CN109848861A - 五轴开砂机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五轴开砂机，包括机架，机架内分成前箱体、后上箱体和后下箱体，前箱体内设X轴驱动、Y轴驱动、Z轴驱动、旋转驱动和摆转驱动，前箱体上部两侧设X轴撑板，X轴撑板上设X轴驱动，X轴驱动包括由X轴伺服电机带动的X轴滑块，X轴滑块连接Y轴驱动壳体，Y轴驱动壳体上设Y轴滑块，Y轴滑块连接Z轴驱动壳体，Z轴驱动壳体上通过固定板设砂管、第一水管和第二水管，摆转驱动包括通过摆转伺服电机带动的摆转轴，摆转轴通过螺钉连接摆转台，旋转驱动包括旋转伺服电机和旋转箱壳，旋转箱壳内设可旋转的液压缸，液压缸上端连接夹具。本发明的五轴开砂机能够方便对轮毂进行抛光，自动化程度高，安全可靠。

Description

五轴开砂机

技术领域

本发明涉及汽车轮毂抛光技术领域，尤其是涉及一种五轴开砂机。

背景技术

目前对于汽车轮毂的抛光加工，多数生产厂家仍然采用人工抛光打磨的方式，操作时工作人员手持砂皮打磨或手持抛光打磨机进行抛光打磨，在打磨抛光过程中易产生大量粉尘，粉尘对人体健康造成影响，并且遇到明火容易产生爆炸，这种人工抛光打磨的方式危险系数比较高，费时费力，工作效率低，对工作环境造成极大污染，对工作人员的身体健康也带来了极大的威胁，当前也有一些厂家使用汽车轮毂加工的专用设备，但其自动化水平较低，急需改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种五轴开砂机，能够方便对轮毂进行抛光，自动化程度高，安全可靠。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：五轴开砂机，包括机架，所述机架内分成前箱体、后上箱体和后下箱体，所述前箱体内设有X轴驱动、Y轴驱动、Z轴驱动、旋转驱动和摆转驱动，前箱体上部两侧设有X轴撑板，所述X轴撑板上设有X轴驱动，所述X轴驱动包括X轴伺服电机和由X轴伺服电机带动的X轴滑块，所述X轴滑块连接Y轴驱动壳体，所述Y轴驱动壳体上设有Y轴滑块，所述Y轴滑块连接Z轴驱动壳体，所述Z轴驱动壳体上通过固定板设有砂管、第一水管和第二水管，所述摆转驱动包括摆转伺服电机和通过摆转伺服电机带动的摆转轴，所述摆转轴通过螺钉连接摆转台的摆转接板，所述旋转驱动包括旋转伺服电机和位于摆转台上的旋转箱壳，所述旋转箱壳内设有可由旋转伺服电机带动旋转的液压缸，所述液压缸上端连接可对轮毂进行夹紧放松的夹具。

所述X轴伺服电机的输出端连接X轴减速箱，所述X轴减速箱的输出端通过连接轴带动两侧的X轴导轨内的皮带，所述皮带上连接位于X轴导轨外的X轴滑块。

所述前箱体下部一侧设有摆转撑板，所述摆转伺服电机输出端设有摆转减速箱，所述摆转减速箱的输出端设有蜗轮箱，所述旋转伺服电机输出端设有旋转减速箱，所述旋转减速箱的输出端穿过蜗轮箱，所述蜗轮箱固定在摆转撑板上。

所述夹具包括罩壳，所述罩壳上端设有向内延伸的凸缘，所述凸缘上固定有防尘盖，所述罩壳内设有滑动配合的第一滑块和第二滑块，所述第一滑块的中心设有供液压缸的推杆伸入的中心孔，所述第二滑块的数量为三个，第二滑块部分伸出罩壳的侧壁，第二滑块的外端部固定连接夹杆，所述夹杆的前端部设有可滑动调节的夹头。

所述第一滑块的外缘周向设有三个内斜槽和外斜槽，所述内斜槽和外斜槽连通且均为倾斜设置，内斜槽的宽度大于外斜槽的宽度，所述第二滑块的内端部设有相连的外滑头和内滑道，所述外滑头伸入内斜槽中且两者的贴合面为相适配的斜平面，所述内滑道贴合外斜槽设置。

