CN110340448A - 一种自动刮研装置 - Google Patents

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王珂轩
袁启龙
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李淑娟
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Abstract

本发明公开了一种自动刮研装置，包括对称设置于底座两侧的一对水平横向同步进给机构，每个水平横向同步进给机构通过滑动机构与竖直进给机构传动连接，一对竖直进给机构之间水平设置有水平纵向进给机构，水平纵向进给机构与刮研机构连接，刮研机构内安装有激光器，水平横向同步进给机构、竖直进给机构、水平纵向进给机构、激光器均与电脑连接进行控制。本发明解决了现有技术中存在的刮研效率低且劳动强度大的问题。

Description

一种自动刮研装置
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种自动刮研装置。
背景技术
机床导轨在整台机床中占据着十分重要的地位，作为关键零件之一，起着导向和支撑的作用，是机床定位，总装和相对运动的基准，导轨精度影响着工件的加工精度，导轨的使用寿命直接影响机床寿命。导轨与导轨副之间相对摩擦，因此磨损是导致导轨寿命缩短、精度降低的根本原因。机床导轨刮研能够明显解决这些问题，经过刮研后的导轨具有很高的精度，平面平整，粗糙度小，导轨表面接触均匀，刮研后的纹理并能储藏润滑油，对于高精度设备而言，刮研是必要的工艺。
目前的机械制造行业情况是能不用刮研就不用，能少用刮研就少用，用磨削代替刮研、用角磨机代替刮刀的情况随处可见。另外人工刮研，劳动强度大、工作环境差、对人体有伤害，还有每一个操作人员的技术水平高低不同，其加工质量和加工效率也有较大差异，因此设计一种自动刮研装置具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动刮研装置，解决了现有技术中存在的刮研效率低且劳动强度大的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种自动刮研装置，包括对称设置于底座两侧的一对水平横向同步进给机构，每个水平横向同步进给机构通过滑动机构与竖直进给机构传动连接，一对竖直进给机构之间水平设置有水平纵向进给机构，水平纵向进给机构与刮研机构连接，刮研机构内安装有激光器，水平横向同步进给机构、竖直进给机构、水平纵向进给机构、激光器均与电脑连接进行控制。
本发明的特点还在于，
水平横向同步进给机构具体结构为：包括设置于所述底座上的轴承套B和轴承套A，轴承套B和轴承套A内含有轴承起支承作用，滚珠丝杠A两端分别置于轴承套B和轴承套A内，滚珠丝杠A其中一端通过联轴器A与伺服电机A相连接，伺服电机A还与电脑连接实现控制，伺服电机A通过电机架固定于底座上。
滑动机构具体结构为：包括滚珠丝杠A上安装的滚珠丝杠副A，位于底座两侧的移动台A和副移动台A均通过连接件A与滚珠丝杠副A连接，底座上还设置有线性导轨A，线性导轨A与滚珠丝杠A平行设置，线性导轨A上还设置有线性滑块，每个线性滑块与移动台A、副移动台A固连，线性滑块在线性导轨A上滑动同时配合滚珠丝杠副A沿滚珠丝杠A滑动共同实现移动台A、副移动台A水平横向进给，移动台A、副移动台A的上方与竖直进给机构连接。
竖直进给机构具体结构为：包括竖直且相互平行安装在所述滑动机构上方的Z向立柱和Z向副立柱，Z向立柱两端设置有轴承座B和轴承座A，轴承座B和轴承座A内部含有轴承起支承作用，滚珠丝杠B两端分别置于轴承座B和轴承座A内，滚珠丝杠B上方通过联轴器B与伺服电机B连接，伺服电机B还与电脑连接实现控制，伺服电机B安装固定在轴承座B上。
