CN113245943A - 一种电梯导轨去毛刺系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯导轨去毛刺系统及方法，包括旋转支架、中心轴及底座，底座设有中心套，中心轴可旋转连接于中心套，其一端通过支架转轴铰接于旋转支架，旋转支架设有圆柱砂轮、阶梯砂轮及用于驱动圆柱砂轮、阶梯砂轮旋转的砂轮电机，圆柱砂轮、阶梯砂轮的轴线均平行于支架转轴，且阶梯砂轮包括外径与电梯导轨侧部相匹配的小砂轮、大砂轮；圆柱砂轮、阶梯砂轮的中心轴均连接同步旋转的带轮，两个带轮连接砂带。本发明仅仅通过两个砂轮就实现对整个电梯导轨的端部的去毛刺作业，使产品一次装夹即可完成整个端部一端的去毛刺作业，提升了加工效率；当砂轮磨损时，不需要调整刀补依然可以保证打磨深度不变；同时降低了电梯导轨的轴向位置精度。

Description

一种电梯导轨去毛刺系统及方法

技术领域

本发明涉及电梯导轨加工技术领域，具体涉及一种电梯导轨去毛刺系统及方法。

背景技术

电梯导轨用于实现轿厢的竖向导向，通常包含多个串联设置的单个导轨。相邻导轨之间通过端部的阴榫和阳榫进行连接，但在阳隼和阴隼的加工过程中会产生毛刺，毛刺不去除会影响到导轨的安装，手工去毛刺效率低下且加工质量无法保证。现有技术中主要依赖于机械手实现去毛刺作业，例如申请号为“2019102720300” 就公开了“一种电梯导轨去毛刺装置”，其主要利用机械手控制刀具高速旋转实现去毛刺作业，相当于铣削加工，机械手端部的去毛刺刀具根据预先编制的路径进行行走，实现对毛刺的去除，需要对电梯导轨进行精确的定位，并且还需要考虑到刀补问题，其本质上就是数控切削的一种。

申请号为“2019204538030”也公开了“一种电梯空心导轨去毛刺装置”，这种是利用多个不同角度的砂轮实现对电梯导轨端部的打磨，缺点是无法一次性完成作业，并且没有对所有可能存在毛刺的部位进行打磨，而如果要对所有的毛刺进行打磨则需要增加更多的工序及砂轮。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种电梯导轨去毛刺系统及方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种电梯导轨去毛刺系统：包括旋转支架、中心轴及底座，底座设有中心套，中心轴可旋转连接于中心套，其一端通过支架转轴铰接于旋转支架，旋转支架设有圆柱砂轮、阶梯砂轮及用于驱动圆柱砂轮、阶梯砂轮旋转的砂轮电机，圆柱砂轮、阶梯砂轮的轴线均平行于支架转轴，且阶梯砂轮包括外径与电梯导轨侧部相匹配的小砂轮、大砂轮；

