CN109759944B - 一种铸件智能打磨机床 - Google Patents

Abstract

一种铸件智能打磨机床，第一线性模组沿X轴方向设置在底座上，立柱设置在上述第一线性模组的滑台上，第二线性模组沿Y轴方向设置在上述立柱上，工件自转装置设置在上述第二线性模组的滑台上，工件交换装置设置在上述底座上，第三线性模组沿Z轴方向设置在上述底座上，打磨主轴设置在旋转摆头上，旋转摆头设置在上述第三线性模组的滑台上。本发明与现有技术相比具有防尘和排屑效果好等优点。

Description

一种铸件智能打磨机床

技术领域

本发明涉及铸件清理、精整设备，尤其涉及一种铸件打磨机床。

背景技术

铸件的清理和精整是制造业中重要的加工环节，目前的铸件清理方式主要是靠人工砂轮打磨或常规打磨机床，人工打磨，首先无法完全保证铸件产品的一致性，同时，人工成本不断提高；其次，生产效率已无法满足工业4.0时代的生产需要，人工打磨的效率无法达到固定标准值，因生产效率低下所造成的亏损以及生产过程中的大量固体废弃物和空气污染无法达到环保标准已成为铸造企业们越来越头疼的问题。常规的三轴或四轴打磨机床只能实现铸件的规则部位的加工，而对于制造行业中应用较多而且技术含量较高的例如刹车支架、轮毂等具有不规则部位的铸件或回转体铸件来说，常规的打磨机床依然需要多次换刀、调试、待机等环节，所以，常规的打磨机床仍然无法满足众多铸件的整体化打磨，造成生产效率十分低下，同时无法达到环保需求。

公开号为107838806A公开了铸件打磨机床，虽然可以满足众多铸件的整体化打磨，但它们的布局形式是：立柱沿Z轴运动，刀具设置于立柱上，刀具沿Y轴运动，工件自转装置和交换装置沿X轴运动，这种布局形式的打磨区域过于密集，不利于调试、排屑、顶部吸尘等；而且整机内防水平方向较多，防尘和排屑效果不明显；此外，整机安装和吊运时给安装人员带来很大的不便；现有技术的机床在加工过程中，工件一般采用顶尖方式夹紧，顶尖夹紧的方式指适用于异形零件的夹紧，无法适用于盘类零件的夹紧；而现有的工件自转装置需要通过外部紧固件实现托盘的固定，紧固效果差并且不易操作和安装；此外，现有的打磨机床电主轴一般安装在旋转摆头上，例如公开号为106965064A公开的铸件打磨设备，其旋转摆头由于受管线的限制，摆头角度在0-90°，影响打磨范围。

