CN106078396B - 一种多轴联动式打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明的多轴联动式打磨装置，包括底盘、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、R轴运动机构、W轴运动机构、V轴运动机构、打磨机构以及工件夹紧机构；W轴运动机构由W轴电机、减速机和摆动臂组成，减速机固定于旋转轴的下端，W轴电机的输出与减速机的输入相连接，摆动臂固定于减速机的输出轴上；所述打磨机构由打磨电机和打磨头组成，打磨电机固定于摆动臂上，打磨头固定于打磨电机的输出轴上。本发明的多轴联动式打磨装置，实现多轴联动，可对待打磨工件进行不同部位的打磨操作，解决了人工打磨时劳动强度大的问题，提高了工作效率，有益效果显著，适于应用推广。

Description

一种多轴联动式打磨装置

技术领域

本发明涉及一种打磨装置，更具体的说，尤其涉及一种多轴联动式打磨装置。

背景技术

机械制造、机械加工过程中，对加工出来的工件或焊接后焊缝的打磨抛光是必要的步骤之一。现有的打磨工序基本依靠工人进行，对不规则工件打磨过程中，要求工人具有丰富的打磨经验，才可将工件打磨至符合要求的地步。但依靠人工打磨，工作效率低、劳动轻度大，不适于大规模生产要求。

现有的数控设备具有多轴联动功能，其可根据设定的程序对工件进行相应加工，如果能将打磨头设置于数控设备的钻头位置上，利用数控设备驱使打磨头沿工件的待打磨路径进行运动，无疑会有效提高打磨效率，降低工人的劳动强度。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种多轴联动式打磨装置。

本发明的多轴联动式打磨装置，包括底盘、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、R轴运动机构、W轴运动机构、V轴运动机构、打磨机构以及工件夹紧机构；其特别之处在于：所述X轴运动机构由X轴横梁、X轴电机和X轴滑块连接板组成，X轴横梁设置于底盘上，X轴上间隔固定有相互平行的两X轴导轨，X轴滑块连接板设置于两X轴导轨上，X轴电机通过X轴丝杠驱使X轴滑块连接板沿X轴导轨运动；所述Y轴运动机构由Y轴横梁、Y轴电机和Y轴滑块连接板组成，Y轴横梁固定于X轴滑块连接板上，Y轴横梁上固定有两相互平行的Y轴导轨，Y轴滑块连接板设置于两Y轴导轨上，Y轴电机通过Y轴丝杠驱使Y轴连接板沿Y轴导轨运动；

所述Z轴运动机构由Z轴竖梁、Z轴电机和Z轴丝杠组成，Z轴电机固定于Z轴竖梁上，Z轴丝杠固定于Z轴电机的输出端，Y轴滑块连接板上固定有与Z轴丝杠相配合的滚珠螺母；所述R轴运动机构由R轴电机和设置于Z轴竖梁上的旋转轴组成，R轴电机固定于Z轴竖梁上，用于驱使旋转轴转动；

所述W轴运动机构由W轴电机、减速机和摆动臂组成，减速机固定于旋转轴的下端，W轴电机的输出与减速机的输入相连接，摆动臂固定于减速机的输出轴上；所述打磨机构由打磨电机和打磨头组成，打磨电机固定于摆动臂上，打磨头固定于打磨电机的输出轴上；

所述V轴运动机构由底座、旋转盘座、旋转法兰、V轴电机和涡轮减速机组成，底座固定于工作台上，旋转法兰用于对待打磨的工件进行加持，V轴电机固定于旋转盘座上，旋转法兰固定于V轴电机的输出轴上；所述旋转盘座一端通过俯仰轴设置于底座上，另一端与涡轮减速机的输出轴相固定，涡轮减速机上设置有手动调节俯仰角度的手轮和输出俯仰角度数值的俯仰电机。

本发明的多轴联动式打磨装置，所述X轴横梁与Y轴横梁垂直，Z轴竖梁与X轴横梁和Y轴横梁所确定的平面垂直；俯仰轴与Y轴横梁同向。

本发明的多轴联动式打磨装置，所述工件夹紧机构由夹紧机架、进退电机、蜗杆和导向座组成，底盘上固定对夹紧机架导向的两地轨，夹紧机架上朝向旋转法兰的一侧固定有三爪卡盘，夹紧机架上固定有驱使三爪卡盘对工件进行卡紧的气动夹紧装置；蜗杆的一端固定于夹紧机架上，进退电机的输出经涡轮减速机驱使蜗杆前后运动。