圆柱砂轮、阶梯砂轮的中心轴均连接同步旋转的带轮，两个带轮连接砂带；

底座还设有用于驱动中心轴以中心套为轴心旋转的中心轴电机；

中心轴还设有用于驱动旋转支架以支架转轴为轴心旋转的支架电机；

底座还连接三轴进给系统。

作为本发明的一种优选方案，前述的圆柱砂轮、阶梯砂轮的中心轴均设有被动带轮，砂轮电机的动力输出轴设有主动带轮，主动带轮通过皮带连接两个被动带轮。

作为本发明的一种优选方案，前述的中心轴设有与中心轴同心设置的中心轴被动齿轮，中心轴电机安装于底座且动力输出端通过中心轴主动齿轮连接中心轴被动齿轮；

旋转支架还包括连接于支架转轴的支架被动齿轮，支架电机安装于中心轴，且动力输出端通过支架主动齿轮连接支架被动齿轮。

作为本发明的一种优选方案，前述的旋转支架还包括设置于带轮另一端且连接旋转支架的辅助支架，辅助支架设有用于张紧砂带的张紧轮。

作为本发明的一种优选方案，前述的三轴进给系统包括X向进给系统、Y向进给系统及Z向进给系统，Z向进给系统的运动方向平行于中心轴的轴线。

作为本发明的一种优选方案，前述的中心轴的端部还设有配重块。

一种电梯导轨去毛刺方法：按照以下步骤操作：

当电梯导轨以平行于中心轴的位置固定后，通过三轴进给系统、中心轴电机及支架电机调节圆柱砂轮、阶梯砂轮以及砂带相对于电梯导轨端部的位置；

依次对电梯导轨端部的侧棱、端面进行打磨，电梯导轨端部的侧棱包括侧沿、上下沿、两个内沿；

其中，侧沿通过阶梯砂轮打磨；上下沿、两个内沿通过圆柱砂轮打磨；端面通过砂带垂直于电梯导轨的轴线打磨，且砂带的打磨方向平行于内沿。

作为本发明的一种优选方案，前述的侧棱打磨步骤如下：支架电机将旋转支架旋转至待使用砂轮相对于在后使用砂轮更接近电梯导轨端部的角度；

待使用砂轮以轴线平行于相应的侧棱，并以与侧棱所在的电梯导轨侧面呈度的角度向侧棱移动；

当砂轮电机检测到负载扭矩增大时，三轴进给系统及中心轴电机停止运动并锁定；

支架电机驱动旋转支架向靠近侧棱的方向旋转角度P后停止旋转并锁定时间T1；

支架电机驱动旋转支架向远离侧棱的方向旋转角度P；

进行下一侧棱的打磨；

角度P的范围是1-3度，锁定时间T1的范围是0.5-2秒。

作为本发明的一种优选方案，前述的端面打磨步骤如下：

通过三轴进给系统、中心轴电机及支架电机驱动砂带以垂直于电梯导轨轴线，且砂带运动方向垂直于上下沿的方向向电梯导轨的端面运动；

当砂轮电机检测到负载扭矩增大时，Z向进给系统继续驱动砂带向靠近电梯导轨的方向运动距离L并停留时间T2后再向远离电梯导轨的方向运动；

距离L的范围是0.5-2mm，停留时间T2的范围是1-3秒。

作为本发明的一种优选方案，依次进行上沿、下沿、内沿、侧沿、端面的打磨。

本发明所达到的有益效果：

相对于现有技术，本实施例具有以下优势：

首先，本发明通过传统砂轮倒角的方式实现毛刺的去除，相对于现有技术中其他方式的去毛刺方案，砂轮作为耗材具有成本低廉、加工效果较好的优势，并且当砂轮进行倒角打磨之后，还通过砂带进行整个端部的打磨，提升了去毛刺效果。

其次，本发明仅仅通过两个砂轮就实现对整个电梯导轨的端部的去毛刺作业，使产品一次装夹即可完成整个端部一端的去毛刺作业，大大提升了加工效率。

第三，本发明的三轴进给系统、中心轴电机及支架电机使圆柱砂轮、阶梯砂轮能够构成了空间内的五轴联动系统，即圆柱砂轮、阶梯砂轮及砂带在空间具备五个自由度，配合现有技术中伺服控制技术能够实现对电梯导轨端部的无死角加工。

第四，本发明对于打磨程度的控制是通过采集砂轮电机扭矩状态变化以及当扭矩增加时，旋转支架的摆动角度实现的，这样有两个好处：一是当砂轮磨损时，不需要调整进给量，即不需要调整刀补依然可以保证打磨深度不变；二是对于电梯导轨的轴向位置精度要求不高，降低了电梯导轨输送及定位装置的成本。

