CN105150065B - 一种多工位圆盘式新型布轮抛光机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，包括有转台组件，所述转台组件的上面沿圆周方向等角度均匀布置有多个工位的夹具装置，所述转台组件的外围对应其中一工位的夹具装置留空形成装卸工位，对应剩余工位的每一夹具装置分别设置有一布轮抛光装置；其中：所述每一夹具装置包括有若干个联动的夹具组件，所述每一布轮抛光装置包括有三方向滑移组件及设置于三方向滑移组件上的布轮抛光机头组件，该布轮抛光机头组件包括有若干个与夹具组件一一对应的联动的机头结构。本发明可在单机上完成粗抛光和细抛光两道工序，适应不同曲面形状和不同尺寸大小工件的精细抛光要求，极大的提高了生产效率，保证工件抛光质量稳定一致，较大地提高了生产效率和经济效益。

Description

一种多工位圆盘式新型布轮抛光机
技术领域
本发明涉及一种布轮抛光机，属于抛光机设备技术领域，尤其是指一种多工位圆盘式新型布轮抛光机。
背景技术
目前，现有的门把手、汽配类和卫浴类工件一般由锌铅合金或塑料制成，此类工件抛光用的少数简易设备有一个电动麻轮或布轮，大多数依靠工人手持抛光工件对其不同部位进行两次抛光；还有的就是用机器人装夹此类工件，利用多条不同粒度的砂带进行磨光，再用布轮抛光机或人工进行磨光。手工抛光方式的生产效率低下，工人劳动强度大，粉尘污染严重；机器人单工序抛光方式的生产效率较低，而且设备造价昂贵。
公告号为CN 101648359 A的发明专利“一种六轴联动数控抛光机”和CN201446485U的发明专利“七轴联动数控抛光机”，虽然公开了两种自动化的抛光装置,但是其也存在着缺陷：只能单工序抛光经过人工或砂带抛砂到一定精细程度的零件,其前道工序还是需要手工抛光方式或机器人抛光方式配合才能完成。
公告号为CN 102699805 A的发明专利“多工位立式自动转盘式抛光装置”，虽然也公开了一种自动化的抛光装置，但是其存在着根本缺陷：其一是抛光轮只有一个垂直方向的往复运动,不能对不同曲面及形状的工件抛光；其二是抛光轮部件本身不能旋转角度，无法对不同尺寸及弧度大小的工件进行抛光；其三是抛光轮采用手动调整，无抛光轮半径自动补偿功能，不能保证抛光工件尺寸和表面质量一致。
上述这些结构的缺陷直接导致企业生产效率低、生产成本高，所以导致企业的经济效益无法较好的提高，限制了企业的进一步发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足和缺陷，提供一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，该抛光机可在单机上完成粗抛光和细抛光两道工序，适应不同曲面形状和不同尺寸大小工件的精细抛光要求，极大的提高了生产效率，同时无需依赖工人的抛光操作经验，保证工件抛光质量稳定一致，而且节约占地面积和能耗，较大地提高了生产效率和经济效益。
为了实现上述目的，本发明按照以下技术方案实现：
一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，包括有转台组件，所述转台组件的上面沿圆周方向等角度均匀布置有多个工位的夹具装置，所述转台组件的外围对应其中一工位的夹具装置留空形成装卸工位，对应剩余工位的每一夹具装置分别设置有一布轮抛光装置；其中：所述每一夹具装置包括有若干个联动的夹具组件，所述每一布轮抛光装置包括有三方向滑移组件及设置于三方向滑移组件上的布轮抛光机头组件，该布轮抛光机头组件包括有若干个与夹具组件一一对应的联动的机头结构。
