CN106181760A - 八轴五联动数控工具磨床 - Google Patents

八轴五联动数控工具磨床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种八轴五联动数控工具磨床，包括底座(1)、磨头装置、工件装夹装置、料盘装置、机械手装置，其特征在于：所述的磨头装置设有砂轮组(6)，所述的砂轮组(6)通过伺服主轴系统(5)安装在Z向移动部件(8)上，所述的Z向移动部件(8)安装在C轴旋转部件(3)上；所述的C轴旋转部件(3)安装在所述的底座(1)上。采用上述技术方案，提高了数控工具磨床加工的自动化程度，其结构和传动系统的设计合理性，加工精度高；实现自动上料、自动卸料；工件装夹完全自动化，无需操作人员的人工协助完成；协调性好，生产效率高，生产稳定性好，提高了数控加工设备的生产效率和加工精度。

Description

八轴五联动数控工具磨床
技术领域
本发明属于机械切削加工机床的技术领域。更具体地，本发明涉及一种八轴五联动数控工具磨床。
背景技术
数控工具磨床在机械制造加工中应用越来越广泛。
由于工具磨床所要加工的工件一般都是形状比较复杂的刀具，其材料硬度大，精度要求很高，因此，对于机床的结构和传动系统的设计、加工的自动化程度以及加工的稳定性提出了很高的要求。
现有技术的数控工具磨床加工的自动化程度、结构和传动系统的合理性以及磨削精度上，还不能满足加工要求。比如，还不能实现自动上料、自动卸料；工件装夹还不能完全自动化，需要操作人员的人工协助完成；或者，虽然采用了机械自动化，但是，其协调性不好，影响送料机构的工作效率，工件装夹后其稳定性达不到要求，机床总体的稳定性不高，影响加工的质量，从而影响数控加工设备的生产效率和加工精度。
发明内容
本发明提供一种八轴五联动数控工具磨床，其目的是提高加工自动化程度和加工精度。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的八轴五联动数控工具磨床，包括底座、磨头装置、工件装夹装置、料盘装置、机械手装置；
所述的磨头装置设有砂轮组，所述的砂轮组通过伺服主轴系统安装在Z向移动部件上，所述的Z向移动部件安装在C轴旋转部件上；所述的C轴旋转部件安装在所述的底座上。
所述的底座材料为大理石。
所述的磨头装置设有探针座。
所述的磨头装置设有分水器。
所述的砂轮组的轴线水平设置。
所述的Z向移动部件的运动方向为竖直方向。
所述的C轴旋转部件的旋转轴线竖直设置。
所述的C轴旋转部件设有由伺服电机驱动的蜗轮蜗杆传动机构。
所述的工件装夹装置设有肖布林夹紧系统，所述的肖布林夹紧系统安装在分度头上。
所述的工件装夹装置安装在X向移动部件上。
所述的X向移动部件通过Y向移动部件安装在所述的底座上；所述的X向移动部件与Y向移动部件的运动方向均为水平方向，且互相垂直。
所述的X向移动部件上设置托刀架。
所述的分度头的后端设置与其同轴安装的回转气缸。
所述的X向移动部件设有由伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。
所述的Y向移动部件设有由伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。
所述的料盘装置设置料盘，所述的料盘通过料盘移动部件安装在机械手底座；所述的机械手底座固定安装在所述的底座上。
所述的料盘设有沿竖直轴线回转的转盘回转驱动机构。
所述的料盘移动部件的运动方向为水平方向。
所述的料盘移动部件设有伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。
所述的机械手装置设有机械手部件；所述的机械手装置通过机械手支撑臂安装在机械手底座上；所述的机械手底座固定安装在所述的底座上。
所述的机械手装置设有机械手上下移动部件，所述的机械手部件安装在机械手上下移动部件上。
所述的机械手上下移动部件安装在机械手横向移动部件上；所述的机械手横向移动部件安装在所述的机械手支撑臂上。
所述的机械手横向移动部件上设有防护滑轨。
所述的机械手部件设有夹持工件的活动手指机构，所述的活动手指机构夹持工件与松开的动作由气动装置驱动。
所述的机械手部件设有使整个活动手指机构作回转运动的驱动机构。
所述的机械手上下移动部件设有由伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。
所述的机械手横向移动部件设有由伺服电机驱动的、使机械手上下移动部件作横向移动的链式传动机构。
本发明采用上述技术方案，提高了数控工具磨床加工的自动化程度，其结构和传动系统的设计合理性，加工精度高；实现自动上料、自动卸料；工件装夹完全自动化，无需操作人员的人工协助完成；协调性好，生产效率高，生产稳定性好，提高了数控加工设备的生产效率和加工精度。