滚珠丝杠B上设置有滚珠丝杠副B，连接件B安装在滚珠丝杠副B上，平行于滚珠丝杠B还设置有线性导轨B，线性导轨B分别安装在Z向立柱和Z向副立柱上，线性导轨B上还设置有线性滑块，线性滑块在线性导轨B上滑动同时配合滚珠丝杠副B沿滚珠丝杠B上滑动共同实现水平纵向进给机构的竖直运动，线性滑块和连接件B均与水平纵向进给机构直接连接。
水平纵向进给机构具体结构为：包括水平设置于所述竖直进给机构之间的横梁，平行于横梁设置有滚珠丝杠C，滚珠丝杠C的一端设置于轴承座C内，滚珠丝杠C的另一端设置于轴承座D内，轴承座C和轴承座D内均设有轴承起支承作用，滚珠丝杠C靠近轴承座C位置处还通过联轴器C与伺服电机C连接，伺服电机C还与电脑连接实现控制，伺服电机C安装固定在轴承座C上，滚珠丝杠C上还安装有滚珠丝杠副C，移动台C通过连接件C与滚珠丝杠副C连接，横梁上还平行设置有线性导轨C，线性导轨C上安装有线性滑块，线性滑块在线性导轨C上滑动同时配合滚珠丝杠副C沿滚珠丝杠C上滑动共同实现移动台C水平纵向进给，移动台C与刮研机构连接。
刮研机构具体结构为：包括与所述水平纵向进给机构连接的刮削机构箱体，刮削机构箱体内设置有曲柄，曲柄与刮削机构箱体外部的伺服电机D的输出轴相连接，伺服电机D为曲柄提供动力，曲柄在刮削机构箱体内部通过连接销与连杆相连接，连杆还通过连接销与往复杆连接，往复杆与连杆非连接的一端安装有刮刀，往复杆上还套设有导向套，导向套与转动架相连，导向套下方通过安装在一对弹簧座内的支承钉支承，靠近曲柄的支承钉与弹簧座之间设置有弹簧，导向套上方与转动压杆的一端连接，转动压杆呈直角设置，转动压杆的另一端与曲柄相接触，转动压杆直角弯折处还通过连接销固定在刮削机构箱体内壁，刮削机构箱体顶部设有箱盖，刮削机构箱体底部设有激光座，激光座安装上激光器，伺服电机D和激光器均与电脑连接，伺服电机D进行控制，激光器进行数据处理与反馈。
本发明的有益效果是，通过对三个伺服电机的控制使刮削机构沿三坐标进给，控制刮削机构上的电机进行刮削。通过三坐标进给，激光检测器扫描整个加工表面，反馈给计算机进行数据处理，确定待加工表面是否需要刮削，判断高点的位置，进行刮削。本装置实现了零件表面的自动刮研，可以大大缩短加工时间，保证加工质量，提高加工效率，降低工人劳动强度。
附图说明
图1是本发明一种自动刮研装置的总体结构示意图；
图2是本发明一种自动刮研装置刮削机构结构示意图。
图中，1.电机架，2.伺服电机A，3.联轴器A，4.轴承套A，5.连接件A，6.滚珠丝杠副A，7.轴承套B，8.滚珠丝杠A，9.线性导轨A，10.移动台A，11.轴承座A，12.滚珠丝杠B，13连接件B，14.滚珠丝杠副B，15.轴承座B，16.联轴器B，17.伺服电机B，18.Z向立柱，19.线性导轨B，20.伺服电机C，21.联轴器C，22.轴承座C，23.刮削机构箱体，24.移动台C，25.伺服电机D，26.Z向副立柱，27.连接件C，28.轴承座D，29.滚珠丝杠副C，30.滚珠丝杠C，31.横梁，32.副移动台A，33.线性滑块，34.激光器，35.底座，36.线性导轨C，37.连杆，38.下箱盖，39.弹簧，40.弹簧座，41支承钉，42.刮刀，43.往复杆，44.导向套，45.转动架，46.连接销，47.转动压杆，48.上箱盖，49.曲柄。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种自动刮研装置，结构如图1、图2所示，包括对称设置于底座35两侧的一对水平横向同步进给机构，每个水平横向同步进给机构通过滑动机构与竖直进给机构传动连接，一对竖直进给机构之间水平设置有水平纵向进给机构，水平纵向进给机构与刮研机构连接，刮研机构内安装有激光器34，水平横向同步进给机构、竖直进给机构、水平纵向进给机构、激光器34均与电脑连接进行控制。