附图说明

图1是现有技术中电梯导轨结构图；

图2是本发明电梯导轨侧沿打磨状态图；

图3是本发明电梯导轨另一侧沿打磨状态图（图2相对侧）；

图4是本发明电梯导轨上沿打磨状态图；

图5是本发明电梯导轨下沿打磨状态图；

图6是本发明电梯导轨内沿打磨状态图；

图7是本发明电梯导轨另一内沿打磨状态图（图6相对侧）；

图8是本发明电梯导轨端面打磨状态图；

图9是本发明砂轮与侧棱位置示意图；

附图标记的含义：1-电梯导轨；2-旋转支架；3-阶梯砂轮；4-圆柱砂轮；5-带轮；6-砂轮电机；7-中心轴；8-支架电机；9-底座；10-三轴进给系统；11-上沿；12-侧沿一；13-侧沿二；14-内沿；15-下沿；21-辅助支架；22-支架被动齿轮；23-支架转轴；31-小砂轮；32-大砂轮；51-砂带；52-被动带轮；53-张紧轮；61-主动带轮；71-中心轴被动齿轮；72-配重块；73-中心轴电机；74-中心轴主动齿轮；81-支架主动齿轮；91-中心套；101-X向进给系统；102-Y向进给系统；103-Z向进给系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，图1是现有技术中的电梯导轨1结构图，为了便于描述，将其端面分成上沿11、侧沿一12、侧沿二13、内沿14及下沿15，其中侧沿一12所在电梯导轨侧面的厚度大于侧沿二13所在电梯导轨侧面的厚度，因此侧沿一12平行于侧沿二13，但两者之间有距离差。并且，为了便于描述，本实施例将上沿11、侧沿一12、侧沿二13、内沿14及下沿15统称为侧棱，其中，图1中的加粗点划线E表示电梯导轨1的轴线。

针对图1中现有技术中的电梯导轨，如图2至图8所示：本实施例公开了一种电梯导轨去毛刺系统：包括旋转支架2、中心轴7及底座9，底座9设有中心套91，中心轴7可旋转连接于中心套91（两者仅仅可以旋转，正常工作时，中心轴7不会在中心套91内轴向滑动），其一端通过支架转轴23铰接于旋转支架2，旋转支架2设有圆柱砂轮4、阶梯砂轮3及用于驱动圆柱砂轮4、阶梯砂轮3旋转的砂轮电机6，圆柱砂轮4、阶梯砂轮3的轴线均平行于支架转轴23，且阶梯砂轮3包括外径与电梯导轨侧部相匹配的小砂轮31、大砂轮32，也就是说小砂轮31、大砂轮32之间的外径差等于侧沿一12、侧沿二13之间的距离差，这样小砂轮31、大砂轮32可同时对侧沿一12、侧沿二13进行打磨。

其中，圆柱砂轮4、阶梯砂轮3的中心轴均连接同步旋转的带轮5；两个带轮5共同驱动砂带51旋转，其中砂带51的摩擦面相对于带轮5向外。

底座9还设有用于驱动中心轴7以中心套91为轴心旋转的中心轴电机73。其中，中心轴7设有与中心轴7同心设置的中心轴被动齿轮71，中心轴电机73安装于底座9且动力输出端通过中心轴主动齿轮74连接中心轴被动齿轮71。

旋转支架2还连接用于驱动旋转支架2以支架转轴23为轴心旋转的支架电机8，支架电机8安装于中心轴7。其中，旋转支架2还包括连接于支架转轴23的支架被动齿轮22，支架电机8安装于中心轴7，且动力输出端通过支架主动齿轮81连接支架被动齿轮22。

底座9还连接三轴进给系统10，本实施例的三轴进给系统10属于现有技术，在现有技术中的机床、立体仓库领域经常会用到，能够驱动底座9在一定空间内实现三向运动，具体包括X向进给系统101、Y向进给系统102及Z向进给系统103，其中，Z向进给系统103的运动方向平行于中心轴7的轴线。