所述旋转减速箱的输出端设有第一转轴，所述第一转轴穿过蜗轮箱和摆转轴的中心，第一转轴通过联轴器连接第二转轴，所述第二转轴伸入旋转箱壳内，第二转轴前端连接第一伞齿轮，所述第一伞齿轮啮合第二伞齿轮，所述第二伞齿轮的下方通过螺钉连接有套筒，所述套筒通过螺钉连接液压缸，套筒下方通过螺钉固定压板，所述压板下方通过螺钉固定端盖，所述摆转台上表面通过螺钉固定有底板，所述底板下方通过螺钉固定下盖体，所述下盖体和端盖之间设有第二轴承。

所述液压缸上部设有堵头，所述堵头上部设有与液压缸的上端部固定连接的封盖，所述封盖上固定连接夹具，所述液压缸和旋转箱壳之间设有第一轴承，所述第一轴承的上端面抵接有锁紧螺母，所述堵头和液压缸之间设有第一密封圈。

本发明的有益效果是：采用CNC数控系统进行控制，能实现轮毂的高精度抛光，自动化程度高，减轻了人工劳动强度，使用安全可靠。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的立体图(去掉外壳后)；

图3为本发明的X轴驱动、Y轴驱动和Z轴驱动配合的第一视角的立体图；

图4为本发明的X轴驱动、Y轴驱动和Z轴驱动配合的第二视角的立体图；

图5为本发明的X轴驱动、Y轴驱动和Z轴驱动配合的第三视角的立体图；

图6为本发明的旋转驱动和摆转驱动的立体图；

图7为本发明的旋转驱动和摆转驱动的剖视图；

图8为图7中A处的放大图；

图9为图7中B处的放大图

图10为本发明的夹具的局部爆炸图；

图11为本发明的第一滑块的立体图；

图12为本发明的第二滑块的立体图。

图中：机架1、前箱体11、后上箱体12、后下箱体13、X轴撑板14、摆转撑板15、砂泵16、水箱17、液压站18、回流箱19、X轴伺服电机2、X轴减速箱21、X轴导轨22、连接轴23、X轴滑块24、Y轴驱动壳体3、Y轴连接板31、Y轴坦克链32、Y轴滑块33、Z轴驱动壳体4、Z轴连接板41、Z轴坦克链座42、Z轴坦克链43、固定板44、砂管45、第一水管46、第二水管47、摆转伺服电机5、摆转减速箱51、摆转蜗轮52、摆转轴53、蜗轮箱54、摆转台55、摆转接板56、旋转伺服电机6、旋转减速箱61、第一转轴62、联轴器63、第二转轴64、第一伞齿轮65、第二伞齿轮66、套筒67、压板68、第二轴承69、端盖610、底板611、下盖体612、液压缸613、旋转箱壳614、第一轴承615、锁紧螺母616、堵头617、密封圈618、推杆619、封盖620、罩壳7、凸缘71、第一滑块72、防尘盖73、夹杆74、第二滑块75、夹头76、中心孔77、内斜槽78、外斜槽79、外滑头710、内滑道711、轮毂8。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1～图12所示，五轴开砂机，包括机架1，所述机架1内分成前箱体11、后上箱体12和后下箱体13，所述前箱体11内设有X轴驱动、Y轴驱动、Z轴驱动、旋转驱动和摆转驱动，X轴驱动、Y轴驱动和Z轴驱动位于旋转驱动和摆转驱动的上方，可以在三维空间内进行移动喷射水和砂对位于下方进行摆转和自转的轮毂进行抛光，水和砂喷刷过后落入下方的回流箱19，回流箱19位于前箱体11的底部，回流箱19内的水和砂分别被后下箱体13内的水泵和一个砂泵16吸收进入后下箱体13内的水箱17和砂箱，水箱17上方设有两个水泵(图中未画出)，一个连接第一水管46，另一个连接第二水管47，砂箱上方设有砂泵16，水和砂都可以循环利用，后下箱体13内还设有液压站18，液压站18上设有油压电机(图中未画出)，油压电机可为液压缸613供油使得液压缸613可以推出或回缩。前箱体11侧面设有观察窗，可以观察内部的工作状况，前箱体11顶端设有铁丝网，可以使得抛光过程产生的水汽逸出，后上箱体12内部设有电气控制柜(图中未画出)，后上箱体12两侧设有散热窗，后上箱体12后方设有柜门。

