CN110640630B - 一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，包括底座、设置在底座上的修整装置、复合检测装置和用于控制修整装置及复合检测装置动作的电控装置；修整装置包括工具砂轮装置和被修砂轮装置；被修砂轮装置包括Z向直线导轨、设置在Z向直线导轨上且能在Z向直线导轨上往复运动的被修砂轮模块；复合检测装置包括U型安装架、设置在U型安装架固定端的U型安装架驱动装置、设置在U型安装架动作端的测杆、设置在测杆端部的端面对刀测头和设置在测杆前端的宽度测量组合探头；本发明只需一次装夹定位砂轮基准面，可以完成双端面磨料层自动同步修整加工，对于提高生产效率有着重要意义；本发明可以严格控制被修砂轮双端面磨料层的修整量。

Description

一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备
技术领域
本发明涉及机床设计制造领域，尤其涉及一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备。
背景技术
近年来随着汽车、电子、制冷行业的发展，对高精度双端面磨超硬砂轮的需求量呈连年暴增趋势。由于这些行业对于加工部位的尺寸精度和表面质量要求非常严格，因此要求高精度双端面磨超硬砂轮的两个端面磨料层相对于砂轮基准端面的平行度均小于0.003mm；同时须严格控制砂轮两个端面磨料层的修整量，以保证砂轮的使用寿命。
在砂轮制备过程中，由于制造技术的限制，砂轮的两个端面磨料层的平行度需要通过后期修整来保证，但对于后期修整，目前市场上还没有合适的加工设备，因此砂轮的后期修整一般采用手工修检的方法加工，手工修整的砂轮的两端面磨料层的平行度精度差（一般在0.01mm-0.05mm之间），而且加工费时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，以便于砂轮两个端面磨料层的平行度的后期修整；且能够解决现有人工修整的方法带来的浪费人力物力、降低生产效率的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，包括底座、设置在底座上的修整装置、复合检测装置和用于控制修整装置及复合检测装置动作的电控装置；
所述修整装置包括工具砂轮装置和被修砂轮装置；
所述工具砂轮装置包括X向直线导轨、设置在X向直线导轨上且能在X向直线导轨上往复运动的第一工具砂轮模块和第二工具砂轮模块，且第一工具砂轮模块和第二工具砂轮模块的结构相同；所述的第一工具砂轮模块包括第一工具砂轮滑块、第一工具砂轮驱动机构和第一工具砂轮组件，第一工具砂轮驱动机构用于驱动第一工具砂轮滑块在X向直线导轨上做往复运动，第一工具砂轮组件设置在第一工具砂轮滑块上，第一工具砂轮组件包括第一工具砂轮主轴和设置在第一工具砂轮主轴动作端的第一工具砂轮；
所述被修砂轮装置包括Z向直线导轨、设置在Z向直线导轨上且能在Z向直线导轨上往复运动的被修砂轮模块；所述被修砂轮模块包括被修砂轮滑块、被修砂轮驱动机构和被修砂轮夹持机构，被修砂轮驱动机构用于驱动被修砂轮滑块在Z向直线导轨上做往复运动，被修砂轮夹持机构设置在被修砂轮滑块上用于夹持被修砂轮；
所述复合检测装置设置在第一工具砂轮滑块上，且所述复合检测装置包括U型安装架、设置在U型安装架固定端的U型安装架驱动装置、设置在U型安装架动作端的测杆、设置在测杆端部的端面对刀测头和设置在测杆前端的宽度测量组合探头；其中，U型安装架驱动装置用于驱动U型安装架绕X向直线导轨旋转；
所述电控装置包括电源模块、中央处理模块，所述电源模块为中央处理模块供电，所述中央处理模块用于控制修整装置及复合检测装置动作。
所述的被修砂轮夹持机构包括设置在被修砂轮滑块上的尾座和与尾座配合用以夹持被修砂轮的被修砂轮主轴，所述的被修砂轮主轴采用气浮主轴。
还包括影像测量装置，所述的影像测量装置包括龙门支架、三轴运动平台和影像仪，所述的影像仪设置在三轴运动平台上用以采集修整装置的图像，所述的三轴运动平台设置在龙门支架上，所述的龙门支架设置在底座上。
所述中央处理模块采用单片机或者PLC。
所述第一工具砂轮驱动机构采用第一砂轮直线电机，所述第一工具砂轮主轴采用电主轴或气浮主轴。
