CN114346909A - 一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，包括用于外圆磨削的砂轮装置、用于对砂轮装置的砂轮的整个轮廓精度进行修整的修整装置、竖向运动组件和用于竖向运动组件平移限位的横向运动组件，砂轮与驱动元件构成柔性传动连接，修整装置具有微量位移调节装置和由微量位移调节装置驱动的若干个车削件，车削件朝砂轮的工作面方向发生位移，并根据位移量用于对工作面进行车削作业，竖向运动组件用于修整装置的竖向运动限位，横向运动组件连接砂轮装置并且同步连接修整装置。与现有技术相比，解决了以往同类装置的砂轮修整需人工参与，操作繁复，效率不理想的缺陷。本发明的结构满足砂轮的修整和作业中的自动补偿，适应现代数控磨削工艺的需要。

Description

一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体地讲是一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置。

背景技术

磨床系指用磨具或磨料加工工件各种淬硬表面精密加工的机床。外圆磨床是普通磨床的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。

在外圆磨床的构成中，砂轮机构系磨床的核心。因此，对外圆磨床砂轮的精确修补是保证磨削加工精度的基本工艺。传统的砂轮修补工艺通常由人工离线实现的。每当由于砂轮磨损导致的加工精度变差时，都要把砂轮扳至与工作台平行的位置对砂轮进行修整，再扳至所需角度对产品进行磨削。但由于角度公差带小，每次对修整砂轮后磨削的第一件产品，通常都要用万能工具显微镜检测角度，再对误差进行修正，反复几次，极大地影响生产效率。

全自动数控磨削技术的发展，对其砂轮机构提出了高要求。作为配套技术之一的砂轮修整技术，必须满足现代数控磨削工艺的需要，使其向着高精度、平稳、全自控的方向发展。在针刺行业，砂轮作为高效磨削工具被广泛应用在纺织用针/刺针的加工。相对应的，砂轮的修整和自动补偿决定了全自动数控磨削机床的性能，很大程度上决定了砂轮的使用性能和使用寿命。

发明内容

针对上述不足，本发明目的在于，提供一种使用方便，用于砂轮的轮廓精度修整的全自动精密自动跟踪砂轮修整装置。

本发明提供了一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其包括用于外圆磨削的砂轮装置、用于对砂轮装置的砂轮的整个轮廓精度进行修整的修整装置、竖向运动组件、以及用于竖向运动组件平移限位的横向运动组件，所述砂轮与驱动元件构成柔性传动连接，所述修整装置具有微量位移调节装置和由所述微量位移调节装置驱动的若干个车削件，所述车削件朝所述砂轮的工作面方向发生位移，并根据位移量用于对所述工作面进行车削作业，所述竖向运动组件用于所述修整装置的竖向运动限位，所述横向运动组件连接所述砂轮装置并且同步连接所述修整装置。

在上述技术方案中，所述砂轮装置设置有精密微量进给装置，所述砂轮通过所述精密微量进给装置沿竖向发生位移；所述驱动元件通过传动带驱动所述砂轮旋转，并且通过张紧装置用于所述传动带的张力调节。

在上述技术方案中，所述砂轮装置包括砂轮主轴、带轮、直线滑座组件和接近开关，所述砂轮主轴由支承件、座体和水平横向设置于所述座体中的转轴组成，所述座体设置有第一装配面、第二装配面和支撑装配面，所述第一装配面和第二装配面呈左右对称，所述支承件设置于所述支撑装配面，位于所述支撑装配面的下方，所述精密微量进给装置驱动连接于所述支撑装配面，所述座体通过所述第一装配面活动装设于所述直线滑座组件，所述接近开关呈竖直于地平面状态装设于所述直线滑座组件的底部；

所述带轮设置于所述转轴的一端，通过所述传动带与所述驱动元件连接，所述砂轮设置于所述转轴的另一端，所述工作面形成于所述转轴的圆周面，呈预定曲面。

在上述技术方案中，所述精密微量进给装置为精密蜗轮蜗杆传动装置。

在上述技术方案中，所述修整装置包括支承横架、上横轨、下横轨、支承竖架、竖轨和安装滑座，所述支承横架呈横向连接于所述第二装配面，所述上横轨与下横轨呈上下水平平行装设于所述支承横架，所述支承竖架装设于所述支承横架，并通过所述上横轨与下横轨实现水平运动限位，所述竖轨装设于所述支承竖架，所述安装滑座装设于所述竖轨；

