CN109434615A - 一种八轴镜面抛光机床 - Google Patents

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CN109434615A CN201811621898.9A CN201811621898A CN109434615A CN 109434615 A CN109434615 A CN 109434615A CN 201811621898 A CN201811621898 A CN 201811621898A CN 109434615 A CN109434615 A CN 109434615A
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黄可
王秀梅
丁仁华
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Abstract

一种抛光机床，涉及机床设备技术领域。本发明解决了现有的抛光机床在抛光过程中大多为手工抛光或敞开式半自动抛光，质量难以管控，且其产生的粉尘不仅容易造成电气元件短路，还严重危害操作者的健康的问题。抛轮的外部罩设有抛轮罩，所述抛轮罩上开设有喷蜡窗口及第一出尘口，抛轮罩顶部设置有喷蜡装置，且所述喷蜡装置通过喷蜡窗口向抛轮喷射液体蜡，所述壳体上设置有若干观察窗口及第二出尘口，且壳体的前侧壁下部开设有工件出入口，所述第一出尘口与所述第二出尘口之间设置有软管且通过所述软管连通，所述夹具总成包括公转平台及固设在公转平台上方的四个自转夹具，所述公转平台沿水平方向转动设置在底座上。

Description

一种八轴镜面抛光机床
技术领域
本发明涉及一种抛光机床，具体涉及一种八轴镜面抛光机床。
背景技术
目前，产品表面处理大多会选用抛光处理，但是现有技术中抛光机床大多存在如下问题：
抛光过程中产生的粉尘，严重的危害操作者的健康；
抛光过程大多为手工抛光或敞开式半自动抛光，质量难以管控；
抛光条件不恒定，抛光液体蜡需要根据操作者的经验添加，没有规律可循；
设备使用率较低，机器准备时间很长，不能实现机器连续工作；
抛光过程中不能实现工件的自转；
抛轮过大，输出轴扭矩不足，会造成皮带打滑或抛盘与输出轴打滑而停止工作；
电气元件经常会因为粉尘的引入，而产生短路现象；
抛光过程中的粉尘不能密闭在独立空间且不会回收；
抛光过程中机器震颤，不能达到镜面效果。
发明内容
本发明是为了解决现有的抛光机床在抛光过程中大多为手工抛光或敞开式半自动抛光，质量难以管控，且其产生的粉尘不仅容易造成电气元件短路，还严重危害操作者的健康的问题，进而提供了一种八轴镜面抛光机床。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种八轴镜面抛光机床，它包括机床主体及罩设在机床主体外部的壳体，所述机床主体包括安装架、主轴电机、主轴变速箱、抛轮、抛轮安装轴、X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构、夹具总成及底座，其中Y轴驱动机构、Z轴驱动机构及X轴驱动机构由上到下依次设置且均设置在安装架与底座之间，所述主轴电机及主轴变速箱分别固接在安装架水平方向上的两端部，抛轮与主轴变速箱的输出轴通过抛轮安装轴固接，主轴电机与主轴变速箱通过带传动连接，抛轮通过固接在安装架下方的Y轴驱动机构沿水平方向前后滑动设置，Y轴驱动机构的下部通过Z轴驱动机构沿竖直方向滑动设置，Z轴驱动机构通过X轴驱动机构沿水平方向左右滑动设置在底座上；抛轮的外部罩设有抛轮罩，所述抛轮罩上开设有喷蜡窗口及第一出尘口，抛轮罩顶部设置有喷蜡装置，且所述喷蜡装置通过喷蜡窗口向抛轮喷射液体蜡，