前箱体11上部两侧设有X轴撑板14，所述X轴撑板14上设有X轴驱动，所述X轴驱动包括X轴伺服电机2和由X轴伺服电机2带动的X轴滑块24，所述X轴伺服电机2的输出端连接X轴减速箱21，所述X轴减速箱21的输出端通过连接轴23带动两侧的X轴导轨22内的皮带，所述皮带上连接位于X轴导轨22外的X轴滑块24，所述X轴滑块24连接Y轴驱动壳体3，X轴驱动为市面上常见的同步带直线滑台模组，在此不做详细介绍。

所述Y轴驱动壳体3上设有Y轴滑块33，Y轴驱动和Z轴驱动均为市面上常见的单导轨直线滑台，Y轴驱动包括位于Y轴驱动壳体3内的Y轴伺服电机和Y轴伺服电机带动的丝杆，该丝杆上连接Y轴滑块33，Y轴驱动壳体3通过Y轴连接板31连接X轴滑块24，其中一侧的X轴撑板14上设有和Y轴驱动壳体3联动的Y轴坦克链32，Y轴坦克链32一端固定在X轴撑板14上，另一端固定在Y轴连接板31上。

所述Y轴滑块33连接Z轴驱动壳体4，Z轴驱动包括位于Z轴驱动壳体4内的Z轴伺服电机和Z轴伺服电机带动的丝杆，该丝杆上连接Z轴滑块(图中未画出)，所述Z轴驱动壳体4上通过固定板44设有砂管45、第一水管46和第二水管47，砂管45和第一水管46的下部连接成一体，即工作时喷出的是砂和水的混合液，待抛光过程结束后砂管45和第一水管46停止喷射，此时第二水管47喷出清水对轮毂进行冲洗，固定板44连接Z轴滑块进行固定，所述Z轴驱动壳体4通过Z轴连接板41固定在Y轴滑块33上，两个Y轴连接板31之间设有Z轴坦克链座42，Z轴坦克链座42上设有与Z轴驱动壳体4联动的Z轴坦克链43。

所述摆转驱动包括摆转伺服电机5和通过摆转伺服电机5带动的摆转轴53，所述摆转轴53通过螺钉连接摆转台55的摆转接板56，所述前箱体11下部一侧设有摆转撑板15，所述摆转伺服电机5输出端设有摆转减速箱51，所述摆转减速箱51的输出端设有蜗轮箱54，所述蜗轮箱54固定在摆转撑板15上，蜗轮箱54内设有摆转蜗杆(图中未画出)和摆转蜗轮52，摆转减速箱51输出接摆转蜗杆，摆转蜗轮52中心固定摆转轴53，即摆转伺服电机5的摆转能带动整个摆转台55的摆转。

所述旋转驱动包括旋转伺服电机6和位于摆转台55上的旋转箱壳614，所述旋转箱壳614内设有可由旋转伺服电机6带动旋转的液压缸613，所述液压缸613上端连接可对轮毂8进行夹紧放松的夹具。

所述旋转伺服电机6输出端设有旋转减速箱61，所述旋转减速箱61的输出端穿过蜗轮箱54，所述蜗轮箱54固定在摆转撑板15上，所述旋转减速箱61的输出端设有第一转轴62，所述第一转轴62穿过蜗轮箱54和摆转轴53的中心，即第一转轴62的旋转对摆转驱动不会造成影响。第一转轴62通过联轴器63连接第二转轴64，所述第二转轴64伸入旋转箱壳614内，第二转轴64前端连接第一伞齿轮65，所述第一伞齿轮65啮合第二伞齿轮66，所述第二伞齿轮66的下方通过螺钉连接有套筒67，所述套筒67通过螺钉连接液压缸613，套筒67下方通过螺钉固定压板68，所述压板68下方通过螺钉固定端盖610，所述摆转台55上表面通过螺钉固定有底板611，所述底板611下方通过螺钉固定下盖体612，所述下盖体612和端盖610之间设有第二轴承69。