水平横向同步进给机构具体结构为：包括设置于所述底座35上的轴承套B7和轴承套A4，轴承套B7和轴承套A4内含有轴承起支承作用，滚珠丝杠A8两端分别置于轴承套B7和轴承套A4内，滚珠丝杠A8其中一端通过联轴器A3与伺服电机A2相连接，伺服电机A2还与电脑连接实现控制，伺服电机A2通过电机架1固定于底座35上。
滑动机构具体结构为：包括滚珠丝杠A8上安装的滚珠丝杠副A6，位于底座35两侧的移动台A10和副移动台A32均通过连接件A5与滚珠丝杠副A6连接，底座35上还设置有线性导轨A9，线性导轨A9与所述滚珠丝杠A8平行设置，线性导轨A9上还设置有线性滑块33，每个线性滑块33与移动台A10、副移动台A32固连，线性滑块33在线性导轨A9上滑动同时配合滚珠丝杠副A6沿滚珠丝杠A8滑动共同实现移动台A10、副移动台A32水平横向进给，移动台A10、副移动台A32的上方与所述竖直进给机构连接。
竖直进给机构具体结构为：包括竖直且相互平行安装在所述滑动机构上方的Z向立柱18和Z向副立柱26，Z向立柱18两端设置有轴承座B15和轴承座A11，轴承座B15和轴承座A11内部含有轴承起支承作用，滚珠丝杠B12两端分别置于轴承座B15和轴承座A11内，滚珠丝杠B12上方通过联轴器B16与伺服电机B17连接，伺服电机B17还与电脑连接实现控制，伺服电机B17安装固定在轴承座B15上。
滚珠丝杠B12上设置有滚珠丝杠副B14，连接件B13安装在滚珠丝杠副B14上，平行于滚珠丝杠B12还设置有线性导轨B19，线性导轨B19分别安装在Z向立柱18和Z向副立柱26上，线性导轨B19上还设置有线性滑块33，线性滑块33在线性导轨B19上滑动同时配合滚珠丝杠副B14沿滚珠丝杠B12上滑动共同实现竖直运动，线性滑块33和连接件B13均与水平纵向进给机构直接连接。
水平纵向进给机构具体结构为：包括水平设置于所述竖直进给机构之间的横梁31，平行于横梁31设置有滚珠丝杠C30，滚珠丝杠C30的一端设置于轴承座C22内，滚珠丝杠C30的另一端设置于轴承座D28内，轴承座C22和轴承座D28内均设有轴承起支承作用，滚珠丝杠C30靠近轴承座C22位置处还通过联轴器C21与伺服电机C20连接，伺服电机C20还与电脑连接实现控制，伺服电机C20安装固定在轴承座C22上，滚珠丝杠C30上还安装有滚珠丝杠副C29，移动台C24通过连接件C27与滚珠丝杠副C29连接，横梁31上还平行设置有线性导轨C36，线性导轨C36上安装有线性滑块33，线性滑块33在线性导轨C36上滑动同时配合滚珠丝杠副C29沿滚珠丝杠C30上滑动共同实现移动台C24水平纵向进给，移动台C24与所述刮研机构连接。
刮研机构具体结构为：包括与所述水平纵向进给机构连接的刮削机构箱体23，刮削机构箱体23内设置有曲柄49，曲柄49与刮削机构箱体23外部的伺服电机D25的输出轴相连接，伺服电机D25为曲柄49提供动力，曲柄49在刮削机构箱体23内部通过连接销46与连杆37相连接，连杆37还通过连接销46与往复杆43连接，往复杆43与连杆37非连接的一端安装有刮刀42，往复杆43上还套设有导向套44，导向套44与转动架45相连，导向套44下方通过安装在一对弹簧座40内的支承钉41支承，靠近曲柄49的支承钉41与弹簧座40之间设置有弹簧39，导向套44上方与转动压杆47的一端连接，转动压杆47呈直角设置，转动压杆47的另一端与曲柄49相接触，转动压杆47直角弯折处还通过连接销46固定在刮削机构箱体23内壁，刮削机构箱体23顶部设有箱盖48，刮削机构箱体23底部设有激光座38，激光座38安装上激光器34，伺服电机D25和激光器34均与电脑连接，伺服电机D25进行控制，激光器34进行数据处理与反馈。
