CN113696068A - 一种高精加工的全自动化五轴磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精加工的全自动化五轴磨床，包括磨床底座和垂直设立于磨床底座的主轴侧座，主轴侧座的顶端设置有用于切割物料的磨床主轴，磨床底座上设有用于夹持并旋转物料的输出轴，磨床底座的一侧设置有用于切换轮盘的轮盘切换装置，磨床底座相对于所述轮盘切换装置的另一侧设置有自动上下料的机械臂及物料盘，采用本技术方案，可以实现加工过程中快速切换砂轮盘，在提升工艺精度的同时加快生产节拍，并且配合机械臂的自动上下料，提高生产效率。

Description

一种高精加工的全自动化五轴磨床
技术领域
本发明属于数控磨床领域，更具体地说，本发明涉及一种高精加工的全自动化五轴磨床。
背景技术
随着经济的发展，数控磨床的精度要求也逐渐提高，对于材料不同或者工艺方式不同的物料加工，需要及时更换用于切割的轮盘，以应对不同情况下的材料加工或强度，现有技术中，大多采用停机手工更换或者双主轴的形式，这种方式对于零件加工的局限性很大，并且也十分影响效率，减缓生产节奏，不利于激烈地生产竞争，并且在加工的同时，更换物料的时间也需要减少，人工上下料的速度很难跟上紧凑的生产节拍，影响生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可自动更换砂轮且自动上下料的全自动化五轴磨床。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种高精加工的全自动化五轴磨床，包括磨床底座和垂直设立于磨床底座的主轴侧座，主轴侧座的顶端设置有用于切割物料的磨床主轴，磨床主轴可沿横向设置的y轴方向移动，以及沿垂直于地面的z轴方向移动，磨床底座上设有用于夹持并旋转物料的输出轴，输出轴可沿着垂直于y轴方向的x轴移动，并且可绕z轴转动以配合磨床主轴切割物料；所述磨床主轴设置有旋转的轮盘，所述磨床底座的一侧设置有用于切换轮盘的轮盘切换装置，轮盘切换装置中设置有多个不同的轮盘，轮盘切换装置通过磨床主轴移动到设定位置配合切换轮盘；所述磨床底座相对于所述轮盘切换装置的另一侧设置有自动上下料的机械臂及物料盘，且机械臂和物料盘的底部设置有支架，机械臂和物料盘通过该支架固定连接于所述磨床底座的侧部，所述磨床底座中内设置有控制器，控制器设置多个信号输出端，且分别与所述磨床主轴、输出轴、轮盘切换装置和机械臂相连，以输出控制信号于磨床主轴、输出轴、轮盘切换装置和机械臂完成切割物料或切换轮盘，以及自动上下料的工作。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述输出轴底部设置有控制输出轴旋转的转盘，转盘和所述磨床底座之间设置有第一轨道和第一移动座，转盘设置于第一移动座的顶部，第一移动座与第一轨道之间设置成滑动连接，输出轴通过第一移动座在第一轨道上移动。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述磨床主轴与所述主轴侧座之间设置有第二轨道和第二移动座，第二轨道与第二移动座之间设置的移动方向对应所述y轴方向，磨床主轴通过第二移动座与第二轨道滑动相连，第二移动座和磨床主轴之间设置有第三轨道和第三移动座，磨床主轴设置在第三移动座，磨床主轴通过第三移动座和第三轨道的移动方向对应所述z轴的移动方向。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述轮盘切换装置包括轮盘支架、切换转盘以及置于切换转盘表面的多个轮盘架，在轮盘支架的侧部设置有旋转的切换杆，所述轮盘设置于轮盘架上且与轮盘架之间设置成活动连接，切换转盘在靠近切换杆的侧部设置有开口，轮盘架与切换转盘之间相铰接，轮盘架通过切换转盘的旋转移动到开口位置向切换杆方向旋转，切换杆通过旋转将轮盘架上的轮盘取出，并且再次旋转将轮盘放置于所述磨床主轴。