本发明的多轴联动式打磨装置，所述X轴横梁的两端均通过升降支撑座固定于底盘上，X轴横梁的中部通过升降调节机构固定于底盘上，升降调节机构上设置有调节X轴横梁高度的手轮。

本发明的有益效果是：本发明的多轴联动式打磨装置，通过Y轴横梁沿X轴横梁方向上的运动、Z轴竖梁在Y轴方向上的运动以及Z轴竖梁的升降运动，实现了打磨头沿X轴、Y轴和Y轴的三维运动。通过R轴电机驱使旋转轴的旋转，实现了打磨头在水平面内的旋转，以对工件的不同部位进行打磨；通过W轴电机的驱使，实现了打磨头一定角度的摆动。通过V轴电机的驱使，可驱使加持在旋转法兰上待打磨工件旋转运动，通过手轮对蜗轮减速机的调节，可驱使固定在旋转法兰上的工件进行俯仰运动。这样，通过手轮手动调节好旋转法兰上工件的俯仰角度后，通过对X轴、Y轴、Z轴、R轴和W轴的联动控制，实现多轴联动，可对待打磨工件进行不同部位的打磨操作，解决了人工打磨时劳动强度大的问题，提高了工作效率，有益效果显著，适于应用推广。

附图说明

图1为本发明的多轴联动式打磨装置的立体图；

图2为本发明的多轴联动式打磨装置的立体图；

图3为本发明中Z轴运动机构、R轴运动机构及W轴运动机构的结构示意图；

图4为本发明的多轴联动式打磨装置的主视图。

图中：1底盘，2 X轴横梁，3升降支撑座，4升降调节机构，5 X轴导轨，6 X轴丝杠，7X轴电机，8 X轴滑块连接板，9 Y轴横梁，10 Y轴导轨，11 Y轴丝杠，12 Y轴电机，13 Y轴滑块连接板，14 Z轴竖梁，15 Z轴电机，16 Z轴丝杠，17旋转轴，18 R轴电机，19主动带轮，20从动带轮，21 W轴电机，22减速机，23摆动臂，24打磨电机，25打磨头，26工作台，27底座，28俯仰轴，29旋转盘座，30 V轴电机，31旋转法兰，32手轮，33涡轮减速机，34俯仰电机，35地轨，36夹紧机架，37三爪卡盘，38气动夹紧装置，39进退电机，40蜗杆，41导向座。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，均给出了本发明的多轴联动式打磨装置的立体图，图4给出了本发明的多轴联动式打磨装置的主视图，所示的多轴联动式打磨装置由底盘1、X轴运动机构、Y轴运动结构、Z轴运动机构、R轴运动机构、W轴运动机构、V轴运动机构、打磨机构以及工件加持机构组成。所示的X轴运动机构由X轴横梁2、两X轴导轨5、X轴丝杠6、X轴电机7和X轴滑块连接板8组成，X轴横梁2的两端均通过升降支撑座3固定于底盘1上，X轴横梁2的中部设置于固定于底盘1上的升降调节机构4，升降调节机构4上设置有手轮，通过旋转手轮可调节X轴横梁2的高度，以使整个打磨装置适于打磨不同尺寸的工件。

两X轴导轨5平行地设置于X轴横梁2的上表面上，X轴滑块连接板8设置于两X轴导轨5上。X轴电机7设置于X轴横梁2的一端，X轴丝杠6固定于X轴电机7的输出端，X轴滑块连接板8上固定有与X轴丝杠6相配合的滚珠螺母。通过X轴电机7的驱动，可驱使X轴滑块连接板8沿X轴导轨5所在的方向运动。