发明内容

本发明的目的是提出一种铸件智能打磨机床，以解决上述布局紧密，防尘和排屑效果差，夹紧不灵活等技术问题。

本发明提出了一种铸件智能打磨机床，包括：

底座；

第一线性模组，该第一线性模组沿X轴方向设置在底座上；

立柱，该立柱设置在上述第一线性模组的滑台上；

第二线性模组，该第二线性模组沿Y轴方向设置在上述立柱上；

工件自转装置，该工件自转装置设置在上述第二线性模组的滑台上；

夹紧装置，夹紧装置用以执行对于工件自转装置上工件的夹紧；

工件交换装置，该工件交换装置设置在上述底座上；

第三线性模组，该第三线性模组沿Z轴方向设置在上述底座上；

打磨主轴，该打磨主轴设置在旋转摆头上，旋转摆头设置在上述第三线性模组的滑台上。

作为本发明的工件自转装置的一个优选方案，它包括拉紧机构、中空转台以及油压旋转接头，其中拉紧机构包括托盘、缸体、活塞、楔块、夹块、压盖、导向柱以及压紧套，所述托盘的下部设缸体，所述缸体与托盘之间设驱动连接件；所述缸体内部型腔中通过螺栓连接压盖，压盖的型腔中设活塞，所述压盖的上部通过螺栓连接同轴的导向柱，导向柱的内部型腔中设楔块，该楔块通过螺钉与上述活塞相接，所述导向柱的外侧壁上设若干与其内部型腔相通并且均布的条形孔，孔内设条形夹块，所述夹块的内侧壁设与楔块的楔面相接触的楔形面，所述夹块的外侧壁仍设楔形面；所述夹块外设复位弹簧；所述托盘朝向活塞中心位置设圆形空腔，该空腔的内圆周壁位置通过螺栓连接环形的压紧套，上述导向柱伸入压紧套内，压紧套的内侧壁设与上述夹块的外侧面对应的楔形面；上述拉紧机构的缸体安装在中空转台的旋转平台上，所述中空转台设置在转台支架上，转台支架设置在第二线性模组的滑台上；所述油压旋转接头的定子部通过连接件与转台支架相连，油压旋转接头的转子部伸入至所述旋转平台的中心孔中并与上述缸体底部相接，所述活塞上下运动的气或油通过油压旋转接头进入缸体实现。

进一步的，所述夹紧装置为卡盘，该卡盘通过螺栓固定在托盘上，卡盘工作的气或油通过油压旋转接头进入缸体实现。

作为本发明的工件自转装置的另一个优选方案，其包括电机、减速器、转接盘以及连接盘，电机的输出端与减速器的输入端相连，减速器的输出端与转接盘相连，减速器的外侧设连接盘，连接盘安装在自转支架上，自转支架安装在第二线性模组的滑台上。

进一步的，所述夹紧装置设置在自转装置的上方，夹紧装置包括夹紧气缸，连接件以及顶尖，其中朝下设置的夹紧气缸设置在夹紧支架上，夹紧支架设置在第二线性模组的滑台上，夹紧气缸的驱动端通过连接件与朝下的顶尖相接。

作为本发明的工件交换装置的一个优选方案，它包括支架、电机、减速器、支撑套、旋转套以及交换臂，所述电机的输出端与减速器的输入端相接，减速器的外侧连接支撑套，该支撑套安装在支架上，以实现减速器的支撑，所述减速器的输出端连接旋转套，该旋转套与所述支撑套之间设铜套，铜套的上端设置压套，压套通过螺栓与所述支撑套相接，上述旋转套上设置交换臂，交换臂上并且靠近两端位置分别设用以放置托盘的开口。

作为本发明的旋转摆头的一个优选方案，它包括中空转台、主轴安装座以及护线套，所述中空转台的旋转平台的一端设主轴安装座，打磨主轴设置在主轴安装座上，所述旋转平台中心孔两端分别安装护线套，打磨主轴的电缆以及冷却管线穿过主轴安装座上的通孔并且由旋转平台的中心孔内伸出；所述旋转平台安装在摆头支架上，摆头支架安装在第三线性模组的滑台上。

进一步的，所述打磨主轴为自动换刀电主轴，其一侧设与其对应的刀库。

进一步的，所述打磨主轴为双输出电主轴。

本发明能够实现例如离合器压盘、刹车支架、涡轮壳、轮毂等不规则零件及回转体零件的打磨，以数控系统智能控制，实现自动化打磨，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、将Z向线性模组侧立放置，则X向线性模组的则防护罩可采用斜面形式，Y向线性模组的防护罩可采用垂直形式，Z向滑台防护罩可采用侧挂形式，整机防护无水平结构，则空出中间打磨区域，更利于调试，排屑以及顶部吸尘，保证防尘及排屑效果，结构更紧凑的同时便于可以整机吊运，节省安装人员。