所述微量位移调节装置包括减速装置、轴承座和凸轮传动装置，所述减速装置通过所述轴承座装设于所述安装滑座，所述凸轮传动装置包括安装盘、凸轮盘和若干轴向传动组件，所述安装盘呈平置状态旋转装设于所述轴承座，所述凸轮盘位于所述安装盘的上方位置，并与安装盘同一个旋转轴心，所述凸轮盘的周沿设置有多个等距分布的径向延伸部分，所述径向延伸部分均结构尺寸相同、并同一个旋转轴心，以及所述径向延伸部分的外周缘设置有抵触轨迹面，所述减速装置同步驱动所述安装盘和所述凸轮盘，所述轴向传动组件均以所述安装盘的旋转轴心为圆心均匀分布于所述安装盘；

所述轴向传动组件包括推挤块、复位弹簧、接触弹簧和定位块，所述定位块设置有滑动配合孔，所述车削件一端与所述推挤块相连接，另一端贯穿所述滑动配合孔向所述安装盘的周沿外伸出，所述复位弹簧套设于所述车削件，并两端与所述推挤块和定位块相抵触，所述接触弹簧用于与所述抵触轨迹面滑动抵触，并传动连接所述推挤块。

在一个具体实施方式中，所述修整装置还包括加强滑板，所述加强滑板具有侧连接板和夹持滑轮组件，所述侧连接板的一端部与所述轴承座相连接，位于所述轴承座的一侧位置，所述夹持滑轮组件位于所述侧连接板的下端位置，所述支承竖架开设有用于所述夹持滑轮组适配卡入的滑槽，所述滑槽与所述竖轨相平行。

在上述技术方案中，所述竖向运动组件包括举升电机、丝杆副和端部轴承，所述举升电机竖向连接于所述支承竖架的下端部，所述丝杆副传动连接所述安装滑座，并所述丝杆副的末端通过所述端部轴承与所述支承竖架连接。

在上述技术方案中，所述横向运动组件包括两个呈镜像对称设置的链轮，所述链轮装设于所述支承横架的下端部，所述链轮各通过传动链与外置驱动装置连接，并同步传动所述支承竖架做水平位移。

本发明的有益效果为：

与现有技术相比，解决了以往同类装置的砂轮修整需人工参与，操作繁复，效率不理想的缺陷。本发明的结构用于实现砂轮的修整，在实际应用中，装配于磨床用于在作业中的自动补偿，该自动补偿由整体结构以及整体结构中的各装置驱动实现；进而达到适应现代数控磨削工艺的需要。

本发明设计精巧，在控制原理、结构配置、操作方式上更加合理，自动化程度高，改变了以往加工中、砂轮修补工艺通常由人工离线实现的状况。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中。

图1是本发明的整体结构的结构示意图。

图2是图1的另一视角的结构示意图。

图3是图1的另一视角的结构示意图。

图4本发明的修整装置的结构示意图。

图5本发明的砂轮装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

下面参照附图详细描述根据本发明实施例的全自动精密自动跟踪砂轮修整装置。在下述的说明中，将以加工纺织用针/刺针的外圆磨床（图中未示）作为示例来详细描述本发明的实施例。但，需要说明的是，本发明并不限于此，例如其他具有砂轮机构的结构形态的外圆磨床。

下面将详细说明根据本发明的一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置。参见图1至图5所示，其包括用于外圆磨削的砂轮装置1、用于对砂轮装置1的砂轮11的整个轮廓精度进行修整的修整装置2、竖向运动组件3、以及用于竖向运动组件3平移限位的横向运动组件4，所述砂轮11与驱动元件(图中未示)构成柔性传动连接，所述修整装置2具有微量位移调节装置20和由所述微量位移调节装置20驱动的若干个车削件21，所述车削件21朝所述砂轮11的工作面110方向发生位移，并根据位移量用于对所述工作面110进行车削作业，所述竖向运动组件3用于所述修整装置2的竖向运动限位，所述横向运动组件4连接所述砂轮装置1并且同步连接所述修整装置2。在本发明的一个技术方案中，本实施例的砂轮11为高硬度磨料制成，在磨削的过程经常产生物理性磨损，影响了砂轮11的整个轮廓精度。其中，砂轮11采用柔性传动进行驱动旋转，柔性传动用于消减由所述驱动元件运行时产生的振动，利于保证砂轮11的平衡，从而利于提升磨削表面质量。进一步地，该传动模式同样利于简化结构、利于实现较长距离的传动连接，而且无需对所述驱动元件进行动平衡。由此，所述驱动元件可以安装于磨床设备的机架其它安装空间中，简化了整体结构设计要求，属于一种低成本解决方案。在多次实验证明中，当工件表面局部出现细微波纹状况时，应当考虑是否由砂轮装置1或者驱动元件产生的振动所引起的。进而通过进行对应调节消除振动因素。

