CN109465708A - 一种工具磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种工具磨床，属于机械技术领域。它解决了现有的工具磨床只能进行一次磨削加工使磨削效率较低的问题。本一种工具磨床，包括机架，机架上设有工作台以及带动工作台往复升降的升降机构，工作台上设有能够夹持工件的浮动夹头以及带动浮动夹头转动的电机，工作台的一侧设有安装架，安装架能够相对工作台水平横向移动以及水平纵向移动，安装架上设有旋转盘以及带动旋转盘转动的旋转机构，旋转盘上均匀设有若干电机，所述的电机的转轴上均设有砂轮。本一种工具磨床磨削效率较高且工作稳定可靠的优点。

Description

一种工具磨床
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种紧固件，特别是一种工具磨床。
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。
如中国专利文献公开的一种八轴五联动数控工具磨床(申请号：201610788050.X)，包括底座、磨头装置、工件装夹装置、料盘装置、机械手装置磨头装置设有砂轮组，砂轮组通过伺服主轴系统安装在z向移动部件上，Z向移动部件安装在C轴旋转部件上；C轴旋转部件安装在所述的底座上。底座材料为大理石。磨头装置设有检测头座。磨头装置设有分水器。砂轮组的轴线水平设置。Z向移动部件的运动方向为竖直方向。C轴旋转部件的旋转轴线竖直设置。C轴旋转部件设有由伺服电机驱动的蜗轮蜗杆传动机构。但该数控工具磨床只有设置一个砂轮组，因此不能自动更换砂轮组，只能进行一次磨削加工，使磨削效率较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种磨削效率较高且工作稳定可靠的工具磨床。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种工具磨床，包括机架，所述的机架上设有工作台以及带动所述的工作台往复升降的升降机构，所述的工作台上设有能够夹持工件的浮动夹头以及带动所述的浮动夹头转动的电机，其特征在于，所述的工作台的一侧设有安装架，所述的安装架能够相对所述的工作台水平横向移动以及水平纵向移动，所述的安装架上设有旋转盘以及带动所述的旋转盘转动的旋转机构，所述的旋转盘上均匀设有若干电机，所述的所述的电机的转轴上均设有砂轮。
在磨削工件时，将浮动夹头夹持工件，电机带动浮动夹头转动并带动工件转动，通过安装架相对工作台的水平横向移动以及水平纵向移动，使安装架上的旋转盘上位于工作位置的砂轮对工件进行磨削加工，当需要不同采用不同的砂轮磨削时，通过旋转机构带动旋转盘转动，使旋转盘上对应的砂轮位于工作位置，使对应的砂轮对工件进行磨削，具有磨削效率高且工作稳定可靠的优点。
在上述的一种工具磨床中，所述的升降机构为竖直轴向固连在所述的机架上的丝杆一以及带动所述的丝杆一转动的电机一，所述的工作台上固连有与所述的丝杆一螺纹相连的丝母一。
在上述的一种工具磨床中，所述的工作台上设有拖板，所述的安装架设置在所述的拖板上，所述的工作台上轴向固连有水平横向设置的丝杆二以及带动所述的丝杆二转动的电机二，所述的拖板上固连有与所述的丝杆二螺纹相连的丝母二，所述的拖板上轴向固连有水平纵向设置的丝杆三以及带动所述的丝杆三转动的电机三，所述的安装架上固连有与所述的丝杆三螺纹相连的丝母三。
在上述的一种工具磨床中，所述的旋转机构包括壳体固连在所述的安装架上的力矩电机，所述的力矩电机的输出轴与所述的旋转盘相固连。旋转机构为力矩电机，具有转向稳定可靠且转向精度较高的优点，提高了本工具磨床的磨削精度。
在上述的一种工具磨床中，所述的旋转盘上设有若干喷水杆，所述的喷水杆与所述的砂轮一一对应设置且所述的喷水杆位于所述的砂轮的一侧。旋转盘上设置于砂轮一一对应的喷水杆，便于磨削时往砂轮和工件处喷射冷却液。
在上述的一种工具磨床中，所述的安装架上设有检测头且所述的检测头位于所述的浮动夹头的一侧。安装架上设有检测头能够检测工件是否安装到位，提高了磨削的精度。
在上述的一种工具磨床中，所述的检测头呈三棱柱状且所述的检测头的端部具有两个分别用于检测左旋以及右旋的检测部，所述的检测部呈三棱锥形，所述的检测头的侧部具有垂直设置的探针，所述的探针用于检测工件的直径以及工件的螺旋槽的起点。检测头采用上述结构，通过安装架的平移使对应的检测部检测工件的左旋或者右旋，具有结构简单且检测较为准确的优点，通过探针用于检测工件的直径以及工件的螺旋槽的起点，具有结构简单且检测较为方便的优点。