2、夹紧及自转方式更加灵活，可实现异形零件和回转类零件打磨的切换，应用更加广泛。

3、可根据实际情况选择不同的打磨主轴，使打磨更加灵活。

4、摆动气缸有效解决电主轴的管线限制问题，使电主轴的摆动不受管线的限制，可实现360°范围内的转动，电主轴的摆动角度更大，打磨范围更广。

附图说明 图1为实施例1的主视示意图。

图2为实施例1的俯视示意图。

图3为实施例1的右视示意图。

图4为实施例1的工件交换装置结构示意图。

图5为实施例1的工件自转装置及夹紧装置结构示意图。

图6为实施例1的旋转摆头主视示意图。

图7为实施例1的旋转摆头俯视示意图。

图8为实施例1的护线套左视示意图。

图9为实施例2的的主视示意图。

图10为实施例2的拉紧机构示意图。

图11为实施例2中的导向柱俯视示意图。

图12为实施例2的托盘拉紧状态示意图。

图13为实施例3的打磨主轴示意图。

图14为实施例1的第一线性模组防护罩示意图。

图15为实施例1的吹气接头安装示意图。

具体实施方式

接下来就结合实施例和附图对本发明作详细说明

实施例1

一种铸件智能打磨机床，如图1、图2、图3以及图7所示，本机床具有底座1、第一线性模组7、立柱2、第二线性模组14、工件自转装置4、夹紧装置6、工件交换装置5、第三线性模组12以及打磨主轴9，所述第一线性模组7沿X轴方向设置在底座1上，所述第一线性模组的一端区域为打磨位置，另一端区域为交换位置；所述立柱2设置在上述第一线性模组的滑台上，所述第二线性模组14沿Y轴方向设置在上述立柱上，所述工件自转装置4及夹紧装置6设置在上述第二线性模组的滑台上，所述工件交换装置5设置在上述底座上，工件交换装置靠近上述交换位置，所述第三线性模组12沿Z轴方向设置在上述底座上，所述第三线性模组的一端靠近上述打磨位置，所述打磨主轴9为自动换刀电主轴，其上安装自动换刀刀柄904，所述打磨主轴设置在旋转摆头3上，旋转摆头设置在摆头支架303上，摆头支架设置在上述第三线性模组12的滑台上，所述第三线性模组的上部设盘式刀库8，所述打磨主轴上设激光检测装置11；所述底座内设排屑机13，排屑机的出屑端设置在底座的一侧，所述底座上端靠近打磨位置设排屑口1301；所述第一线性模组、第二线性模组以及第三线性模组上均设防护罩，如图14和图15所示，其中第一线性模组7的顶部拉罩斜向设置，所述防护罩与其对应线性模组的滑台形成的空间内分别连通一根吹气接头15（如图14所示）。

本实施例中的所述的工件交换装置，如图1、图2以及图4所示，包括支架、电机、减速器、支撑套、旋转套以及交换臂，所述电机501的输出端与减速器502的输入端相接，减速器的外侧连接支撑套503，该支撑套安装在支架504上，以实现减速器的支撑，所述减速器的输出端连接旋转套505，该旋转套与所述支撑套之间设铜套506，铜套的上端设置压套507，压套通过螺栓与所述支撑套相接，上述旋转套上设置交换臂508，交换臂上并且靠近两端位置分别设U形开口509。工作时，托盘能够安装在交换臂的U形开口上，电机驱动旋转套并带动交换臂实现180°回转，从而实现托盘的交换，交换臂靠近外侧的托盘位置为上下料位置。

本实施例中所述的工件自转装置及夹紧装置，如图1、图2和图5所示，本装置包括工件自转装置4和夹紧装置6，其中工件自转装置4可采用公开号为CN204603788U公开的智能打磨切割系统中的工件旋转轴，即包括电机、减速器、转接盘以及连接盘，电机401的输出端与减速器402的输入端相连，减速器的输出端与转接盘403相连，减速器的外侧设连接盘404，连接盘安装在自转支架405上，自转支架安装在第二线性模组14的滑台上，所述转接盘与托盘16相接，转接盘的上端设驱动销406，托盘的下端槽孔内设与驱动销对应的销套，以实现转接盘对托盘的驱动。所述夹紧装置6设置在工件自转装置的上方，夹紧装置包括夹紧气缸601，连接件602以及顶尖603，其中朝下设置的夹紧气缸601设置在夹紧支架604上，夹紧支架设置在第二线性模组14的滑台上，夹紧气缸的驱动端通过连接件602与朝下的顶尖603相接。工作时，转接盘与托盘相接，夹紧装置的气缸带动顶尖向下运动并将托盘上的工件压紧，电机能够驱动转接盘实现360°旋转，从而实现工件在加工过程中的自转。

