CN113290430A - 一种四轴联动升降式数控端面磨刀机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,包括机架、斜轨刀架、主轴箱,所述斜轨刀架包括斜轨刀架底座、X轴丝杆、中拖板、X轴伺服电机,当控制X轴伺服电机旋转时驱动中拖板左右移动;所述斜轨刀架还包括升降滑板、升降座、Y轴伺服电机、转轴、挂刀板,当控制Y轴伺服电机运转时驱动使升降滑板升降运行;所述转轴旋转安装在升降滑板上;所述主轴箱包括主轴箱支承座、主轴安装座、Z轴丝杆、Z轴伺服电机、主轴,当启动Z轴伺服电机时,可以通过Z轴丝杆的螺母传动,使主轴安装座前后移动从而实现砂轮前后移动。本机型结构刀架结构摆动轴(A轴)采用了高精度RV减速机结构,提高了摆动角度的精度,并且整体结构简单耐用。

Description

一种四轴联动升降式数控端面磨刀机
技术领域
本发明涉及一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,属于磨刀机技术领域。
背景技术
端面磨刀机是采用优质碳素结构钢,刀架采用30°角斜轨结构,磨头传动方式为滚动式直线导轨传动;冷却水由砂轮罩内的水管直接喷向所需加工的位置,使冷却效果更好;整机各轴均采用绝对值伺服电机控制,在速度规定范围内任意可调。砂轮自动进给磨刀,磨头采用筒式砂轮,提高了砂轮使用寿命的1/3,极大的降低了磨刀成本,且磨头前后移动可调。
目前市场上的数控端面磨刀机结构普遍采用的是方形的铸件导轨的方式,此种结构是在原液压机的基础上的改进,运行精度不高,并且响应速度慢,不能适应数控高精度运行的需求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,解决了目前市场上的数控端面磨刀机结构普遍采用的是方形的铸件导轨的方式,此种结构是在原液压机的基础上的改进,运行精度不高,并且响应速度慢,不能适应数控高精度运行的需求的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,包括机架、斜轨刀架、主轴箱,所述机架上端横向固定连接有主轴箱,所述机架上端竖向固定连接有斜轨刀架;
所述斜轨刀架包括斜轨刀架底座、X轴丝杆、中拖板、X轴丝杆、X轴伺服电机,所述斜轨刀架底座上设有平行安装的两条直线导轨,所述中拖板固定安装于两直线导轨的滑块上,所述X轴丝杆安装在斜轨刀架底座的中心并通过丝杆螺母与中拖板相连;所述X轴伺服电机的输出轴通过联轴器与X轴丝杆连接;当控制X轴伺服电机旋转时驱动中拖板左右移动;
所述斜轨刀架还包括升降滑板、升降座、Y轴伺服电机、转轴、挂刀板,升降滑板安装于中拖板的前端固定设置的升降导轨的移动端,升降座安装于中拖板的前端,所述Y轴伺服电机固定安装于升降座上,所述Y轴伺服电机旋转轴与升降丝杆连接,所述升降丝杆的螺母与升降滑板相连接;当控制Y轴伺服电机运转时驱动使升降滑板升降运行;所述转轴旋转安装在升降滑板上;所述转轴连接A轴伺服电机的输出轴,所述挂刀板安装于转轴上;
所述主轴箱包括主轴箱支承座、主轴安装座、Z轴丝杆、Z轴伺服电机、主轴,所述主轴箱支承座上设有两条Z轴导轨,所述主轴安装座固定安装于Z轴导轨的四个滑块上,所述Z轴丝杆固定在主轴箱支承座上,所述Z轴伺服电机的输出端通过联轴器连接Z轴丝杆,所述Z轴丝杆的螺母与主轴安装座固定连接,所述主轴安装在主轴安装座内部设置的轴承,其中主轴的一端通过皮带和皮带轮与三相异步电机的输出端连接;主轴另一端固定连接砂轮盘,所述砂轮盘上固定设置有砂轮;当三相异步电机启动时,通过皮带轮带动主轴让安装在主轴另一端的砂轮盘转动从而带动砂轮转动;当启动Z轴伺服电机时,可以通过Z轴丝杆的螺母传动,使主轴安装座前后移动从而实现砂轮前后移动。
优选的,所述斜轨刀架底座上端的导轨安装面为倾斜30°角的斜面。
优选的,所述升降滑板左右两端设有安装孔,所述转轴旋转安装在安装孔内;所述转轴与A轴伺服电机之间连接有A轴RV减速机,A轴伺服电机、RV减速机与转轴同心设置。
优选的,所述机架上端还固定设置有用于对砂轮防护的砂轮罩。
(三)有益效果
本发明提供了的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机。具备以下有益效果:
(1)本机型结构的横向移动轴(X轴)、升降移动轴(Y轴)及前后(Z轴)皆采用了滚柱直线导轨的结构,提高了运动精度并增加了结构刚性,由于滑动摩擦力的降低,使刀架可以更高速度运动,提高生产效率。
(2)本机型结构采用模块化设计,该结构紧凑稳固,集成度高,可整体组装好后吊装于机床,节省装配人力成本。
