CN109746790A - 一种磨削系统及磨削方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨床技术领域，具体涉及一种磨削系统及磨削方法。其中，磨削系统包括：工作台，其上设有过孔；磨盘，适于输送至待磨削对象的内腔内；旋转主轴，其具有第一工作位置和待机位置，其中待机位置为所述旋转主轴处于所述工作台之下的位置，第一工作位置为所述旋转主轴向上穿过所述过孔伸入内腔内安装或拆卸所述磨盘的位置；磨盘自动安装机构；该旋转主轴在工作台下方，缩短了旋转主轴的行程，利于工件的上下料，避免了驱动部件位于工作台面上方对工件上下料机械手在工作台上的布局造成的影响；且旋转主轴自上而下拉动进行磨削，其对研磨头具有向下的拉力，降低了研磨轴受力较大产生弯曲的风险，并简化驱动端的结构。

Description

一种磨削系统及磨削方法

技术领域

本发明涉及磨床技术领域，具体涉及一种磨削系统及磨削方法。

背景技术

阀门是流体输送系统中的控制部件，楔式闸阀是阀门中的一种，其广泛适用于石油化工，火力发电厂等油品、水蒸气管路上作接通或截断管路中介质的启闭装置。阀门阀体的密封面是阀门内部与阀芯的配合面。

磨床在阀门制造过程中用于阀门的金属密封面端面磨削等高精度领域，在工业上已被广泛应用。传统楔式闸阀阀体密封面的研磨多为摇臂钻床研磨，是一种费力的工作，生产效率很低，研磨品质主要取决于工人的技术水平。工件质量不稳定，工艺水平落后，不利于现代先进的自动化加工线的生产模式。

为了解决上述技术问题，中国专利CN108032177A公开了一种安全阀封面研磨工具，其公开了研磨头安装在所述研磨电机的输出轴上，研磨头朝向所述预紧盘的中部，包括阀座预紧盘和阀瓣预紧盘，阀座预紧盘的中部开设有加工通孔，研磨头穿过加工通孔后伸入阀座内，对阀座密封面进行研磨；在研磨电机的输出轴上设有研磨缓冲器。其通过设置缓冲器使得研磨阀体密封面时，避免或降低电机和研磨盘因研磨产生的振动，从而避免阀体密封面的损伤。

上述专利文献虽然解决了自动研磨阀体密封面的问题，但其由上至下的研磨方式存在以下技术问题：

1.研磨头及其驱动电机等部件位于工作台面上方，其占据了工作台大量的上部空间。当所述待研磨工件需要由机械手等操作工具进行安装时，上述研磨头及其驱动电机等部件影响了所述工件的安装工序；另外，为了避开研磨头在未工作状态触及待研磨工件，其驱动轴的行程一般较长，会影响工作精度。

2.研磨头自上而下的研磨方式，需要研磨轴对研磨头向下的一个推力，上述推力使得所述研磨轴受力较大，因此需要在研磨电机的输出轴上设有研磨缓冲器，因此造成该研磨工具驱动端的结构复杂。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中待研磨工件不易自动安装以及研磨电机输出轴受力大易损坏的缺陷，从而提供一种磨削系统及磨削方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种磨削系统，包括：

机架；

至少一个工作台，其上设置有夹具，所述夹具用于待磨削对象的安装定位，所述工作台上设有过孔；

磨盘，适于输送至待磨削对象的内腔内；

旋转主轴，可升降地设置在机架上，所述旋转主轴具有第一工作位置和待机位置，其中待机位置为所述旋转主轴处于所述工作台之下的位置，第一工作位置为所述旋转主轴向上穿过所述过孔伸入内腔内安装或拆卸所述磨盘的位置；

磨盘自动安装机构，设置在所述旋转主轴的上端，用于在所述旋转主轴处于第一工作位置时，安装或拆卸所述磨盘；

旋转驱动机构，用于驱动所述旋转主轴旋转磨削；

升降驱动机构，用于驱动所述旋转主轴按预设轨迹移动，所述预设轨迹为：所述旋转主轴从所述待机位置上升至所述第一工作位置，待所述磨盘安装后移动至待磨削区域进行磨削；待磨削区域磨削完毕后，返回至第一工作位置拆卸所述磨盘，回到待机位置；