所述壳体上设置有若干观察窗口及第二出尘口，且壳体的前侧壁下部开设有工件出入口，底座的前部上方沿竖直方向滑动设置有机床防护门，机床防护门与壳体配合形成封闭的罩体，所述第一出尘口与所述第二出尘口之间设置有软管且通过所述软管连通，
所述夹具总成包括公转平台及固设在公转平台上方的四个自转夹具，所述公转平台沿水平方向转动设置在底座上。
进一步地，所述机床主体还包括X轴防尘罩、Y轴防尘罩及Z轴防尘罩，且X轴防尘罩、Y轴防尘罩及Z轴防尘罩均为伸缩防尘罩，所述安装架、主轴电机的输出轴、主轴变速箱及Y轴驱动机构均设置在Y轴防尘罩内部，所述抛轮罩固接在Y轴防尘罩侧壁上。
进一步地，所述机床主体的下部还设置有工作台防尘罩且所述工作台防尘罩上竖直开设有通孔，所述公转平台位于工作台防尘罩内，所述通孔与公转平台上下正对设置。
进一步地，所述X轴驱动机构包括X轴电机、X轴丝杠及X轴导轨，所述X轴电机通过X轴丝杠及X轴导轨驱动其上方的Z轴驱动机构沿水平方向作左右往复动作；所述Y轴驱动机构包括Y轴电机、Y轴丝杠及Y轴导轨，所述Y轴电机通过Y轴丝杠及Y轴导轨驱动其上方的安装架及抛轮沿水平方向作前后往复动作；所述Z轴驱动机构包括Z轴电机、Z轴丝杠及Z轴导轨，所述Z轴电机通过Z轴丝杠及Z轴导轨驱动其上方的Y轴驱动机构沿竖直方向作上下往复动作。
进一步地，所述抛轮及所述抛轮安装轴的数量均为两个，两个所述抛轮对应通过两个抛轮安装轴对称布置在主轴变速箱的两侧。
进一步地，主轴电机与主轴变速箱的带传动为同步带传动。
进一步地，底座下方均布有若干调平地脚。
进一步地，所述公转平台包括公转电机、水平且转动设置在底座上的支架以及水平固设在支架上方的圆形盖板，每个自转夹具均包括自转电机、竖直固设在自转电机输出端的自转减速器及固设在自转减速器上方的夹具主体，所述夹具主体位于支架上方，所述自转减速器由下到上依次竖直穿设在支架及圆形盖板上且与支架固接，所述圆形盖板的圆周方向加工有若干轮齿，公转电机的输出轴固设有齿轮，公转电机通过齿轮及圆形盖板驱动支架转动。
进一步地，所述自转电机上还装设有转速感应器。
进一步地，所述夹具主体包括安装座、定位台、两个装夹台、两个水平设置的第三气缸及四个滑轨，两个装夹台对称设置在定位台的两侧且分别通过两个第三气缸相对滑动设置，每个装夹台与其下方的安装座均通过平行设置的两个滑轨滑动连接，所述定位台上以及所述装夹台上均开设有若干基准孔和若干螺纹孔。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
一、机床外壳能够保证抛光区域相对封闭；
二、在抛光过程中产生的粉尘在吸力的作用下通过抛轮罩上的第一出尘口、软管及壳体上的第二出尘口能够排出壳体，保证抛光过程中的粉尘能够迅速收集并快速抽离工作环境，将粉尘对人体的伤害降到最低且不会降低抛光表面参数；
三、通过X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构、四个自转夹具及一个公转平台实现八轴动作。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为机床主体的第一立体结构示意图；
图3为机床主体的第二立体结构示意图；
图4为机床主体的第三立体结构示意图；
图5为机床主体的第四立体结构示意图；
图6为自转夹具的立体结构示意图；
