CN1153652C - 一种转盘式多工位自动抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明是涉及一种转盘式多工位自动抛光机，主要包括底盘、立柱、托盘、转盘及导轨，磨轮通过皮带和皮带轮与主马达相连接，同时通过Y轴升降及变速装置与Y轴驱动马达相连接；在转盘的上表面设置了同工位数的辐射导轨，沿导轨运行的上拖板上面设有工件固定座、工件及工件夹紧装置。托盘的表面对应不同工位位置：在自动加工工位上设置有下拖板及支持下拖板运动的下拖板导轨装置，下拖板由相配的下拖板导轨承载并在托盘的多个自动加工工位上作辐射状分布；下拖板与X轴伺服电机相连接。上拖板带着工件及夹具一起作和下拖板同步的X轴轴向运动。本发明优点是：保证磨削点和工件外形回旋母线相吻合的特点；所需操作员人数少，加工成本低，效率高，安全和易于处理尘埃问题。

Description

一种转盘式多工位自动抛光机

                          技术领域

本发明涉及工件的抛光技术领域，尤其是一种转盘式多工位自动抛光机，主要适合对规则外形的回转体类容器进行砂光，抛光等表面处理。比如金属容器，特别是不锈钢容器的表面处理，甚至扩展到陶瓷类容器的表面光饰处理。

                          背景技术

金属容器制造完成前一般都需进行表面机械处理以得到所需的表面光洁度，使之亮丽并提升产品的价位。以往这类表面机械处理基本上靠人手进行，工作繁重低效，尘埃污染严重。对操作工健康损害大甚至危险。

                          发明内容

本发明的目的是提供一种能自动对规则外形的回转体类容器进行砂光，抛光等表面处理的转盘式多工位自动抛光机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案。这种转盘式多工位自动抛光机，主要包括底盘、立柱、托盘、转盘及支持Y轴升降运动的导轨，其中底盘上面固定连接有多个立柱、Y轴驱动马达和Y轴升降及变速装置，立柱上面固定连接有托盘，托盘上安放转盘，底盘和托盘之间固定着支持Y轴升降运动的导轨，1)、磨轮通过皮带和皮带轮与主马达相连接，同时通过Y轴升降及变速装置与Y轴驱动马达相连接；2)、在转盘的上表面设置了同工位数的辐射导轨，该辐射导轨支持工件的X轴运动，沿导轨运行的上拖板上面设有工件固定座、工件及工件夹紧装置，在上拖板的上表面和下表面各装有轴承座，这两个轴承座支撑起贯通上下的伸出轴，伸出轴的下端固定了小齿轮，尾部是径向球轴承；3)、托盘的表面对应不同工位位置：在自动加工工位上设置有下拖板及支持下拖板运动的下拖板导轨装置，下拖板由相配的下拖板导轨承载并在托盘的多个自动加工工位上作辐射状分布；在下拖板的腹部设置了一套能调节工件和磨轮间距离的微调装置，下拖板与X轴伺服电机相连接，下拖板的X轴向运动经由上拖板伸出轴轴端的轴承将运动传递给上拖板，上拖板带着工件及夹具一起作和下拖板同步的X轴轴向运动；4)、在手工加工工位上设置了弧形定位框架，并延伸至工件取放工位，弧形定位框架上设有与上拖板的径向球轴承相配合的凹槽；拖板轴连同夹具及工件通过传动装置及电磁离合器与主马达相连接；5)、在工件取放工位上设有探头装置，探头与磨轮机械联结作Y轴的同步运动；探头前端的小园轮紧贴样板工件表面，并且探头与电控箱电连接。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案还可以进一步完善。在部分立柱的内腔内部设有磨轮装置Y向运动的导轨，部分立柱的内腔内设有探头装置Y向运动的导轨。所述的Y轴升降及变速装置主要由中间的丝杆，和丝杆相配的螺母，两侧的支持导轨及变向变速装置组成，螺母固定在星形架上，星形架旁固定着和导轨相配的导套，两侧的导轨支持Y轴升降的全程运动，导轨底部由定位套固定在底盘上，顶部则由定位套固定在托盘的底面；星形架向各自动加工工位及探头工位伸展出手臂，手臂的末端装有可调整Y向尺寸的万向节机构并通过它拖动各自动加工工位及探头工位的滑筒作Y向的升降运动。

在手工加工工位范围内设置了电磁离合器，电磁离合器将主马达的转动传到中间齿轮再经上拖板下伸出轴的齿轮使工件固定座和工件随之转动。

所述的工件夹紧装置通过支板与上拖板相固定，支板的顶部固定着快速夹，主要包括压板、压杆、组件、旋筒、推力轴承和阻尼件，旋筒和压杆间设有推力轴承，旋筒的底部设有海绵状弹性体，旋筒的筒底开有通槽，设有由凸条和通槽构成的十字槽结构。

