与Z轴的轴线相平行。

所述半轴磨头1包括主轴12、轴承座13和磨头14，该磨头14设置在所述主轴12的下端，所述轴承座13设置在所述主轴12的中部位置，所述主轴12的上端设有连接卡头15。

所述抛光机头4包括机头座41及主轴电机42，所述主轴电机42设置在所述机头座41上，且使该主轴电机42的转轴朝向所述A轴旋转工作台10，该转轴上设有与所述连接卡头15相适配的主轴接头43。

所述主轴夹紧器6包括两夹爪61、气缸62、弹簧63和联接固定块64，两夹爪61对称铰接在联接固定块64的两端，两夹爪61的下端设有与所述轴承座13相适配的卡口，所述弹簧63设置在该联接固定块64的上方位置，且两端对应抵压在两夹爪61上，能使两夹爪61的下端作收拢动作，所述气缸62设置在该弹簧63的上方位置，且两端对应连接在两夹爪61上，能使两夹爪61的下端作分开动作。

所述磨头供给机构5包括磨头架51、供给导轨52和供给电机，所述磨头架51通过供给导轨52活动设置在所述机身架2上，所述供给电机设置在所述机身架2上，并能通过供给丝杠驱动磨头架51于供给导轨52上作往复动作，所述磨头架51上设有多个与所述半轴磨头1相适配的卡位53，该卡位53的底部设有能将所述半轴磨头1定位在其上的夹紧器54。

所述A轴旋转工作台10包括A轴旋转台101、A旋转轴102和A轴驱动电机，所述A轴旋转台101的两端各通过一所述的A旋转轴102活动设置在所述机身架2上，A旋转轴102上设有减速斜齿轮103，所述A轴驱动电机设置在所述机身架2上，且通过传动同步皮带与所述减速斜齿轮103相连接；夹具11通过所述C轴旋转机构设置在所述A轴旋转台101上。

所述Y轴驱动机构9包括Y轴驱动电机、Y轴导轨91和Y轴滑座92，所述机身架2的两侧设有导轨座93，所述Y轴导轨91设置在该导轨座93上，所述Y轴滑座92滑动设置在Y轴导轨91上，所述Y轴驱动电机设置在所述机身架2上，并能通过Y轴向丝杠驱动Y轴滑座92于Y轴导轨91上作往复动作。

所述X轴驱动机构8包括龙门架81、X轴驱动电机、X轴导轨82和X轴滑座83，所述龙门架81设置在所述Y轴滑座92上，所述X轴导轨82设置在所述龙门架81的前侧壁，所述X轴滑座83滑动设置在X轴导轨82上，所述X轴驱动电机设置在所述龙门架81上，并能通过X轴向丝杠84驱动X轴滑座83于X轴导轨82上作往复动作。

所述Z轴驱动机构7包括Z轴驱动电机、Z轴导轨71和Z轴滑座72，所述Z轴导轨71设置在所述X轴滑座83上，所述Z轴滑座72滑动设置在Z轴导轨71上，所述Z轴驱动电机设置在所述X轴滑座上，并能通过Z轴向丝杠73驱动Z轴滑座72于Z轴导轨71上作往复动作。

所述机身架2的外侧壁设有防护板21，设有防护板21，安全性高，有效消除安全隐患。所述控制器3设置在所述机身架2的一侧壁，该控制器3上设有显示屏，所述机身架2上设有除尘器，该除尘器与所述控制器3相连接。设有除尘器，有效改善工作环境，避免粉尘外扬，有利操作人员身体健康。

工作时，将工件装夹在夹具11上，将与工件相关的抛光参数信息输入控制器3，通过该控制器3控制所述抛光机头4、磨头供给机构5、主轴夹紧器6、Z轴驱动机构7、X轴驱动机构8、Y轴驱动机构9、A轴旋转工作台10和C轴旋转机构的配合工作，可以同时五轴联动，灵活性高，能对复杂曲面形状的表面进行抛光加工，一次性装夹便可完成多个抛光工序，如粗加工、精加工、镜面抛光等工序。是人手抛光的2-3倍的工作效率，不仅提高加工效率，还大大降低了操作工人的劳动强度。

本实施例中，设有三个半轴磨头1，第一个半轴磨头是用来粗加工，第二个半轴磨头是用来精加工，第三个半轴磨头是用来镜面加工。其它实施例中，可以根据所需的抛光效果来相应设置半轴磨头的数量及类型。

需更换磨头时，磨头供给机构5向所述主轴夹紧器6输送半轴磨头。通过Z轴驱动机构7、X轴驱动机构8和Y轴驱动机构9的共同配合，使抛光机头4移动至空卡位上，并使该主轴夹紧器6上的半轴磨头卡入该卡位，该卡位上的夹紧器54将该半轴磨头夹紧。气缸62伸展压缩弹簧63使两夹爪61作分开动作，使该夹爪61与其上的半轴磨头相分离。然后再通过Z轴驱动机构7、X轴驱动机构8和Y轴驱动机构9的共同配合，使抛光机头4移动至所需更换的半轴磨头位置上，Z轴驱动机构7驱动抛光机头4向下运动，使主轴接头43与连接卡头15相配合，这时，气缸62收缩，弹簧63利用自身弹力使两夹爪61作收拢动作，实现更换磨头目的。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它抛光机，均在本发明保护范围内。

