CN110744317A

CN110744317A - 一种立式双面铣床

Info

Publication number: CN110744317A
Application number: CN201911109396.2A
Authority: CN
Inventors: 赵驭阳; 李利东; 张宝生
Original assignee: Henan Vocational College of Water Conservancy and Environment
Current assignee: Henan Vocational College of Water Conservancy and Environment
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2020-02-04
Anticipated expiration: 2039-11-13
Also published as: CN110744317B

Abstract

本发明公开了一种立式双面铣床，包括基座，基座上方固定有龙门架，基座表面活动安装有传送板，龙门架上分别通过两个第一油缸安装有铣刀机构，所述传送板上通过旋转电机安装有底板，底板上通过第二油缸安装有固定夹；铣刀机构的两侧分别通过两个第三油缸安装有第一夹持头。本发明能够改进现有技术的不足，在保证工件夹持稳定性的同时便于铣刀的移动和工件加工角度的调整。

Description

一种立式双面铣床

技术领域

本发明涉及一种机加工设备，尤其是一种立式双面铣床。

背景技术

立式双面铣床是一种可以同时加工多个面的铣削设备。由于在多面同时铣削过程中不同铣刀对于工件会产生不同的振动干扰，而为了保证加工精度，立式双面铣床通常会设计多个夹持固定机构对工件进行夹持固定。但是，过多的夹持机构不但影响到铣刀在工件表面移动的便利性，而且使得改变工件夹持加工角度变得更加困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种立式双面铣床，能够解决现有技术的不足，在保证工件夹持稳定性的同时便于铣刀的移动和工件加工角度的调整。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种立式双面铣床，包括基座，基座上方固定有龙门架，基座表面活动安装有传送板，龙门架上分别通过两个第一油缸安装有铣刀机构，所述传送板上通过旋转电机安装有底板，底板上通过第二油缸安装有固定夹；铣刀机构的两侧分别通过两个第三油缸安装有第一夹持头。

作为优选，所述第一夹持头上设置有若干个第一凹槽，第一凹槽的侧壁设置有弧形槽，第一凹槽内固定有橡胶层，橡胶层的高度大于第一凹槽的深度，橡胶层与弧形槽间隙配合。

作为优选，所述铣刀机构上安装有振动传感器，振动传感器与控制器的输入端通讯连接，控制器的输出端与第三油缸的伺服油泵通讯连接；控制器根据振动传感器采集的振动信号，控制第三油缸施加给第一夹持头的压力，使压力变化率与振动信号变化率成正比，且压力变化方向与振动信号变化方向相反。

作为优选，所述振动传感器和控制器之间设置有滤波模块，滤波模块的输入端通过串联的第一电阻和第二电阻连接至第一运放的正向输入端，第一运放的反向输入端通过第三电阻接地，第一运放的反向输入端通过第四电阻连接至第一运放的输出端，第一电阻和第二电阻之间通过第一电容连接至第一运放的输出端，第一运放的正向输入端通过第二电容接地，第一运放的输出端通过第三电容接地；第一运放的输出端通过第五电阻连接至第二运放的正向输入端，第二运放的反向输入端通过第六电阻接地，第二运放的输出端通过第七电阻连接至第三运放的反向输入端，第三运放的正向输入端通过第八电阻接地，第三运放的反向输入端通过第四电容连接至第三运放的输出端，第三运放的输出端通过第九电阻连接至第二运放的正向输入端；第一运放的输出端通过第十电阻连接至第四运放的正向输入端，第二运放的输出端通过第十一电阻连接至第四运放的正向输入端，第四运放的正向输入端通过第十二电阻接地，第二运放的输出端连接至三极管的基极，第四运放的正向输入端连接至三极管的集电极，三极管的发射极通过第五电容接地，第四运放的输出端通过第十三电阻连接至第四运放的反向输入端，第四运放的反向输入端通过第十四电阻接地，第四运放的输出端通过电感连接至滤波模块的输出端。