(3)本机型结构刀架采用30°斜轨刀架结构,该结构共有三大优点:①斜轨刀架在刚性强度方面通过受力分析具备更强的刚性;②斜轨刀架在生产加工过程中更有利于冷却液和冷却液混合的废渣排流,避免了废渣堆积减少了清理的难度;③斜轨刀架结构更加紧凑,大大节省了机床的占地面积。
(4)本机型结构刀架升降移动轴(Y轴)通过反向安装导轨,即是滑块固定不动,通过导轨的上下移动保证升降轴的运动。这样的结构有利于安装在升降滑板的转轴的受力一直处于四个升降滑块的范围内。
(5)本机型结构刀架结构摆动轴(A轴)采用了高精度RV减速机(即是市面上在机械手上使用的高精度减速机)结构,提高了摆动角度的精度,并且整体结构简单耐用。
附图说明
图1本发明的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机的立体结构图一;
图2本发明的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机的立体结构图二;
图3本发明的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机的斜轨刀架的立体结构图一;
图4本发明的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机的斜轨刀架的立体结构图二;
图5本发明的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机的主轴箱的立体结构图一;
图6本发明的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机的主轴箱的立体结构图二。
图中:(1)刀架底座、(2)直线导轨、(3)X轴丝杆、(4)中拖板、(5)升降滑板、(6)升降座、(7)升降丝杆、(8)转轴、(9)挂刀板、(10)X轴伺服电机、(11)Y轴伺服电机、(12)A轴伺服电机、(13)A轴RV减速机、(14)升降导轨、(15)机架、(16)斜轨刀架、(17)砂轮罩、(18)主轴箱、(19)主轴箱支承座、(20)Z轴导轨、(21)主轴安装座、(22)Z轴丝杆、(23)Z轴伺服电机、(24)三相异步电机、(25)砂轮盘、(26)砂轮、(27)Z轴伺服电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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、图3、图4、图5、图6所示本发明的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,包括机架15、斜轨刀架16、主轴箱18,所述机架15上端横向固定连接有主轴箱18,所述机架15上端竖向固定连接有斜轨刀架16;
斜轨刀架16、砂轮罩17、主轴箱18分别通过紧固螺丝安装在机架15相应的位置上如图1所示;其中在机械工作运行的过程中主要是通过斜轨刀架16和主轴箱18上的四轴同时联动来实现。
所述斜轨刀架16包括斜轨刀架底座1、X轴丝杆3、中拖板4、X轴丝杆3、X轴伺服电机10,所述斜轨刀架底座1上设有平行安装的两条直线导轨2,所述中拖板4固定安装于两直线导轨2的滑块上,所述X轴丝杆3安装在斜轨刀架底座1的中心并通过丝杆螺母与中拖板4相连;所述X轴伺服电机10的输出轴通过联轴器与X轴丝杆3连接;当控制X轴伺服电机10旋转时驱动中拖板4左右移动;
所述斜轨刀架16还包括升降滑板5、升降座6、Y轴伺服电机11、转轴8、挂刀板9,升降滑板5安装于中拖板4的前端固定设置的升降导轨14的移动端,升降导轨14为两个互相滑动连接的零件组成的固定端和移动端,升降座6安装于中拖板4的前端,所述Y轴伺服电机11固定安装于升降座6上,所述Y轴伺服电机11旋转轴与升降丝杆7连接,所述升降丝杆7的螺母与升降滑板5相连接;当控制Y轴伺服电机11运转时驱动使升降滑板5升降运行;所述转轴8旋转安装在升降滑板5上;所述转轴8连接A轴伺服电机12的输出轴,所述挂刀板9安装于转轴8上;
所述主轴箱18包括主轴箱支承座19、主轴安装座21、Z轴丝杆22、Z轴伺服电机27、主轴23,所述主轴箱支承座19上设有两条Z轴导轨20,所述主轴安装座21固定安装于Z轴导轨20的四个滑块上,所述Z轴丝杆22固定在主轴箱支承座19上,所述Z轴伺服电机27的输出端通过联轴器连接Z轴丝杆22,所述Z轴丝杆22的螺母与主轴安装座21固定连接,所述主轴23安装在主轴安装座21内部设置的轴承,其中主轴23的一端通过皮带和皮带轮与三相异步电机24的输出端连接;主轴23另一端固定连接砂轮盘25,所述砂轮盘25上固定设置有砂轮26;当三相异步电机24启动时,通过皮带轮带动主轴23让安装在主轴23另一端的砂轮盘25转动从而带动砂轮26转动;当启动Z轴伺服电机27时,可以通过Z轴丝杆22的螺母传动,使主轴安装座21前后移动从而实现砂轮26前后移动。