Claims (7)

1.一种自动换磨头五轴数控抛光机，其特征在于，其包括多个半轴磨头、机身架、控制器及分别与该控制器相连接，并受其控制的抛光机头、磨头供给机构、主轴夹紧器、Z轴驱动机构、X轴驱动机构、Y轴驱动机构、A轴旋转工作台和C轴旋转机构，所述X轴驱动机构通过Y轴驱动机构设置在所述机身架上，所述抛光机头通过所述Z轴驱动机构设置在所述X轴驱动机构上，所述主轴夹紧器设置在所述抛光机头的下端，多个半轴磨头并排在所述磨头供给机构上，该磨头供给机构对应所述主轴夹紧器的一侧位置设置在所述机身架上，并能向该主轴夹紧器输送半轴磨头，所述A轴旋转工作台水平设置在所述机身架上，并能以A轴为轴心转动，该A轴与X轴的轴线相平行，所述C轴旋转机构设置在所述A轴旋转工作台上，并能驱动夹具以C轴为轴心转动，该C轴与Z轴的轴线相平行；

所述半轴磨头包括主轴、轴承座和磨头，该磨头设置在所述主轴的下端，所述轴承座设置在所述主轴的中部位置，所述主轴的上端设有连接卡头；

所述抛光机头包括机头座及主轴电机，所述主轴电机设置在所述机头座上，且使该主轴电机的转轴朝向所述A轴旋转工作台，该转轴上设有与所述连接卡头相适配的主轴接头；

所述主轴夹紧器包括两夹爪、气缸、弹簧和联接固定块，两夹爪对称铰接在联接固定块的两端，两夹爪的下端设有与所述轴承座相适配的卡口，所述弹簧设置在该联接固定块的上方位置，且两端对应抵压在两夹爪上，能使两夹爪的下端作收拢动作，所述气缸设置在该弹簧的上方位置，且两端对应连接在两夹爪上，能使两夹爪的下端作分开动作。

2.根据权利要求1所述的自动换磨头五轴数控抛光机，其特征在于：所述磨头供给机构包括磨头架、供给导轨和供给电机，所述磨头架通过供给导轨活动设置在所述机身架上，所述供给电机设置在所述机身架上，并能通过供给丝杠驱动磨头架于供给导轨上作往复动作，所述磨头架上设有多个与所述半轴磨头相适配的卡位，该卡位的底部设有能将所述半轴磨头定位在其上的夹紧器。

3.根据权利要求1所述的自动换磨头五轴数控抛光机，其特征在于：所述A轴旋转工作台包括A轴旋转台、A旋转轴和A轴驱动电机，所述A轴旋转台的两端各通过一所述的A旋转轴活动设置在所述机身架上，A旋转轴上设有减速斜齿轮，所述A轴驱动电机设置在所述机身架上，且通过传动同步皮带与所述减速斜齿轮相连接；夹具通过所述C轴旋转机构设置在所述A轴旋转台上。

4.根据权利要求1所述的自动换磨头五轴数控抛光机，其特征在于：所述Y轴驱动机构包括Y轴驱动电机、Y轴导轨和Y轴滑座，所述机身架的两侧设有导轨座，所述Y轴导轨设置在该导轨座上，所述Y轴滑座滑动设置在Y轴导轨上，所述Y轴驱动电机设置在所述机身架上，并能通过Y轴向丝杠驱动Y轴滑座于Y轴导轨上作往复动作。

5.根据权利要求4所述的自动换磨头五轴数控抛光机，其特征在于：所述X轴驱动机构包括龙门架、X轴驱动电机、X轴导轨和X轴滑座，所述龙门架设置在所述Y轴滑座上，所述X轴导轨设置在所述龙门架的前侧壁，所述X轴滑座滑动设置在X轴导轨上，所述X轴驱动电机设置在所述龙门架上，并能通过X轴向丝杠驱动X轴滑座于X轴导轨上作往复动作。

6.根据权利要求5所述的自动换磨头五轴数控抛光机，其特征在于：所述Z轴驱动机构包括Z轴驱动电机、Z轴导轨和Z轴滑座，所述Z轴导轨设置在所述X轴滑座上，所述Z轴滑座滑动设置在Z轴导轨上，所述Z轴驱动电机设置在所述X轴滑座上，并能通过Z轴向丝杠驱动Z轴滑座于Z轴导轨上作往复动作。

7.根据权利要求1所述的自动换磨头五轴数控抛光机，其特征在于：所述机身架的外侧壁设有防护板，所述控制器设置在所述机身架的一侧壁，该控制器上设有显示屏，所述机身架上设有除尘器，该除尘器与所述控制器相连接。