本实施例中所述的旋转摆头，如图1、图6、图7以及图8所示，包括中空转台、主轴安装座以及护线套，所述中空转台304的旋转平台302的一端设主轴安装座301，打磨主轴9设置在主轴安装座上，所述旋转平台中心孔3021两端分别安装护线套305、306，打磨主轴的电缆以及冷却管线307穿过主轴安装座上的通孔并且由旋转平台的中心孔内伸出；所述旋转平台安装在摆头支架303上，摆头支架安装在第三线性模组12的滑台上。工作时，中空转台能够驱动主轴安装座360°旋转，从而实现打磨主轴对工件的加工。

本实施例的打磨工作过程大致如下：

工件交换装置的交换臂两端开口各放置一个托盘，托盘上分别放置工件A和工件B，首先，工件自转装置沿Y轴向上移与工件A的托盘相接，夹紧装置的顶尖下降将工件A压紧，然后立柱携带工件A沿X移动至加工位置，打磨刀具沿Z轴移动至加工位置实现加工，工件A加工完成后，立柱携带工件自转装置及夹紧装置、工件A由加工位置移动至交换位置，到达交换位置后，夹紧装置的顶尖抬起松开工件，自转装置沿Y轴方向下移，使托盘与工件自转装置脱开，工件交换装置的交换臂旋转180°，将工件B旋转至自转装置的上部，同时将已加工好的工件A旋转至机床外部，工件交换完成，工件自转及夹紧装置的自转装置沿Y轴向上移与工件B的托盘相接，夹紧装置的顶尖下降将工件B压紧，然后立柱携带工件B沿X移动至加工位置，打磨刀具沿Z轴移动至加工位置实现加工，工件B加工完成，重复上述动作，实现循环加工。本机床可实现按数控程序刀刀库进行换刀，以保证不同位置的打磨；本机床的激光检测装置对待加工工件进行光学检测，检测结束后进行计算，并将计算结果发送主控系统，由数控系统进行工件位置、尺寸偏差的补偿调整；本机床的吹气接头可连接风机，风机提供带有压力的风，由吹气接头吹入由防护拉罩和滑台构成的空间内，并形成正压气体，然后空间的间隙向外漏气扩散，可以有效的防止机床内的打磨粉尘弥散进机床防护罩，更好的保护线性模组的导轨和滑台。