进一步，所述三方向滑移组件包括有分别采用滚珠丝杆传动结构的水平纵向滑移结构、水平横向滑移结构和垂直竖向滑移结构；其中：
上述水平纵向滑移结构包括有基座及设置于该基座上且传动配合的水平纵向滑移电机、水平纵向滑移滚珠丝杆、水平纵向滑座；
上述水平横向滑移结构包括有与水平纵向滑座连接配合的水平横向滑台及设置于该滑台上且传动配合的水平横向滑移电机、水平横向滑移滚珠丝杆、水平横向滑座；
上述垂直竖向滑移结构包括有与水平横向滑座连接配合的立柱及设置于该立柱上且传动配合的垂直竖向滑移电机、垂直竖向滑移滚珠丝杆、垂直竖向滑座。
进一步，所述布轮抛光机头组件包括有横梁、及设置于横梁的机头结构和机头水平偏转结构；其中：
上述横梁与垂直竖向滑座连接配合，其为中空框架结构；
上述机头结构包括有机头支架、设置于机头支架上且传动连接的机头电机、与机头电机传动连接的皮带轮和皮带组合、与皮带驱动连接的机头主轴、及与机头主轴紧固连接的抛光轮，其中该机头主轴通过机头主轴轴承座定位于机头支架一端；
上述机头水平偏转结构位于横梁的中空框架结构内，其包括有一水平偏转电机、若干与上述机头结构一一对应的偏转减速箱、及设置于偏转减速箱中的偏转主轴，其中：上述偏转减速箱之一与水平偏转电机传动连接，相邻偏转减速箱之间通过水平联轴和联轴节传动连接；上述偏转主轴的输出端通过法兰与上述机头支架连接配合。
进一步，所述机头结构还包括有抛光轮水平横向往复摆动部件，该抛光轮水平横向往复摆动部件包括有设置于机头支架上的往复摆动气缸、两端分别与往复摆动气缸输出轴和机头主轴轴承座连接配合的摆动杆、及设置于机头支架上且与机头主轴轴承座滑配连接的横向导轨。
进一步，所述每一夹具装置包括有一夹具支座、若干个设置于夹具支座的联动的夹具组件、及夹具驱动组件；其中：
上述夹具支座设置于转台组件上，其为中空框架结构；
上述每一夹具组件包括有上下布置且传动连接的工件夹头和三通旋转座，其中，该三通旋转座内部的水平旋转轴通过一对伞齿轮组合与一垂直旋转轴传动连接，该垂直旋转轴的外部活动穿套有一旋转轴套，该旋转轴套与三通旋转座的壳体连接配合；
上述夹具驱动组件位于夹具支座的中空框架结构内，包括有上伺服电机和下伺服电机、若干与上述夹具组件一一对应的上减速箱和下减速箱，其中：所述每一上减速箱与对应的旋转轴套传动连接，且上减速箱之一与上伺服电机传动连接，相邻上减速箱之间通过水平联轴和联轴节传动连接；所述每一下减速箱与对应的垂直旋转轴传动连接，且下减速箱之一与下伺服电机传动连接，相邻下减速箱之间通过水平联轴和联轴节传动连接。
进一步，所述转台组件包括有底座、位于底座上方的转盘、通过支撑架设置于底座上且位于底座和转盘之间的回转支承、位于回转支承一侧且与回转支承传动连接的转盘电机和转盘减速器，其中：该回转支承包括有相对运动的内圈和外圈，外圈与转盘底部连接配合且其外沿设置有外齿轮，转盘减速器的动力输出轴设置有与回转支承外圈的外齿轮啮合传动连接的回转齿轮。
进一步，所述转台组件还包括有转动定位结构，该转动定位结构包括有设置于转盘底部的定位套孔、设置于底座支撑架上的定位气缸、及由定位气缸控制升降以插入或脱离定位套孔的定位销轴，其中，定位气缸具有定位磁环和位置检测开关。
进一步，所述夹具组件的工件夹头采用气动夹具结构，包括有设置于底座轴心位置的送气盘、设置于转盘轴心位置的接气盘、及设置于夹具支座侧面以控制工件夹头动作的手动阀。
进一步，所述水平纵向滑移结构、水平横向滑移结构和垂直竖向滑移结构分别设置有止挡部件和限位开关。
进一步，所述抛光机还设置有外罩，该外罩设置有检修门和抽风口。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、本发明可在单机上同时完成粗、精两道抛光工序，其中，每个抛光装置均能实现四轴联动，从而实现抛光轮半径的三维实时自动补偿，保证抛光质量稳定且具有一致性，可实现长时间稳定的连续工作，有效提高生产效率和经济效益；