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述切换轮盘中的每个轮盘架与切换轮盘之间设置有第一转轴和伺服电机，伺服电机的输出端与第一转轴相连，且控制第一转轴旋转，轮盘架通过第一转轴旋转调整轮盘角度以配合所述切换杆拿取。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述磨床主轴的侧部设置有定位探针。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述第一轨道在所述输出轴夹持物料的方向上还设置有托料架，托料架底部设置有可在第一轨道上滑动的托料底座，托料架通过托料底座与第一轨道滑动相连。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述机械臂设置成具有六个自由度的工业机械臂，在该机械臂的末端设置有用于夹持物料的机械爪，机械爪对应夹持的位置在于所述输出轴和所述物料盘。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述机械爪由相对立设置的气缸组成，气缸的末端设置有用于夹持物料的夹板，由气缸控制夹板开闭。
本发明公开的一种高精加工的全自动化五轴磨床，所述切换杆的中心位置与所述轮盘架之间设置有第二转轴，切换杆的两端设置有半圆弧形的凹面，切换杆通过凹面与轮盘相接触，凹面内设置有卡紧轮盘的夹环，轮盘的侧面设置有与夹环相对应的圆柱凸起，夹环通过卡进圆柱突起拿取轮盘，当轮盘处于安装状态下的应力大于夹环的夹持力，夹环弹起松开轮盘。
采用本技术方案，通过采用可旋转的砂轮切换装置配合磨床主轴的高自由度，可以实现加工过程中快速切换砂轮盘，在提升工艺精度的同时加快生产节拍，有利于目前对于磨床加工零部件(铣刀、标刀等)的精度和节奏的需求，并且配合机械臂的自动上下料，可以有效地节约人力资源成本，提高生产速度，并且由于加工物料的材质不同，因此需要使用到的切割轮盘硬度需求也不同，合理地切换轮盘可以保护设备，延长使用寿命，并且由于输出轴增加的旋转自由度，可以全方位的调整加工角度，提升零件的加工精度，提高生产效率。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明五轴磨床的正视图；
图2为本发明五轴磨床的侧视图；
图3为本发明五轴磨床中轮盘切换装置的放大图。
图中标记为：1、磨床底座；2、主轴侧座；3、机械臂；4、输出轴；5、磨床主轴；6、托料架；7、轮盘切换装置；8、探针；9、物料盘；10、切换轮盘；11、轮盘架；12、切换杆。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明五轴磨床的正视图，图2为本发明五轴磨床的侧视图，如图1和图2所示的一种高精加工的全自动化五轴磨床，包括磨床底座1和垂直设立于磨床底座的主轴侧座2，主轴侧座的顶端设置有用于切割物料的磨床主轴5，磨床主轴可沿横向设置的y轴方向移动，以及沿垂直于地面的z轴方向移动，磨床底座上设有用于夹持并旋转物料的输出轴，输出轴可沿着垂直于y轴方向的x轴移动，并且可绕z轴转动以配合磨床主轴切割物料；所述磨床主轴设置有旋转的轮盘，所述磨床底座的一侧设置有用于切换轮盘的轮盘切换装置7，轮盘切换装置中设置有多个不同的轮盘，轮盘切换装置通过磨床主轴移动到设定位置配合切换轮盘