所述的电控装置还包括操控组件和显示组件；所述的操控组件采用操控按钮，所述的显示组件采用显示屏；所述的操控按钮用以通过操控电路控制中央处理模块动作，所述的显示屏的输入端与中央处理模块的显示输出端连接。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备,采用了修整机构，能够利用第一工具砂轮模块和第二工具砂轮模块在X向直线导轨上往复运动，以调整第一工具砂轮模块和第二工具砂轮模块与被修砂轮的相对位置，以根据要求对被修砂轮进行修整；进一步的，本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，只需一次装夹定位砂轮基准面，可以完成双端面磨料层自动同步修整加工，对于提高生产效率有着重要意义；进一步的，本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，被修砂轮两端面磨料层均以被修砂轮基准面为定位基准，避免了非基准面的重复安装误差影响，可以严格控制被修砂轮双端面磨料层的修整量。
同时，本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备可以推广到各种类似机械加工行业，有很好的推广价值。
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为本发明的立体图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明所述复合检测装置的结构示意图。
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。
如图1、图2和图3所示：
本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，包括底座1、设置在底座1上的修整装置、复合检测装置10和用于控制修整装置及复合检测装置10动作的电控装置；
所述修整装置包括工具砂轮装置和被修砂轮装置11；所述工具砂轮装置用于修整被修砂轮；
所述工具砂轮装置包括X向直线导轨12、设置在X向直线导轨12上且能在X向直线导轨12上往复运动的第一工具砂轮模块5和第二工具砂轮模块6，且第一工具砂轮模块5和第二工具砂轮模块6的结构相同；
所述的第一工具砂轮模块5包括第一工具砂轮滑块51、第一工具砂轮驱动机构和第一工具砂轮组件，第一工具砂轮驱动机构用于驱动第一工具砂轮滑块51在X向直线导轨12上做往复运动，第一工具砂轮组件设置在第一工具砂轮滑块51上，第一工具砂轮组件包括第一工具砂轮主轴52、设置在第一工具砂轮主轴52动作端的第一工具砂轮和用于驱动第一工具砂轮旋转的第一旋转电机； 优选的，所述的第一工具砂轮驱动机构采用第一工具砂轮直线电机，直线电机可驱动滑块在直线导轨上做往复运动，这里不再赘述；进一步的，所述的第一工具砂轮主轴52采用电主轴或者气浮主轴，便于安装第一工具砂轮53的同时，还方便了本设备的检修，且电主轴和气浮主轴均为市场成熟产品，便于维修和更换；
所述的第二工具砂轮模块6包括第二工具砂轮滑块61、第二工具砂轮驱动机构和第二工具砂轮组件，第二工具砂轮驱动机构用于驱动第二工具砂轮滑块61在X向直线导轨12上做往复运动，第二工具砂轮组件设置在第二工具砂轮滑块61上，第二工具砂轮组件包括第二工具砂轮主轴62和设置在第二工具砂轮主轴62动作端的第二工具砂轮；优选的，所述的第二工具砂轮驱动机构采用第二工具砂轮直线电机，直线电机可驱动滑块在直线导轨上做往复运动，这里不再赘述；进一步的，所述的第二工具砂轮主轴62采用电主轴或者气浮主轴，便于安装第二工具砂轮63的同时，还方便了本设备的检修，且电主轴和气浮主轴均为市场成熟产品，便于维修和更换；
所述被修砂轮装置11包括Z向直线导轨111、设置在Z向直线导轨111上且能在Z向直线导轨111上往复运动的被修砂轮模块；所述被修砂轮模块包括被修砂轮滑块112、被修砂轮驱动机构和被修砂轮夹持机构，被修砂轮驱动机构用于驱动被修砂轮滑块112在Z向直线导轨111上做往复运动，被修砂轮夹持机构设置在被修砂轮滑块112上用于夹持被修砂轮113；
所述复合检测装置10设置在第一工具砂轮滑块51上，且所述复合检测装置10包括U型安装架101、设置在U型安装架101固定端的U型安装架101驱动装置、设置在U型安装架101动作端的测杆102、设置在测杆102端部的端面对刀测头103和设置在测杆102前端的宽度测量组合探头104；其中，U型安装架101驱动装置用于驱动U型安装架101绕X向直线导轨12旋转；
所述电控装置包括电源模块、中央处理模块，所述电源模块为中央处理模块供电，所述中央处理模块用于控制修整装置及复合检测装置10动作；具体的，中央处理模块的输出端与第一工具砂轮驱动机构、第一工具砂轮主轴52、第二工具砂轮驱动机构、第二工具砂轮主轴62、被修砂轮驱动机构和被修砂轮加持机构的输入端均连接。