在下拖板的微调装置中，主要包括具有方形端部的调节螺杆、下拖板螺母和滑块，及和滑块固联的舌形板。在调节螺杆上套有压簧，下拖板滑块上设有与上拖板的径向球轴承相配合的凹槽；滑块装在下拖板的凹槽内，并向下伸出一舌形板，舌形板被套在螺杆上的压簧紧压向前顶住螺母的前端。

本发明可采用适用固态抛光蜡的自动加蜡装置。本发明的围栅结构：采用一定刚性的材料组成围栅连接各个有需要的工位，限制上拖板的向下伸出的伸出轴的径向滑移，使上拖板在转位过程中能遵循一定的轨迹而进入下工位。所述的围栅分内外两层，两层成弧状的头尾各联接着上下工位。在上下工位间围栅内外两层围住的扇形空间控制上拖板的移动轨迹。

本发明有益的效果是：1)、不需事先依据工件外形母线编程输入或制作仿形样板。而是在特定工位上(工件取放工位)用探头直接在兼充样板的工件表面取得有关数据。这种简化显见大为降低加工成本，缩短辅助工时，并且对操作员的技术要求也大大降低。对多品种生产，经常的变动非常方便。2)、保证磨削点和工件外形回旋母线相吻合的特点。在磨头沿Y轴移动的同时，由机械联结而带动安装在特定位置的探头作Y轴的同步运动。探头前端的小园轮紧贴样板工件表面，样板工件表面每一Y相对应X的三个量值(速度距离和方向)则由探头采样并反馈入电控箱。电控箱操控X轴电机。工件在X轴电机驱动下作水平方向的移动。并保证(除样板工件外的其它工位的)工件X向运动和探头X向运动同步反向。磨头的Y轴向运动和工件的X轴向运动；两个运动的复合使得磨削点和工件外形回旋母线始终吻合。3)、专用的转盘式多工位加工组合机器，除了设置工件取放工位及多个必须的自动加工工位外，还予留手工加工工位。以方便某些产品局部的人手加工。使能加工产品的覆盖面更大，加工更具弹性。4)、将表面处理所需的各类工序集中安置在一部自动机器上完成。所需操作员人数少，加工成本低，效率高，安全和易于处理尘埃问题。

                            附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的夹具部分结构示意图；

图3是本发明的夹具部分局部放大结构示意图；

图4是本发明的围栅部分结构示意图；

图5是本发明的围栅立体结构示意图；

图6是本发明的Y轴升降及变速部分结构示意图；

图7是本发明的探头部分结构示意图；

图8是本发明的加蜡部分结构示意图；

图9是本发明的转盘锁定部分结构示意图；

图10是本发明的转盘锁定部分局部结构示意图；

附图标注：底盘1，立柱2，托盘3，转盘4，导轨5，Y轴驱动马达6，磨轮7，皮带轮8，主马达9，导轨10，上拖板11，工件固定座12，工件13，轴承座14，伸出轴15，小齿轮16，径向球轴承17，下拖板18，下拖板导轨19，夹具20，弧形定位框架21，电磁离合器22，探头23，丝杆24，螺母25，导轨26，星形架27，导套28，定位套29，调节螺杆30，下拖板螺母31，滑块32，舌形板33，压簧34，支板35，快速夹36，压板37，压杆38，组件39，旋筒40，推力轴承41，阻尼件42，海绵状弹性体43，通槽44，凸条45，围栅46，万向节机构47，中间齿轮48，磨轴49，滑筒50，脚圈51，探头座52，横向螺栓53，轴承组54，探头轴55，探头组56，探杆57，小园轮58，园盘编码器59，双万向连轴接60，锥齿轮副61，马达62，舌形板63，蜡块64，蜡座65，盖板66，调节螺栓67压板68，螺杆69，固定座70，锁位气缸71，锁位销72，环形槽73，防震块74，螺栓75，斜块76

                        具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步描述。本发明采用的三层结构是本机的重要特点；本机由数大件组成整机骨架；底盘1、立柱2、托盘3、转盘4及支持Y轴升降运动的导轨5。它们的组合大致分为三层：最底层的底盘1，中层的托盘3，高层的转盘4。底盘1上竖立着立柱2，立柱2托起托盘3，托盘3上安放转盘4。底盘1和托盘3之间并固定着支持Y轴升降运动的导轨5。底层的底盘1，中层的托盘3和固定在它们之间的若干个立柱2固定不动。而高层的转盘4由托盘3支承，在转位电机的驱动下只能按程序设定依次转一个工位。