附图说明
附图所示内容及图中的标记简要说明如下：
图1为本发明的结构示意图。
图中标记为：
1、底座，2、Y向移动部件，3、C轴旋转部件，4、X向移动部件，5、伺服主轴系统，6、砂轮组，7、分水器，8、Z向移动部件，9、机械手底座，10、料盘移动部件，11、料盘，12、机械手支撑臂，13、回转气缸，14、分度头，15、肖布林夹紧系统，16、防护滑轨，17、机械手横向移动部件，18、机械手部件，19、机械手上下移动部件，20、探针座，21、托刀架。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示本发明的结构，为一种八轴五联动数控工具磨床，包括底座1、磨头装置、工件装夹装置、料盘装置、机械手装置。
为了克服现有技术的缺陷，实现提高加工自动化程度和加工精度的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1所示，本发明的八轴五联动数控工具磨床，所述的磨头装置设有砂轮组6，所述的砂轮组6通过伺服主轴系统5安装在Z向移动部件8上，所述的Z向移动部件8安装在C轴旋转部件3上；所述的C轴旋转部件3安装在所述的底座1上。
所述的Z向移动部件8的运动方向为竖直方向。
Z向移动部件8实现了砂轮组6在上下方向的运动。
所述的C轴旋转部件3的旋转轴线竖直设置。
C轴旋转部件3实现了砂轮组6的回转运动。
上述机构，使得砂轮组6可以根据需要，方便地进行调节，满足工件对不同表面的加工。
所述的底座1材料为大理石。
大理石的底座，其重量和其化学稳定性，能使机床稳定性更好。
所述的磨头装置设有探针座20。探针座20上安装探针，便于对机床上的工件和砂轮的相对位置进行精确调整。
所述的磨头装置设有分水器7。
由于在加工过程需要大量的冷却液，所以，必须在磨削位置设置分水器7，保证冷却液的充分供应，以及向各个不同方向进行冷却液的喷射，保证工件不至于磨削烧伤。
所述的砂轮组6的轴线水平设置，实现了卧式磨削，便于操作工人的观察和操作。
所述的C轴旋转部件3设有由伺服电机驱动的蜗轮蜗杆传动机构。由于电机的速度较快，而砂轮组6的水平旋转(不是磨削转动)的速度要求很慢，所以采用蜗轮蜗杆传动机构，实现较大的传动比，且动力的传递平稳、噪音和振动小。且伺服电机的控制是由机床的数字控制系统进行的。
所述的工件装夹装置设有肖布林夹紧系统15(Schaublin)，所述的肖布林夹紧系统15安装在分度头14上。
肖布林夹紧系统的优点是：高精度、高刚性、高速性能，抗离心力特性，耐用性能的持久性；夹持力超强的侧面锁紧刀柄；径向跳动精度在0.003mm以内的弹簧夹持刀柄；重复径向跳动精度高，适合孔加工及精铣加工的液压式刀柄；夹紧力大，夹持精度高的热缩式刀柄；径向和轴向夹紧力强，较好同心度的各种加工中心铣床、车床、磨刀机夹套。
所述的工件装夹装置安装在X向移动部件4上。
X向移动部件4实现工件的水平纵向移动。
所述的X向移动部件4通过Y向移动部件2安装在所述的底座1上；所述的X向移动部件4与Y向移动部件2的运动方向均为水平方向，且互相垂直。
Y向移动部件2实现了工件的横向移动。
所述的X向移动部件4上设置托刀架21。
托刀架21的作用是砂轮组6在磨削时，承受工件的径向力，防止工件在砂轮磨削力的作用下发生弯曲变形。
所述的分度头14的后端设置与其同轴安装的回转气缸13。
回转气缸13和分度头14的使用，使得加工的工件可以对不同的侧面进行磨削加工。旋转至一个侧面并定位，即可进行加工。
所述的X向移动部件4设有由伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。
所述的Y向移动部件2设有由伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。
通过机床的数字控制系统的控制，驱动伺服电机实现工件装夹装置的水平进给运动，保证工件上下料的空间需要，同时在磨削过程中实现切削用量的进给运动。滚珠丝杆传动机构可以使得传动精度更高。
所述的料盘装置设置料盘11，所述的料盘11通过料盘移动部件10安装在机械手底座9；所述的机械手底座9固定安装在所述的底座1上。
料盘11的设置，使得机床的上下料实现了自动化。为了方便机械手的工作，料盘11需要在伺服机构的作用下，进行以下两个方向的运动：
所述的料盘11设有沿竖直轴线回转的转盘回转驱动机构。
所述的料盘移动部件10的运动方向为水平方向。
所述的料盘移动部件10设有伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。
通过机床的数字控制系统的控制，驱动伺服电机实现工料盘11的水平进给运动和旋转运动，保证机械手操作工件上下料的需要。滚珠丝杆传动机构可以使得传动精度更高。