图7为夹具主体的立体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～7说明本实施方式，一种八轴镜面抛光机床，它包括机床主体1及罩设在机床主体1外部的壳体2，所述机床主体1包括安装架11、主轴电机12、主轴变速箱13、抛轮、抛轴安装轴15、X轴驱动机构16、Y轴驱动机构17、Z轴驱动机构18、夹具总成19及底座20，其中Y轴驱动机构17、Z轴驱动机构18及X轴驱动机构16由上到下依次设置且均设置在安装架11与底座20之间，所述主轴电机12及主轴变速箱13分别固接在安装架11水平方向上的两端部，抛轮与主轴变速箱13的输出轴通过抛轴安装轴15固接，主轴电机12与主轴变速箱13通过带传动21连接，抛轮通过固接在安装架11下方的Y轴驱动机构17沿水平方向前后滑动设置，Y轴驱动机构17的下部通过Z轴驱动机构18沿竖直方向滑动设置，Z轴驱动机构18通过X轴驱动机构16沿水平方向左右滑动设置在底座20上；抛轮的外部罩设有抛轮罩22，所述抛轮罩22上开设有喷蜡窗口22-1及第一出尘口22-2，抛轮罩22顶部设置有喷蜡装置23，且所述喷蜡装置23通过喷蜡窗口22-1向抛轮喷射液体蜡，
所述壳体2上设置有若干观察窗口2-1及第二出尘口2-2，且壳体2的前侧壁下部开设有工件出入口2-3，底座20的前部上方沿竖直方向滑动设置有机床防护门2-4，机床防护门2-4与壳体2配合形成封闭的罩体，所述第一出尘口22-2与所述第二出尘口2-2之间设置有软管且通过所述软管连通，
所述夹具总成19包括公转平台19-1及固设在公转平台19-1上方的四个自转夹具19-2，所述公转平台19-1沿水平方向转动设置在底座20上。
机床外壳能够保证抛光区域相对封闭；第二出尘口2-2，在吸尘机器(如负压风机)的协助下能够快速将机床内部的粉尘吸出；若干观察窗口2-1均为透明窗口，用于机床正常工作时观察壳体2内部工作情况，在停机情况下能够轻松拆下也可以作为检修门；机床防护门2-4作为机床内外部交流的唯一出入口，该门落下状态下，能够将工件出入口2-3封堵住，该门升起状态下，不影响工件正常出入工件出入口2-3。机床防护门2-4与壳体2之间设置有密封条以保证壳体2内部的封闭，使用时该门必须放下，机床才能工作。
机床防护门2-4的上下动作通过第一气缸控制。
所述底座20包括支撑架及固接在支撑架上方的安装板，支撑架采用槽钢焊接、机械加工、热处理等工序加工而成，具有一定的吸震性。
在抛光过程中根据实际情况，确定蜡的使用量，喷蜡装置23能够根据编程要求，自动喷射液体蜡，且喷射高度能够自动调整，喷蜡装置23的高度调整通过第二气缸实现。
Y轴驱动机构17能够实现抛轮的前后移动，配合工件自转的情况下能够实现工件表面线速度恒定；所有导轨均采用贴塑工艺，耐磨性好，摩擦系数小；
Z轴驱动机构18能够实现抛轮的上下运动；
通过主轴变速箱13提高抛轴安装轴15的输出扭矩，使抛轮能够获得较理想的抛光条件。
抛轮通过抛轴安装轴15上的锁紧螺母保证在抛光过程中，抛轮不会出现打滑现象。
通过四个自转夹具19-2可以同时对四个工件进行装夹，通过其自转以及公转平台19-1实现依次抛光操作；对于体积相对较大的工件，也可以每两个自转夹具19-2装夹一个工件；对于体积更大的工件，还可以四个自转夹具19-2同时装夹一个工件。
通过X轴、Y轴、Z轴、四个自转夹具19-2及一个公转平台19-1实现八轴动作。
第二出尘口2-2与负压风机连接实现负压抽尘。在抛光过程中产生的粉尘在吸力的作用下通过抛轮罩22上的第一出尘口22-2、软管及壳体2上的第二出尘口2-2能够排出壳体2，保证粉尘不会对抛光表面参数影响及对人身的伤害。
一种八轴镜面抛光机床还包括分别设置在壳体2前部两侧的机床操作面板及机床系统面板，所述壳体2上还设置有电柜箱恒温空调3，壳体2内部设置有电器安装板4。机床操作面板域能够实现操作人员的一些手动操作(待加工区域夹具松开与加紧等)；机床系统面板用于确定抛光过程中抛轮的线速度、工件的自转速度及抛轮与工件的距离等技术参数；电柜箱恒温空调3，该做法采用国际标准做法，使变频器5等重要元器件控制在20℃。电器安装板4用于放置机床所需要的电气元件。所述主轴电机12为步进电机，电器安装板4上安装有变频器5。步进电机为30KW步进电机，为抛轮提供动力，并且能够使抛轮获得足够的力矩，通过30KW变频器5，来控制步进电机的输出速度。