控制系统，用于与所述旋转驱动机构、升降驱动机构以及磨盘自动安装机构通讯连接。

上述磨削系统中，机架上设有导轨；工作台底部与所述导轨滑动连接，以实现所述工作台沿导轨移动至所述旋转主轴与所述过孔对准。

所述工作台设有两个，两个所述工作台沿导轨并列设置，所述旋转主轴所在的位置的两侧形成两个上下料位置，其中一个所工作台处于其对应的上下料位置时，另一个工作台移动至所述旋转主轴与所述过孔对准的位置。

所述磨盘自动安装机构包括：设置在所述旋转主轴的上端的胀紧套；以及设置在所述旋转主轴内可上下移动的拉杆，通过所述拉杆拉动所述胀紧套胀紧或松开所述磨盘。

上述磨削系统中，还包括将磨盘输送至所述内腔内或从所述内腔内取走所述磨盘的磨盘机械手组件。

所述磨盘机械手组件，其包括：支架，其设置于所述机架的一侧；

气缸和横向导轨，其设置于所述支架上；磨盘机械手，由所述气缸驱动，沿所述横向导轨往复移动，用于为所述旋转主轴提供磨盘或从所述旋转主轴取走磨盘。

上述磨削系统中，还包括用于统计磨盘机械手往复次数的计数器，所述计数器与所述控制系统连接，若所述计数器统计的次数达到所述控制系统的预设值时，所述控制系统控制报警装置发出报警提示信号。

本发明还提供一种磨削方法，包括如下步骤：

装夹待磨削对象；

向待磨削对象的内腔内输送磨盘，并驱动旋转主轴由待机位置向上穿过工作台进入待磨削对象的内腔的第一工作位置，将磨盘安装在旋转主轴的上端；

移动至待磨削区域进行磨削；

磨削完毕后回到至第一工作位置进行拆卸，旋转主轴下降至待机位置。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的磨削系统，特别适用于阀体密封面的磨削，其旋转主轴的待机位置处于工作台之下，工作时，自下而上穿过工作台至第一位置进行磨盘的安装，并且向下运动对工件磨削加工。该旋转主轴在工作台下的设置方式，一方面，缩短了旋转主轴的行程，并且不占据工作台上部空间，从而利于工件的上下料，避免了驱动部件位于工作台面上方对工件上下料机械手在工作台上的布局造成的影响；另一方面，其旋转主轴自上而下拉动进行磨削，其对研磨头具有向下的拉力，降低了研磨轴受力较大产生弯曲的风险，并简化驱动端的结构。

2.本发明提供的磨削系统，双工位的设置能够实现自动交换控制，由气缸作为动力，使工作台沿线性导轨滑动，实现一个工位磨削加工，另一个工位上下料和工件翻转；并且工件装卸采用机械手进行装卸工件、工件翻转等操作，其动作顺序与机床、物流传送设备能够实现联动控制。

3.本发明提供的磨削系统，磨盘机械手有往复次数的计数功能，由控制系统设置计数值，当自动磨削状态下，计数到达设定数值时发出更换磨盘报警提示功能，其可以掌控磨盘磨削次数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的磨削系统的主视图；

图2为本发明提供的磨削系统的剖视图；

图3为本发明提供的磨削系统的俯视图；

附图标记说明：

1-机架；2-工作台；3-磨盘机械手组件；4-磨盘；5-夹具；6-待磨削对象；7-胀紧套；8-旋转主轴；9-拉杆；11-导轨；31-支架；32-气缸；33-横向导轨；34-磨盘机械手。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供一种磨削系统，适于磨削待磨削对象的内腔壁，包括：机架1；

至少一个工作台2，其上设置有夹具5，所述夹具5用于待磨削对象6的安装定位，所述工作台2上设有过孔；

磨盘4，适于输送至待磨削对象6的内腔内；

旋转主轴8，可升降地设置在机架1上，所述旋转主轴8具有第一工作位置和待机位置，其中待机位置为所述旋转主轴8处于所述工作台2之下的位置，第一工作位置为所述旋转主轴8向上穿过所述过孔伸入内腔内安装或拆卸所述磨盘4的位置；

磨盘自动安装机构，设置在所述旋转主轴8的上端，用于在所述旋转主轴8处于第一工作位置时，安装或拆卸所述磨盘4；

旋转驱动机构，用于驱动所述旋转主轴8旋转磨削；

升降驱动机构，用于驱动所述旋转主轴8按预设轨迹移动，所述预设轨迹为：所述旋转主轴8从所述待机位置上升至所述第一工作位置，待所述磨盘4安装后移动至待磨削区域进行磨削；

