CN115106857A - 一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，涉及磨床机加工设备领域，本申请包括驱动部和探测部；探测部通过底部的滑座设置于驱动部上方；滑座上安装启停机构和第二传动机构，第二传动机构上安装第一传动机构，第一传动机构前端与砂轮之间为工件加工区；第一传动机构尾端与启停机构接触连接。本申请利用杠杆原理，反应速度迅速，能够在刚刚发生工件反转的初期就以开关量信号给到系统，系统自动运行退回砂轮的动作，避免工件反转速度的进一步加速，有效的避免了严重的后果发生；滑座位置可沿X向调整，以改变工件工作区的大小，适应于不同型号的工件防倒转效果。

Description

一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置

技术领域

本申请涉及磨床机加工领域，尤其是涉及一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置。

背景技术

一般数控外圆磨床在实际使用中，需要安装拨动工件旋转的卡夹，卡夹有多种类型，如鸡心夹，弹簧夹等，工件必须夹持牢靠，不得出现卡夹打滑或松脱现象，若一旦出现卡夹松脱或因疲劳断裂而出现打滑，高速运动的砂轮就会带动工件反转，出现这种情况后一般一秒到三秒钟后就会出现飞活儿，也就是工件被砂轮加速到一定的速度，导致工件从顶尖上弹出。高速旋转飞出的工件可能会碰撞砂轮导致砂轮破碎，也可能撞击到其他地方甚至伤到机床关键部件和操作人员，存在较大的安全隐患。

而现今随着数控磨床的普及应用，一个工人同时看多台设备的情况下，也无法快速做出补救性的反应；数据显示数控外圆磨出现这种现象概率超过50%，这无疑是严重威胁机床使用安全的重大问题。

目前，国外机床和部分国产高端机床的防治办法是加装振动传感器，随时侦测异常振动。当工件高速反转时必然会引发异常振动，振动传感器识别后立刻发送信号给系统，系统发出砂轮退回的指令。这种方法虽然能一定程度的避免事故，但仍存在局限性。因为当发生振动时，工件已经被带动到一个较高的转动速度，检测有一定延迟性；另外这类高速采集信号的振动传感器和处理系统本身的价格高昂，而且还要配套传送信号，接受处理信号的配套元器件，成本无形中增加非常多；再者由于传感器要定期调整维护，学习掌握如何操作对普通工人来说也较为困难。整体来看这并不是最佳解决方案。

发明内容

基于以上问题进行了革新改进，本申请提供了一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，通过在底部驱动装置上加载杠杆摩擦轮机构和启停机构解决了工件倒转易发生安全事故的问题；该装置能在工件反转初期给系统发出信号，具有安全可靠，成本低，使用方便等优点。

本申请的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，包括

驱动部；用于驱动探测部的往复移动；

探测部；所述探测部通过底部的滑座设置于驱动部上方；

所述滑座上安装启停机构和第二传动机构，所述第二传动机构上安装第一传动机构，所述第一传动机构前端与砂轮之间为工件加工区；所述第一传动机构尾端与启停机构接触连接。

通过采用上述技术方案：驱动部用于承载安装探测部，探测部的两个传动机构可以分别实现在不同倒转情况下触发启闭机构，实现磨床急停。

进一步地，所述驱动部包括作为安装基底的工作台，所述工作台上设置油缸底座和油缸，所述油缸上安装弯板，所述弯板顶部沿X向设置与滑座配合的滑轨。

进一步地，所述滑座侧边设置锁紧螺钉。

进一步地，所述第一传动机构包括杠杆臂，所述杠杆臂前端设置滚轮；所述杠杆臂尾端与启停机构接触连接；所述杠杆臂沿X向依次设置前调节装置、第一转轴和后调节装置；所述杠杆臂能够在前调节装置和后调节装置的限位下绕第一转轴转动。

进一步地，所述启停机构为微动限位开关，所述微动限位开关通过安装底板设置于滑座上，所述安装底板的位置能够沿X向预调。

进一步地，所述第二传动机构包括承载第一传动机构的底座，所述底座前端和后端分别设置缓冲装置和第二转轴；所述底座能够在缓冲装置的限位下绕第二转轴转动，所述第二转轴通过第二螺钉安装于滑座上。

进一步地，所述缓冲装置包括缓冲螺钉，所述缓冲螺钉下方设置平垫圈和橡胶垫。

进一步地，所述滚轮通过无油轴承与杠杆臂连接。

进一步地，所述滚轮中心位置高于工件的中轴线，高度差为1mm-4mm。

进一步地，所述前调节装置和后调节装置结构相同；所述前调节装置和后调节装置均包括调节螺钉，所述调节螺钉下部安装弹簧，所述弹簧与第二传动机构相抵。

综上所述，本申请具有如下有益效果：

1、本申请的第一传动机构和第二传动机构利用杠杆原理，反应速度迅速，能够在刚刚发生工件反转的初期就以开关量信号给到系统，系统自动运行退回砂轮的动作，避免工件反转速度的进一步加速，有效的避免了严重的后果发生。