所述机床主体1还包括X轴防尘罩、Y轴防尘罩24及Z轴防尘罩25，且X轴防尘罩、Y轴防尘罩24及Z轴防尘罩25均为伸缩防尘罩，所述安装架11、主轴电机12的输出轴、主轴变速箱13及Y轴驱动机构17均设置在Y轴防尘罩24内部，所述抛轮罩22固接在Y轴防尘罩24侧壁上。通过设置可伸缩的防尘罩，确保X轴驱动机构16、Y轴驱动机构17、Z轴驱动机构18及其上的各部件在整个移动过程中都处于密闭状态，防止因抛光过程中产生的杂质进入各传动部件中而影响机床的使用寿命。
所述机床主体1的下部还设置有工作台防尘罩26且所述工作台防尘罩26上竖直开设有通孔26-1，所述公转平台19-1位于工作台防尘罩26内，所述通孔26-1与公转平台19-1上下正对设置。由于镜面抛光过程中所产生的粉尘均为微米级，通过工作台防尘罩26实现对机床主体1上除X、Y、Z轴以外的其它部分的防尘。工作台防尘罩26上开设通孔26-1，防尘的同时保证公转平台19-1上的自转夹具19-2正常动作。
所述X轴驱动机构16包括X轴电机16-1、X轴丝杠及X轴导轨16-2，所述X轴电机16-1通过X轴丝杠及X轴导轨16-2驱动其上方的Z轴驱动机构18沿水平方向作左右往复动作；所述Y轴驱动机构17包括Y轴电机、Y轴丝杠及Y轴导轨17-1，所述Y轴电机通过Y轴丝杠及Y轴导轨17-1驱动其上方的安装架11及抛轮沿水平方向作前后往复动作；所述Z轴驱动机构18包括Z轴电机18-1、Z轴丝杠及Z轴导轨18-2，所述Z轴电机18-1通过Z轴丝杠及Z轴导轨18-2驱动其上方的Y轴驱动机构17沿竖直方向作上下往复动作。X轴电机16-1选用伺服电机，能够精确控制X轴的位移。
所述抛轮及所述抛轴安装轴15的数量均为两个，两个所述抛轮对应通过两个抛轴安装轴15对称布置在主轴变速箱13的两侧。如此设计，使该机床主体1有两个加工工位，四个自转夹具19-2呈矩阵布置，每两个自转夹对应一个抛轮，便于对两个工件同时进行抛光操作。
主轴电机12与主轴变速箱13的带传动21为同步带传动21。如此设计，避免了皮带与带轮的打滑，使主轴转速更精确。
底座20下方均布有若干调平地脚27。在机床安装就位过程中，用于高速底座20平面的水平度，数量优选为六个。
所述公转平台19-1包括公转电机19-11、水平且转动设置在底座20上的支架19-12以及水平固设在支架19-12上方的圆形盖板19-13，每个自转夹具19-2均包括自转电机19-21、竖直固设在自转电机19-21输出端的自转减速器19-22及固设在自转减速器19-22上方的夹具主体19-23，所述夹具主体19-23位于支架19-12上方，所述自转减速器19-22由下到上依次竖直穿设在支架19-12及圆形盖板19-13上且与支架19-12固接，所述圆形盖板19-13的圆周方向加工有若干轮齿，公转电机19-11的输出轴固设有齿轮，公转电机19-11通过齿轮及圆形盖板19-13驱动支架19-12转动。公转平台19-1通过公转电机19-11驱动圆形盖板19-13及支架19-12转动，以实现其上自转夹具19-2的公转，切换加工区域与待加工区域，同时圆形盖板19-13还起到防尘的作用，即防止粉尘进入到其下方的自转电机19-21、自转减速器19-22及公转电机19-11内。四个自转电机19-21选用步进电机，电机初始转速较高，经减速器减速，能够实现较缓慢的绕自身轴线旋转；自转电机19-21为工件自转提供动力。
所述自转电机19-21上还装设有转速感应器19-24。转速感应器19-24能够实时监测工件的自转速度，弥补步进电机不能反馈速度的不足，反馈回来的信号，经系统处理，实时调整驱动器数据，从而能在线及时的控制工件自转速度。