本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备的工作过程为：
首先，将被修砂轮安装到被修砂轮主轴114上，并通过中央处理模块控制被修砂轮主轴114动作，以和尾座115配合夹持被修工具砂轮；
其次，中央处理模块控制复合检测装置10动作，使复合检测装置10的U型安装架101由竖直位置旋转到水平位置，此时，设置在测杆102端部的端面对刀测头103和宽度测量组合探头104将测量被修砂轮113的基体和磨料层的位置信息，并通过中央处理模块计算被修砂轮113所在的坐标信息和磨削余量；具体的，当复合检测装置10的U型安装架101由竖直位置旋转到水平位置时，中央处理模块通过第一工具砂轮驱动机构驱动第一工具砂轮滑块51动作，并带动复合检测装置10动作，直至端面对刀测头103分别与被修砂轮113的基体接触，并记录此时的端面对刀测头103的坐标；进一步的，中央处理模块通过第一工具砂轮驱动机构驱动第一工具砂轮滑块51动作，并带动复合检测装置10动作，直至宽度测量组合探头104的左端测头接触被修砂轮113左侧端面磨料层，并记录,坐标值，然后再让宽度测量组合探头104右端测头接触被修砂轮113右侧端面磨料层并记录另一个坐标值，通过两个坐标值的运算，即可得出被修砂轮113两端面磨料层的厚度值；中央处理模块根据端面对刀测头103测得的基体的坐标值和宽度测量组合探头104测得的被修砂轮113两端面磨料层的厚度值，即可计算出被修砂轮113所在的坐标信息和磨削余量；
其次，中央处理模块控制复合检测装置10动作，使复合检测装置10的U型安装架101由水平位置旋转到竖直位置，以退让出空间，防止复合检测装置10影响修整装置动作；
其次，中央处理模块控制第一工具砂轮驱动机构和第二工具砂轮驱动机构动作，并根据中央处理模块计算的被修砂轮所在的坐标信息，自动控制第一工具砂轮、第二工具砂轮与被修砂轮的相对位置，并通过第一工具砂轮直线电机和第二工具砂轮直线电机将第一工具砂轮和第二工具砂轮进给到磨削修整位置；
其次，中央处理模块分别通过第一工具砂轮主轴52和第二工具砂轮主轴62控制第一砂轮顺时针旋转、第二工具砂轮逆时针旋转，进而根据中央处理模块计算被修砂轮的磨削余量对被修砂轮进行磨削修整。
优选方案为：所述的被修砂轮夹持机构包括设置在被修砂轮滑块上的尾座115和与尾座115配合用以夹持被修砂轮的被修砂轮主轴114，所述的被修砂轮主轴114采用气浮主轴。
优选方案为：本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备还包括影像测量装置，所述的影像测量装置包括龙门支架7、三轴运动平台8和影像仪9，所述的影像仪9设置在三轴运动平台8上用以采集修整装置的图像，影像仪9的输出端与中央处理模块的输入端连接，所述的三轴运动平台8设置在龙门支架7上，所述的龙门支架7设置在底座1上；利用龙门支架7能够突破空间的限制，使影像仪9能够设置在X型直线导轨的中部上方，以便于采集修整设备的影像；进一步的，三轴运动平台8的设置便于了影像仪9位置的调整，方便实用。
优选方案为：所述中央处理模块采用单片机或者PLC；单片机或者PLC为逻辑可编程器件，价格便宜，工作可靠，响应速度快，和采集机构配合控制动作机构动作，属于自动化领域常规技术，这里不再赘述。
优选方案为：所述的电控装置还包括操控组件和显示组件；所述的操控组件采用操控按钮2，所述的显示组件采用显示屏3；所述的操控按钮2用以通过操控电路控制中央处理模块动作，所述的显示屏3的输入端与中央处理模块的显示输出端连接。
优选方案为：本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备还包括用于保护设备的防护罩4。
本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备的有益效果为：
本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备,采用了修整机构，能够利用第一工具砂轮模块5和第二工具砂轮模块6在X向直线导轨12上往复运动，以调整第一工具砂轮模块5和第二工具砂轮模块6与被修砂轮的相对位置，以根据要求对被修砂轮113进行修整；进一步的，本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，只需一次装夹定位砂轮基准面，可以完成双端面磨料层自动同步修整加工，对于提高生产效率有着重要意义；进一步的，本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，被修砂轮113两端面磨料层均以被修砂轮基准面为定位基准，避免了非基准面的重复安装误差影响，可以严格控制被修砂轮113双端面磨料层的修整量。