2、本申请的探测部通过滑座设置于驱动部上，滑座位置可沿X向调整，以改变工件工作区的大小，适应于不同型号的工件防倒转效果。

3、本申请第一传动机构的滚轮中心位置高于工件的中轴线1mm-4mm，使得来自橡胶轮的压力有一个向下的分量，避免对工件的磨削受力造成影响，使得磨削更加可靠；当出现砂轮直径撞击到工件时，工件会迅速退让，第二传动机构启动，触发启停机构，实现砂轮急停效果；被顶起的杠杆臂会形成对工件向下的阻拦，防止工件瞬时向上飞出造成人员伤害。

附图说明

图1为本申请磨床工作状态结构示意图；

图2为磨床工作状态探测部结构示意图；

图3为本申请磨床防倒转状态示意图；

图4为防倒转状态探测部结构示意图；

图5为工件和滚轮位置示意图；

图6为本申请驱动部结构示意图；

图7为本申请滑座俯视及内部结构示意图；

图8为A-A处剖面示意图。

附图标记说明：

1、油缸；2、油缸底座；3、弯板；4、工作台；5、滑轨；

6、滑座；601、锁紧螺钉；7、启停机构；8、第一传动机构；801、杠杆臂；802、滚轮；803、第一转轴；804、前调节装置；805、后调节装置；

9、第二传动机构；901、第二转轴；902、第二螺钉；903、底座；904、缓冲装置；9041、橡胶垫；9042、缓冲螺钉；

10、砂轮。

具体实施方式

以下结合附图对本申请进行进一步的详细说明。参考图1-8，本申请公开了一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，包括

驱动部；用于驱动探测部的往复移动；

探测部；所述探测部通过底部的滑座6设置于驱动部上方；

所述滑座6上安装启停机构7和第二传动机构9，所述第二传动机构9上安装第一传动机构8，所述第一传动机构8前端与砂轮10之间为工件加工区；所述第一传动机构8尾端与启停机构7接触连接。

如图1、3所示，驱动部的作用是在开始磨削时将探测工件旋转部分移动到和工件外径接触位置，驱动部上方安装的探测部实现反转检测和控制功能；第一传动机构8能够探测工件旋转的方向，并在工件反转时可以触发启停机构7。

在一个实施例中，所述驱动部包括作为安装基底的工作台4，所述工作台4上设置油缸底座2和油缸1，所述油缸1上安装弯板3，所述弯板3顶部沿X向设置与滑座6配合的滑轨5。

驱动部也可在工作台4上设置驱动气缸，凡能够实现往复移动功能的驱动装置均可应用于本申请中。

如图1、3、6所示，首先将驱动气缸或油缸1安装到油缸底座2上，油缸底座2将根据具体的空间和工作台4外部特征来具体设计即可，以满足磨床使用为原则。无论采取油缸驱动还是气缸驱动，均为带有两个导向轴或直线滑轨的结构，上述结构可以防止探测部发生转动；弯板3用来连接油缸1的活塞杆和探测部的平台，起到连接件作用。

在一个实施例中，如图7、8所示，滑座6和滑轨5采用燕尾导轨配合，所述滑座6侧边设置锁紧螺钉601，可以调节该装置适应不同直径尺寸的工件。

在一些实施例中，所述第一传动机构8包括杠杆臂801，所述杠杆臂801前端设置滚轮802；所述杠杆臂801尾端与启停机构7接触连接；所述杠杆臂801沿X向依次设置前调节装置804、第一转轴803和后调节装置805；所述杠杆臂801能够在前调节装置804和后调节装置805的限位下绕第一转轴803转动。

所述前调节装置804和后调节装置805结构相同；所述前调节装置804和后调节装置805均包括调节螺钉，所述调节螺钉下部安装弹簧，所述弹簧与第二传动机构9相抵。

所述杠杆臂801初始位置可以通过前调节装置804和后调节装置805来确定，能够避免弹簧振动或断续表面磨削带来误触发情况，但是弹簧弹力太大也会使得反应迟钝，所以必须进行合理的调节，使其灵敏度和精确度得以保证。

所述滚轮802为丁腈橡胶轮，厚度大于6毫米以保证足够的弹性，所述滚轮802通过无油轴承与杠杆臂801连接，滚轮802与无油轴承是滑动摩擦，该摩擦力是有利于准确探测工件旋转方向的，所以不采用摩擦力较小的球轴承。

在一些实施例中，所述启停机构7为微动限位开关，所述微动限位开关通过安装底板设置于滑座6的后方位置，所述安装底板的位置能够沿X向预调。微动开关选用防水型开关。另外，可以在微动开关的滑轮上方设置可以调节的螺钉，便于调整触发开关的预行程。

在一个实施例中，如图2、4所示，所述第二传动机构9包括承载第一传动机构8的底座903，所述底座903前端和后端分别设置缓冲装置904和第二转轴901；所述底座903能够在缓冲装置904的限位下绕第二转轴901转动，所述第二转轴901通过第二螺钉902安装于滑座6上。