砂轮电机6驱动圆柱砂轮4、阶梯砂轮3旋转的具体方式是：圆柱砂轮4、阶梯砂轮3的中心轴均设有被动带轮52，砂轮电机6的动力输出轴设有主动带轮61，主动带轮61通过皮带连接两个被动带轮52。

为了提升系统的强度及稳定性，本实施例旋转支架2还包括设置于带轮5另一端的辅助支架21，辅助支架21与旋转支架2也是连接在一起的，且两者是平行关系，两者之间可通过设置于两个带轮5之间的连接块相连。

其中辅助支架21设有用于张紧砂带51的张紧轮53，张紧轮53的具体连接方式属于现有技术，本实施例不再赘述。

本实施例中心轴7的端部还最好设有配重块72。配重块72能够降低底座9以及三轴进给系统10的负载。

本实施例还公开了一种电梯导轨去毛刺方法，具体按照以下步骤操作：

正常工作时，将电梯导轨1的轴线以平行于中心轴7的方式进行固定，电梯导轨1的固定方式可采用现有技术中的任意一种，例如可采用申请号为“2019102720300”以及“2019204538030”中的电梯导轨固定装置。电梯导轨1被固定后最好是下沿15处于水平状态，侧沿一12、侧沿二13处于竖直状态，通过三轴进给系统10、中心轴电机73及支架电机8对圆柱砂轮4、阶梯砂轮3以及砂带51相对于电梯导轨端部的位置进行控制，具体控制方式属于现有技术。

在工作顺序方面，依次对电梯导轨端部的侧棱、端面进行打磨，电梯导轨端部的侧棱包括侧沿（侧沿一12、侧沿二13）、上下沿（上沿11、下沿15）、两个内沿14。

其中，侧沿通过阶梯砂轮3打磨；上下沿、两个内沿通过圆柱砂轮4打磨；端面通过砂带51垂直于电梯导轨的轴线打磨。砂轮电机6驱动圆柱砂轮4、阶梯砂轮3以及砂带51旋转。

具体的，侧棱打磨步骤如下：支架电机8将旋转支架2旋转至待使用砂轮相对于在后使用砂轮更接近电梯导轨端部的角度；以图5为例，图5是打磨下沿15状态图，在该状态下，待使用砂轮就是圆柱砂轮4，在后使用砂轮是阶梯砂轮3，在圆柱砂轮4接触到下沿15之前，旋转支架2以支架转轴23为轴心旋转，圆柱砂轮4首先旋转至靠近电梯导轨端部的角度。结合图5及图9：待使用砂轮（圆柱砂轮4）以轴线平行于相应的侧棱（下沿15），并以与侧棱所在的电梯导轨侧面呈45度的角度向侧棱移动。以图9为例，图9中的虚线A表示圆柱砂轮4的运动轨迹，加粗线D表示侧棱所在的电梯导轨侧面，实心圆点B表示待打磨的侧棱（下沿15），角度C等于45度。这种砂轮的运动轨迹能够使砂轮的打磨侧同时接触到待打磨的侧棱，并且打磨之后的倒角呈45度，打磨之后的同一侧棱的轴线方向打磨程度相同，能够实现最佳的去毛刺效果。当打磨到下沿15时，如果下沿15的宽度大于圆柱砂轮4的宽度，那么需要控制圆柱砂轮4沿着下沿15轴向移动，多次对下沿15进行打磨，实现对整个下沿15的均匀打磨。

当砂轮电机6检测到负载扭矩增大时，表明砂轮接触到了电梯导轨，三轴进给系统10及中心轴电机73停止运动并锁定；依靠旋转支架2的旋转运动实现打磨的进给，具体是：支架电机8驱动旋转支架2向靠近侧棱的方向旋转角度P后停止旋转并锁定时间T1，其中，角度P的范围是1-3度，角度P表明打磨的深度，P越大表明打磨的越深，锁定时间T1的范围是0.5-2秒，T1表示砂轮在打磨最深处的停留时间。