同时，本发明所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备可以推广到各种类似机械加工行业，有很好的推广价值。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，其特征在于：包括底座、设置在底座上的修整装置、复合检测装置和用于控制修整装置及复合检测装置动作的电控装置；
所述修整装置包括工具砂轮装置和被修砂轮装置；
所述工具砂轮装置包括X向直线导轨、设置在X向直线导轨上且能在X向直线导轨上往复运动的第一工具砂轮模块和第二工具砂轮模块，且第一工具砂轮模块和第二工具砂轮模块的结构相同；所述的第一工具砂轮模块包括第一工具砂轮滑块、第一工具砂轮驱动机构和第一工具砂轮组件，第一工具砂轮驱动机构用于驱动第一工具砂轮滑块在X向直线导轨上做往复运动，第一工具砂轮组件设置在第一工具砂轮滑块上，第一工具砂轮组件包括第一工具砂轮主轴和设置在第一工具砂轮主轴动作端的第一工具砂轮；
所述被修砂轮装置包括Z向直线导轨、设置在Z向直线导轨上且能在Z向直线导轨上往复运动的被修砂轮模块；所述被修砂轮模块包括被修砂轮滑块、被修砂轮驱动机构和被修砂轮夹持机构，被修砂轮驱动机构用于驱动被修砂轮滑块在Z向直线导轨上做往复运动，被修砂轮夹持机构设置在被修砂轮滑块上用于夹持被修砂轮；
所述复合检测装置设置在第一工具砂轮滑块上，且所述复合检测装置包括U型安装架、设置在U型安装架固定端的U型安装架驱动装置、设置在U型安装架动作端的测杆、设置在测杆端部的端面对刀测头和设置在测杆前端的宽度测量组合探头；其中，U型安装架驱动装置用于驱动U型安装架绕X向直线导轨旋转；
所述电控装置包括电源模块、中央处理模块，所述电源模块为中央处理模块供电，所述中央处理模块用于控制修整装置及复合检测装置动作；
所述中央处理模块控制复合检测装置的动作过程为：
中央处理模块控制复合检测装置动作，使复合检测装置的U型安装架由竖直位置旋转到水平位置，中央处理模块通过第一工具砂轮驱动机构驱动第一工具砂轮滑块动作，并带动复合检测装置动作，直至端面对刀测头与被修砂轮的基体接触，并记录此时的端面对刀测头的坐标；中央处理模块通过第一工具砂轮驱动机构驱动第一工具砂轮滑块动作，并带动复合检测装置动作，直至宽度测量组合探头的左端测头接触被修砂轮左侧端面磨料层，并记录坐标值，然后再让宽度测量组合探头右端测头接触被修砂轮右侧端面磨料层并记录另一个坐标值，得出被修砂轮两端面磨料层的厚度值；中央处理模块根据被修砂轮两端面磨料层的厚度值，计算出被修砂轮所在的坐标信息和磨削余量；然后，中央处理模块控制复合检测装置的U型安装架由水平位置旋转到竖直位置。
2.根据权利要求1所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，其特征在于：所述的被修砂轮夹持机构包括设置在被修砂轮滑块上的尾座和与尾座配合用以夹持被修砂轮的被修砂轮主轴，所述的被修砂轮主轴采用气浮主轴。
3.根据权利要求1所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，其特征在于：还包括影像测量装置，所述的影像测量装置包括龙门支架、三轴运动平台和影像仪，所述的影像仪设置在三轴运动平台上用以采集修整装置的图像，所述的三轴运动平台设置在龙门支架上，所述的龙门支架设置在底座上。
4.根据权利要求1所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，其特征在于：所述中央处理模块采用单片机或者PLC。
5.根据权利要求1所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，其特征在于：所述第一工具砂轮驱动机构采用第一砂轮直线电机，所述第一工具砂轮主轴采用电主轴或气浮主轴。
6.根据权利要求1所述的一种适用于砂轮的高精度双端面自动修整设备，其特征在于：所述的电控装置还包括操控组件和显示组件；所述的操控组件采用操控按钮，所述的显示组件采用显示屏；所述的操控按钮用以通过操控电路控制中央处理模块动作，所述的显示屏的输入端与中央处理模块的显示输出端连接。
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