其中：1)、底盘1承担着整机的重量。它上面竖立多个立柱2，Y轴驱动马达6，Y轴升降及变速系统，支持Y轴向运动的导轨5。2)、立柱2用螺栓分别和底盘1，托盘3牢固连接。底盘1上竖立着粗壮的立柱2，立柱2稳固地托起托盘3。同时；部分立柱2的内腔兼任磨轮系统Y向运动的导轨，部分立柱2的内腔兼任探头系统Y向运动的导轨。3)、Y轴升降及变速系统主要由中间的丝杠24部分，两侧的支持导轨26及变向变速系统组成。两侧的导轨26支持Y轴升降的全程运动，导轨26底部由定位套29固定在底盘1上，顶部则由定位套29固定在托盘3的底面。4)、托盘3不会转动。在托盘3的表面对应不同工位位置了；下拖板18及支持下拖板运动的下拖板导轨系统，(对应自动加工工位)。中间齿轮48及固定座12，电磁离合器22及固定用轴承座14，(对应手工加工工位)。弧形定位框架21，(对应手工加工工位并延伸至工件取放工位)。5)、在转盘4的上表面设置了同工位数的辐射导轨系统，此导轨系统支持工件的X轴运动，沿导轨运行的上拖板11承载着工件固定座12，工件13及工件夹紧装置。转盘4的转动会带同它们一起作同步转动。6)、工件的制造误差和夹具的偏差使工件装上夹具后就会出现偏摆和晃动。本发明中採用了十字滑槽结构，(附图3)在工件被装上，夹紧，旋转时，若有偏差夹具内的成十字交叉的上下滑槽结构能随着工件的旋转，轻易地滑动移位自调整而适应。这样，既能在工件偏摆晃动情况下保持夹具对工件施加的夹持力，又能轻易地适应摇晃而不损坏夹具或工件。

(一)骨架系统

骨架系统是整机的支撑，它各大件间的组合形成了三层结构。同时各大件又承担各自的任务。这在前面的“分层结构”中已有阐述。

(二)Y轴升降及变速系统

磨轮7的垂直升降运动不光是扫过工件全高度的需要也是探头Y向同步运动的需要。如前所述，这运动需要快慢变化的多种速度和频繁的换向。频繁的换向若由马达的频繁正反转来实现是不妥的。

在本发明中Y轴电机采用交流多速电机这较为经济和可靠之方案加之机械换向变速系统和电磁离合器的配合可以组合出多种所需的快慢速度并实现频繁的换向。机械方面，由多速马达，变速轴输出轴等系统组成。此系统由马达开始的传动途径细述如下：

(1)转向的改变

在这里，马达采用多速电机(改变接线方式即可得到多种转速)且转动方向不变。先是由马达输出轴的小皮带轮传到变速轴的大皮带轮——已是第1级降速——大皮带轮的内腔由螺栓和电磁离合器(MY升)的外壳固连。电磁离合器相对外壳的另一半由特制零件“轴套”固连。轴套的上部(如图示)为大外径，内置单向轴承组。若(MY升)得电，电磁离合器(MY升)的外壳和轴套在电磁力作用下咬合。即大皮带轮的转动就传到轴套。通过单向轴承组，马达的转动即时传至变速轴上，并和马达转动同向。

反之，若(MY降)得电，传动路线说明如下：(MY降)的轴套随大皮带轮转动。此轴套大外径部分的外园为齿轮a，与之啮合的为较小的齿轮b。齿轮b又和齿轮c啮合，齿轮c再和齿轮d啮合。齿轮b和齿轮c处在以齿轮a的圆心为园心的同心园上。并且相啮合。但因高度不同齿轮b和齿轮d不啮合，齿轮a和齿轮c不啮合。而齿轮b和齿轮c齿数相同，齿轮a和齿轮d齿数相同。齿轮d的内腔安置单向轴承组。因此(MY降)一旦得电，马达的转动传到大皮带轮，再传到齿轮a到齿轮b到齿轮c到齿轮d到单向轴承组到变速轴上。可见此时变速轴的转速和(MY升)得电时的转速相等，转向相反。——(MY升)和(MY降)互锁。