在一个实施例中，所述缓冲装置904包括缓冲螺钉9042，所述缓冲螺钉9042下方设置平垫圈和橡胶垫9041，橡胶垫9041在底座903沿第二转轴901顺时针翻转时被压缩，从而可以使得在碰撞发生时也能实现触发开关信号，避免事故扩大。

在一些实施例中，如图5所示，所述滚轮802中心位置高于工件的中轴线，高度差为1mm-4mm之内；此设置有两大作用，第一是位置略高的滚轮802，使得来自滚轮802的压力有一个向下的分量，这个分力与工件正常磨削时的受力是同一方向，所以会避免对工件的磨削受力造成影响，使得磨削更加可靠。第二，若出现砂轮10直接撞击到工件时，工件会迅速退让，使得滚轮802带动杠杆臂801沿着第二转轴901顺时针转动，这时也会触发启停机构7，给系统发出信号，紧急回退砂轮10。同时，被顶起的杠杆臂801会形成对工件向下的阻拦，防止工件瞬时向上飞出造成人员伤害。

本申请的工作原理为：本申请采用接触式实时探测工件旋转方向的手段，当砂轮10准备靠近工件磨削时，探测部在油缸1或气缸等驱动装置的带动下将第一传动机构8的滚轮802移动至与工件外表面轻微接触，由于滚轮802采用橡胶材质较为柔软，压缩约1毫米左右并不会给工件造成实质影响，这时工件在头架或尾架的驱动下是按照图2的箭头方向旋转的，而滚轮802在摩擦力的作用下会有沿第一转轴803逆时针转动的倾向，此时杠杆臂801的后方的微动开关也在其内部弹簧力作用下抵住杠杆臂801的底面，内部开关不导通，此时磨削正常进行。

一旦出现卡夹松脱或打滑，工件将会出现瞬时停转，然后在砂轮10的摩擦作用下，工件将开始反方向旋转，从慢到快。一般在反转后数秒就会出现剧烈振动，并且在动能加速到一定程度后，工件会摆脱头尾架顶尖的束缚，旋转飞出。如图4，由于滚轮802始终在砂轮10对面一侧接触工件，所以当工件开始反转时，滚轮802和工件接触的摩擦力的方向会瞬间改变方向，产生令杠杆臂801沿第一转轴803顺时针旋转的力。在这个力的作用下，杠杆臂801后部向下压向微动开关，瞬时触发微动开关，系统接收到信号后控制砂轮10快速后退，远离开始逐渐旋转的工件。在摩擦力作用下，工件在顶尖上会逐渐停止转动，恢复静止，这样就避免了事故的发生。

以上所述仅是本发明具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：包括

驱动部，用于驱动探测部的往复移动；

探测部，所述探测部通过底部的滑座（6）设置于驱动部上方；

所述滑座（6）上安装启停机构（7）和第二传动机构（9），所述第二传动机构（9）上安装第一传动机构（8），所述第一传动机构（8）前端与砂轮（10）之间为工件加工区；所述第一传动机构（8）尾端与启停机构（7）接触连接。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述驱动部包括作为安装基底的工作台（4），所述工作台（4）上设置油缸底座（2）和油缸（1），所述油缸（1）上安装弯板（3），所述弯板（3）顶部沿X向设置与滑座（6）配合的滑轨（5）。

3.根据权利要求2所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述滑座（6）侧边设置锁紧螺钉（601）。

4.根据权利要求1或3所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述第一传动机构（8）包括杠杆臂（801），所述杠杆臂（801）前端设置滚轮（802）；所述杠杆臂（801）尾端与启停机构（7）接触连接；所述杠杆臂（801）沿X向依次设置前调节装置（804）、第一转轴（803）和后调节装置（805）；所述杠杆臂（801）能够在前调节装置（804）和后调节装置（805）的限位下绕第一转轴（803）转动。

5.根据权利要求4所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述启停机构（7）为微动限位开关，所述微动限位开关通过安装底板设置于滑座（6）上，所述安装底板的位置能够沿X向预调。

6.根据权利要求4所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述第二传动机构（9）包括承载第一传动机构（8）的底座（903），所述底座（903）前端和后端分别设置缓冲装置（904）和第二转轴（901）；所述底座（903）能够在缓冲装置（904）的限位下绕第二转轴（901）转动，所述第二转轴（901）通过第二螺钉（902）安装于滑座（6）上。

7.根据权利要求6所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述缓冲装置（904）包括缓冲螺钉（9042），所述缓冲螺钉（9042）下方设置平垫圈和橡胶垫（9041）。

8.根据权利要求4所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述滚轮（802）通过无油轴承与杠杆臂（801）连接。

9.根据权利要求8所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述滚轮（802）中心位置高于工件的中轴线，高度差为1mm-4mm。

10.根据权利要求4所述的一种高灵敏数控外圆磨床的防工件倒转装置，其特征在于：所述前调节装置（804）和后调节装置（805）结构相同；所述前调节装置（804）和后调节装置（805）均包括调节螺钉，所述调节螺钉下部安装弹簧，所述弹簧与第二传动机构（9）相抵。

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