进一步地,所述斜轨刀架底座1上端的导轨安装面为倾斜30°角的斜面。
进一步地,所述升降滑板5左右两端设有安装孔,所述转轴8旋转安装在安装孔内;所述转轴8与A轴伺服电机12之间连接有A轴RV减速机13,A轴伺服电机12、RV减速机13与转轴8同心设置。
进一步地,所述机架15上端还固定设置有用于对砂轮26防护的砂轮罩17。
实施例:
在使用本发明时,搭配现有技术的数控机床控制系统,进行控制,可以实现以下功能;
X轴运行时,X轴伺服电机10带动X轴丝杆3转动,丝杆螺母与中拖板4连接,使中拖板4沿着直线导轨2左右运行;
Y轴运行时,Y轴伺服电机11带动升降丝杆7转动,使升降滑板5和固定在升降滑板5的直线导轨2一起升降。
Z轴运行时,Z轴伺服电机23带动Z轴丝杆22转动,丝杆螺母与主轴箱安装座21连接,使主轴箱安装座21沿着Z轴导轨20前后运行。
A轴运行时,A轴伺服电机12带动A轴RV减速机13旋转,使挂刀板9摆动角度。因为采用高精度RV减速机13使挂刀板9可以获得精确的摆动角度,保证了剪刀及匕首等的高档刀具需要螺旋曲面及波浪形的磨削面时所要求的高精度角度。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,包括机架(15)、斜轨刀架(16)、主轴箱(18),其特征在于,所述机架(15)上端横向固定连接有主轴箱(18),所述机架(15)上端竖向固定连接有斜轨刀架(16);
所述斜轨刀架(16)包括斜轨刀架底座(1)、X轴丝杆(3)、中拖板(4)、X轴伺服电机(10),所述斜轨刀架底座(1)上设有平行安装的两条直线导轨(2),所述中拖板(4)固定安装于两直线导轨(2)的滑块上,所述X轴丝杆(3)安装在斜轨刀架底座(1)的中心并通过丝杆螺母与中拖板(4)相连;所述X轴伺服电机(10)的输出轴通过联轴器与X轴丝杆(3)连接;当控制X轴伺服电机(10)旋转时驱动中拖板(4)左右移动;
所述斜轨刀架(16)还包括升降滑板(5)、升降座(6)、Y轴伺服电机(11)、转轴(8)、挂刀板(9),升降滑板(5)安装于中拖板(4)的前端固定设置的升降导轨(14)的移动端,升降座(6)安装于中拖板(4)的前端,所述Y轴伺服电机(11)固定安装于升降座(6)上,所述Y轴伺服电机(11)旋转轴与升降丝杆(7)连接,所述升降丝杆(7)的螺母与升降滑板(5)相连接;当控制Y轴伺服电机(11)运转时驱动使升降滑板(5)升降运行;所述转轴(8)旋转安装在升降滑板(5)上;所述转轴(8)连接A轴伺服电机(12)的输出轴,所述挂刀板(9)安装于转轴(8)上;
所述主轴箱(18)包括主轴箱支承座(19)、主轴安装座(21)、Z轴丝杆(22)、Z轴伺服电机(27)、主轴(23),所述主轴箱支承座(19)上设有两条Z轴导轨(20),所述主轴安装座(21)固定安装于Z轴导轨(20)的四个滑块上,所述Z轴丝杆(22)固定在主轴箱支承座(19)上,所述Z轴伺服电机(27)的输出端通过联轴器连接Z轴丝杆(22),所述Z轴丝杆(22)的螺母与主轴安装座(21)固定连接,所述主轴(23)安装在主轴安装座(21)内部设置的轴承,其中主轴(23)的一端通过皮带和皮带轮与三相异步电机(24)的输出端连接;主轴(23)另一端固定连接砂轮盘(25),所述砂轮盘(25)上固定设置有砂轮(26);当三相异步电机(24)启动时,通过皮带轮带动主轴(23)让安装在主轴(23)另一端的砂轮盘(25)转动从而带动砂轮(26)转动;当启动Z轴伺服电机(27)时,可以通过Z轴丝杆(22)的螺母传动,使主轴安装座(21)前后移动从而实现砂轮(26)前后移动。
2.根据权利要求1所述的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,其特征在于,所述斜轨刀架底座(1)上端的导轨安装面为倾斜30°角的斜面。
3.根据权利要求1所述的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,其特征在于,所述升降滑板(5)左右两端设有安装孔,所述转轴(8)旋转安装在安装孔内;所述转轴(8)与A轴伺服电机(12)之间连接有A轴RV减速机(13),A轴伺服电机(12)、RV减速机(13)与转轴(8)同心设置。
4.根据权利要求1所述的一种四轴联动升降式数控端面磨刀机,其特征在于,所述机架(15)上端还固定设置有用于对砂轮(26)防护的砂轮罩(17)。
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