2、本发明具有多个抛光工位，每个抛光工位可以按设定要求完成工件的抛光工序，实现不同曲面形状和不同尺寸大小的工件抛光加工，扩大了各种工件抛光的适用范围；
3、本发明缩小占地面积，抛光加工全部在封闭的外罩内进行，工人们脱离了振动、噪音、粉尘工作环境，有益于工人的身体健康和人身安全；同时抛光产生的粉尘与周围的环境隔离，有粉尘的空气通过专业除尘设备过滤后才排入大气中，对环境无污染并降低粉尘爆炸的危险，而且降低设备能耗和生产成本，真正实现智能、环保、高品质和高效率抛光加工；
4、本发明可以根据设计要求改变工位数和抛光轮结构组合(麻轮或布轮)，从而形成不同形式的数控抛光机，如四夹具三抛光位数控抛光机、五夹具四抛光位数控抛光机等或砂带磨光与布轮抛光组合。
为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是本发明中抛光装置的结构示意图。
图4是图3中水平纵向滑移结构、水平横向滑移结构的结构示意图。
图5是图3中机头结构和机头偏转结构的结构示意图。
图6是本发明中夹具组件的结构示意图。
图7是图6中夹具组件的剖面图。
图8是本发明中转盘组件的局部剖视图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明所述多工位圆盘式新型布轮抛光机，包括有转台组件1，所述转台组件1的上面沿圆周方向等角度均匀布置有三个工位的夹具装置 2，所述转台组件1的外围对应其中一工位的夹具装置留空形成装卸工位，对应剩余两个工位的每一夹具装置分别设置有一布轮抛光装置3、4，布轮抛光装置 3、4可以分别为麻轮抛光轮和/或布轮抛光轮，(以下以布轮抛光装置4进行说明)。
如图6、7所示，上述每一夹具装置2包括有一夹具支座21、三个设置于夹具支座的联动的夹具组件22、及夹具驱动组件23；其中：
上述夹具支座21设置于转台组件上，其为中空框架结构；
上述每一夹具组件22包括有上下布置且传动连接的工件夹头221和三通旋转座222，其中，该三通旋转座222内部的水平旋转轴223通过一对伞齿轮组合 224与一垂直旋转轴225传动连接，该垂直旋转轴225的外部活动穿套有一旋转轴套226，该旋转轴套226与三通旋转座222的壳体连接配合；
上述夹具驱动组件23位于夹具支座的中空框架结构内，包括有上伺服电机 231和下伺服电机232、三个与上述夹具组件一一对应的上减速箱233和下减速箱234，其中：所述每一上减速箱233与对应的旋转轴套226传动连接，且上减速箱之一与上伺服电机231传动连接，相邻上减速箱233之间通过水平联轴235 和联轴节236传动连接；所述每一下减速箱234与对应的垂直旋转轴225传动连接，且下减速箱之一与下伺服电机232传动连接，相邻下减速箱之间通过水平联轴237和联轴节238传动连接。
上伺服电机231通过上减速箱233带动旋转轴套226转动，进而带动三通旋转座222沿V轴旋转；下伺服电机232通过下减速箱234带动垂直旋转轴225 转动，进而带动伞齿轮组合224转动，从而带动三通旋转座222和工件夹头221 沿W轴方向旋转。
如图3、4和5所示，上述每一布轮抛光装置4包括有三方向滑移组件及设置于三方向滑移组件上的布轮抛光机头组件41。