实施例2

一种铸件智能打磨机床，本实施例与上述实施例1基本相同，不同之处在于工件自转装置及夹紧装置，本实施例的工件自转装置及夹紧装置如图9、图10、图11图12所示，包括拉紧机构、中空转台、油压旋转接头以及卡盘，其中拉紧机构包括托盘、缸体、活塞、楔块、夹块、压盖、导向柱以及压紧套，所述托盘1601的下部设缸体1602，所述缸体的上端面设驱动销1603，托盘下端面设槽孔，槽孔内设与驱动销对应的销套1604；所述缸体内部型腔中通过螺栓连接压盖1605，压盖的型腔中设活塞1606，所述压盖的上部通过螺栓连接同轴的导向柱1607，导向柱的内部型腔中设楔块1608，该楔块通过螺钉与上述活塞相接，所述导向柱的外侧壁上设若干与其内部型腔相通并且均布的条形孔，孔内设条形夹块1609，所述夹块的内侧壁设与楔块的楔面相接触的楔形面，所述夹块的外侧壁仍设楔形面；所述夹块上分别设同高度的弧形开口，导向柱上设安装在这些弧形开口中的弹簧1610，用以夹块的复位；所述托盘朝向活塞中心位置设圆形空腔，该空腔的内圆周壁位置通过螺栓连接环形的压紧套1611，上述导向柱伸入压紧套内，压紧套的内侧壁设与上述夹块的外侧面对应的楔形面；所述缸体上设第一进气通道1612，该第一进气通道的进气端设置在缸体的外壁位置，出气端与压盖的型腔连通，并且设置在活塞上部型腔位置；所述缸体上设第二进气通道1613，该第二进气通道的进气端设置在缸体的外壁位置，出气端与压盖的型腔连通，并且设置在活塞下部型腔位置；所述缸体上设第三进气通道1614，该第三进气通道的进气端设置在缸体的外壁位置，出气端设置在托盘的外壁位置，托盘与缸体之间的第三通道由快插接头1615相接；所述托盘上通过螺栓连接卡盘17，卡盘的进气端与上述第三进气通道的出气端通过接头相接；上述拉紧机构的缸体安装在中空转台18的旋转平台1801上，所述中空转台的平台支架设置在转台支架19上，转台支架设置在第二线性模组14的滑台上；所述油压旋转接头20的定子部2001通过连接件与转台支架相连，油压旋转接头的转子部2002伸入至所述旋转平台的中心孔中并与上述缸体底部相接，上述第一进气通道、第二进气通道以及第三进气通道的进气端分别与油压旋转接头的转子部的其中3个出气孔连通。

使用本实施例时，工件交换装置的U形开口安装托盘和卡盘，工件安装在卡盘上，工件交换装置将托盘转动至缸体上部，第二线性模组带动转台支架向上移动，托盘的销套和缸体的销套相接，第三进气通道上的快插接头相接；压缩空气通过油压旋转接头进入缸体底部，并经由第一进气通道进入活塞的上腔，推动活塞下移，活塞带动楔块下移，楔块的斜面推动夹块向外移动压在压紧套的斜面上，进而拉紧托盘（如图12所示）；托盘拉紧后，另一路压缩空气通过油压旋转接头进入缸体底部，并经由第三进气通道进入气动卡盘，夹紧工件；工件夹紧后进入加工位置加工，加工完成后回到交换位置，压缩空气通过油压旋转接头进入缸体底部，并经由第二进气通道进入活塞的下腔，推动活塞上移，活塞带动楔块上移复位，夹块由于弹簧的作用复位，松开压紧套，进而托盘松开，第二线性模组带动转台支架向下移动，托盘的销套和缸体的销套分离，第三进气通道上的快插接头分离，工件交换装置工作，下一组托盘、卡盘及其上的工件进入缸体底部，重复上述动作，实现循环加工。

实施例3

一种铸件智能打磨机床，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于打磨主轴，如图13所示，本实施例的打磨主轴901为双输出电主轴，其上分别安装大直径磨轮刀柄902和小直径棒刀刀柄903，并将刀库移除，打磨主轴仍设置在旋转摆头上，旋转摆头设置在摆头支架上，摆头支架设置在上述第三线性模组的滑台上。

Claims (7)

1.一种铸件智能打磨机床，其特征是：包括：

底座；

第一线性模组，该第一线性模组沿X轴方向设置在底座上；

立柱，该立柱设置在上述第一线性模组的滑台上；

第二线性模组，该第二线性模组沿Y轴方向设置在上述立柱上；

工件自转装置，该工件自转装置设置在上述第二线性模组的滑台上；

夹紧装置，该夹紧装置用以执行对于工件自转装置上工件的夹紧；

工件交换装置，该工件交换装置设置在上述底座上；

第三线性模组，该第三线性模组沿Z轴方向设置在上述底座上；

打磨主轴，该打磨主轴设置在旋转摆头上，旋转摆头设置在上述第三线性模组的滑台上;