(2)转速的改变

光是多速电机的有限的几档转速不能满足实际加工的要求。因此再在变速轴上加设变速机构，在变速轴的下半部安置了电磁离合器MS1和MS2A。MS1和MS2A互锁。MS1得电，变速轴的转动由MS1的轴套传到MS1的外壳，再传到与之固连的链轮L1上。通过链条，传到链轮L2。此时可通过调整L1和L2的齿数得到第2级降速。链轮L2直接拖动Y向运动的丝杆转动。此是自变速轴转到丝杆的第1条变速路线；可实现同变速轴的(正反)转向，并且降速比为：(D大×L2)/(D小×L1)(D大＝大皮带轮直径  D小＝小皮带轮径)装在变速轴上的(MS2A)和装在丝杆轴上的(MS2B)2个电磁离合器并联。代号MS2，若是MS2得电，变速轴的转动由MS2A的轴套传到外壳，再传到与之固连的链轮L3上。通过链条带动组合链轮(L4，L5)转动，再经链条带动组合链轮(L6，L7)。最后传到链轮8。链轮8和电磁离合器MS2B外壳固连。由于MS2得电MS2的外壳和轴套紧紧咬合和丝杆相连的底杆也随之转动。

通过此条传动路线，得到第2种速比的降速。

第2条传动路线的降速比为：(D大×L4×L6×L8)/(D小×L3×L5×L7)由此，也很容易调整链轮齿数得到所需要的第2条降速路线的降速比。这两条传动路线把多速电机的转速档数扩大了一倍。基本满足加工的需要了。

(3)制动

为防止换向的冲击及自动加工中有时有保持Y座标值的需要，在丝杆输出轴的底部装了电磁制动器MYT，在变速轴的底部装了电磁制动器MYZ。MYT和MYZ两者并连。

(4)丝杆之后的输出

此和丝杆24相配的螺母25就能得到不同速度的升降运动。螺母25固定在星形架27上，星形架27旁固定着和导轨26相配的导套28。因此星形架27在螺母25的推动下，借助两侧导轨26的帮助能顺利地作平稳的升降运动。星形架27向各自动加工工位及探头工位伸展出手臂，手臂的末端装有可调整Y向尺寸的万向节机构47并通过它拖动各自动加工工位及探头工位的滑筒作Y向的升降运动。

(三)X轴伺服电机及机械同步输出系统

各自动加工工位下拖板11的X轴向运动是在X轴电机的驱动下进行的。

(1)马达使中间工位下拖板作X轴向运动的传动途径

X轴驱动马达的输出轴装了伞齿轮，马达的转动由锥齿轮传到锥齿轮从而使水平轴经十字接头带动X丝杆旋转，与X丝杆相配的螺母推动中间工位齿条进退，中间工位齿条和中间工位下拖板相连，所以中间工位下拖板也随之进退。

(2)中间工位下拖板运动向两侧扩散传递的结构

中间工位齿条作径向(X向)运动时装在齿条两侧的齿轮A，B同时转动。A，B齿轮的转动通过相邻齿轮C，D传到旁边工位的齿条。这样逐步扩散使所有自动加工工位的齿条在中间工位齿条的推动下作同步运动，即其它工位下拖板跟中间工位下拖板作同步运动，所有自动加工工位之下拖板都被X轴电机驱动并作同步运动。

(3)X向尺寸调整的需要

因为更换磨轮7或磨轮磨损导致径向尺寸变化，都需要有能适应此种变化的调整机构。同时，加工中接触压力的调整同样需要径向(X向)尺寸的调整机构。如图所示，本机在下拖板的腹部装置着螺杆螺母的微调机构。转动螺杆的方形端部，即能改变下拖板和磨轮X向的相对位置。

(4)柔性支撑

自动加工中，必需有模仿人手加工的“柔性支撑”。由图可见下拖板18的运动，是通过滑块32传到上拖板系统的。滑块32装在下拖板18的凹槽内，并向下伸出一舌形板33。舌形板33被螺母31的压簧34紧压向前顶住螺母的前端。下拖板18的运动使螺杆30，螺母31，压簧34和被压住的舌形板33带动滑块32一起动作进行正常的抛光加工。一旦工件和磨轮间的接触压力加大直至超过了压簧34的压缩力，舌形板33后退，压簧34后缩，这样吸收了加工时的部分震动，避免了硬性冲击。柔性支撑是加工平稳的重要保证。

(四)上拖板及工件夹持

在转盘4的上表面设置了同工位数的辐射导轨系统，此导轨系统支持工件的X轴运动，沿导轨运行的上拖板承载着工件及整套工件固定和工件夹紧装置。转盘4的转动会带同它们一起作同步转动。在上拖板11的上表面和下表面各装有轴承座14，这两个轴承座14支撑起贯通上下的伸出轴15。伸出轴15的下端固定了小齿轮16，尾部是径向球轴承17。