进一步，所述三方向滑移组件包括有分别采用滚珠丝杆传动结构的水平纵向滑移结构42、水平横向滑移结构43和垂直竖向滑移结构44；其中：上述水平纵向滑移结构42包括有基座421及设置于该基座上且传动配合的水平纵向滑移电机422、水平纵向滑移滚珠丝杆423、水平纵向滑座(图中未示出)；上述水平横向滑移结构43包括有与水平纵向滑座连接配合的水平横向滑台431及设置于该滑台上且传动配合的水平横向滑移电机432、水平横向滑移滚珠丝杆433、水平横向滑座434；上述垂直竖向滑移结构44包括有与水平横向滑座连接配合的立柱441及设置于该立柱上且传动配合的垂直竖向滑移电机442、垂直竖向滑移滚珠丝杆443、垂直竖向滑座(图中未示出)。较好的，所述水平纵向滑移结构42、水平横向滑移结构43和垂直竖向滑移结构44分别设置有止挡部件和限位开关。
进一步，所述布轮抛光机头组件41包括有横梁411、及设置于横梁且与夹具组件一一对应的联动的的机头结构412和机头水平偏转结构413；其中：上述横梁411与垂直竖向滑座连接配合，其为中空框架结构；上述机头结构412包括有机头支架4121、设置于机头支架上且传动连接的机头电机4122、与机头电机传动连接的皮带轮和皮带4123组合、与皮带驱动连接的机头主轴4124、及与机头主轴紧固连接的抛光轮4125，其中该机头主轴4124通过机头主轴轴承座 4126定位于机头支架一端；上述机头水平偏转结构413位于横梁的中空框架结构内，其包括有一水平偏转电机4131、三个与上述机头结构一一对应的偏转减速箱4132、及设置于偏转减速箱中的偏转主轴4133，其中：上述偏转减速箱之一与水平偏转电机4131传动连接，相邻偏转减速箱之间通过水平联轴4134和联轴节4135传动连接；上述偏转主轴4133的输出端通过法兰与上述机头支架 4121连接配合。
进一步，所述机头结构412还包括有抛光轮水平横向往复摆动部件，该抛光轮水平横向往复摆动部件包括有设置于机头支架上的往复摆动气缸4127、两端分别与往复摆动气缸输出轴和机头主轴轴承座连接配合的摆动杆4128、及设置于机头支架上且与机头主轴轴承座滑配连接的横向导轨4129。
三方向滑移组件可以实现机头组件41在水平纵向、水平横向、和垂直竖向的滑移运动，加上机头水平偏转结构，同时配合机头组件41的传动结构可四轴联动，实现抛光轮半径垂直方向和水平纵向的自动补偿。
如图8所示，上述转台组件1包括有底座11、位于底座上方的转盘12、通过支撑架设置于底座上且位于底座和转盘之间的回转支承13、位于回转支承一侧且与回转支承传动连接的转盘电机14和转盘减速器15，其中：该回转支承 13包括有相对运动的内圈和外圈，外圈与转盘12底部连接配合且其外沿设置有外齿轮，转盘减速器15的动力输出轴设置有与回转支承外圈的外齿轮啮合传动连接的回转齿轮17。
进一步，所述转台组件1还包括有转动定位结构，该转动定位结构包括有设置于转盘底部的定位套孔181、设置于底座支撑架上的定位气缸182、及由定位气缸控制升降以插入或脱离定位套孔的定位销轴183，其中，定位气缸182具有定位磁环和位置检测开关。
通过电磁阀控制定位气缸182下拉定位销轴183脱离定位套孔181，位置检测开关检测到脱离定位到位信号后，转盘电机14经转盘减速器15和回转齿轮 17带动回转支承13的外圈旋转，从而带动转盘12旋转将近120°时，再次通过电磁阀控制定位气缸上推定位销轴183，缓慢沿定位套孔181的锥孔斜面小角度相对转动自动找正、定位，位置检测开关发出锁定定位到位信号，转盘12定位，重复前述动作可以完成转盘一个加工周期的三等分定位。
如图1、8所示，上述夹具组件2的工件夹头采用气动夹具结构，包括有设置于底座轴心位置的送气盘24、设置于转盘轴心位置的接气盘25、及设置于夹具支座侧面以控制工件夹头动作的手动阀26。
进一步，所述抛光机还设置有外罩，该外罩设置有检修门和抽风口。
本发明的工作原理如下所述：