本实施例的修整装置2被构成用于以微小而均匀的进给量对砂轮11进行修整；设置有的微量位移调节装置20驱动车削件21以微小而均匀的进给量沿车削件21的轴向驱动，朝所述砂轮11的工作面110方向发生位移。本实施例中，所述车削件21选用为具有锋利的单颗金刚石的铣石笔。

设置有竖向运动组件3和横向运动组件4用于修整装置2的活动限位，修整装置2在垂直方向、水平方向，或者垂直与水平方向同步联动，用于调节上述车削件21相对于所述工作面110的接触或相距距离。该结构合理，工作稳定。

根据本发明的技术方案，所述驱动元件选为伺服电机。

本发明的整体装设于磨床设备中，并入磨床设备的控制系统中，受该控制系统控制，并由上述装置和组件实现全自动。包括根据预定的进给量，以及接触点位置调节（由微量位移调节装置20、竖向运动组件3以及横向运动组件4共同实现），进行对所述工作面110修整，从而利于该工作面110具有理想的表面质量，提升砂轮11的磨削性能。在工作时经多次实验证明，所述砂轮11能在运行的工况下（工作转速或检修转速），进行对砂轮11的整个轮廓精度的修整，用于构成自动补偿。从而解决了传统的砂轮11修补工艺通常由人工离线实现的问题。

根据本发明的技术方案，本实施例的砂轮装置1设置有精密微量进给装置，所述砂轮11通过所述精密微量进给装置沿竖向发生位移。所述驱动元件通过传动带驱动所述砂轮11旋转，并且通过张紧装置用于所述传动带的张力调节。该结构简洁合理，易于实现。

进一步地，

所述砂轮装置1包括砂轮主轴12、带轮13、直线滑座组件14和接近开关15，所述砂轮主轴12由支承件120、座体121和水平横向设置于所述座体121中的转轴122组成，所述座体121设置有相连接的第一装配面（图中未示）、第二装配面1210和支撑装配面1211，所述第一装配面和第二装配面1210呈左右对称，所述支承件120呈“L”型，用于结构的加强，提升砂轮主轴12与直线滑座组件14相连接的刚性。支承件120设置于所述支撑装配面1211，位于所述支撑装配面1211的下方，所述精密微量进给装置驱动连接于所述支撑装配面1211，所述座体121通过所述第一装配面活动装设于所述直线滑座组件14，所述接近开关15呈竖直于地平面状态装设于所述直线滑座组件14的底部。

本实施例的带轮13设置于所述转轴122的一端，通过所述传动带与所述驱动元件连接，所述砂轮11设置于所述转轴122的另一端，所述工作面110形成于所述转轴122的圆周面，呈预定曲面。本实施例中，所述工作面110为适配用于车针（针刺针）的磨削加工。

根据上述技术方案，本实施例的精密微量进给装置为精密蜗轮蜗杆传动装置16。用于驱动砂轮装置1以微小而均匀的进给量实现上下位移补偿。结构合理，工作稳定。

根据上述技术方案，本实施例的修整装置2包括支承横架21、上横轨22、下横轨23、支承竖架24、竖轨25和安装滑座26，所述支承横架21呈横向连接于所述第二装配面1210，所述上横轨22与下横轨23呈上下水平平行装设于所述支承横架21，所述支承竖架24装设于所述支承横架21，并通过所述上横轨22与下横轨23实现水平运动限位，所述竖轨25装设于所述支承竖架24，所述安装滑座26装设于所述竖轨25。支承竖架24装设于支承横架21实现X轴向运动，安装滑座26装设于支承竖架24中实现Z轴向运动。所述微量位移调节装置20装设于安装滑座26。