所述的机械手装置设有机械手部件18；所述的机械手装置通过机械手支撑臂12安装在机械手底座9上；所述的机械手底座9固定安装在所述的底座1上。
机械手部件18从料盘11夹取待加工的工件，将其送到工件装夹装置中进行装夹定位，实现工件的磨削加工。
所述的机械手装置设有机械手上下移动部件19，所述的机械手部件18安装在机械手上下移动部件19上。
所述的机械手上下移动部件19安装在机械手横向移动部件17上；所述的机械手横向移动部件17安装在所述的机械手支撑臂12上。
所述的上下移动部件19和横向移动部件17使得机械手实现各个方向的灵活运动。
所述的机械手横向移动部件17上设有防护滑轨16。所述的防护滑轨16的作用是机械手横向移动部件17的导轨，且使传动机构在防护滑轨16，起到保护的作用。
所述的机械手部件18设有夹持工件的活动手指机构，所述的活动手指机构夹持工件与松开的动作由气动装置驱动。
活动手指机构实现了工件的夹持和松开。
所述的机械手部件18设有使整个活动手指机构作回转运动的驱动机构。
回转运动的驱动机构使原来竖直状态的工件，转到水平位置，能将其插入工件装夹装置的肖布林夹紧系统15的孔中，实现工件的装夹。
所述的机械手上下移动部件19设有由伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。
通过机床的数字控制系统的控制，驱动伺服电机实现机械手上下移动部件19的上下运动，实现工件的取出。滚珠丝杆传动机构可以使得传动精度更高。
所述的机械手横向移动部件17设有由伺服电机驱动的、使机械手上下移动部件19作横向移动的链式传动机构。
通过机床的数字控制系统的控制，驱动伺服电机实现机械手上下移动部件19在上下运动，也可以进行水平的运动，实现工件的送进。链式传动机构可以使得传动柔性更好，同时其机构的长度方向的尺寸不需要加大。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种八轴五联动数控工具磨床，包括底座(1)、磨头装置、工件装夹装置、料盘装置、机械手装置，其特征在于：所述的磨头装置设有砂轮组(6)，所述的砂轮组(6)通过伺服主轴系统(5)安装在Z向移动部件(8)上，所述的Z向移动部件(8)安装在C轴旋转部件(3)上；所述的C轴旋转部件(3)安装在所述的底座(1)上。
2.按照权利要求1所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的底座(1)材料为大理石。
3.按照权利要求1所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的磨头装置设有探针座(20)。
4.按照权利要求1所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的工件装夹装置设有肖布林夹紧系统(15)，所述的肖布林夹紧系统(15)安装在分度头(14)上。
5.按照权利要求4所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的工件装夹装置安装在X向移动部件(4)上。
6.按照权利要求5所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的X向移动部件(4)通过Y向移动部件(2)安装在所述的底座(1)上；所述的X向移动部件(4)与Y向移动部件(2)的运动方向均为水平方向，且互相垂直。
7.按照权利要求1所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的料盘装置设置料盘(11)，所述的料盘(11)通过料盘移动部件(10)安装在机械手底座(9)；所述的机械手底座(9)固定安装在所述的底座(1)上。
8.按照权利要求1所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的机械手装置设有机械手部件(18)；所述的机械手装置通过机械手支撑臂(12)安装在机械手底座(9)上；所述的机械手底座(9)固定安装在所述的底座(1)上。
9.按照权利要求8所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的机械手装置设有机械手上下移动部件(19)，所述的机械手部件(18)安装在机械手上下移动部件(19)上。
10.按照权利要求9所述的八轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的机械手上下移动部件(19)安装在机械手横向移动部件(17)上；所述的机械手横向移动部件(17)安装在所述的机械手支撑臂(12)上。
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