在上述的一种工具磨床中，所述的旋转盘的轴线呈倾斜设置且所述旋转盘的轴线与所述的水平线形成的夹角为30゜-60゜，所述的砂轮均布在所述的旋转盘的边沿处。旋转盘的轴线呈倾斜设置，具有结构紧凑同时避免旋转盘在旋转时，工件对砂轮的干涉，具有使用可靠的优点。
在上述的一种工具磨床中，所述的机架上还设有机械臂，所述的机械臂的端部设有能够夹持工件的机械手，所述的机架上设有用于放置工件的料盘，所述的料盘位于所述的机械臂的一侧。机械手夹持料盘上的工件，通过机械臂带动机械手移动将工件放入到浮动夹头处，具有上料较为方便快速的优点。
在上述的一种工具磨床中，所述的机械手包括固连在所述的机械臂上的支架以及设置在支架一端的固定夹指，所述的支架上铰接有位于所述的固定夹指一侧的活动夹指，所述的支架上设有能够带动所述的活动夹指相对固定夹指往复摆动的驱动气缸，所述的驱动气缸的活塞杆固连在所述的支架上，所述的驱动气缸的缸体能够往复移动，所述的驱动气缸的缸体与所述的活动夹指之间设有传动杆，所述的传动杆的一端与所述的活动夹指相固连，所述的传动杆的另一端与所述的驱动气缸的缸体传动相连且所述的驱动气缸的缸体能够带动所述的传动杆往复摆动。在夹紧时，工件位于固定夹指与活动夹指之间，驱动气缸的缸体的平移带动传动杆的摆动，使活动夹指往固定夹指一侧摆动，将工件夹持在固定夹指与活动夹指之间，具有结构较为紧凑，相对普通的机械手组件通过气缸的活塞杆的往复平移实现机械手的夹持与松开，本机械手组件具有使用范围较广的优点。
在上述的一种工具磨床中，所述的活动夹指的上端固连有旋转轴，所述的旋转轴轴相固连在所述的支架上，所述的传动杆的一端与所述的旋转轴相固连。通过驱动气缸带动传动杆往复摆动，使旋转轴与活动夹指转动，实现活动夹指相对固定夹指的张合，具有工作较为可靠的优点。
在上述的一种工具磨床中，所述的驱动气缸的缸体上设有条形槽，所述的传动杆的另一端的侧壁上固连有传动销，所述的传动销嵌于所述的条形槽内。传动销嵌于条形槽内，实现驱动气缸的缸体平移带动传动杆的摆动，具有结构较为简单且能够顺畅实现活动夹指的摆动。
与现有技术相比，本一种工具磨床具有以下优点：
1、通过安装架相对工作台的水平横向移动以及水平纵向移动，使安装架上的旋转盘上位于工作位置的砂轮对工件进行磨削加工，当需要不同采用不同的砂轮磨削时，通过旋转机构带动旋转盘转动，使旋转盘上对应的砂轮位于工作位置，使对应的砂轮对工件进行磨削，具有磨削效率高且工作稳定可靠的优点；
2、旋转机构为力矩电机，具有转向稳定可靠且转向精度较高的优点，提高了本工具磨床的磨削精度；
3、通过安装架的平移使对应的检测部检测工件的左旋或者右旋，通过探针用于检测工件的直径以及工件的螺旋槽的起点，具有结构简单且检测较为方便的优点；
4、传动销嵌于条形槽内，实现驱动气缸的缸体平移带动传动杆的摆动，具有结构较为简单且能够顺畅实现活动夹指的摆动。
附图说明
图1是本一种工具磨床的立体结构示意图。
图2是本一种工具磨床的检测头的立体结构示意图。
图3是本一种工具磨床机械手的主视结构示意图。
图4是图3的A-A剖视示意图。
图中，1、机架；2、工作台；3、浮动夹头；4、安装架；5、旋转盘；6、旋转机构；6a、力矩电机；7、电机；8、砂轮；9、喷水杆；10、检测头；10a、检测槽；11、机械臂；12、料盘；13、机械手；13a、支架；13b、固定夹指；13c、活动夹指；13d、驱动气缸；13e、传动杆；13f、旋转轴；13g、条形槽；13h、传动销。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至4所示，一种工具磨床，包括机架1，机架1上设有工作台2以及带动工作台2往复升降的升降机构，工作台2上设有能够夹持工件的浮动夹头3以及带动浮动夹头3转动的电机。浮动夹头3的具体结构可参照本申请之前的浮动夹头3(201710231797X)、可调夹头(2017203728698)。
工作台2的一侧设有安装架4，安装架4能够相对工作台2水平横向移动以及水平纵向移动，安装架4上设有旋转盘5以及带动旋转盘5转动的旋转机构6，旋转机构6包括壳体固连在安装架4上的力矩电机6a，力矩电机6a的输出轴与旋转盘5相固连,安装架4上设有槽口朝上的安装槽，力矩电机6a嵌于安装架4的安装槽内。旋转盘5上均匀设有四个电机7，电机7的转轴上均设有砂轮8。旋转盘5上设有若干喷水杆9，喷水杆9与砂轮8一一对应设置且喷水杆9位于砂轮8的一侧。