本实施例的微量位移调节装置20包括减速装置201、轴承座202和凸轮传动装置，所述减速装置201通过所述轴承座202装设于所述安装滑座26，所述凸轮传动装置包括安装盘203、凸轮盘204和若干轴向传动组件，所述安装盘203呈平置状态旋转装设于所述轴承座202，所述凸轮盘204位于所述安装盘203的上方位置，并与安装盘203同一个旋转轴122心，所述凸轮盘204的周沿设置有多个等距分布的径向延伸部分2040，所述径向延伸部分2040均结构尺寸相同、并同一个旋转轴122心，以及所述径向延伸部分2040的外周缘设置有抵触轨迹面2041，所述减速装置201同步驱动所述安装盘203和所述凸轮盘204，所述轴向传动组件均以所述安装盘203的旋转轴122心为圆心均匀分布于所述安装盘203；所述凸轮盘204和若干轴向传动组件构成凸轮传动，用于驱动车削件21以微小而均匀的进给量沿车削件21的轴向产生位移。控制简易，高效，工作稳定。

本实施例的轴向传动组件包括推挤块205、复位弹簧206、接触弹簧（图中未示）和定位块207，所述定位块207设置有滑动配合孔，所述车削件21一端与所述推挤块205相连接，另一端贯穿所述滑动配合孔向所述安装盘203的周沿外伸出，所述复位弹簧206套设于所述车削件21，并两端与所述推挤块205和定位块207相抵触，所述接触弹簧用于与所述抵触轨迹面2041滑动抵触，并传动连接所述推挤块205。设置有的接触弹簧用于缓冲由砂轮11工作面110与车削件21相抵触产生的冲击，有效保障了传动的稳定性，消除了有害的作用力，为一种保护结构。该结构设计巧妙，合理，工作高效。

在一个具体实施方式中，所述修整装置2还包括加强滑板，所述加强滑板具有侧连接板208和夹持滑轮组件209，所述侧连接板208的一端部与所述轴承座202相连接，位于所述轴承座202的一侧位置，所述夹持滑轮组件209位于所述侧连接板208的下端位置，所述支承竖架24开设有用于所述夹持滑轮组适配卡入的滑槽240，所述滑槽240与所述竖轨25相平行。

进一步地，

所述竖向运动组件3包括举升电机31、丝杆副32和端部轴承，所述举升电机31竖向连接于所述支承竖架24的下端部，所述丝杆副32传动连接所述安装滑座26，并所述丝杆副32的末端通过所述端部轴承与所述支承竖架24连接。举升电机31驱动安装滑座26以均匀的进给量产生位移。工作平稳，易于实现。

在一个实施方式中，所述横向运动组件4包括两个呈镜像对称设置的链轮40，所述链轮40装设于所述支承横架21的下端部，所述链轮40各通过传动链（图中未示）与外置驱动装置（图中未示）连接，并同步传动所述支承竖架24做水平位移。具体的技术方案中，每一链轮40均与对应的外置驱动装置连接；进一步的，每一链轮40各传递的驱动力的方向（水平的、左右方向）相区别。所述外置驱动装置可以是磨床设备的移动工作台，或装配于磨床设备中的独立的驱动部分。在工作时，所述工作台或者所述驱动部分根据磨床设备的控制系统同步联动。

工作原理：

本发明采用车削修整方式对砂轮进行修整。实际工作中，以具有单颗粒金刚石的车削件21(单颗粒金刚石制成的铣石笔)作为刀具，用于车削砂轮11。安装于安装盘203上的铣石笔通常在垂直和水平两个方向各倾斜约5°～15°；该单颗粒金刚石与砂轮11的接触点应低于砂轮11轴线0.5～2mm。修整时，金刚石作微量的、均匀的低速进给移动。当磨削后的表面粗糙度越小要求时，则进给速度应越低；当要达到（例如：Ra0.16～0.04µm）的表面粗糙度时，修整进给速度应低于50mm/min。修整总量一般为单面0.1mm左右，往复修整多次。粗修的切深每次为0.01～0.03mm，精修则小于0.01mm。

本发明设计精巧，在控制原理、结构配置、操作方式上更加合理，自动化程度高，改变了以往加工中、砂轮11修补工艺通常由人工离线实现的状况。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列应用，其完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限定特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其特征是：包括用于外圆磨削的砂轮装置、用于对砂轮装置的砂轮的整个轮廓精度进行修整的修整装置、竖向运动组件、以及用于竖向运动组件平移限位的横向运动组件，所述砂轮与驱动元件构成柔性传动连接，所述修整装置具有微量位移调节装置和由所述微量位移调节装置驱动的若干个车削件，所述车削件朝所述砂轮的工作面方向发生位移，并根据位移量用于对所述工作面进行车削作业，所述竖向运动组件用于所述修整装置的竖向运动限位，所述横向运动组件连接所述砂轮装置并且同步连接所述修整装置。