所述夹具包括罩壳7，所述罩壳7上端设有向内延伸的凸缘71，所述凸缘71上固定有防尘盖73，所述罩壳7内设有滑动配合的第一滑块72和第二滑块75，所述第一滑块72的中心设有供液压缸613的推杆619伸入的中心孔77，所述第二滑块75的数量为三个，第二滑块75部分伸出罩壳7的侧壁，第二滑块75的外端部固定连接夹杆74，所述夹杆74的前端部设有可滑动调节的夹头76。夹杆74上设有方形槽，夹头76上配合设有方形凸条，夹杆74上设有刻度，夹头76上设有基准线，夹头76和夹杆74可以相对滑动用以调节夹具的张开尺寸，两者上设有多个对应的可穿设螺钉进行紧固的孔位。

所述第一滑块72的外缘周向设有三个内斜槽78和外斜槽79，所述内斜槽78和外斜槽79连通且均为倾斜设置，内斜槽78的宽度大于外斜槽79的宽度，所述第二滑块75的内端部设有相连的外滑头710和内滑道711，所述外滑头710伸入内斜槽78中且两者的贴合面为相适配的斜平面，所述内滑道711贴合外斜槽79设置。

所述液压缸613上部设有堵头617，堵头617中心开设供液压缸613穿过的孔，所述堵头617上部设有与液压缸613的上端部固定连接的封盖620，封盖620内环面周向均布有孔，液压缸613的上端面也周向均布有配套的孔，两者螺钉连接固定。所述封盖620上固定连接夹具，封盖620外环面周向均布有孔，罩壳7的周向环面上也设有相配的孔，两者螺钉连接固定。所述液压缸613和旋转箱壳614之间设有第一轴承615，使得液压缸613旋转时旋转箱壳614不旋转，所述第一轴承615的上端面抵接有锁紧螺母616，所述堵头617和液压缸613之间设有第一密封圈618，密封圈618位于堵头617的台阶环面内。

本发明采用CNC数控系统进行控制，能实现轮毂的高精度抛光，自动化程度高，减轻了人工劳动强度，使用安全可靠

本发明的工作原理是：打开前箱体11的工作室门(即观察窗所在处)，启动整个装置，由于工作室门打开，内部各个机构不会自动工作，工人在外部按动夹具张开按钮，液压站18供油使得液压缸613的推杆619推出，推杆619将第一滑块72上顶，由于第一滑块72和第二滑块75为斜面贴合设置，因此第一滑块72上顶将使第二滑块75向外平移，第一滑块72最远被顶到凸缘71的下表面，防尘盖73的设置使得第二滑块75被顶开后保持一定的防尘效果，三个夹头76构成的圆直径达到最大后放入轮毂8，工人根据实际需要抛光的轮毂8尺寸滑动调整夹头76和夹杆74后固定住夹头76和夹杆74。而后液压缸613的推杆619回缩带动第一滑块72回位，第二滑块75也跟着回位直至夹头76夹紧轮毂8，关闭工作室门后各个机构开始自动工作，X轴驱动、Y轴驱动和Z轴驱动根据CNC数控系统设定的程序控制砂管45和第一水管46的移动进行喷砂喷水，同时旋转驱动和摆转驱动也根据CNC数控系统设定的程序对轮毂进行左右摆转和交替正反转，X轴驱动、Y轴驱动、Z轴驱动、旋转驱动和摆转驱动共同构成了本发明的“五轴”，一段时间后，砂管45和第一水管46停止喷砂喷水，第二水管47喷出清水对轮毂进行冲洗，冲洗完后所有机构均停止工作，即完成一个工作周期。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.五轴开砂机，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)内分成前箱体(11)、后上箱体(12)和后下箱体(13)，所述前箱体(11)内设有X轴驱动、Y轴驱动、Z轴驱动、旋转驱动和摆转驱动，前箱体(11)上部两侧设有X轴撑板(14)，所述X轴撑板(14)上设有X轴驱动，所述X轴驱动包括X轴伺服电机(2)和由X轴伺服电机(2)带动的X轴滑块(24)，所述X轴滑块(24)连接Y轴驱动壳体(3)，所述Y轴驱动壳体(3)上设有Y轴滑块(33)，所述Y轴滑块(33)连接Z轴驱动壳体(4)，所述Z轴驱动壳体(4)上通过固定板(44)设有砂管(45)、第一水管(46)和第二水管(47)，所述摆转驱动包括摆转伺服电机(5)和通过摆转伺服电机(5)带动的摆转轴(53)，所述摆转轴(53)通过螺钉连接摆转台(55)的摆转接板(56)，所述旋转驱动包括旋转伺服电机(6)和位于摆转台(55)上的旋转箱壳(614)，所述旋转箱壳(614)内设有可由旋转伺服电机(6)带动旋转的液压缸(613)，所述液压缸(613)上端连接可对轮毂(8)进行夹紧放松的夹具。