作为优选，所述第一夹持头内设置有通孔。

作为优选，所述橡胶层顶部设置有空腔，空腔内固定有加强板。

作为优选，所述固定夹包括与第二油缸固定连接的基板，基板通过两个对称安装的液压减震器连接有第二夹持头，液压减震器外侧套接有减震弹簧，液压减震器与基板倾斜安装，第二夹持头为L型，第二夹持头的内侧固定有齿形橡胶部。

作为优选，所述液压减震器内安装有电磁节流阀，电磁节流阀与控制器的输出端通讯连接，电磁节流阀的开度与控制器采集到的同侧振动传感器的振动信号幅值成正比。

作为优选，所述液压减震器与基板之间连接有金属弹片。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明改变了传统立式铣床的固定方式，采用了“刀夹一体”的结构，在铣刀机构上设计夹持头，从而与底部的固定夹形成立体式的固定结构，保证了夹持的稳定性，同时由于夹持头与铣刀机构同步运动，不仅可以对振动源位置进行良好夹持固定而且不会对铣刀的运动造成阻碍。通过旋转电机带动底板旋转，可以实现铣刀机构与工件加工面的加工角度调整，与此同时通过铣刀机构两侧第三油缸的伸缩调整，可以保证两侧的第一夹持头保持与工件加工面的良好接触。第一夹持头表面的橡胶层可以提高第一夹持头与工件夹持接触的稳定性，第一凹槽内提供有用于橡胶层形变的弧形槽，从而提高了橡胶层与工件接触后的形变能力，提高接触贴合度。加强板用来提高橡胶层顶部的刚性。由于第一夹持头距离铣刀机构非常近，在铣削加工过程中产生的大量碎屑有可能附着在第一夹持头上，导致碎屑无法有效排出。通过设计通孔，为碎屑排出提供了专门的通道。控制器通过对铣刀机构加工过程产生的振动进行分析，控制第三油缸的动作，从而实现第一夹持块根据加工过程进行主动式夹持控制。由于振动信号的变化非常复杂，如果控制器直接采用振动信号会导致第三油缸动作过于频繁。本发明专门设计了用于本装置的滤波模块，通过使用低通滤波电路，实现对于高频干扰的过滤。但是，传统的低通滤波电路会导致控制器对于振动信号采集的延迟，从而影响控制器的控制准确度。本发明在传统的低通滤波电路的基础上，通过加入振动信号的前置变化趋势信号，从而对控制器最终采集的振动信号进行修正。与此同时本发明通过加入后置滤波机构，使用反馈控制的方式进一步改善振动信号的稳定性，从而提高控制器对于第三油缸的控制精度。为了配合铣刀机构上的夹持机构，本发明对底部的固定夹进行了进一步的改进，通过使用带有主动控制功能的缓冲机构的L型夹持头，可以在第一夹持头进行主动夹持控制的过程中，实现整个夹持装置的协同动作，从而改进对工件的整体夹持稳定性。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中铣刀机构的结构图。

