CN103991034A - 一种能自动修整砂轮的磨床及其修砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能自动修整砂轮的磨床，包括机架，所述机架上水平安装有横梁和能前后移动的工作台，横梁上连接有可在横梁上左右滑动的滑块，所述滑块上安装有可上下运动的砂轮安装座，所述砂轮安装座上安装有用于加工工件的砂轮，所述机架上设置有砂轮修整器，所述砂轮修整器包括安装在机架上的修整笔安装座，所述修整笔安装座上固定安装有位于砂轮行程范围内的、可在砂轮旋转并移动时对砂轮进行修整的砂轮修整笔。本磨床采用六轴数控，实现了各种方式的完全自动修砂，能实现除装夹工件外的批量全自动化无干预生产，生产效率高，能有效降低工人的劳动强度。

Description

一种能自动修整砂轮的磨床及其修砂方法

技术领域

本发明涉及磨床领域，特别是一种能自动修整砂轮的磨床及其修砂方法。

背景技术

磨床是工业生产中经常用到的加工设备，磨床上安装有砂轮，砂轮在使用的过程中会出现磨损的现象，进而会影响磨床加工产品的精度，为此，需要对砂轮进行修整，使砂轮的精度达到使用要求。

图1示出了传统磨床的修砂方式。磨床上砂轮的行进方向称为Y轴，磨床上竖直方向称为Z轴。磨床的机身7上设置有支座71，支座71上安装有可在支座71上左右移动（以下称该移动方向称Y’轴）的滑动块72，再在滑动块72上安装一可上下移动（以下称该移动方向称Z’轴）的砂轮修整笔721，砂轮修整笔721位于砂轮盖73的上方，在砂轮盖73上开有一缺口731，砂轮修整笔721从缺口731处伸入砂轮盖73内，对砂轮74的上母线（砂轮74的轴线上方的母线）进行自动修砂。此种方式存在的缺点有：①、对砂轮74的上母线进行修整，由于积累了Y’轴及砂轮主轴轴线的误差（即Y’轴与Y轴会有夹角，砂轮主轴轴线与Y轴会有夹角），会造成修砂后砂轮74的下母线（砂轮74的轴线下方的母线）与Y轴不平行，致使砂轮在加工工件时，工件上的磨削平面不平整，易出现阶梯现象；②、磨床主轴的头部结构复杂，在砂轮盖73的上方增加支座71、滑动块72之类的零件，造价高，故障率高；③、加重了磨床的Z轴负担；④、只能对中心轴线水平设置的砂轮74（即卧砂轮）进行自动修砂，无法对中心轴线竖直设置的砂轮74（即立砂轮）实现自动修砂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种能自动修整砂轮的磨床及其修砂方法，磨床的砂轮修整器的结构比较简单、造价低、故障率低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种能自动修整砂轮的磨床，包括机架，所述机架上水平安装有横梁和能前后移动的工作台，横梁上连接有可在横梁上左右滑动的滑块，所述滑块上安装有可上下运动的砂轮安装座，所述砂轮安装座上安装有用于加工工件的砂轮，所述机架上设置有砂轮修整器，所述砂轮修整器包括安装在机架上的修整笔安装座，所述修整笔安装座上固定安装有位于砂轮行程范围内的、可在砂轮旋转并移动时对砂轮进行修整的砂轮修整笔。

本发明中，所述砂轮安装座上可转动安装有旋转块，所述砂轮通过旋转块安装在砂轮安装座上，所述旋转块的旋转轴与工作台的移动方向平行，所述砂轮的轴线垂直于旋转块的旋转轴。

本发明中，所述滑块包括第一滑块和第二滑块，所述砂轮安装座包括安装在第一滑块上的第一砂轮安装座和安装在第二滑块上的第二砂轮安装座，所述砂轮包括安装在第一砂轮安装座上的第一砂轮和安装在第二砂轮安装座上的第二砂轮，所述第一砂轮通过旋转块安装在第一砂轮安装座上，所述旋转块的旋转轴与工作台的移动方向平行，所述第一砂轮的轴线与旋转块的旋转轴垂直。