当T1结束之后，支架电机8驱动旋转支架2向远离侧棱的方向旋转角度P，即旋转支架2旋转至打磨前的初始状态之后，再进行下一侧棱的打磨。

在上述侧棱打磨过程中，最好以圆柱砂轮4先打磨、阶梯砂轮3后打磨的顺序进行，即最优的加工路线是：依次进行上沿11、下沿15、内沿14、侧沿、端面的打磨。

待上述所有侧棱打磨完成之后，再进行端面打磨，具体打磨步骤如下：

如图8所示：通过三轴进给系统10、中心轴电机73及支架电机8驱动砂带51以垂直于电梯导轨轴线，且砂带51运动方向垂直于上下沿的方向向电梯导轨的端面运动，并且砂带51的打磨方向，平行于内沿。

当砂轮电机6检测到负载扭矩增大时，Z向进给系统103继续驱动砂带51向靠近电梯导轨的方向运动距离L并停留时间T2后再向远离电梯导轨的方向运动，其中，距离L的范围是0.5-2mm，停留时间T2的范围是1-3秒。

在上述去毛刺过程中，由于需要根据砂轮电机6反馈的扭矩来调整打磨的进给量，因此本实施例的砂轮电机6最好采用带有扭矩反馈功能的伺服电机。

相对于现有技术，本实施例具有以下优势：

首先，本实施例通过传统砂轮倒角的方式实现毛刺的去除，相对于现有技术中其他方式的去毛刺方案，砂轮作为耗材具有成本低廉、加工效果较好的优势，并且当砂轮进行倒角打磨之后，还通过砂带51进行整个端部的打磨，提升了去毛刺效果。

其次，本发明仅仅通过两个砂轮就实现对整个电梯导轨的端部的去毛刺作业，使产品一次装夹即可完成整个端部（一端）的去毛刺作业，大大提升了加工效率。

第三，本发明的三轴进给系统10、中心轴电机73及支架电机8使圆柱砂轮4、阶梯砂轮3能够构成了空间内的五轴联动系统，即圆柱砂轮4、阶梯砂轮3及砂带51在空间内具备五个自由度，配合现有技术中的伺服控制技术能够实现对电梯导轨端部的无死角加工。

第四，本发明对于打磨程度的控制是通过采集砂轮电机6扭矩状态变化以及当扭矩增加时，旋转支架2的摆动角度实现的，这样有两个好处：一是当砂轮磨损时，不需要调整进给量，即不需要调整刀补依然可以保证打磨深度不变；二是对于电梯导轨1的轴向位置精度要求不高，降低了电梯导轨输送及定位装置的成本。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电梯导轨去毛刺系统，其特征在于：包括旋转支架（2）、中心轴（7）及底座（9），所述底座（9）设有中心套（91），所述中心轴（7）可旋转连接于中心套（91），其一端通过支架转轴（23）铰接于旋转支架（2），所述旋转支架（2）设有圆柱砂轮（4）、阶梯砂轮（3）及用于驱动圆柱砂轮（4）、阶梯砂轮（3）旋转的砂轮电机（6），所述圆柱砂轮（4）、阶梯砂轮（3）的轴线均平行于支架转轴（23），且阶梯砂轮（3）包括外径与电梯导轨侧部相匹配的小砂轮（31）、大砂轮（32）；

所述圆柱砂轮（4）、阶梯砂轮（3）的中心轴均连接同步旋转的带轮（5），两个带轮（5）连接砂带（51）；

所述底座（9）还设有用于驱动中心轴（7）以中心套（91）为轴心旋转的中心轴电机（73）；

所述中心轴（7）还设有用于驱动旋转支架（2）以支架转轴（23）为轴心旋转的支架电机（8）；

所述底座（9）还连接三轴进给系统（10）。

2.根据权利要求1所述的一种电梯导轨去毛刺系统，其特征在于：所述圆柱砂轮（4）、阶梯砂轮（3）的中心轴均设有被动带轮（52），所述砂轮电机（6）的动力输出轴设有主动带轮（61），所述主动带轮（61）通过皮带连接两个被动带轮（52）。