所述夹具主体19-23包括安装座19-231、定位台19-232、两个装夹台19-233、两个水平设置的第三气缸19-234及四个滑轨19-235，两个装夹台19-233对称设置在定位台19-232的两侧且分别通过两个第三气缸19-234相对滑动设置，每个装夹台19-233与其下方的安装座19-231均通过平行设置的两个滑轨19-235滑动连接，所述定位台19-232上以及所述装夹台19-233上均开设有若干基准孔和若干螺纹孔。如此设计，该夹具主体19-23能够在程序的指令下或手动状态下自动夹紧与自动松开，且在夹紧过程中能够自锁。第三气缸19-234接收电磁阀的信号，实现第三气缸19-234的伸出或缩回。定位台19-232上设置有定位基准柱，操作人员安放工件时，工件与基准柱接触则安放到位，基准柱的形状及大小尺寸可以根据实际产品进行调整；若干基准孔和螺纹孔用于搭建夹具。每个装夹台19-233与定位台19-232之间相对的两个侧面为装夹面，可以为直线型，也可以根据产品形状切换为所需要形状。所述滑轨19-235能够消除间隙同时提高装夹台19-233的滑动响应速度。

Claims (10)

1.一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：它包括机床主体(1)及罩设在机床主体(1)外部的壳体(2)，所述机床主体(1)包括安装架(11)、主轴电机(12)、主轴变速箱(13)、抛轮、抛轴安装轴(15)、X轴驱动机构(16)、Y轴驱动机构(17)、Z轴驱动机构(18)、夹具总成(19)及底座(20)，其中Y轴驱动机构(17)、Z轴驱动机构(18)及X轴驱动机构(16)由上到下依次设置且均设置在安装架(11)与底座(20)之间，所述主轴电机(12)及主轴变速箱(13)分别固接在安装架(11)水平方向上的两端部，抛轮与主轴变速箱(13)的输出轴通过抛轴安装轴(15)固接，主轴电机(12)与主轴变速箱(13)通过带传动(21)连接，抛轮通过固接在安装架(11)下方的Y轴驱动机构(17)沿水平方向前后滑动设置，Y轴驱动机构(17)的下部通过Z轴驱动机构(18)沿竖直方向滑动设置，Z轴驱动机构(18)通过X轴驱动机构(16)沿水平方向左右滑动设置在底座(20)上；抛轮的外部罩设有抛轮罩(22)，所述抛轮罩(22)上开设有喷蜡窗口(22-1)及第一出尘口(22-2)，抛轮罩(22)顶部设置有喷蜡装置(23)，且所述喷蜡装置(23)通过喷蜡窗口(22-1)向抛轮喷射液体蜡，
所述壳体(2)上设置有若干观察窗口(2-1)及第二出尘口(2-2)，且壳体(2)的前侧壁下部开设有工件出入口(2-3)，底座(20)的前部上方沿竖直方向滑动设置有机床防护门(2-4)，机床防护门(2-4)与壳体(2)配合形成封闭的罩体，所述第一出尘口(22-2)与所述第二出尘口(2-2)之间设置有软管且通过所述软管连通，
所述夹具总成(19)包括公转平台(19-1)及固设在公转平台(19-1)上方的四个自转夹具(19-2)，所述公转平台(19-1)沿水平方向转动设置在底座(20)上。
2.根据权利要求1所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：所述机床主体(1)还包括X轴防尘罩、Y轴防尘罩(24)及Z轴防尘罩(25)，且X轴防尘罩、Y轴防尘罩(24)及Z轴防尘罩(25)均为伸缩防尘罩，所述安装架(11)、主轴电机(12)的输出轴、主轴变速箱(13)及Y轴驱动机构(17)均设置在Y轴防尘罩(24)内部，所述抛轮罩(22)固接在Y轴防尘罩(24)侧壁上。