本发明中，所述第一砂轮的轴线在初始时设置为竖直。

本发明中，第二砂轮的轴线与第二滑块的移动方向平行。

本发明中，所述机架在对应于修整笔安装座的位置竖直设置有导轨，所述修整笔安装座通过第三滑块连接在导轨上。

本发明中，所述修整笔安装座通过动力装置驱动其上下移动，修整笔安装座可向上或向下移动到一位置，在砂轮加工工件时避让砂轮，以免与砂轮发生干涉。

一种磨床的修砂方法，包括以下步骤：

①、在磨床上设置机械原点，以前后方向为X轴，以左右方向为Y轴，以上下方向为Z轴，建立坐标系；

②、砂轮修整笔相对于机械原点设定一坐标；

③、新安装的砂轮首次修砂时，手动操作磨床的控制面板，使砂轮移动到准备修砂的坐标处，并记录下该坐标；

④、执行一段数控程序，新安装的砂轮旋转起来并按一个设定好的修砂余量自动进给到设定位置，接着砂轮沿平行于其轴线的方向进给完成整个砂轮的修砂；

⑤、如果修整轴线平行于Y轴的砂轮，则砂轮在第二次及以后修砂时，砂轮先移动到一位置，此位置的Z轴坐标值为上一次修砂后的Z轴坐标值，Y轴坐标值与步骤③中首次修砂记录下的Y轴坐标值相同，自动修砂后，磨床的数控系统自动补偿Z轴方向的修砂余量，以使其能接触工件来对工件进行加工；如果修整轴线平行于Z轴的砂轮，则砂轮在第二次及以后修砂时，砂轮先移动到一位置，此位置的Y轴坐标值为上一次修砂后的Y轴坐标值，Z轴坐标值与步骤③中首次修砂记录下的Z轴坐标值相同，自动修砂后，磨床的数控系统自动补偿Y轴方向的修砂余量，以使其能接触工件来对工件进行加工。 

本发明的有益效果是：砂轮修整器的结构简单、造价低、故障率低。砂轮修整器不会给磨床的竖直方向加重负担。

另外，第一砂轮可以在多个方向上运动，可以在第一砂轮上修整出所需各种形状的加工面。旋转块带动第一砂轮转动定位后，可以在第一砂轮的加工面上修出各种角度的锥形。

本磨床采用六轴数控，实现了各种方式的完全自动修砂，能实现（除装拆工件外）批量全自动化无干预生产，生产效率高，能有效降低工人的劳动强度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1是传统磨床的结构示意图；

图2是本发明的实施例1的结构示意图；

图3是本发明的实施例1的主视图；

图4~图5是本发明的实施例1中砂轮修整器修整第一砂轮时的示意图；

图6是本发明的实施例1中砂轮修整器修整第二砂轮时的示意图；

图7是本发明的实施例2的结构示意图；

图8是本发明的实施例2的主视图。

具体实施方式

实施例1

如图2~图6所示，一种能自动修整砂轮的磨床，包括机架1，所述机架1上水平安装有横梁2和能前后移动的工作台10（以下称该移动方向为X轴），所述横梁2上活动连接有可在横梁2上左右滑动的滑块3，所述滑块3上安装有可上下运动的砂轮安装座30。其中，砂轮安装座30可以由动力机构驱动来上下运动，也可以是横梁2上下运动来带动其上下运动，本实施例优选为前一种运动情况。砂轮安装座30上安装有砂轮41。作为优选，所述滑块3包括第一滑块31和第二滑块32，第一滑块31能在横梁2上左右滑动（以下称该移动方向为V轴）。所述砂轮安装座30包括安装在第一滑块31上的第一砂轮安装座301和安装在第二滑块32上的第二砂轮安装座302，第一砂轮安装座301可上下运动（以下称该移动方向为W轴）。所述第一滑块31上可转动安装有旋转块4（以下称该转动方向为A轴），旋转块4的旋转轴平行于X轴，所述旋转块4上安装有用于加工工件的第一砂轮411。所述旋转块4的旋转轴与第一砂轮411的轴线垂直，初始时，第一砂轮411的轴线平行于W轴。第一砂轮411可以跟随旋转块4一起转动，而且其自身也可以旋转，以方便对工作台10上的工件进行加工，因此，第一砂轮411可以沿V轴、W轴、A轴三个方向运动。所述机架1上设置有砂轮修整器，所述砂轮修整器包括安装在机架1上的修整笔安装座5，所述修整笔安装座5上固定安装有位于第一砂轮411行程范围内的、可在第一砂轮411旋转并移动时对第一砂轮411进行修整的砂轮修整笔50。作为优选，所述修整笔安装座5通过动力装置51驱动其上下移动，所述动力装置51优选为气缸或液压缸。所述修整笔安装座5上安装有可对第一砂轮411进行修整的砂轮修整笔50。作为优选，所述修整笔的数量为两个以上，最优选为三个。三个砂轮修整笔50均安装在修整笔安装座5的端部且该端部靠近第一砂轮411。其中两个砂轮修整笔50分别竖直安装在修整笔安装座5的顶端和底端，另一个砂轮修整笔50水平安装在修整笔安装座5靠近第一砂轮411的一侧。