图３是本发明一个具体实施方式中滤波模块的电路图。

图4是本发明一个具体实施方式中夹持块的结构图。

具体实施方式

参照图1-4，本发明一个具体实施方式包括基座1，基座1上方固定有龙门架2，基座1表面活动安装有传送板3，龙门架2上分别通过两个第一油缸4安装有铣刀机构5，所述传送板3上通过旋转电机6安装有底板7，底板7上通过第二油缸8安装有固定夹9；铣刀机构5的两侧分别通过两个第三油缸10安装有第一夹持头11。第一夹持头11上设置有若干个第一凹槽12，第一凹槽12的侧壁设置有弧形槽13，第一凹槽12内固定有橡胶层14，橡胶层14的高度大于第一凹槽12的深度，橡胶层14与弧形槽13间隙配合。铣刀机构5上安装有振动传感器15，振动传感器15与控制器16的输入端通讯连接，控制器16的输出端与第三油缸10的伺服油泵通讯连接；控制器16根据振动传感器15采集的振动信号，控制第三油缸10施加给第一夹持头11的压力，使压力变化率与振动信号变化率成正比，且压力变化方向与振动信号变化方向相反。振动传感器15和控制器16之间设置有滤波模块17，滤波模块17的输入端IN通过串联的第一电阻R1和第二电阻R2连接至第一运放A1的正向输入端，第一运放A1的反向输入端通过第三电阻R3接地，第一运放A1的反向输入端通过第四电阻R4连接至第一运放A1的输出端，第一电阻R1和第二电阻R2之间通过第一电容C1连接至第一运放A1的输出端，第一运放A1的正向输入端通过第二电容C2接地，第一运放A1的输出端通过第三电容C3接地；第一运放A1的输出端通过第五电阻R5连接至第二运放A2的正向输入端，第二运放A2的反向输入端通过第六电阻R6接地，第二运放A2的输出端通过第七电阻R7连接至第三运放A3的反向输入端，第三运放A3的正向输入端通过第八电阻R8接地，第三运放A3的反向输入端通过第四电容C4连接至第三运放A3的输出端，第三运放A3的输出端通过第九电阻R9连接至第二运放A2的正向输入端；第一运放A1的输出端通过第十电阻R10连接至第四运放A4的正向输入端，第二运放A2的输出端通过第十一电阻R11连接至第四运放A4的正向输入端，第四运放A4的正向输入端通过第十二电阻R12接地，第二运放A2的输出端连接至三极管Q的基极，第四运放A4的正向输入端连接至三极管Q的集电极，三极管Q的发射极通过第五电容C5接地，第四运放A4的输出端通过第十三电阻R13连接至第四运放A4的反向输入端，第四运放A4的反向输入端通过第十四电阻R14接地，第四运放A4的输出端通过电感L连接至滤波模块17的输出端OUT。第一夹持头11内设置有通孔18。橡胶层13顶部设置有空腔19，空腔19内固定有加强板20。固定夹9包括与第二油缸8固定连接的基板21，基板21通过两个对称安装的液压减震器22连接有第二夹持头23，液压减震器22外侧套接有减震弹簧24，液压减震器22与基板21倾斜安装，第二夹持头23为L型，第二夹持头23的内侧固定有齿形橡胶部25。液压减震器22内安装有电磁节流阀26，电磁节流阀26与控制器16的输出端通讯连接，电磁节流阀26的开度与控制器16采集到的同侧振动传感器15的振动信号幅值成正比。液压减震器22与基板21之间连接有金属弹片27。

其中，第一电阻R1为3.5kΩ、第二电阻R2为1.7 kΩ、第三电阻R3为5 kΩ、第四电阻R4为0.35 kΩ、第五电阻R5为2 kΩ、第六电阻R6为7 kΩ、第七电阻R7为1.5kΩ、第八电阻R8为3.5 kΩ、第九电阻R9为0.5 kΩ、第十电阻R10为1 kΩ、第十一电阻R11为2.5 kΩ、第十二电阻R12为2 kΩ、第十三电阻R13为1 kΩ、第十四电阻R14为5.5 kΩ。第一电容C1为300μF、第二电容C2为350μF、第三电容C3为500μF、第四电容C4为100μF、第五电容C5为250μF。电感L为0.13mH。

另外，在底板7进行旋转时，控制器16控制铣刀机构5两侧的第三油缸10进行伸缩，位于旋转方向一侧的第三油缸10伸出，另一侧的第三油缸10收缩，从而保持第一夹持头11与铣削工作面的良好接触。

齿形橡胶部25内设置有缝隙28，缝隙28内插接有弧形弹片29，弧形弹片29的外侧端位于齿形橡胶部25的外侧，弧形弹片29的外侧端固定有金属夹片30，金属夹片30与被夹持的工件相接触。在齿形橡胶部25受力挤压时，弧形弹片29受力向外伸展，使得金属夹片30向外移动，从而扩大整个第二夹持头23的夹持受力范围，以提高工件夹持的侧向支撑度。在拆装工件时，弧形弹片29收缩，减小第二夹持头23余工件的接触范围，从而便于工件快速拆装。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种立式双面铣床，包括基座（1），基座（1）上方固定有龙门架（2），基座（1）表面活动安装有传送板（3），龙门架（2）上分别通过两个第一油缸（4）安装有铣刀机构（5），其特征在于：所述传送板（3）上通过旋转电机（6）安装有底板（7），底板（7）上通过第二油缸（8）安装有固定夹（9）；铣刀机构（5）的两侧分别通过两个第三油缸（10）安装有第一夹持头（11）。