升降机构为竖直轴向固连在机架1上的丝杆一以及带动丝杆一转动的电机一，工作台2上固连有与丝杆一螺纹相连的丝母一，工作台2上设有拖板，安装架4设置在拖板上，工作台2上轴向固连有水平横向设置的丝杆二以及带动丝杆二转动的电机二，拖板上固连有与丝杆二螺纹相连的丝母二，拖板上轴向固连有水平纵向设置的丝杆三以及带动丝杆三转动的电机三，安装架4上固连有与丝杆三螺纹相连的丝母三。
检测头10呈三棱柱状且检测头10的端部具有两个分别用于检测左旋以及右旋的检测部10a，检测部10a呈三棱锥形，检测头10的侧部具有垂直设置的探针10b，探针10b用于检测工件的直径以及工件的螺旋槽的起点。
旋转盘5的轴线呈倾斜设置且旋转盘5的轴线与水平线形成的夹角为30゜-60゜，作为优选的，旋转盘5轴线与水平线形成夹角为45゜，砂轮8均布在旋转盘5的边沿处，具有结构紧凑同时避免旋转盘5在旋转时，工件对砂轮8的干涉，具有使用可靠的优点。
机架1上还设有机械臂11，机械臂11具体结构参照机械臂结构(申请号：2017800072092)、一种多角度自旋转机械臂(申请号：2017110181670)。机械臂11的端部设有能够夹持工件的机械手13，机架1上设有用于放置工件的料盘12，料盘12位于机械臂11的一侧。机械手13包括固连在机械臂11上的支架13a以及设置在支架13a一端的固定夹指13b，支架13a上铰接有位于固定夹指13b一侧的活动夹指13c，支架13a上设有能够带动活动夹指13c相对固定夹指13b往复摆动的驱动气缸13d，驱动气缸13d的活塞杆固连在支架13a上，驱动气缸13d的缸体能够往复移动，驱动气缸13d的缸体与活动夹指13c之间设有传动杆13e，传动杆13e的一端与活动夹指13c相固连，传动杆13e的另一端与驱动气缸13d的缸体传动相连且驱动气缸13d的缸体能够带动传动杆13e往复摆动。
活动夹指13c的上端固连有旋转轴13f，旋转轴13f轴相固连在支架13a上，传动杆13e的一端与所述的旋转轴13f相固连。驱动气缸13d的缸体上设有条形槽13g，传动杆13e的另一端的侧壁上固连有传动销13h，传动销13h嵌于条形槽13g内。
在工作时，通过机械臂11以及机械抓将料盘12上的工件夹紧，在夹紧时，工件位于固定夹指13b与活动夹指13c之间，驱动气缸13d的缸体的平移带动传动杆13e的摆动，并带动旋转轴13f与活动夹指13c转动，使活动夹指13c往固定夹指13b一侧摆动，将工件夹持在固定夹指13b与活动夹指13c之间，通过机械臂11将工件放入到浮动夹头3上。而后对工件进行检测，通过安装架4的平移使对应的检测部10a检测工件的左旋或者右旋，通过探针10b用于检测工件的直径以及工件的螺旋槽的起点，具有结构简单且检测较为方便的优点。
在磨削工件时，浮动夹头3夹持工件并带动工件转动，通过安装架4相对工作台2的水平横向移动以及水平纵向移动，使安装架4上的旋转盘5上位于工作位置的砂轮8对工件进行磨削加工，当需要不同采用不同的砂轮8磨削时，通过旋转机构6带动旋转盘5转动，使旋转盘5上对应的砂轮8位于工作位置，使对应的砂轮8对工件进行磨削，旋转盘5上设置于砂轮8一一对应的喷水杆9，便于磨削时往砂轮8和工件处喷射冷却液，具有磨削效率高且工作稳定可靠的优点。
磨削好后，通过机械臂11以及机械手13将浮动夹头3上的工件输送至料盘12上，具有下料较为方便快速的优点。
由于旋转机构6为力矩电机6a，具有转向稳定可靠且转向精度较高的优点，提高了本工具磨床的磨削精度。安装架4上设有检测头10能够检测工件是否安装到位，提高了磨削的精度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机架1、工作台2、浮动夹头3、安装架4、旋转盘5、旋转机构6、力矩电机6a、电机7、砂轮8、喷水杆9、检测头10、检测部10a、探针10b、机械臂11、料盘12、机械手13、支架13a、固定夹指13b、活动夹指13c、驱动气缸13d、传动杆13e、旋转轴13f、条形槽13g、传动销13h等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种工具磨床，包括机架(1)，所述的机架(1)上设有工作台(2)以及带动所述的工作台(2)往复升降的升降机构，所述的工作台(2)上设有能够夹持工件的浮动夹头(3)以及带动所述的浮动夹头(3)转动的电机，其特征在于，所述的工作台(2)的一侧设有安装架(4)，所述的安装架(4)能够相对所述的工作台(2)水平横向移动以及水平纵向移动，所述的安装架(4)上设有旋转盘(5)以及带动所述的旋转盘(5)转动的旋转机构(6)，所述的旋转盘(5)上均匀设有若干电机(7)，所述的所述的电机(7)的转轴上均设有砂轮(8)。