所述第二滑块32能在横梁2上左右滑动（以下称该移动方向为Y’’轴），第二滑块32上安装有用于加工工件的第二砂轮412，第二砂轮412也可以跟随第二砂轮安装座302上下移动（以下称该移动方向为Z’’轴）。作为优选，所述第二砂轮412的轴线水平设置，所述第一砂轮411的轴线在初始时设置为竖直。第一砂轮411经过砂轮修整笔50修整后，可以修整出所需的各种形状，那么工件上也可以加工出相应的形状。第二砂轮412可以磨削工件上的水平面。

进一步，所述机架1在对应于修整笔安装座5的位置竖直设置有导轨11，所述修整笔安装座5通过第三滑块连接在导轨11上。优选地，所述导轨11设置为两条。导轨11的设置可以使修整笔安装座5保持稳定，移动时也比较平稳。在砂轮修整笔50对第一砂轮411和第二砂轮412进行修整时，修整笔安装座5不容易晃动，因此不会影响第一砂轮411和第二砂轮412的精度。

修整时，修整笔安装座5由动力装置51推动上移到一固定位置后停止。如果要对第一砂轮411进行修整，则通过磨床的数控系统，执行指令让第一砂轮411沿V轴、W轴、A轴运动并定位到修砂位置，借助第一砂轮411在V轴、W轴方向的移动进行自动修砂。如果要对第二砂轮412进行修整，则通过磨床的数控系统，执行指令让第二砂轮412沿Y’’轴、Z’’轴运动，让第二砂轮412移动定位到修砂位置，借助第二砂轮412在Y’’轴、Z’’轴方向的移动进行自动修砂。修砂完成后，修整笔安装座5下移，以避免影响工作台10上工件的装夹和加工，同时也避免与砂轮41发生干涉。

实施例2

如图7~图8所示，其与实施例1的不同之处在于，所述修整笔安装座5包括设置在第一砂轮411下方的第一安装座501和设置在第二砂轮412的下方的第二安装座502，第一安装座501和第二安装座502均安装在机架1上。第一安装座501上安装有两支砂轮修整笔50，其中一支竖直设置，另一支水平设置。第二安装座502上安装有一支砂轮修整笔50，该砂轮修整笔50竖直设置。

另外，本发明还涉及一种磨床的修砂方法，其步骤如下：

①、在磨床上设置机械原点，以前后方向为X轴，以左右方向为Y轴，以上下方向为Z轴，建立坐标系；

②、砂轮修整笔50相对于机械原点设定一坐标（X1,Y1,Z1）；

③、新安装的砂轮41首次修砂时，手动操作磨床的控制面板，使砂轮41移动到准备修砂的坐标处，并记录下该坐标（X2,Y2,Z2）；

④、执行一段数控程序，新安装的砂轮41旋转起来并按一个设定好的修砂余量自动进给到设定位置，接着砂轮41沿平行于其轴线的方向进给完成整个砂轮41的修砂；如果砂轮41的轴线是平行于Y轴，则砂轮41进给一段修砂余量△Z，砂轮41的下母线被修整，修砂完成后砂轮41的坐标为（X2,Y3,Z3）；如果砂轮41的轴线是平行于Z轴的，则砂轮41进给一段修砂余量△Y，修砂完成后砂轮41的坐标为（X2,Y4,Z4）。

⑤、如果修整轴线水平设置的砂轮41，则砂轮41在第二次及以后修砂时，砂轮41先移动到一位置，此位置的Z轴坐标值为上一次修砂后的Z轴坐标值，Y轴坐标值与步骤③中首次修砂记录下的Y轴坐标值Y2相同，自动修砂后，磨床的数控系统自动补偿Z轴方向的修砂余量△Z，以使砂轮41工作时能接触工件来对工件进行加工；如果修整轴线竖直设置的砂轮41，则砂轮41在第二次及以后修砂时，砂轮41先移动到一位置，此位置的Y轴坐标值为上一次修砂后的Y轴坐标值，Z轴坐标值与步骤③中首次修砂记录下的Z轴坐标值Z2相同，自动修砂后，磨床的数控系统自动补偿Y轴方向的修砂余量△Y，以使其工作时能接触工件来对工件进行加工。

