CN109623584A - 五轴数控砂带磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五轴数控砂带磨床，包括机架、X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件、A轴运动组件、C轴运动组件及砂带轮运动组件，A轴运动组件包括若干个固定座，Z轴运动组件设置于机架上，C轴运动组件设置于Z轴运动组件上，C轴运动组件上设置有砂带轮运动组件，X轴运动组件用于带动固定座左右移动，Y轴运动组件用于带动固定座前后移动，Z轴运动组件用于带动砂带轮运动组件上下移动，A轴运动组件用于带动固定座绕A轴旋转，C轴运动组件用于带动砂带轮运动组件绕C轴旋转。如此，通过五轴同步联动，能在一个设备上同时加工多个产品，并能在同一设备上实现多个工序加工，提升了生产效率。

Description

五轴数控砂带磨床

技术领域

本发明涉及磨床领域，特别涉及一种五轴数控砂带磨床。

背景技术

目前，大多采用手动砂带磨床或自动化程度较低且功能单一的自动砂带磨床进行打磨。但是，手动砂带磨床具有加工产品不均匀、品质不稳定、无法保证质量、打磨效率低、人身不够安全、人工成本高等缺点。而自动化程度较低且功能单一的自动砂带磨床进行打磨时，一次只能加工一到两个产品，而且粗磨、中精磨、高精磨、平面磨、侧面磨(包括规则圆弧面磨)等各工序需分开分加工，一机不能完成多个工序加工，生效效率低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种五轴数控砂带磨床。

本发明提供一种五轴数控砂带磨床，包括机架、X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件、A轴运动组件、C轴运动组件及砂带轮运动组件，所述Y轴运动组件设置于所述机架上，所述X轴运动组件设置于所述Y轴运动组件上，所述A轴运动组件设置在所述X轴运动组件上，所述A轴运动组件包括若干个固定座，所述固定座用于固定待加工件，所述Z轴运动组件设置于所述机架上，所述C轴运动组件设置于所述Z轴运动组件上，所述C轴运动组件上设置有砂带轮运动组件，所述X轴运动组件用于带动所述固定座左右移动，所述Y轴运动组件用于带动所述固定座前后移动，所述Z轴运动组件用于带动所述砂带轮运动组件上下移动，所述A轴运动组件用于带动所述固定座绕A轴旋转，所述C轴运动组件用于带动所述砂带轮运动组件绕C轴旋转。

优选地，所述砂带轮运动组件包括安装壳体及安装于所述安装壳体上的第一砂带轮组、第二砂带轮组、第三砂带轮组和抛光轮组。

优选地，所述安装壳体包括第一面板、第二面板、第三面板及第四面板，所述第一面板与所述第三面板相对，所述第二面板与所述第四面板相对，所述第一砂带轮组安装于所述第一面板上，所述第二砂带轮组安装于所述第二面板上，所述第三砂带轮组安装于所述第三面板上，所述抛光轮组安装于所述第四面板上。

优选地，所述砂带轮运动组件还包括用于驱动所述第一砂带轮组、所述第二砂带轮组、所述第三砂带轮组和所述抛光轮组的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、皮带、四根主轴及四个传动齿轮，所述驱动电机的输出轴与所述主动齿轮连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮通过所述皮带传动连接，所述四个传动齿轮均与所述从动齿轮啮合，每根所述主轴对应与一个所述传动齿轮连接。

优选地，所述砂带轮运动组件还包括挂档机构，所述挂档机构包括用于对四个所述传动齿轮实现独立控制的四个气缸，每个所述气缸的活塞杆连接有离合插销，所述离合插销用于卡合到所述传动齿轮的键槽内。

优选地，所述第一砂带轮组、所述第二砂带轮组及所述第三砂带轮组均包括主动轮、从动轮及连接所述主动轮和所述从动轮的砂带。

优选地，所述C轴运动组件包括C轴驱动装置、第一固定轴套及第二固定轴套，所述C轴驱动装置与所述第一固定轴套连接，所述第一固定轴套与所述第二固定轴套分别固定安装于所述安装壳体的两端，所述C轴驱动装置用于带动所述砂带轮运动组件绕C轴旋转。

优选地，所述Y轴运动组件包括第一导轨、第一基座及固定于所述第一基座的第一滑块，所述第一滑块滑动设置于所述第一导轨上，所述第一基座可沿所述第一导轨前后移动。

优选地，所述X轴运动组件包括第二导轨、第二基座及固定于所述第二基座上的第二滑块，所述第二导轨设置于所述第一基座上，所述第二滑块滑动设置于所述第二导轨上，所述第二基座可沿所述第二导轨左右移动，所述A轴运动组件设置于所述第二基座上。