(1)上拖板进入各工位的表现

当随转盘4转动而进入自动加工工位时，轴端的径向球轴承17转入了下拖板18的滑块槽内。此时即受制于下拖板。

所有自动加工工位的上拖板11将会随着下拖板18作径向(X向)的同步运动。而它们所处工位对应的不同磨轮要求和工件有不同的相对位置，则由下拖板腹部的微调机构对滑块予先所作的调整而实现。

当转盘4转动离开自动加工工位而进入手工加工工位；先是上拖板11脱离下拖板18的制约，再是伸出轴尾的轴承17滑入了弧形框架21的凹槽内。弧形框架21固定在托盘3上不动。所以一旦进入手工加工工位上拖板就不作径向运动，在园周上的位置固定。

手工加工工位已装有由电磁离合器启闭的旋转传动系统。(动作由自动程序设定)主马达9的转动由成辐射状安置的皮带传到连接电磁离合器的子皮带轮上。启动，子皮带轮带动同轴的齿轮转。再经中间齿轮48将转动传到拖板轴下部的小齿轮，从而拖板轴连同夹具及工件一起旋转。因此，手工加工工位工件作主动旋转的要求也得到满足。

弧形框架21在托盘3上的位置从手工加工工位一直延伸到工件取放工位。当转盘4再次转动离开手工加工工位而进入工件取放工位，伸出轴尾的轴承17还是留在弧形框架21的凹槽内。所以此工位的上拖板11在园周上的位置固定。又因此工位没有安装使工件作主动旋转的传动装置，所以工件亦不会转动。

在此工位旁边装有探头系统，如前述，探头23前端将会在此工位工件的表面取得数据再输入电控箱，所以，此工位除了方便取放工件外，此工位工件兼任样板工件的功能。

(2)工件在上拖板的快速夹紧，可调的被动旋转转速及夹具对工件旋转产生晃动的适应。

上拖板11的主要功能是支持及夹固工件。它能带着工件及夹固机构一起作规则运动并尽量使工件运动的性能良好。上拖板11的后面竖立着支板35，支板的顶部固定着快速夹36。拉动快速夹36的把手，能快速及牢固地装夹工件13。松开快速夹伸出臂上的螺母，移动压杆38，使调整到夹紧工件的适当位置再收紧螺母，即完成批量生产前的压杆调整。

推上把手，压杆38带着旋筒40一起紧压工件。工件在加工时必需旋转，旋筒40和压杆38间有推力球轴承作中介所以旋筒40可以随之旋转。旋筒的底部装有海棉状弹性体43以作缓冲。松开螺母，拧动组件39，即能调整在压杆的轴向位置。当组件39往上，会将压板37推向阻尼件42，增大旋转时的磨擦力，即工件的被动转速下降。反之组件39向下，会使压板37渐离阻尼件42，减少旋转时的磨擦力，即工件的被动转速上升。假如工件在旋转时有较大晃动，旋筒40的结构亦能很好适应。如图示，旋筒40筒底开有通槽44，组件39的底部是凸条，凸条45嵌在槽内能左右滑移。组件39的上面亦开通槽44，可以让组件39零件的凸条在槽内前后滑动。组件39上下的凸条和通槽成90度夹角。所以当工件旋转出现晃动时，旋筒40整体能随着工件13旋转并保持压紧的同时，组件39的凸条在自己相配的通槽内不断滑移以适应工件前后左右的晃动。

(五)下拖板及围栅

(1)下拖板的运动

下拖板18由相配的导轨系统承载，在拖盘的多个自动加工工位上作辐射状分布。(非自动加工工位没有下拖板)所有下拖板18在X轴同步输出齿条推拉下作径向的同步运动，上拖板11一旦进入自动加工工位，伸出轴尾安装的轴承就滑入了下拖板滑块的滑槽而受制於下拖板。下拖板18带着上拖板11连同工件一起作所要求的径向(X向)运动。

(2)下拖板的微调

因为更换磨轮7或磨轮磨损导致径向尺寸变化，加工中对接触压力的改动都需要对径向(X向)尺寸进行调整。如图所示，本机在下拖板的腹部装置着螺杆螺母的微调机构。转动螺杆的方形端部，即能改变下拖板滑块32和磨轮7X向的相对位置。