本发明一种自动刮研装置，工作原理如下：
首先将工件安装在底座35上，通过电脑控制伺服电机A2、伺服电机B17、伺服电机C20，保证激光器34处于工件加工表面合适位置，启动激光器34以及电脑检测程序，通过伺服电机-联轴器-滚珠丝杠等传动构件，最终使激光器34扫描完整个加工表面，得到工件表面信息，判断是否满足加工要求，若为否，确定高点位置反馈到整个装置。
控制伺服电机D25保证刮刀42处于收缩状态，之后由电脑控制伺服电机A2和伺服电机C20，通过水平进给机构的传动，使刮刀42快速抵达高点位置，控制伺服电机B17，输出轴通过联轴器B16带动滚珠丝杠B12转动，进而让滚珠丝杠副B14在竖直上移动，横梁31跟随连接件B13和滚珠丝杠副B14一起移动，从而实现了安装在横梁31的刮削机构中的刮刀42的上下移动，运动到合适的高度。
再次控制伺服电机D25，带动曲柄49旋转，通过连杆37传递，以及导向套44的支承，往复杆43带动刮刀42往复运动，由于曲柄49的特殊性，在一个周期内，曲柄49会在特定的位置(在接触加工表面后)推动转动压杆47，使其旋转一定角度，并保持一定时间，在此期间，转动压杆47下方会带动导向套旋转，对靠近曲柄49侧的支承钉41产生压力，使弹簧39收缩，过了此段时间，压力撤出，靠近曲柄49侧的支承钉41迅速弹起，但由于导向套44受另一侧支承钉41限制，回复原来的状态，刮刀42变为沿原有直线运动，达到了对工件表面刮削的目的。将刮刀42移动到下一个高点的位置，重复动作，完成对整个表面的加工。
重新获取加工表面的信息，判断加工是否满足加工要求，不断对表面进行刮削，直至合格。
本发明一种自动刮研装置，通过控制水平面的横纵两个方向和竖直方向等三个伺服电机带动刮削机构中激光器和刮刀移动，然后通过激光器扫描得到的高点信息，以及刮削机构对加工表面高点的刮削，以此获得满足要求的导轨加工表面，实现了对零件表面的自动刮研问题，提高了工作效率，降低了工人劳动强度。

Claims (7)

1.一种自动刮研装置，其特征在于，包括对称设置于底座(35)两侧的一对水平横向同步进给机构，每个水平横向同步进给机构通过滑动机构与竖直进给机构传动连接，一对竖直进给机构之间水平设置有水平纵向进给机构，水平纵向进给机构与刮研机构连接，刮研机构内安装有激光器(34)，水平横向同步进给机构、竖直进给机构、水平纵向进给机构、激光器(34)均与电脑连接进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种自动刮研装置，其特征在于，所述水平横向同步进给机构具体结构为：包括设置于所述底座(35)上的轴承套B(7)和轴承套A(4)，轴承套B(7)和轴承套A(4)内含有轴承起支承作用，滚珠丝杠A(8)两端分别置于轴承套B(7)和轴承套A(4)内，滚珠丝杠A(8)其中一端通过联轴器A(3)与伺服电机A(2)相连接，伺服电机A(2)还与电脑连接实现控制，伺服电机A(2)通过电机架(1)固定于底座(35)上。
3.根据权利要求2所述的一种自动刮研装置，其特征在于，所述滑动机构具体结构为：包括滚珠丝杠A(8)上安装的滚珠丝杠副A(6)，位于底座(35)两侧的移动台A(10)和副移动台A(32)均通过连接件A(5)与滚珠丝杠副A(6)连接，所述底座(35)上还设置有线性导轨A(9)，线性导轨A(9)与所述滚珠丝杠A(8)平行设置，线性导轨A(9)上还设置有线性滑块(33)，每个线性滑块(33)与移动台A(10)、副移动台A(32)固连，线性滑块(33)在线性导轨A(9)上滑动同时配合滚珠丝杠副A(6)沿滚珠丝杠A(8)滑动共同实现移动台A(10)、副移动台A(32)水平横向进给，移动台A(10)、副移动台A(32)的上方与所述竖直进给机构连接。