工件分别固定在转台组件的三通旋转座的工件夹头上，随三通旋转座绕V 轴和W轴方向旋转，同时，抛光轮随水平横向滑移组件沿X轴方向作直线运动，随水平纵向滑移组件沿Y轴方向作直线运动，随垂直竖向滑移组件沿Z轴方向作直线运动，同时随机头水平偏转结构绕U轴方向旋转，以上六个方向的组合运动均由各自独立的伺服电机驱动。
本发明可以按设定的抛光要求完成预定义的抛光工序，具有两种工作方式可以选择：
一是两个抛光工位中一个抛光工位完成麻轮粗抛光工序，另一个抛光工位中完成布轮精抛光工序，经两个抛光工位的不同抛光动作后才完成全部抛光工作。具体操作为：最开始工作时，在装卸工位的夹具装置装上三个工件后，转盘转动120°到达麻轮抛光工位完成第一次粗抛光工序，与此同时在装卸工位再装上另三个工件；转盘再次转动120°，完成粗抛光的三个工件到达布轮抛光工位，开始第二次精抛光工序，与此同时再在装卸工位装上三个工件；当最开始的三个工件完成第二个精抛光工序后，圆盘再次转动120°再回到装卸工位，此时卸下最开始的三个工件，再装上三个新的工件，此后每转动120°即可卸下三个己抛光工件再装上三个新工件；即转盘转动一周可以完成三个工件的两种抛光工序，从而快速高效的实现工件的任意复杂曲面、任意位置的抛光加工。
二是两个抛光工位中每个抛光工位都能完成相同的麻轮或布轮抛光工序，三个工件经过一个工位就可完成全部粗抛光或精抛光工序。具体操作为：最开始工作时，在装卸工位的夹具装置装上三个工件后，此时所有抛光轮结构暂时未启动，转盘转动120°后在装卸工位再装上第二批三个工件，转盘再次转动 120°，然后两个抛光工位同时启动相同的抛光工序；完成抛光工序后转盘再次转动120°，在装卸工位卸下最开始的三个工件，在夹具装置装上新的三个工件；转盘再次转动120°，在装卸工位卸下第二批的三个工件，在夹具装置装上新的三个工件；即转盘转动一周可以完成六个工件的同一种抛光工序，从而快速高效的实现工件的任意复杂曲面、任意位置的抛光加工。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (8)

1.一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，包括有转台组件，所述转台组件的上面沿圆周方向等角度均匀布置有多个工位的夹具装置，所述转台组件的外围对应其中一工位的夹具装置留空形成装卸工位，对应剩余工位的每一夹具装置分别设置有一布轮抛光装置，其特征在于：所述每一夹具装置包括有若干个联动的夹具组件，所述每一布轮抛光装置包括有三方向滑移组件及设置于三方向滑移组件上的布轮抛光机头组件，该布轮抛光机头组件包括有若干个与夹具组件一一对应的联动的机头结构；
及上述转台组件包括有底座、位于底座上方的转盘、通过支撑架设置于底座上且位于底座和转盘之间的回转支承、位于回转支承一侧且与回转支承传动连接的转盘电机和转盘减速器、及转动定位结构，其中：该回转支承包括有相对运动的内圈和外圈，外圈与转盘底部连接配合且其外沿设置有外齿轮；该转盘减速器的动力输出轴设置有与回转支承外圈的外齿轮啮合传动连接的回转齿轮；该转动定位结构包括有设置于转盘底部的定位套孔、设置于底座支撑架上的定位气缸、及由定位气缸控制升降以插入或脱离定位套孔的定位销轴，其中，定位气缸具有定位磁环和位置检测开关。
2.根据权利要求1所述一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，其特征在于：所述三方向滑移组件包括有分别采用滚珠丝杆传动结构的水平纵向滑移结构、水平横向滑移结构和垂直竖向滑移结构；其中：
上述水平纵向滑移结构包括有基座及设置于该基座上且传动配合的水平纵向滑移电机、水平纵向滑移滚珠丝杆、水平纵向滑座；