优选地，所述Z轴运动组件包括第三基座、第三导轨、第三滑块、连接部件、安装架及Z轴驱动装置，所述第三基座设置于所述机架上，所述第三导轨设置于所述第三基座上，所述安装架包括第一连接臂及第二连接臂，所述第一连接臂套设于所述第一固定轴套上，所述第二连接臂套设于所述第二固定轴套上，所述连接部件固定于所述安装架上，所述第三滑块固定于所述连接部件上，所述第三滑块滑动设置于所述第二导轨上，所述Z轴驱动装置用于带动所述砂带轮运动组件上下移动。

本发明的五轴数控砂带磨床，通过五轴同步联动，能在一个设备上同时加工多个产品，并能在同一设备上实现多个工序加工，提升了生产效率，加工品质稳定，且安全性较高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的立体示意图。

图2是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的另一立体示意图。

图3是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的砂带轮运动组件的立体示意图。

图4是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的砂带轮运动组件的另一立体示意图。

图5是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的砂带轮运动组件的又一立体示意图。

图6是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的驱动机构的立体示意图。

图7是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的驱动机构的另一立体示意图。

图8是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的A轴运动组件的立体示意图。

图9是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的平磨加工状态示意图。

图10是本发明实施方式的五轴数控砂带磨床的侧面磨、圆弧面磨加工状态示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本发明实施方式的五轴数控砂带磨床10，包括机架11、X轴运动组件12、Y轴运动组件13、Z轴运动组件14、A轴运动组件15、C轴运动组件16及砂带轮运动组件17，Y轴运动组件13设置于机架11上，X轴运动组件12设置于Y轴运动组件13上，A轴运动组件15设置在X轴运动组件12上，A轴运动组件15包括若干个固定座151，固定座151用于固定待加工件，Z轴运动组件14设置于机架11上，C轴运动组件16设置于Z轴运动组件14上，C轴运动组件16上设置有砂带轮运动组件17，X轴运动组件12用于带动固定座151左右移动，Y轴运动组件13用于带动固定座151前后移动，Z轴运动组件14用于带动砂带轮运动组件17上下移动，A轴运动组件15用于带动固定座151绕A轴旋转，C轴运动组件16用于带动砂带轮运动组件17绕C轴旋转。

本发明的五轴数控砂带磨床10，通过五轴同步联动，能在一个设备上同时加工多个产品，并能在同一设备上实现多个工序加工，提升了生产效率，加工品质稳定，且安全性较高。

本发明的五轴数控砂带磨床10采用五轴伺服程序系统控制，可进行多坐标的联动，砂带轮运动组件17可绕C轴360度旋转，固定座151可绕A轴360度旋转，是一种粗磨、中精磨、高精磨、平面磨、侧面磨(包括规则圆弧面磨)一体机，通过旋转砂带轮运动组件17和更换耗材来实现各功能，可同时打磨多件产品，可实现3D仿形加工，能减少产品装夹产生的误差和缩短加工时间，从而提高生产效率和品质质量。具体地，可用于铜、铁、铝、不锈钢、锌合金、塑胶、玻璃、陶瓷等产品有规则的表面打磨处理，通过更换耗材打磨铜、铁、铝、不锈钢、锌合金、玻璃、陶瓷产品达到镜面。

在本实施方式中，砂带轮运动组件17包括安装壳体171及安装于安装壳体171上的第一砂带轮组172、第二砂带轮组173、第三砂带轮组174和抛光轮组175。

在本实施方式中，安装壳体171包括第一面板171a、第二面板171b、第三面板171c及第四面板171d，第一面板171a与第三面板171c相对，第二面板171b与第四面板171d相对，第一砂带轮组172安装于第一面板171a上，第二砂带轮组173安装于第二面板171b上，第三砂带轮组174安装于第三面板171c上，抛光轮组175安装于第四面板171d上。

如此，C轴运动组件16带动砂带轮运动组件17绕A轴旋转，即安装壳体171可以旋转使得第一面板171a、第二面板171b、第三面板171c或第四面板171d上的砂带轮组或抛光轮组可以对固定座151上的待加工件进行加工，并通过Z轴运动组件14调节砂带轮运动组件17的高度使其适合加工，再通过X轴运动组件12、Y轴运动组件13及A轴运动组件15调节待加工件的位置与加工角度，从而无需多次装夹，就可在同一设备上实现多种加工工序，且能同时加工多个产品。