2.根据权利要求1所述的立式双面铣床，其特征在于：所述第一夹持头（11）上设置有若干个第一凹槽（12），第一凹槽（12）的侧壁设置有弧形槽（13），第一凹槽（12）内固定有橡胶层（14），橡胶层（14）的高度大于第一凹槽（12）的深度，橡胶层（14）与弧形槽（13）间隙配合。

3.根据权利要求2所述的立式双面铣床，其特征在于：所述铣刀机构（5）上安装有振动传感器（15），振动传感器（15）与控制器（16）的输入端通讯连接，控制器（16）的输出端与第三油缸（10）的伺服油泵通讯连接；控制器（16）根据振动传感器（15）采集的振动信号，控制第三油缸（10）施加给第一夹持头（11）的压力，使压力变化率与振动信号变化率成正比，且压力变化方向与振动信号变化方向相反。

4.根据权利要求3所述的立式双面铣床，其特征在于：所述振动传感器（15）和控制器（16）之间设置有滤波模块（17），滤波模块（17）的输入端（IN）通过串联的第一电阻（R1）和第二电阻（R2）连接至第一运放（A1）的正向输入端，第一运放（A1）的反向输入端通过第三电阻（R3）接地，第一运放（A1）的反向输入端通过第四电阻（R4）连接至第一运放（A1）的输出端，第一电阻（R1）和第二电阻（R2）之间通过第一电容（C1）连接至第一运放（A1）的输出端，第一运放（A1）的正向输入端通过第二电容（C2）接地，第一运放（A1）的输出端通过第三电容（C3）接地；第一运放（A1）的输出端通过第五电阻（R5）连接至第二运放（A2）的正向输入端，第二运放（A2）的反向输入端通过第六电阻（R6）接地，第二运放（A2）的输出端通过第七电阻（R7）连接至第三运放（A3）的反向输入端，第三运放（A3）的正向输入端通过第八电阻（R8）接地，第三运放（A3）的反向输入端通过第四电容（C4）连接至第三运放（A3）的输出端，第三运放（A3）的输出端通过第九电阻（R9）连接至第二运放（A2）的正向输入端；第一运放（A1）的输出端通过第十电阻（R10）连接至第四运放（A4）的正向输入端，第二运放（A2）的输出端通过第十一电阻（R11）连接至第四运放（A4）的正向输入端，第四运放（A4）的正向输入端通过第十二电阻（R12）接地，第二运放（A2）的输出端连接至三极管（Q）的基极，第四运放（A4）的正向输入端连接至三极管（Q）的集电极，三极管（Q）的发射极通过第五电容（C5）接地，第四运放（A4）的输出端通过第十三电阻（R13）连接至第四运放（A4）的反向输入端，第四运放（A4）的反向输入端通过第十四电阻（R14）接地，第四运放（A4）的输出端通过电感（L）连接至滤波模块（17）的输出端（OUT）。

5.根据权利要求4所述的立式双面铣床，其特征在于：所述第一夹持头（11）内设置有通孔（18）。

6.根据权利要求5所述的立式双面铣床，其特征在于：所述橡胶层（13）顶部设置有空腔（19），空腔（19）内固定有加强板（20）。

7.根据权利要求3所述的立式双面铣床，其特征在于：所述固定夹（9）包括与第二油缸（8）固定连接的基板（21），基板（21）通过两个对称安装的液压减震器（22）连接有第二夹持头（23），液压减震器（22）外侧套接有减震弹簧（24），液压减震器（22）与基板（21）倾斜安装，第二夹持头（23）为L型，第二夹持头（23）的内侧固定有齿形橡胶部（25）。

8.根据权利要求7所述的立式双面铣床，其特征在于：所述液压减震器（22）内安装有电磁节流阀（26），电磁节流阀（26）与控制器（16）的输出端通讯连接，电磁节流阀（26）的开度与控制器（16）采集到的同侧振动传感器（15）的振动信号幅值成正比。

9.根据权利要求8所述的立式双面铣床，其特征在于：所述液压减震器（22）与基板（21）之间连接有金属弹片（27）。