(3)下拖板对工件的柔性支撑

自动加工中，必需有模仿人手加工的“柔性支撑”。从图可见下拖板的运动，是通过滑块32传到上拖板系统的。滑块32装在下拖板的凹槽内，并向下伸出一舌形板33。舌形板33被螺母31的压簧34紧压向前顶住螺母的前端。下拖板的运动使螺杆30，螺母31，压簧34和被压住的舌形板33带动滑块32一起动作进行正常的抛光加工。一旦工件13和磨轮7间的接触压力加大直至超过了压簧34的压缩力，舌形板33后退，压簧34后缩，这样吸收了加工时的部分震动，避免了硬性冲击。装置在下拖板的柔性支撑机构是加工平稳的重要保证。

(4)围栅是转位动作中，上拖板顺利进入下工位的保证

本机有三类工位；手工取放，自动加工和手工加工工位。一个工位加工完成后必需转入下一工位。(附图5)

转位时转盘4带着上拖板11一起转动，若没有自始至终对上拖板的径向管束，由于离心力的关系，上拖板11一定会沿着上拖板导轨向外滑移。若滑移过分，会致使离开上工位的上拖板11偏离轨迹，不能进入下工位。为解决此问题，本发明採用的对策是；设置各工位之间的围栅46，使上拖板11在转位过程中能遵循一定的轨迹而进入下工位。本机的设计是，採用一定刚性的材料组成围栅46连接各个有需要的工位，限制上拖板11(向下伸出的伸出轴)的径向滑移。

围栅46分内外两层，两层成弧状的头尾各联接着上下工位。在上下工位间围栅46内外两层围住的扇形空间容纳了(伸出轴尾部安装的)轴承也限制了转位中此轴承的径向“漂移”。即此空间的形状控制上拖板的移动轨迹。因为加工中，拖板要作径向运动，围板形成扇形空间的两层弧形形状，因为围板已做成一定形状的弧形，所以变化不大，但随着拖板的径向移动，扇形的两侧在不断地改变。

为此；

A   围板除做成弧形外，还需分为两段，两段外形都呈弧状但截面不同，一段

    的截面是开口或不开口的框形，另一段的截面为实心矩形。矩形插入框形的

    内腔并能沿弧形自由滑动。两段相套，因为有一定的刚性，所以径向相互制

    约，而沿园周又能滑移。内外层均为二段式构成。

B   内外层围板的头尾均用铰链搭连着上下工位，以适应拖板作X向移动时围板

    两段所需的摆动。

有着此构造的围栅能保证转位动作中，上拖板顺利地进入下工位。

(六)转盘的转位，锁定和防震

托盘3承托着主要的大件转盘4，在转盘4的罩盖下在托盘3的表面还安置了；使转盘4转动的转位电机——能在设定的程序步使转盘转动。使转盘3固定的锁位气缸71，锁位销72及导向座——能在设定的程序步使转盘锁定。

在转盘的表面也安置了配合锁位销72的固定座70。它们配合着在予设的程序步动作；锁位气缸71动作，从固定座70中拉出锁位销72。然后转位电机动作，使转盘4转过一个工位，停转。锁位气缸71反向动作，把锁位销72推入固定座70，使转盘4准确锁定。锁位销72的尾部成斜面，能在推入行程的未段对斜块76加压，从而使转盘4在锁定后紧贴托盘3。此方法能有效地抵抗加工时的震动。另外，在转盘的内表面加工了环形槽73，槽内安放尺寸准确的防震块74。防震块74用螺栓75和托盘3固定。防震块74不影响转盘4的转动，却能有效地控制转盘4的上下窜动。即阻止抛光加工时“震动”的发生。

(七)定位弧形框架及手工加工工位

在工件13取放工位上的工件不需旋转也不作X向运动。在手工加工工位上的工件要主动旋转但不作X向运动。因此在此两类工位设置了固定的弧形框架21，使工件进入此两类工位时X向(径向)的位置固定。它的构造是；弧形框架21本身是一大块弧形件，它的内外沿和上表面凹槽的内外沿，都呈弧状并和转盘同心。弧形框架21固定在不会转动的托盘3上，它的位置从手工加工工位延伸到手工取放工位。因此在转位中，上拖板11(伸出轴尾部安装的)轴承由于围栅46的引导滑入弧形框架21的凹槽，到转盘4停转，锁定后；此两类工位的上拖板11的X向位置，都不会再动。如前所述，伸出轴轴承同轴的上方有一小齿轮16。一旦进入手工加工工位，转盘4停转，锁定。小齿轮16所处位置正好和中间齿轮48啮合。在手工加工工位上的工件要主动旋转，因此在手工加工工位的径向位置上有和电磁离合器相连的子皮带轮(由于其启动)带动同轴的齿轮转动，再经中间齿轮48将动力传到已固定在该工位的弧形框架槽内的小齿轮上。因此手工加工工位的工件能主动旋转。这设计使某些加工件要求的手工砂底或手工修饰变得十分方便。