在本实施方式中，砂带轮运动组件17还包括用于驱动第一砂带轮组172、第二砂带轮组173、第三砂带轮组174和抛光轮组175的驱动机构176，驱动机构176包括驱动电机176a、主动齿轮176b、从动齿轮176c、皮带176d、四根主轴176e及四个传动齿轮176f，驱动电机176a的输出轴与主动齿轮176b连接，主动齿轮176b与从动齿轮176c通过皮带176d传动连接，四个传动齿轮176f均与从动齿轮176c啮合，每根主轴176e对应与一个传动齿轮176f连接，四个传动齿轮176f分别固定在四根主轴176e的尾端，四个传动齿轮176f位于从动齿轮176c内，从动齿轮176c为内外齿轮。如此，驱动电机176a带动主动齿轮176b转动，通过皮带176d同步带动从动齿轮176c转动，从动齿轮176c带动传动齿轮176f转动。

在本实施方式中，砂带轮运动组件17还包括挂档机构177，挂档机构177包括用于对四个传动齿轮176f实现独立控制的四个气缸177a，每个气缸177a的活塞杆连接有离合插销177b，离合插销177b用于卡合到传动齿轮176f的键槽内。如此，四个气缸177a分别独立控制对四个传动齿轮176f挂挡，气缸177a的活塞杆伸出推动离合插销177b卡到对应的传动齿轮176f的键槽内从而实现挂挡，使得对应的主轴176e停止转动。

在本实施方式中，第一砂带轮组172、第二砂带轮组173及第三砂带轮组174均包括主动轮17a、从动轮17b及连接主动轮17a和从动轮17b的砂带17c。抛光轮组175包括五个抛光轮17d、五个传动轴17e及五个从动弧锥齿轮17f，一根主轴176e上对应设置有五个主弧锥齿轮17g，每个传动轴17e的一端连接有一个抛光轮17d，每根传动轴17e的另一端连接有从动弧锥齿轮17f，五个从动弧锥齿轮17f分别对应与五个主弧锥齿轮17g啮合。另外三根主轴176e上均设置有一个主弧锥齿轮17g，第一砂带轮组172、第二砂带轮组173及第三砂带轮组174的主动轮17a均连接有传动轴17e，传动轴17e的另一端连接有从动弧锥齿轮17f，从动弧锥齿轮17f对应于主弧锥齿轮17g啮合。

具体地，当一条砂带17c或抛光轮17d在打磨时，其余三组停止运转，当需要转换为另一组抛光轮17d或砂带17c工作时，C轴运动组件16带动砂带轮运动组件17旋转到对应角度方位即可作业，相应的主轴176e转动。

在本实施方式中，A轴运动组件15由电机驱动分割器带动固定座151绕A轴360°旋转。C轴运动组件16包括C轴驱动装置161、第一固定轴套162及第二固定轴套163，C轴驱动装置161与第一固定轴套162连接，第一固定轴套162与第二固定轴套163分别固定安装于安装壳体171的两端，C轴驱动装置161用于带动砂带轮运动组件17绕C轴旋转。

在本实施方式中，Y轴运动组件13包括第一导轨131、第一基座132及固定于第一基座132的第一滑块133，第一滑块133滑动设置于第一导轨131上，第一基座132可沿第一导轨131前后移动。具体地，第一导轨131的数目为两个，两个第一导轨131平行设置，每个第一导轨131上设置有1-3个第一滑块133，第一导轨131沿Y轴方向延伸。

在本实施方式中，X轴运动组件12包括第二导轨121、第二基座122及固定于第二基座122上的第二滑块123，第二导轨121设置于第一基座132上，第二滑块123滑动设置于第二导轨121上，第二基座122可沿第二导轨121左右移动，A轴运动组件15设置于第二基座122上。具体地，第二导轨121的数目为两个，两个第二导轨121平行设置，每个第二导轨121上设置有1-3个第二滑块123，第二导轨121沿X轴方向延伸。

在本实施方式中，Z轴运动组件14包括第三基座141、第三导轨142、第三滑块143、连接部件144、安装架145及Z轴驱动装置146，第三基座141设置于机架11上，第三导轨142设置于第三基座141上，安装架145包括第一连接臂145a及第二连接臂145b，第一连接臂145a套设于第一固定轴套162上，第二连接臂145b套设于第二固定轴套163上，连接部件144固定于安装架145上，第三滑块143固定于连接部件144上，第三滑块143滑动设置于第二导轨121上，Z轴驱动装置146用于带动砂带轮运动组件17上下移动。其中，第三导轨142的数目为两个，两个第三导轨142平行设置，每个第三导轨142上设置有1-3个第三滑块143，第三导轨142沿Z轴方向延伸。