2.如权利要求1所述五轴开砂机，其特征在于：所述X轴伺服电机(2)的输出端连接X轴减速箱(21)，所述X轴减速箱(21)的输出端通过连接轴(23)带动两侧的X轴导轨(22)内的皮带，所述皮带上连接位于X轴导轨(22)外的X轴滑块(24)。

3.如权利要求1所述五轴开砂机，其特征在于：所述前箱体(11)下部一侧设有摆转撑板(15)，所述摆转伺服电机(5)输出端设有摆转减速箱(51)，所述摆转减速箱(51)的输出端设有蜗轮箱(54)，所述旋转伺服电机(6)输出端设有旋转减速箱(61)，所述旋转减速箱(61)的输出端穿过蜗轮箱(54)，所述蜗轮箱(54)固定在摆转撑板(15)上。

4.如权利要求1所述五轴开砂机，其特征在于：所述夹具包括罩壳(7)，所述罩壳(7)上端设有向内延伸的凸缘(71)，所述凸缘(71)上固定有防尘盖(73)，所述罩壳(7)内设有滑动配合的第一滑块(72)和第二滑块(75)，所述第一滑块(72)的中心设有供液压缸(613)的推杆(619)伸入的中心孔(77)，所述第二滑块(75)的数量为三个，第二滑块(75)部分伸出罩壳(7)的侧壁，第二滑块(75)的外端部固定连接夹杆(74)，所述夹杆(74)的前端部设有可滑动调节的夹头(76)。

5.如权利要求4所述五轴开砂机，其特征在于：所述第一滑块(72)的外缘周向设有三个内斜槽(78)和外斜槽(79)，所述内斜槽(78)和外斜槽(79)连通且均为倾斜设置，内斜槽(78)的宽度大于外斜槽(79)的宽度，所述第二滑块(75)的内端部设有相连的外滑头(710)和内滑道(711)，所述外滑头(710)伸入内斜槽(78)中且两者的贴合面为相适配的斜平面，所述内滑道(711)贴合外斜槽(79)设置。

6.如权利要求3所述五轴开砂机，其特征在于：所述旋转减速箱(61)的输出端设有第一转轴(62)，所述第一转轴(62)穿过蜗轮箱(54)和摆转轴(53)的中心，第一转轴(62)通过联轴器(63)连接第二转轴(64)，所述第二转轴(64)伸入旋转箱壳(614)内，第二转轴(64)前端连接第一伞齿轮(65)，所述第一伞齿轮(65)啮合第二伞齿轮(66)，所述第二伞齿轮(66)的下方通过螺钉连接有套筒(67)，所述套筒(67)通过螺钉连接液压缸(613)，套筒(67)下方通过螺钉固定压板(68)，所述压板(68)下方通过螺钉固定端盖(610)，所述摆转台(55)上表面通过螺钉固定有底板(611)，所述底板(611)下方通过螺钉固定下盖体(612)，所述下盖体(612)和端盖(610)之间设有第二轴承(69)。

7.如权利要求6所述五轴开砂机，其特征在于：所述液压缸(613)上部设有堵头(617)，所述堵头(617)上部设有与液压缸(613)的上端部固定连接的封盖(620)，所述封盖(620)上固定连接夹具，所述液压缸(613)和旋转箱壳(614)之间设有第一轴承(615)，所述第一轴承(615)的上端面抵接有锁紧螺母(616)，所述堵头(617)和液压缸(613)之间设有第一密封圈(618)。