所示的Y轴运动机构由Y轴横梁9、两Y轴导轨10、Y轴电机12、Y轴丝杠11和Y轴滑块连接板13组成，Y轴横梁9固定于X轴滑块连接板8上，以使Y轴横梁9随X轴滑块连接板8运动。两Y轴导轨10设置于Y轴横梁9的内侧面上，Y轴滑块连接板13设置于两Y轴导轨10上；Y轴电机12固定于Y轴横梁9的一端，Y轴丝杠11固定于Y轴电机的输出端，Y轴滑块连接板13上固定有与Y轴丝杠11相配合的滚珠螺母，以便在Y轴电机7的驱动下，使得Y轴滑块连接板13沿Y轴导轨10方向运动。

如图3所示，给出了本发明中Z轴运动机构、R轴运动机构及W轴运动机构的结构示意图，所示的Z轴运动机构由Z轴竖梁14、Z轴电机15、Z轴丝杠16组成，Z轴电机15固定于Z轴竖梁14上，Z轴丝杠16固定于Z轴电机15的输出端，Y轴滑块连接板13上固定有与Z轴丝杠16相配合的滚珠螺母，以便在Z轴电机15的驱动作用下，可驱使Z轴竖梁14在Y轴滑块连接板13上升降运动。

所示的R轴运动机构由R轴电机18、旋转轴17组成，所示的旋转轴17转动地设置于Z轴竖梁14上，旋转轴17的内部为便于线缆通过的空腔。旋转轴17的下端与减速机22的壳体相固定。R轴电机18固定于Z轴竖梁14上，R轴电机18的输出轴上固定有主动带轮19，旋转轴17上固定有从动带轮20，主动带轮19与从动带轮20通过皮带传动，以便在R轴电机18的带动作用下，驱使旋转轴17转动，进而带动下端的W轴运动机构及和打磨机构旋转运动，以便对工件的不同部位进行打磨操作。

所示的W轴运动机构由W轴电机21、减速机22和摆动臂23组成，减速机22固定于旋转轴17的下端，W轴电机21的输出轴与减速机22的输入轴相固定，摆动臂23的上端固定于减速机22的输出轴上，以便在W轴电机21的带动作用下，驱使摆动臂23在一定角度范围内进行摆动。所示的打磨机构由打磨电机24和打磨头25组成，打磨电机24固定于摆动臂23上，打磨头25固定于打磨电机24的输出轴上；在打磨电机24的带动作用下，可驱使打磨头25进行旋转运动，以便对工件进行打磨操作。

所示的V轴运动机构由底座27、旋转盘座29、旋转法兰31、V轴电机30、涡轮减速机33组成，底座27固定于工作台26上，实现对V轴运动机构的支撑作用。V轴电机30固定于旋转盘座29上，旋转法兰31固定于V轴电机30的输出轴上，旋转法兰31用于对待打磨的工件进行加持。在V轴电机30的驱动作用下，实现了工件的旋转运动。

所示的涡轮减速机33固定于底座27上，旋转盘座29的一侧通过俯仰轴28转动地设置于底座27上，另一侧与涡轮减速机33的输出轴相固定，为了保证旋转盘座29的正常转动，应保证涡轮减速机33的输出轴与俯仰轴28在同一直线上。涡轮减速机33上设置有手轮32和俯仰电机34，通过转动手轮32驱使涡轮减速机33运动，可调节旋转法兰31上工件的俯仰角度，俯仰电机34用于反馈旋转盘座29的俯仰角度值。

所示的工件夹紧机构由夹紧机架36、两地轨35、三爪卡盘37、气动夹紧装置38、进退电机39、导向座41、蜗杆40组成，所示的两地轨35固定于工作台26上，夹紧机构36设置于两地轨35上。三爪卡盘37固定于夹紧机架36上朝向旋转法兰31的一侧，为了实现对待打磨工件的良好固定，应使三爪卡盘37与旋转法兰31处于同一条直线上。所示的气动夹紧装置38设置于夹紧机架36上，用于驱使三爪卡盘37将工件卡紧。

所示的进退电机39固定于工作台26上，蜗杆40的前端与夹紧机架36相固定，导向座41固定于工作台26上，蜗杆40贯穿于导向座41设置，以实现导向。进退电机39通过涡轮减速机驱使蜗杆40运动，以驱使三爪卡盘37靠近或远离旋转法兰31，以加持不同尺寸的工件。