所述自转装置包括拉紧机构、中空转台以及油压旋转接头，其中拉紧机构包括托盘、缸体、活塞、楔块、夹块、压盖、导向柱以及压紧套，所述托盘的下部设缸体，所述缸体与托盘之间设驱动连接件；所述缸体内部型腔中通过螺栓连接压盖，压盖的型腔中设活塞，所述压盖的上部通过螺栓连接同轴的导向柱，导向柱的内部型腔中设楔块，该楔块通过螺钉与上述活塞相接，所述导向柱的外侧壁上设若干与其内部型腔相通并且均布的条形孔，孔内设条形夹块，所述夹块的内侧壁设与楔块的楔面相接触的楔形面，所述夹块的外侧壁仍设楔形面；所述夹块外设复位弹簧；所述托盘朝向活塞中心位置设圆形空腔，该空腔的内圆周壁位置通过螺栓连接环形的压紧套，上述导向柱伸入压紧套内，压紧套的内侧壁设与上述夹块的外侧面对应的楔形面；上述拉紧机构的缸体安装在中空转台的旋转平台上，所述中空转台设置在转台支架上，转台支架设置在第二线性模组的滑台上；所述油压旋转接头的定子部通过连接件与转台支架相连，油压旋转接头的转子部伸入至所述旋转平台的中心孔中并与上述缸体底部相接，所述活塞上下运动的气或油通过油压旋转接头进入缸体实现;

所述工件自转装置包括电机、减速器、转接盘以及连接盘，电机的输出端与减速器的输入端相连，减速器的输出端与转接盘相连，减速器的外侧设连接盘，连接盘安装在自转支架上，自转支架安装在第二线性模组的滑台上;

所述第一线性模组、第二线性模组以及第三线性模组上均设防护罩，其中第一线性模组的顶部拉罩斜向设置。

2.根据权利要求1所述的铸件智能打磨机床，其特征是：所述夹紧装置设置在工件自转装置的上方，夹紧装置包括夹紧气缸，连接件以及顶尖，其中朝下设置的夹紧气缸设置在夹紧支架上，夹紧支架设置在第二线性模组的滑台上，夹紧气缸的驱动端通过连接件与朝下的顶尖相接。

3.根据权利要求1所述的铸件智能打磨机床，其特征是：所述夹紧装置为卡盘，该卡盘通过螺栓固定在托盘上，卡盘工作的气或油通过油压旋转接头进入缸体实现。

4.根据权利要求1或2或3所述的铸件智能打磨机床，其特征是：所述工件交换装置的包括支架、电机、减速器、支撑套、旋转套以及交换臂，所述电机的输出端与减速器的输入端相接，减速器的外侧连接支撑套，该支撑套安装在支架上，以实现减速器的支撑，所述减速器的输出端连接旋转套，该旋转套与所述支撑套之间设铜套，铜套的上端设置压套，压套通过螺栓与所述支撑套相接，上述旋转套上设置交换臂，交换臂上并且靠近两端位置分别设用以放置托盘的开口。

5.根据权利要求1或2或3所述的铸件智能打磨机床，其特征是：所述旋转摆头包括中空转台、主轴安装座以及护线套，所述中空转台的旋转平台的一端设主轴安装座，打磨主轴设置在主轴安装座上，所述旋转平台中心孔两端分别安装护线套，打磨主轴的电缆以及冷却管线穿过主轴安装座上的通孔并且由旋转平台的中心孔内伸出；所述旋转平台安装在摆头支架上，摆头支架安装在第三线性模组的滑台上。

6.根据权利要求1所述的铸件智能打磨机床，其特征是：所述打磨主轴为自动换刀电主轴，其一侧设与其对应的刀库。

7.根据权利要求1所述的铸件智能打磨机床，其特征是：所述防护罩与其对应线性模组的滑台形成的空间内分别连通一根吹气接头。