上述水平横向滑移结构包括有与水平纵向滑座连接配合的水平横向滑台及设置于该滑台上且传动配合的水平横向滑移电机、水平横向滑移滚珠丝杆、水平横向滑座；
上述垂直竖向滑移结构包括有与水平横向滑座连接配合的立柱及设置于该立柱上且传动配合的垂直竖向滑移电机、垂直竖向滑移滚珠丝杆、垂直竖向滑座。
3.根据权利要求2所述一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，其特征在于：所述布轮抛光机头组件包括有横梁、及设置于横梁的机头结构和机头水平偏转结构；其中：
上述横梁与垂直竖向滑座连接配合，其为中空框架结构；
上述机头结构包括有机头支架、设置于机头支架上且传动连接的机头电机、与机头电机传动连接的皮带轮和皮带组合、与皮带驱动连接的机头主轴、及与机头主轴紧固连接的抛光轮，其中该机头主轴通过机头主轴轴承座定位于机头支架一端；
上述机头水平偏转结构位于横梁的中空框架结构内，其包括有一水平偏转电机、若干与上述机头结构一一对应的偏转减速箱、及设置于偏转减速箱中的偏转主轴，其中：上述偏转减速箱之一与水平偏转电机传动连接，相邻偏转减速箱之间通过水平联轴和联轴节传动连接；上述偏转主轴的输出端通过法兰与上述机头支架连接配合。
4.根据权利要求3所述一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，其特征在于：所述机头结构还包括有抛光轮水平横向往复摆动部件，该抛光轮水平横向往复摆动部件包括有设置于机头支架上的往复摆动气缸、两端分别与往复摆动气缸输出轴和机头主轴轴承座连接配合的摆动杆、及设置于机头支架上且与机头主轴轴承座滑配连接的横向导轨。
5.根据权利要求1至4任一所述一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，其特征在于：所述每一夹具装置包括有一夹具支座、若干个设置于夹具支座的联动的夹具组件、及夹具驱动组件；其中：
上述夹具支座设置于转台组件上，其为中空框架结构；
上述每一夹具组件包括有上下布置且传动连接的工件夹头和三通旋转座，其中，该三通旋转座内部的水平旋转轴通过一对伞齿轮组合与一垂直旋转轴传动连接，该垂直旋转轴的外部活动穿套有一旋转轴套，该旋转轴套与三通旋转座的壳体连接配合；
上述夹具驱动组件位于夹具支座的中空框架结构内，包括有上伺服电机和下伺服电机、若干与上述夹具组件一一对应的上减速箱和下减速箱，其中：所述每一上减速箱与对应的旋转轴套传动连接，且上减速箱之一与上伺服电机传动连接，相邻上减速箱之间通过水平联轴和联轴节传动连接；所述每一下减速箱与对应的垂直旋转轴传动连接，且下减速箱之一与下伺服电机传动连接，相邻下减速箱之间通过水平联轴和联轴节传动连接。
6.根据权利要求1所述一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，其特征在于：所述夹具组件的工件夹头采用气动夹具结构，包括有设置于底座轴心位置的送气盘、设置于转盘轴心位置的接气盘、及设置于夹具支座侧面以控制工件夹头动作的手动阀。
7.根据权利要求2至4任一所述一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，其特征在于：所述水平纵向滑移结构、水平横向滑移结构和垂直竖向滑移结构分别设置有止挡部件和限位开关。
8.根据权利要求1至4任一所述一种多工位圆盘式新型布轮抛光机，其特征在于：所述抛光机还设置有外罩，该外罩设置有检修门和抽风口。
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