3.根据权利要求2所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：所述机床主体(1)的下部还设置有工作台防尘罩(26)且所述工作台防尘罩(26)上竖直开设有通孔(26-1)，所述公转平台(19-1)位于工作台防尘罩(26)内，所述通孔(26-1)与公转平台(19-1)上下正对设置。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：所述抛轮及所述抛轴安装轴(15)的数量均为两个，两个所述抛轮对应通过两个抛轴安装轴(15)对称布置在主轴变速箱(13)的两侧。
5.根据权利要求4所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：所述公转平台(19-1)包括公转电机(19-11)、水平且转动设置在底座(20)上的支架(19-12)以及水平固设在支架(19-12)上方的圆形盖板(19-13)，每个自转夹具(19-2)均包括自转电机(19-21)、竖直固设在自转电机(19-21)输出端的自转减速器(19-22)及固设在自转减速器(19-22)上方的夹具主体(19-23)，所述夹具主体(19-23)位于支架(19-12)上方，所述自转减速器(19-22)由下到上依次竖直穿设在支架(19-12)及圆形盖板(19-13)上且与支架(19-12)固接，所述圆形盖板(19-13)的圆周方向加工有若干轮齿，公转电机(19-11)的输出轴固设有齿轮，公转电机(19-11)通过齿轮及圆形盖板(19-13)驱动支架(19-12)转动。
6.根据权利要求5所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：所述夹具主体(19-23)包括安装座(19-231)、定位台(19-232)、两个装夹台(19-233)、两个水平设置的第三气缸(19-234)及四个滑轨(19-235)，两个装夹台(19-233)对称设置在定位台(19-232)的两侧且分别通过两个第三气缸(19-234)相对滑动设置，每个装夹台(19-233)与其下方的安装座(19-231)均通过平行设置的两个滑轨(19-235)滑动连接，所述定位台(19-232)上以及所述装夹台(19-233)上均开设有若干基准孔和若干螺纹孔。
7.根据权利要求5或6所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：所述自转电机(19-21)上还装设有转速感应器(19-24)。
8.根据权利要求1、2、3、5或6所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：所述X轴驱动机构(16)包括X轴电机(16-1)、X轴丝杠及X轴导轨(16-2)，所述X轴电机(16-1)通过X轴丝杠及X轴导轨(16-2)驱动其上方的Z轴驱动机构(18)沿水平方向作左右往复动作；所述Y轴驱动机构(17)包括Y轴电机、Y轴丝杠及Y轴导轨(17-1)，所述Y轴电机通过Y轴丝杠及Y轴导轨(17-1)驱动其上方的安装架(11)及抛轮沿水平方向作前后往复动作；所述Z轴驱动机构(18)包括Z轴电机(18-1)、Z轴丝杠及Z轴导轨(18-2)，所述Z轴电机(18-1)通过Z轴丝杠及Z轴导轨(18-2)驱动其上方的Y轴驱动机构(17)沿竖直方向作上下往复动作。
9.根据权利要求8所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：主轴电机(12)与主轴变速箱(13)的带传动(21)为同步带传动(21)。
10.根据权利要求1、2、3、5、6或9所述的一种八轴镜面抛光机床，其特征在于：底座(20)下方均布有若干调平地脚(27)。
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