与传统磨床的自动修砂方式相比，本磨床采用的修砂方式有如下优点：1.砂轮修整笔50能直接修整砂轮41的下母线，使磨削时精度更高；2.砂轮修整器的结构简单、造价低、故障率低；3.砂轮修整器不会给磨床的Z轴加重负担；4.立式砂轮和卧式砂轮均可以自动修砂，结合磨床的数控系统可以修出各种形状加工面的成型砂轮，第一砂轮411自动摆头定位后可以修出各种角度的锥形砂轮；5.本磨床采用六轴数控，实现（除装拆工件外）批量全自动化无干预生产，能极大地提高工作效率和降低工人的劳动强度。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种能自动修整砂轮的磨床，包括机架（1），所述机架（1）上水平安装有横梁（2）和能前后移动的工作台（10），横梁（2）上连接有可在横梁（2）上左右滑动的滑块（3），其特征在于：所述滑块（3）上安装有可上下运动的砂轮安装座（30），所述砂轮安装座（30）上安装有用于加工工件的砂轮（41），所述机架（1）上设置有砂轮修整器，所述砂轮修整器包括安装在机架（1）上的修整笔安装座（5），所述修整笔安装座（5）上固定安装有位于砂轮（41）行程范围内的、可在砂轮（41）旋转并移动时对砂轮（41）进行修整的砂轮修整笔（50）。

2.根据权利要求1所述的一种能自动修整砂轮的磨床，其特征在于：所述砂轮安装座（30）上可转动安装有旋转块（4），所述砂轮（41）通过旋转块（4）安装在砂轮安装座（30）上，所述旋转块（4）的旋转轴与工作台（10）的移动方向平行，所述砂轮（4）的轴线垂直于旋转块（4）的旋转轴。

3.根据权利要求1所述的一种能自动修整砂轮的磨床，其特征在于：所述滑块（3）包括第一滑块（31）和第二滑块（32），所述砂轮安装座（30）包括安装在第一滑块（31）上的第一砂轮安装座（301）和安装在第二滑块（32）上的第二砂轮安装座（302），所述砂轮（41）包括安装在第一砂轮安装座（301）上的第一砂轮（411）和安装在第二砂轮安装座（302）上的第二砂轮（412），所述第一砂轮（411）通过旋转块（4）安装在第一砂轮安装座（301）上，所述旋转块（4）的旋转轴与工作台（10）的移动方向平行，所述第一砂轮（411）的轴线与旋转块（4）的旋转轴垂直。

4.根据权利要求3所述的一种能自动修整砂轮的磨床，其特征在于：所述第一砂轮（41）的轴线在初始时设置为竖直。

5.根据权利要求3所述的一种能自动修整砂轮的磨床，其特征在于：第二砂轮（412）的轴线与第二滑块（32）的移动方向平行。

6.根据权利要求1所述的一种能自动修整砂轮的磨床，其特征在于：所述机架（1）在对应于修整笔安装座（5）的位置竖直设置有导轨（11），所述修整笔安装座（5）通过第三滑块连接在导轨（11）上。

7.根据权利要求1所述的一种能自动修整砂轮的磨床，其特征在于：所述修整笔安装座（5）通过动力装置（51）驱动其上下移动。

8.一种权利要求1~7中任一权利要求所述的磨床的修砂方法，其特征在于：包括以下步骤：

①、在磨床上设置机械原点，以前后方向为X轴，以左右方向为Y轴，以上下方向为Z轴，建立坐标系；

②、砂轮修整笔（50）相对于机械原点设定一坐标；

③、新安装的砂轮（41）首次修砂时，手动操作磨床的控制面板，使砂轮（41）移动到准备修砂的坐标处，并记录下该坐标；

④、执行一段数控程序，新安装的砂轮（41）旋转起来并按一个设定好的修砂余量自动进给到设定位置，接着砂轮（41）沿平行于其轴线的方向进给完成整个砂轮（41）的修砂；

⑤、如果修整轴线平行于Y轴的砂轮（41），则砂轮（41）在第二次及以后修砂时，砂轮（41）先移动到一位置，此位置的Z轴坐标值为上一次修砂后的Z轴坐标值，Y轴坐标值与步骤③中首次修砂记录下的Y轴坐标值相同，自动修砂后，磨床的数控系统自动补偿Z轴方向的修砂余量，以使其能接触工件来对工件进行加工；如果修整轴线平行于Z轴砂轮（41），则砂轮（41）在第二次及以后修砂时，砂轮（41）先移动到一位置，此位置的Y轴坐标值为上一次修砂后的Y轴坐标值，Z轴坐标值与步骤③中首次修砂记录下的Z轴坐标值相同，自动修砂后，磨床的数控系统自动补偿Y轴方向的修砂余量，以使其能接触工件来对工件进行加工。