10；磨床底座相对于所述轮盘切换装置的另一侧设置有自动上下料的机械臂及物料盘9，且机械臂和物料盘的底部设置有支架，机械臂和物料盘通过该支架固定连接于所述磨床底座的侧部，所述磨床底座中内设置有控制器，控制器设置多个信号输出端，且分别与所述磨床主轴、输出轴、轮盘切换装置和机械臂相连，以输出控制信号于磨床主轴、输出轴、轮盘切换装置和机械臂完成切割物料或切换轮盘，以及自动上下料的工作，所述输出轴底部设置有控制输出轴旋转的转盘，转盘和所述磨床底座之间设置有第一轨道和第一移动座，转盘设置于第一移动座的顶部，第一移动座与第一轨道之间设置成滑动连接，输出轴通过第一移动座在第一轨道上移动。
上述中的轮盘指的就是磨床主轴的切割刀，只是由于外形为轮盘状，所以称其为轮盘。
本案的磨床主轴与所述主轴侧座之间设置有第二轨道和第二移动座，第二轨道与第二移动座之间设置的移动方向对应所述y轴方向，磨床主轴通过第二移动座与第二轨道滑动相连，第二移动座和磨床主轴之间设置有第三轨道和第三移动座，磨床主轴设置在第三移动座，磨床主轴通过第三移动座和第三轨道的移动方向对应所述z轴的移动方向。
图3为本发明五轴磨床中轮盘切换装置的放大图，如图3所示的轮盘切换装置包括轮盘支架、切换转盘以及置于切换转盘表面的多个轮盘架11，在轮盘支架的侧部设置有旋转的切换杆12，所述轮盘设置于轮盘架上且与轮盘架之间设置成活动连接，切换转盘在靠近切换杆的侧部设置有开口，轮盘架与切换转盘之间相铰接，轮盘架通过切换转盘的旋转移动到开口位置向切换杆方向旋转，切换杆通过旋转将轮盘架上的轮盘取出，并且再次旋转将轮盘放置于所述磨床主轴，切换轮盘中的每个轮盘架与切换轮盘之间设置有第一转轴和伺服电机，伺服电机的输出端与第一转轴相连，且控制第一转轴旋转，轮盘架通过第一转轴旋转调整轮盘角度以配合所述切换杆拿取。
上述中的切换杆的中心位置与所述轮盘架之间设置有第二转轴，切换杆的两端设置有半圆弧形的凹面，切换杆通过凹面与轮盘相接触，凹面内设置有卡紧轮盘的夹环，轮盘的侧面设置有与夹环相对应的圆柱凸起，夹环通过卡进圆柱突起拿取轮盘，当轮盘处于安装状态下的应力大于夹环的夹持力，夹环弹起松开轮盘。
本案的磨床主轴的侧部设置有定位探针，用于定位物料的切割位置或角度。
本案的第一轨道在所述输出轴夹持物料的方向上还设置有托料架，托料架底部设置有可在第一轨道上滑动的托料底座，托料架通过托料底座与第一轨道滑动相连，机械臂设置成具有六个自由度的工业机械臂，在该机械臂的末端设置有用于夹持物料的机械爪，机械爪对应夹持的位置在于所述输出轴和所述物料盘，机械爪由相对立设置的气缸组成，气缸的末端设置有用于夹持物料的夹板，由气缸控制夹板开闭。
本案再具体使用过程中，主要利用磨床主轴和输出轴的多个自由度，配合加工物料(标刀、铣刀等)，本案的磨床在工作中，主轴不旋转仅上下左右移动，通过输出轴的旋转配合加工过程的距离和角度调整，并且配合轮盘切换装置更换轮盘对应不同硬度或者工艺的加工工序，是非常具有优势的，另外本案采用机械臂作为自动上下料的一个辅助功能，可以有效提高生产速度，加快生产节拍，节约人力资源。
采用本技术方案，通过采用可旋转的砂轮切换装置配合磨床主轴的高自由度，可以实现加工过程中快速切换砂轮盘，在提升工艺精度的同时加快生产节拍，有利于目前对于磨床加工零部件(铣刀、标刀等)的精度和节奏的需求，并且配合机械臂的自动上下料，可以有效地节约人力资源成本，提高生产速度，并且由于加工物料的材质不同，因此需要使用到的切割轮盘硬度需求也不同，合理地切换轮盘可以保护设备，延长使用寿命，并且由于输出轴增加的旋转自由度，可以全方位的调整加工角度，提升零件的加工精度，提高生产效率。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精加工的全自动化五轴磨床，其特征在于：包括磨床底座和垂直设立于磨床底座的主轴侧座，主轴侧座的顶端设置有用于切割物料的磨床主轴，磨床主轴可沿横向设置的y轴方向移动，以及沿垂直于地面的z轴方向移动，磨床底座上设有用于夹持并旋转物料的输出轴，输出轴可沿着垂直于y轴方向的x轴移动，并且可绕z轴转动以配合磨床主轴切割物料；