(八)主马达及皮带轮组

本机的主马达9固联着主皮带轮。经由呈辐射状安置的皮带拖动各自动加工工位上的子皮带轮从而拖动各磨头旋转，在电磁离合器22启动后，手工加工工位子皮带轮带动同轴的齿轮转动，再经中间齿轮将动力传到已固定在该工位的弧形框架槽内的小齿轮上。小齿轮和安置工件的夹具同轴，因此在此类手工加工工位上，工件能主动旋转。

(九)磨头系统

(1)磨头系统的两种运动

磨头系统是实现抛光加工的主要系统。它能作高速旋转，又能作Y向的升降运动。它主要由磨轮7，磨轴49，立柱2，滑筒50，子皮带轮，脚圈51等组成。立柱2由脚圈51固定在底盘1上，立柱2的上部法兰用螺栓和托盘3固定。立柱2的内腔支持滑筒50的升降运动。立柱的侧面，开有一条和母线平行的长腰槽。滑筒50侧面有一与之固定的横向螺栓53，此螺栓从立柱的长腰槽伸出通过万向机构由星形架27拖动作Y向的升降运动。立柱不动，滑筒50不转但可在立柱2内腔升降滑动。另有磨轴49，它通过滑筒50两端的轴承组54装置在滑筒50内。磨轴49能在轴承组54的支持下转动，又能在滑筒50的带动下垂直升降。子皮带轮在主皮带轮的带动下高速旋转。子皮带轮又是通过轴承装在立柱顶端，对磨轴49只传递扭力而不传递侧向的拉力---卸荷结构---卸荷之后，由平键将转矩传递给磨轴49。因此磨轴49能在作垂直升降运动的同时还能带着磨轮7高速旋转。

(2)磨轮结构

磨轮7主要由底板和压板组成，底板的中孔套在磨轴顶端外径上，并用螺母固定。磨轴通过平键带动磨轮旋转。

底板和压板之间用螺栓紧固。同时也夹紧了成环形的抛光轮一布质，蔴质或其它抛光材质。抛光轮在加工中会逐渐磨损，逐渐减小外园，减小到一定尺寸，外露部分太少就无法正常抛光。此时只要松开外圈的(底板，压板)螺栓，卸下外圈的底板，压板，这样原先被外圈的底板，压板盖住的抛光轮就露了出来。又可以正常加工了。

这种结构的好处是；

A   用金属材质的底板和压板夹住较软材质的抛光轮，使抛光轮保持相当的刚性

    和外形的齐整。这对减少抛光时的震动和提高加工的质量是大有好处的。

B   用简单的装拆外圈底板和压板的办法在能维持抛光轮刚性和外形齐整的同

    时可使用较大的抛光轮来延长使用时间。

(3)磨轮高度的调整

由底板和压板夹住的抛光轮是有一定厚度的，这个厚度的中点就是以上所述和工件外形母线相吻合的磨削点。显而易见，磨削点，即磨轮厚度的中点必需和探头前端小园轮的园心处于同一水平线上(等高)。对于“等高”要求的调整，是通过星形架手臂末端装置的万向节机构来进行的。万向节机构装有可调整Y向尺寸的微调螺栓螺母机构，用手拧旋钮即能使机构的螺母升或降，螺母的升或降拖动横伸的螺栓，从而拖动滑筒，磨轴和磨轮一起升降。此设计使磨头高度的调整得到了保证。

(十)探头系统

探头系统的主要功能是以Y向的移动扫过样板工件全高从样板工件表面取得数据反馈给电箱。

探头系统有如下主要部分组成；立柱2，脚圈51，滑筒50，探头轴55及探头组56。立柱2由脚圈51固定在底盘1上，立柱2的上部法兰用螺栓和托盘固定。立柱的内腔支持滑筒50的升降运动。立柱的侧面，开有一条和母线平行的长腰槽。

滑筒50的侧面有一与之固定的横向螺栓53，此螺栓从立柱的长腰槽伸出通过万向节机构由星形架27拖动作Y向的升降运动。立柱2不动，滑筒50不转但可在立柱2内腔升降滑动。另有探头轴55，它和滑筒50固定。由滑筒50拖动作Y向的升降运动。探头轴55的顶部固定着探头组56的底部法兰，所以整个探头组56跟着作Y向的升降运动。