2.根据权利要求l所述的一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其特征是：所述砂轮装置设置有精密微量进给装置，所述砂轮通过所述精密微量进给装置沿竖向发生位移；所述驱动元件通过传动带驱动所述砂轮旋转，并且通过张紧装置用于所述传动带的张力调节。

3.根据权利要求2所述的一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其特征是：所述砂轮装置包括砂轮主轴、带轮、直线滑座组件和接近开关，所述砂轮主轴由支承件、座体和水平横向设置于所述座体中的转轴组成，所述座体设置有第一装配面、第二装配面和支撑装配面，所述第一装配面和第二装配面呈左右对称，所述支承件设置于所述支撑装配面，位于所述支撑装配面的下方，所述精密微量进给装置驱动连接于所述支撑装配面，所述座体通过所述第一装配面活动装设于所述直线滑座组件，所述接近开关呈竖直于地平面状态装设于所述直线滑座组件的底部；

所述带轮设置于所述转轴的一端，通过所述传动带与所述驱动元件连接，所述砂轮设置于所述转轴的另一端，所述工作面形成于所述转轴的圆周面，呈预定曲面。

4.根据权利要求3所述的一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其特征是：所述精密微量进给装置为精密蜗轮蜗杆传动装置。

5.根据权利要求1所述的一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其特征是：所述修整装置包括支承横架、上横轨、下横轨、支承竖架、竖轨和安装滑座，所述支承横架呈横向连接于所述第二装配面，所述上横轨与下横轨呈上下水平平行装设于所述支承横架，所述支承竖架装设于所述支承横架，并通过所述上横轨与下横轨实现水平运动限位，所述竖轨装设于所述支承竖架，所述安装滑座装设于所述竖轨；

所述微量位移调节装置包括减速装置、轴承座和凸轮传动装置，所述减速装置通过所述轴承座装设于所述安装滑座，所述凸轮传动装置包括安装盘、凸轮盘和若干轴向传动组件，所述安装盘呈平置状态旋转装设于所述轴承座，所述凸轮盘位于所述安装盘的上方位置，并与安装盘同一个旋转轴心，所述凸轮盘的周沿设置有多个等距分布的径向延伸部分，所述径向延伸部分均结构尺寸相同、并同一个旋转轴心，以及所述径向延伸部分的外周缘设置有抵触轨迹面，所述减速装置同步驱动所述安装盘和所述凸轮盘，所述轴向传动组件均以所述安装盘的旋转轴心为圆心均匀分布于所述安装盘；

所述轴向传动组件包括推挤块、复位弹簧、接触弹簧和定位块，所述定位块设置有滑动配合孔，所述车削件一端与所述推挤块相连接，另一端贯穿所述滑动配合孔向所述安装盘的周沿外伸出，所述复位弹簧套设于所述车削件，并两端与所述推挤块和定位块相抵触，所述接触弹簧用于与所述抵触轨迹面滑动抵触，并传动连接所述推挤块。

6.根据权利要求5所述的一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其特征是：所述修整装置还包括加强滑板，所述加强滑板具有侧连接板和夹持滑轮组件，所述侧连接板的一端部与所述轴承座相连接，位于所述轴承座的一侧位置，所述夹持滑轮组件位于所述侧连接板的下端位置，所述支承竖架开设有用于所述夹持滑轮组适配卡入的滑槽，所述滑槽与所述竖轨相平行。

7.根据权利要求6所述的一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其特征是：所述竖向运动组件包括举升电机、丝杆副和端部轴承，所述举升电机竖向连接于所述支承竖架的下端部，所述丝杆副传动连接所述安装滑座，并所述丝杆副的末端通过所述端部轴承与所述支承竖架连接。

8.根据权利要求7所述的一种全自动精密自动跟踪砂轮修整装置，其特征是：所述横向运动组件包括两个呈镜像对称设置的链轮，所述链轮装设于所述

支承横架的下端部，所述链轮各通过传动链与外置驱动装置连接，并同步传动所述支承竖架做水平位移。

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