2.根据权利要求1所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的升降机构为竖直轴向固连在所述的机架(1)上的丝杆一以及带动所述的丝杆一转动的电机一，所述的工作台(2)上固连有与所述的丝杆一螺纹相连的丝母一，所述的工作台(2)上设有拖板，所述的安装架(4)设置在所述的拖板上，所述的工作台(2)上轴向固连有水平横向设置的丝杆二以及带动所述的丝杆二转动的电机二，所述的拖板上固连有与所述的丝杆二螺纹相连的丝母二，所述的拖板上轴向固连有水平纵向设置的丝杆三以及带动所述的丝杆三转动的电机三，所述的安装架(4)上固连有与所述的丝杆三螺纹相连的丝母三。
3.根据权利要求1所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的旋转机构(6)包括壳体固连在所述的安装架(4)上的力矩电机(6a)，所述的力矩电机(6a)的输出轴与所述的旋转盘(5)相固连。
4.根据权利要求1所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的旋转盘(5)上设有若干喷水杆(9)，所述的喷水杆(9)与所述的砂轮(8)一一对应设置且所述的喷水杆(9)位于所述的砂轮(8)的一侧。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的安装架(4)上设有检测头(10)且所述的检测头(10)位于所述的浮动夹头(3)的一侧，所述的检测头(10)的端部具有两个分别用于检测左旋以及右旋的检测部(10a)，所述的检测部(10a)呈三棱锥形，所述的检测头(10)的侧部具有垂直设置的探针(10b)，所述的探针(10b)用于检测工件的直径以及工件的螺旋槽的起点。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的旋转盘(5)的轴线呈倾斜设置且所述旋转盘(5)的轴线与所述的水平线形成的夹角为30゜-60゜，所述的砂轮(8)均布在所述的旋转盘(5)的边沿处。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的机架(1)上还设有机械臂(11)，所述的机械臂(11)的端部设有能够夹持工件的机械手(13)，所述的机架(1)上设有用于放置工件的料盘(12)，所述的料盘(12)位于所述的机械臂(11)的一侧。
8.根据权利要求7所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的机械手(13)包括固连在所述的机械臂(11)上的支架(13a)以及设置在支架(13a)一端的固定夹指(13b)，所述的支架(13a)上铰接有位于所述的固定夹指(13b)一侧的活动夹指(13c)，所述的支架(13a)上设有能够带动所述的活动夹指(13c)相对固定夹指(13b)往复摆动的驱动气缸(13d)，所述的驱动气缸(13d)的活塞杆固连在所述的支架(13a)上，所述的驱动气缸(13d)的缸体能够往复移动，所述的驱动气缸(13d)的缸体与所述的活动夹指(13c)之间设有传动杆(13e)，所述的传动杆(13e)的一端与所述的活动夹指(13c)相固连，所述的传动杆(13e)的另一端与所述的驱动气缸(13d)的缸体传动相连且所述的驱动气缸(13d)的缸体能够带动所述的传动杆(13e)往复摆动。
9.根据权利要求8所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的活动夹指(13c)的上端固连有旋转轴(13f)，所述的旋转轴(13f)轴相固连在所述的支架(13a)上，所述的传动杆(13e)的一端与所述的旋转轴(13f)相固连。
10.根据权利要求8所述的一种工具磨床，其特征在于，所述的驱动气缸(13d)的缸体上设有条形槽(13g)，所述的传动杆(13e)的另一端的侧壁上固连有传动销(13h)，所述的传动销(13h)嵌于所述的条形槽(13g)内。
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