待磨削区域磨削完毕后，返回至第一工作位置拆卸所述磨盘4，回到待机位置；

控制系统，用于与所述旋转驱动机构、升降驱动机构以及磨盘自动安装机构通讯连接。

本实施例提供的磨削系统，特别适用于阀体密封面的磨削，进一步地，其可适用于楔式闸阀阀体密封面的磨削。其旋转主轴的待机位置处于工作台之下，工作时，自下而上穿过工作台至第一位置进行磨盘的安装，并且向下运动对待磨削对象6磨削加工。该旋转主轴在工作台下的设置方式，一方面，缩短了旋转主轴的行程，并且不占据工作台上部空间，从而利于工件的上下料，避免了驱动部件位于工作台面上方对工件上下料机械手在工作台上的布局造成的影响；另一方面，其旋转主轴自上而下拉动进行磨削，其对研磨头具有向下的拉力，降低了研磨轴受力较大产生弯曲的风险，并简化驱动端的结构。

上述磨削系统中，机架1上设有导轨11；所述工作台2底部与所述导轨11滑动连接，以实现所述工作台2沿所述导轨11移动至所述旋转主轴与所述过孔对准。作为优选，所述工作台可在水平面进行角度调节，其可微调斜度角±1°；其还可以包括调整角度检测功能、锁紧等功能。

所述工作台2设有两个，两个所述工作台2沿导轨11并列设置，所述旋转主轴所在的位置的两侧形成两个上下料位置，其中一个所工作台2处于其对应的上下料位置时，另一个工作台2移动至所述旋转主轴与所述过孔对准的位置。双工位的设置能够实现自动交换控制，由气缸作为动力，使工作台沿线性导轨滑动，实现一个工位磨削加工，另一个工位上下料和工件翻转；并且工件装卸采用机械手进行装卸工件、工件翻转等操作，其动作顺序与机床、物流传送设备能够实现联动控制。

上述磨削系统中，磨盘自动安装机构包括设置在所述旋转主轴8的上端的胀紧套7；以及设置在所述旋转主轴8内可上下移动的拉杆9，通过所述拉杆拉动所述胀紧套7胀紧或松开所述磨盘4。

上述磨削系统中，还包括将磨盘4输送至所述内腔内或从所述内腔内取走所述磨盘4的磨盘机械手组件3。

所述磨盘机械手组件3包括，支架31，其设置于所述机架1的一侧；气缸32和横向导轨33，其设置于所述支架31上；磨盘机械手34，由所述气缸32驱动，沿所述横向导轨33往复移动，用于为所述旋转主轴8提供磨盘4或从所述旋转主轴8取走磨盘4。磨盘自动安装机构配合磨盘机械手组件3进行动作，提高磨盘安装精确度以及安装效率。

上述磨削系统中，还可以进行砂轮磨损补偿，其由人工预设的每件工件砂轮磨损量与修磨砂轮最大加工数量经系统自动计算后进行补偿调整旋转主轴的驱动轴位置。还包括用于统计磨盘机械手往复次数的计数器，所述计数器与所述控制系统连接，若所述计数器统计的次数达到所述控制系统的预设值时，所述控制系统控制报警装置发出报警提示信号。其可以掌控磨盘的磨削次数，并在达到设置的磨损数值时，可以发出提示更换磨盘的报警信号。

实施例2

本实施例提供了一种磨削方法，采用实施例1中的磨削系统，包括如下步骤：

装夹待磨削对象6；

向待磨削对象6的内腔内输送磨盘4，并驱动旋转主轴8由待机位置向上穿过工作台2进入待磨削对象6的内腔的第一工作位置，将磨盘4安装在旋转主轴8的上端；

移动至待磨削区域进行磨削；

磨削完毕后回到至第一工作位置进行拆卸，旋转主轴8下降至待机位置。

上述磨削方法中，所述待磨削对象6由夹具5进行定位安装，所述安装方式优选为气动夹紧；然后工作台2移动至加工位置，同时磨盘安装在磨盘机械手上，所述磨盘安装方式为人工或自动；然后按启动按钮，装卸磨盘机械手送磨盘到位，驱动轴快速升起旋转主轴，此时旋转主轴的胀紧套处于松开状态；旋转主轴升到位后拉杆拉下胀紧磨盘内孔，磨盘机械手快速退出至初始位置，随后主轴冷却系统开启冷却泵，主轴低速旋转并下移，其转速、速度与位移量均由工作程序设定，确保磨盘接触工件待磨面后有一定的弹簧预压力，然后主轴高速旋转开始磨削。磨削时间到后，主轴停止，冷却液关闭，同时主轴升至装卸磨盘点位置，完全停止后，磨盘机械手快速进入抓住磨盘，拉杆顶出，快速下降，脱离磨盘回至初始位置。磨盘机械手将磨盘快速取出至初始位置，工作台交换工位。