所述磨床主轴设置有旋转的轮盘，所述磨床底座的一侧设置有用于切换轮盘的轮盘切换装置，轮盘切换装置中设置有多个不同的轮盘，轮盘切换装置通过磨床主轴移动到设定位置配合切换轮盘；
所述磨床底座相对于所述轮盘切换装置的另一侧设置有自动上下料的机械臂及物料盘，且机械臂和物料盘的底部设置有支架，机械臂和物料盘通过该支架固定连接于所述磨床底座的侧部；
所述磨床底座中内设置有控制器，控制器设置多个信号输出端，且分别与所述磨床主轴、输出轴、轮盘切换装置和机械臂相连，以输出控制信号于磨床主轴、输出轴、轮盘切换装置和机械臂完成切割物料或切换轮盘，以及自动上下料的工作。
2.按照权利要求1所述的五轴磨床，其特征在于，所述输出轴底部设置有控制输出轴旋转的转盘，转盘和所述磨床底座之间设置有第一轨道和第一移动座，转盘设置于第一移动座的顶部，第一移动座与第一轨道之间设置成滑动连接，输出轴通过第一移动座在第一轨道上移动。
3.按照权利要求1所述的五轴磨床，其特征在于，所述磨床主轴与所述主轴侧座之间设置有第二轨道和第二移动座，第二轨道与第二移动座之间设置的移动方向对应所述y轴方向，磨床主轴通过第二移动座与第二轨道滑动相连，第二移动座和磨床主轴之间设置有第三轨道和第三移动座，磨床主轴设置在第三移动座，磨床主轴通过第三移动座和第三轨道的移动方向对应所述z轴的移动方向。
4.按照权利要求1所述的五轴磨床，其特征在于，所述轮盘切换装置包括轮盘支架、切换转盘以及置于切换转盘表面的多个轮盘架，在轮盘支架的侧部设置有旋转的切换杆，所述轮盘设置于轮盘架上且与轮盘架之间设置成活动连接，切换转盘在靠近切换杆的侧部设置有开口，轮盘架与切换转盘之间相铰接，轮盘架通过切换转盘的旋转移动到开口位置向切换杆方向旋转，切换杆通过旋转将轮盘架上的轮盘取出，并且再次旋转将轮盘放置于所述磨床主轴。
5.按照权利要求4所述的五轴磨床，其特征在于，所述切换轮盘中的每个轮盘架与切换轮盘之间设置有第一转轴和伺服电机，伺服电机的输出端与第一转轴相连，且控制第一转轴旋转，轮盘架通过第一转轴旋转调整轮盘角度以配合所述切换杆拿取。
6.按照权利要求1所述的五轴磨床，其特征在于，所述磨床主轴的侧部设置有定位探针。
7.按照权利要求2所述的五轴磨床，其特征在于，所述第一轨道在所述输出轴夹持物料的方向上还设置有托料架，托料架底部设置有可在第一轨道上滑动的托料底座，托料架通过托料底座与第一轨道滑动相连。
8.按照权利要求1所述的五轴磨床，其特征在于，所述机械臂设置成具有六个自由度的工业机械臂，在该机械臂的末端设置有用于夹持物料的机械爪，机械爪对应夹持的位置在于所述输出轴和所述物料盘。
9.按照权利要求8所述的五轴磨床，其特征在于，所述机械爪由相对立设置的气缸组成，气缸的末端设置有用于夹持物料的夹板，由气缸控制夹板开闭。
10.按照权利要求4所述的五轴磨床，其特征在于，所述切换杆的中心位置与所述轮盘架之间设置有第二转轴，切换杆的两端设置有半圆弧形的凹面，切换杆通过凹面与轮盘相接触，凹面内设置有卡紧轮盘的夹环，轮盘的侧面设置有与夹环相对应的圆柱凸起，夹环通过卡进圆柱突起拿取轮盘，当轮盘处于安装状态下的应力大于夹环的夹持力，夹环弹起松开轮盘。
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