3.根据权利要求1所述的一种电梯导轨去毛刺系统，其特征在于：所述中心轴（7）设有与中心轴（7）同心设置的中心轴被动齿轮（71），所述中心轴电机（73）安装于底座（9）且动力输出端通过中心轴主动齿轮（74）连接中心轴被动齿轮（71）；

所述旋转支架（2）还包括连接于支架转轴（23）的支架被动齿轮（22），所述支架电机（8）安装于中心轴（7），且动力输出端通过支架主动齿轮（81）连接支架被动齿轮（22）。

4.根据权利要求1所述的一种电梯导轨去毛刺系统，其特征在于：所述旋转支架（2）还包括设置于带轮（5）另一端且连接旋转支架（2）的辅助支架（21），所述辅助支架（21）设有用于张紧砂带（51）的张紧轮（53）。

5.根据权利要求1所述的一种电梯导轨去毛刺系统，其特征在于：所述三轴进给系统（10）包括X向进给系统（101）、Y向进给系统（102）及Z向进给系统（103），所述Z向进给系统（103）的运动方向平行于中心轴（7）的轴线。

6.根据权利要求1所述的一种电梯导轨去毛刺系统，其特征在于：所述中心轴（7）的端部还设有配重块（72）。

7.一种电梯导轨去毛刺方法，其特征在于：按照以下步骤操作：

当电梯导轨以平行于中心轴（7）的位置固定后，通过三轴进给系统（10）、中心轴电机（73）及支架电机（8）调节圆柱砂轮（4）、阶梯砂轮（3）以及砂带（51）相对于电梯导轨端部的位置；

依次对电梯导轨端部的侧棱、端面进行打磨，所述电梯导轨端部的侧棱包括侧沿、上下沿、两个内沿；

其中，侧沿通过阶梯砂轮（3）打磨；上下沿、两个内沿通过圆柱砂轮（4）打磨；端面通过砂带（51）垂直于电梯导轨的轴线打磨，且砂带（51）的打磨方向平行于内沿。

8.根据权利要求7所述的一种电梯导轨去毛刺方法，其特征在于：侧棱打磨步骤如下：支架电机（8）将旋转支架（2）旋转至待使用砂轮相对于在后使用砂轮更接近电梯导轨端部的角度；

待使用砂轮以轴线平行于相应的侧棱，并以与侧棱所在的电梯导轨侧面呈45度的角度向侧棱移动；

当砂轮电机（6）检测到负载扭矩增大时，三轴进给系统（10）及中心轴电机（73）停止运动并锁定；

支架电机（8）驱动旋转支架（2）向靠近侧棱的方向旋转角度P后停止旋转并锁定时间T1；

支架电机（8）驱动旋转支架（2）向远离侧棱的方向旋转角度P；

进行下一侧棱的打磨；

所述角度P的范围是1-3度，所述锁定时间T1的范围是0.5-2秒。

9.根据权利要求7所述的一种电梯导轨去毛刺方法，其特征在于：端面打磨步骤如下：

通过三轴进给系统（10）、中心轴电机（73）及支架电机（8）驱动砂带（51）以垂直于电梯导轨轴线，且砂带（51）运动方向垂直于上下沿的方向向电梯导轨的端面运动；

当砂轮电机（6）检测到负载扭矩增大时，Z向进给系统（103）继续驱动砂带（51）向靠近电梯导轨的方向运动距离L并停留时间T2后再向远离电梯导轨的方向运动；

所述距离L的范围是0.5-2mm，所述停留时间T2的范围是1-3秒。

10.根据权利要求7所述的一种电梯导轨去毛刺方法，其特征在于：依次进行上沿（11）、下沿（15）、内沿（14）、侧沿、端面的打磨。

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