4.根据权利要求1所述的一种自动刮研装置，其特征在于，所述竖直进给机构具体结构为：包括竖直且相互平行安装在所述滑动机构上方的Z向立柱(18)和Z向副立柱(26)，所述Z向立柱(18)两端设置有轴承座B(15)和轴承座A(11)，轴承座B(15)和轴承座A(11)内部含有轴承起支承作用，滚珠丝杠B(12)两端分别置于轴承座B(15)和轴承座A(11)内，滚珠丝杠B(12)上方通过联轴器B(16)与伺服电机B(17)连接，伺服电机B(17)还与电脑连接实现控制，伺服电机B(17)安装固定在轴承座B(15)上。
5.根据权利要求4所述的一种自动刮研装置，其特征在于，所述滚珠丝杠B(12)上设置有滚珠丝杠副B(14)，连接件B(13)安装在滚珠丝杠副B(14)上，平行于滚珠丝杠B(12)还设置有线性导轨B(19)，线性导轨B(19)分别安装在Z向立柱(18)和Z向副立柱(26)上，线性导轨B(19)上还设置有线性滑块(33)，线性滑块(33)在线性导轨B(19)上滑动同时配合滚珠丝杠副B(14)沿滚珠丝杠B(12)上滑动共同实现竖直运动，线性滑块(33)和连接件B(13)均与所述水平纵向进给机构直接连接。
6.根据权利要求1所述的一种自动刮研装置，其特征在于，所述水平纵向进给机构具体结构为：包括水平设置于所述竖直进给机构之间的横梁(31)，平行于横梁(31)设置有滚珠丝杠C(30)，滚珠丝杠C(30)的一端设置于轴承座C(22)内，滚珠丝杠C(30)的另一端设置于轴承座D(28)内，轴承座C(22)和轴承座D(28)内均设有轴承起支承作用，滚珠丝杠C(30)靠近轴承座C(22)位置处还通过联轴器C(21)与伺服电机C(20)连接，伺服电机C(20)还与电脑连接实现控制，伺服电机C(20)安装固定在轴承座C(22)上，滚珠丝杠C(30)上还安装有滚珠丝杠副C(29)，移动台C(24)通过连接件C(27)与滚珠丝杠副C(29)连接，横梁(31)上还平行设置有线性导轨C(36)，线性导轨C(36)上安装有线性滑块(33)，线性滑块(33)在线性导轨C(36)上滑动同时配合滚珠丝杠副C(29)沿滚珠丝杠C(30)上滑动共同实现移动台C(24)水平纵向进给，移动台C(24)与所述刮研机构连接。
7.根据权利要求1所述的一种自动刮研装置，其特征在于，所述刮研机构具体结构为：包括与所述水平纵向进给机构连接的刮削机构箱体(23)，刮削机构箱体(23)内设置有曲柄(49)，曲柄(49)与刮削机构箱体(23)外部的伺服电机D(25)的输出轴相连接，伺服电机D(25)为曲柄(49)提供动力，曲柄(49)在刮削机构箱体(23)内部通过连接销(46)与连杆(37)相连接，连杆(37)还通过连接销(46)与往复杆(43)连接，往复杆(43)与连杆(37)非连接的一端安装有刮刀(42)，往复杆(43)上还套设有导向套(44)，导向套(44)与转动架(45)相连，导向套(44)下方通过安装在一对弹簧座(40)内的支承钉(41)支承，靠近曲柄(49)的支承钉(41)与弹簧座(40)之间设置有弹簧(39)，导向套(44)上方与转动压杆(47)的一端连接，转动压杆(47)呈直角设置，转动压杆(47)的另一端与曲柄(49)相接触，转动压杆(47)直角弯折处还通过连接销(46)固定在刮削机构箱体(23)内壁，刮削机构箱体(23)顶部设有箱盖(48)，刮削机构箱体(23)底部设有激光座(38)，激光座(38)安装上激光器(34)，伺服电机D(25)和激光器(34)均与电脑连接，伺服电机D(25)进行控制，激光器(34)进行数据处理与反馈。
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