在本实施方式中，五轴数控砂带磨床10设有水过滤及水循环系统。如此，可干式和湿式打磨拉砂处理，无粉尘爆炸危险，环保。

优选地，固定座151的数目为5个。如此，五工位同步联动，可同时加工多个产品，生产效率高。当然，固定座151的数目不限于5个，还可以为其它数目。

具体地，当五轴数控砂带磨床10进行平磨加工时，砂带17c的磨削面朝下，与待加工件需要磨削面平行，Z轴运动组件14带动砂带轮运动组件17往下移动，接触在固定座151上的待加工件，X轴运动组件12左右移动带动待加工件左右移动，从而实现平面磨削。当五轴数控砂带磨床10进行侧面磨、圆弧面磨加工时，砂带17c的磨削面朝前，与待加工件需要磨削的侧面平行，Z轴运动组件14带动砂带轮运动组件17往下移动，接触在固定座151上的待加工件，由X轴左右移动带动待加工件左右移动，A轴运动组件15同时带动固定座151上的待加工件绕A轴旋转，从而实现侧面磨、圆弧面磨削。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种五轴数控砂带磨床，其特征在于，包括机架、X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件、A轴运动组件、C轴运动组件及砂带轮运动组件，所述Y轴运动组件设置于所述机架上，所述X轴运动组件设置于所述Y轴运动组件上，所述A轴运动组件设置在所述X轴运动组件上，所述A轴运动组件包括若干个固定座，所述固定座用于固定待加工件，所述Z轴运动组件设置于所述机架上，所述C轴运动组件设置于所述Z轴运动组件上，所述C轴运动组件上设置有砂带轮运动组件，所述X轴运动组件用于带动所述固定座左右移动，所述Y轴运动组件用于带动所述固定座前后移动，所述Z轴运动组件用于带动所述砂带轮运动组件上下移动，所述A轴运动组件用于带动所述固定座绕A轴旋转，所述C轴运动组件用于带动所述砂带轮运动组件绕C轴旋转。

2.如权利要求1所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述砂带轮运动组件包括安装壳体及安装于所述安装壳体上的第一砂带轮组、第二砂带轮组、第三砂带轮组和抛光轮组。

3.如权利要求2所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述安装壳体包括第一面板、第二面板、第三面板及第四面板，所述第一面板与所述第三面板相对，所述第二面板与所述第四面板相对，所述第一砂带轮组安装于所述第一面板上，所述第二砂带轮组安装于所述第二面板上，所述第三砂带轮组安装于所述第三面板上，所述抛光轮组安装于所述第四面板上。

4.如权利要求3所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述砂带轮运动组件还包括用于驱动所述第一砂带轮组、所述第二砂带轮组、所述第三砂带轮组和所述抛光轮组的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、皮带、四根主轴及四个传动齿轮，所述驱动电机的输出轴与所述主动齿轮连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮通过所述皮带传动连接，所述四个传动齿轮均与所述从动齿轮啮合，每根所述主轴对应与一个所述传动齿轮连接。

5.如权利要求4所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述砂带轮运动组件还包括挂档机构，所述挂档机构包括用于对四个所述传动齿轮实现独立控制的四个气缸，每个所述气缸的活塞杆连接有离合插销，所述离合插销用于卡合到所述传动齿轮的键槽内。

6.如权利要求5所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述第一砂带轮组、所述第二砂带轮组及所述第三砂带轮组均包括主动轮、从动轮及连接所述主动轮和所述从动轮的砂带。

7.如权利要求6所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述C轴运动组件包括C轴驱动装置、第一固定轴套及第二固定轴套，所述C轴驱动装置与所述第一固定轴套连接，所述第一固定轴套与所述第二固定轴套分别固定安装于所述安装壳体的两端，所述C轴驱动装置用于带动所述砂带轮运动组件绕C轴旋转。

8.如权利要求7所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述Y轴运动组件包括第一导轨、第一基座及固定于所述第一基座的第一滑块，所述第一滑块滑动设置于所述第一导轨上，所述第一基座可沿所述第一导轨前后移动。

9.如权利要求8所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述X轴运动组件包括第二导轨、第二基座及固定于所述第二基座上的第二滑块，所述第二导轨设置于所述第一基座上，所述第二滑块滑动设置于所述第二导轨上，所述第二基座可沿所述第二导轨左右移动，所述A轴运动组件设置于所述第二基座上。

10.如权利要求9所述的五轴数控砂带磨床，其特征在于，所述Z轴运动组件包括第三基座、第三导轨、第三滑块、连接部件、安装架及Z轴驱动装置，所述第三基座设置于所述机架上，所述第三导轨设置于所述第三基座上，所述安装架包括第一连接臂及第二连接臂，所述第一连接臂套设于所述第一固定轴套上，所述第二连接臂套设于所述第二固定轴套上，所述连接部件固定于所述安装架上，所述第三滑块固定于所述连接部件上，所述第三滑块滑动设置于所述第二导轨上，所述Z轴驱动装置用于带动所述砂带轮运动组件上下移动。