本实施例提供的磨削方法，旋转主轴的待机位置处于工作台之下，工作时，自下而上穿过工作台至第一位置进行磨盘的安装，并且向下运动对待磨削对象6磨削加工。一方面，缩短了旋转主轴的行程，并且不占据工作台上部空间，从而利于工件的上下料，避免了驱动部件位于工作台面上方对工件上下料机械手在工作台上的布局造成的影响；另一方面，其旋转主轴自上而下拉动进行磨削，其对研磨头具有向下的拉力，降低了研磨轴受力较大产生弯曲的风险，并简化驱动端的结构。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种磨削系统，适于磨削待磨削对象的内腔壁，其特征在于，包括：

机架(1)；

至少一个工作台(2)，其上设置有夹具(5)，所述夹具(5)用于待磨削对象的安装定位，所述工作台(2)上设有过孔；

磨盘(4)，适于输送至待磨削对象的内腔内；

旋转主轴(8)，可升降地设置在机架(1)上，所述旋转主轴(8)具有第一工作位置和待机位置，其中待机位置为所述旋转主轴(8)处于所述工作台(2)之下的位置，第一工作位置为所述旋转主轴(8)向上穿过所述过孔伸入内腔内安装或拆卸所述磨盘(4)的位置；

磨盘自动安装机构，设置在所述旋转主轴(8)的上端，用于在所述旋转主轴(8)处于第一工作位置时，安装或拆卸所述磨盘(4)；

旋转驱动机构，用于驱动所述旋转主轴(8)旋转磨削；

升降驱动机构，用于驱动所述旋转主轴(8)按预设轨迹移动，所述预设轨迹为：所述旋转主轴(8)从所述待机位置上升至所述第一工作位置，待所述磨盘(4)安装后移动至待磨削区域进行磨削；待磨削区域磨削完毕后，返回至第一工作位置拆卸所述磨盘(4)，回到待机位置；

控制系统，用于与所述旋转驱动机构、升降驱动机构以及磨盘自动安装机构通讯连接。

2.根据权利要求1所述的磨削系统，其特征在于，

所述机架(1)上设有导轨(11)；

所述工作台(2)底部与所述导轨(11)滑动连接，以实现所述工作台(2)沿所述导轨(11)移动至所述旋转主轴与所述过孔对准。

3.根据权利要求2所述的磨削系统，其特征在于，

所述工作台(2)设有两个，两个所述工作台(2)沿导轨(11)并列设置，所述旋转主轴所在的位置的两侧形成两个上下料位置，其中一个所工作台(2)处于其对应的上下料位置时，另一个工作台(2)移动至所述旋转主轴与所述过孔对准的位置。

4.根据权利要求1所述的磨削系统，其特征在于，

所述磨盘自动安装机构包括设置在所述旋转主轴(8)的上端的胀紧套(7)；以及设置在所述旋转主轴(8)内可上下移动的拉杆(9)，通过所述拉杆拉动所述胀紧套(7)胀紧或松开所述磨盘(4)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的磨削系统，其特征在于，还包括将磨盘(4)输送至所述内腔内或从所述内腔内取走所述磨盘(4)的磨盘机械手组件(3)。

6.根据权利要求1-4任一项所述的磨削系统，其特征在于，

所述磨盘机械手组件(3)，其包括：

支架(31)，其设置于所述机架(1)的一侧；

气缸(32)和横向导轨(33)，其设置于所述支架(31)上；

磨盘机械手(34)，由所述气缸(32)驱动，沿所述横向导轨(33)往复移动，用于为所述旋转主轴(8)提供磨盘(4)或从所述旋转主轴(8)取走磨盘(4)。

7.根据权利要求6所述的磨削系统，其特征在于，

还包括用于统计磨盘机械手往复次数的计数器，所述计数器与所述控制系统连接，若所述计数器统计的次数达到所述控制系统的预设值时，所述控制系统控制报警装置发出报警提示信号。

8.一种磨削方法，其特征在于,包括如下步骤：

装夹待磨削对象；

向待磨削对象的内腔内输送磨盘，并驱动旋转主轴由待机位置向上穿过工作台进入待磨削对象的内腔的第一工作位置，将磨盘安装在旋转主轴的上端；

移动至待磨削区域进行磨削；

磨削完毕后回到至第一工作位置进行拆卸，旋转主轴下降至待机位置。