在对工件进行打磨过程中，首先将工件加持在三爪卡盘37与旋转法兰31之间，再通过旋转涡轮减速机33上的手轮32，将工件的俯仰角度调整到合适位置；然后，通过对X轴电机7、Y轴电机12、Z轴电机15的控制，可驱使打磨头25沿X轴横梁2、Y轴横梁9和Z轴竖梁14方向运动，实现了打磨头25在X轴、Y轴、Z轴方向上的三维运动。通过R轴电机18的驱动，可控制打磨头25的朝向；通过W轴电机28的驱动，可使得打磨头25进行一定角度的摆动。这样，使得打磨头25适于打磨走向复杂的曲线。

Claims (4)

1.一种多轴联动式打磨装置，其特征在于：包括底盘（1）、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、R轴运动机构、W轴运动机构、V轴运动机构、打磨机构以及工件夹紧机构；其特征在于：所述X轴运动机构由X轴横梁（2）、X轴电机（7）和X轴滑块连接板（8）组成，X轴横梁设置于底盘上，X轴上间隔固定有相互平行的两X轴导轨（5），X轴滑块连接板设置于两X轴导轨上，X轴电机通过X轴丝杠（6）驱使X轴滑块连接板沿X轴导轨运动；所述Y轴运动机构由Y轴横梁（9）、Y轴电机（12）和Y轴滑块连接板（13）组成，Y轴横梁固定于X轴滑块连接板上，Y轴横梁上固定有两相互平行的Y轴导轨（10），Y轴滑块连接板设置于两Y轴导轨上，Y轴电机通过Y轴丝杠（11）驱使Y轴连接板沿Y轴导轨运动；

所述Z轴运动机构由Z轴竖梁（14）、Z轴电机（15）和Z轴丝杠（16）组成，Z轴电机固定于Z轴竖梁上，Z轴丝杠固定于Z轴电机的输出端，Y轴滑块连接板上固定有与Z轴丝杠相配合的滚珠螺母；所述R轴运动机构由R轴电机（18）和设置于Z轴竖梁上的旋转轴（17）组成，R轴电机固定于Z轴竖梁上，用于驱使旋转轴转动；

所述W轴运动机构由W轴电机（21）、减速机（22）和摆动臂（23）组成，减速机固定于旋转轴的下端，W轴电机的输出与减速机的输入相连接，摆动臂固定于减速机的输出轴上；所述打磨机构由打磨电机（24）和打磨头（25）组成，打磨电机固定于摆动臂上，打磨头固定于打磨电机的输出轴上；

所述V轴运动机构由底座（27）、旋转盘座（29）、旋转法兰（31）、V轴电机（30）和涡轮减速机（33）组成，底座固定于工作台（26）上，旋转法兰用于对待打磨的工件进行加持，V轴电机固定于旋转盘座上，旋转法兰固定于V轴电机的输出轴上；所述旋转盘座一端通过俯仰轴（28）设置于底座上，另一端与涡轮减速机的输出轴相固定，涡轮减速机上设置有手动调节俯仰角度的手轮（32）和输出俯仰角度数值的俯仰电机。

2.根据权利要求1所述的多轴联动式打磨装置，其特征在于：所述X轴横梁（2）与Y轴横梁（9）垂直，Z轴竖梁（14）与X轴横梁和Y轴横梁所确定的平面垂直；俯仰轴（28）与Y轴横梁同向。

3.根据权利要求1或2所述的多轴联动式打磨装置，其特征在于：所述工件夹紧机构由夹紧机架（36）、进退电机（39）、蜗杆（40）和导向座（41）组成，底盘（1）上固定对夹紧机架导向的两地轨（35），夹紧机架上朝向旋转法兰（31）的一侧固定有三爪卡盘（37），夹紧机架上固定有驱使三爪卡盘对工件进行卡紧的气动夹紧装置（38）；蜗杆的一端固定于夹紧机架上，进退电机的输出经涡轮减速机驱使蜗杆前后运动。

4.根据权利要求1或2所述的多轴联动式打磨装置，其特征在于：所述X轴横梁（2）的两端均通过升降支撑座（3）固定于底盘（1）上，X轴横梁的中部通过升降调节机构（4）固定于底盘上，升降调节机构上设置有调节X轴横梁高度的手轮。