探头组的结构如图，动作说明如下；探头座52的内部装有探杆57，探杆57的端部装一小滚轮58。因为有一压簧顶住探杆57使探杆57始终向前所以小滚轮58始终贴住样板工件表面。随着Y向的升降运动，小滚轮58滚过样板工件的全部高度，对应样板工件表面不同Y点的不同X座标值会使小滚轮58连同探杆57在X向移动。又因为探杆57的侧面是齿条并和一小齿轮啮合，所以探杆57的X向运动就成了与齿条啮合的小齿轮的旋转了。在探头座52的顶部装有一园盘编码器59，此园盘编码器59和小齿轮同轴。样板工件表面X座标值的变化，探杆的X向运动，小齿轮的旋转最后成了园盘编码器的脉冲输出而进入电控箱。另外，自动加工时有时会有需要使探头及探杆离开样板工件。为此在探头座侧面装了一个小气缸，小气缸后退动作时会拉探杆及小滚轮后退而离开样板工件。

(十一)自动加蜡

本机设计了适用固态抛光蜡的自动加蜡机构。除了能使用国内习惯使用的固态抛光蜡外并能安排在特定的程序步进行涂布和定量自动进给(每次进给量相同)这个进给量可予先设置和可调。它结构的要点；利用双万向连轴器60将园柱齿轮副和锥齿轮副61相连，随着马达62转动，转动由园柱齿轮副传到双万向连轴接60，再传到锥齿轮副61，从动锥齿轮的内腔为螺母。从动锥齿轮的旋转使与螺母相配的螺杆69和舌形板63前进。从而推动抛光蜡进给。进给量的大小即齿轮转动角度的大小，用光电感应器装置在园柱齿轮旁，齿轮每转过一齿就发出一个脉冲，脉冲数也就是进给量大小。在自动程序中，可使自动加蜡在适当的程序步启动，当发出的脉冲数等于予先设置好的脉冲数即可在自动程序中使进给停止。在适当的程序步旋转着的磨轮移动至蜡块64附近并和蜡块64露出部分相触，从而实现了抛光蜡在磨轮上的涂布。蜡块64放在蜡座65的凹槽内，用固定螺栓把盖板66和蜡座65连接，拧紧盖板上的调节螺栓67就能通过压板68增加对蜡块64的压力。选择适当的压力使蜡块不会跌出又进给自如。

同时，结构的特点使它能作调整以适应磨轮尺寸的变化。如图所示，当磨轮尺寸变化时只要移动固定座在径向的位置，使蜡块露出部分刚好接触到磨轮的外园再固定就完成了调整。移动固定座在径向的位置，使锥齿轮副和园柱齿轮副的相对位置发生变化，因为设置了双万向连轴接，所以两个齿轮副之间的径向位置变化并不影响转动的传递。

工作过程：随着予先编排之程序，转盘和其上安置的辐射导轨系统连同上拖板，工件及夹具依次进入自动加工工位，手工加工工位及工件取放工位。(A)因为托盘在自动加工工位上设置了下拖板及支持下拖板运动的下拖板导轨系统。跟随转盘同步转动的上拖板在进入自动加工工位会受制于下拖板，此时下拖板会迫使上拖板跟随作同步运动：X轴伺服电机驱动下拖板，下拖板的X轴向(径向)运动经由上拖板伸出轴轴端的轴承将运动传递给上拖板，上拖板带着工件及夹具一起作和下拖板同步的X轴轴向运动。磨头的Y轴向运动和工件的X轴向运动；两个运动的复合使得磨削点和工件外形回旋母线始终吻合。此时工件因和磨头相接触而作被动旋转。(B)因为托盘在手工加工工位上设置了弧形定位框架，上拖板进入手工加工工位时将受制于固定在托盘上的弧形定位框架而不再作径向运动，但在手工加工工位范围内设置了电磁离合器，电磁离合器将主马达的转动传到中间齿轮再经上拖板下伸出轴的齿轮使工件固定座和工件随之转动。此时工件作主动旋转。(C)并且弧形定位框架的作用范围延伸到托盘的工件取放工位。上拖板进入工件取放工位时同样受制于弧形定位框架不作径向运动，此工位除承担工件的取放外并将固定在此工位的工件作为探头检测的取样对象。(此工位的工件此时兼任工件样板的角色)所以此工位工件不需旋转。

Claims (9)

1、一种转盘式多工位自动抛光机，主要包括底盘(1)、立柱(2)、托盘(3)、转盘(4)及支持Y轴升降运动的导轨(5)，其中底盘(1)上面固定连接有多个立柱(2)、Y轴驱动马达(6)和Y轴升降及变速装置，立柱(2)上面固定连接有托盘(3)，托盘(3)上安放转盘(4)，底盘(1)和托盘(3)之间固定着支持Y轴升降运动的导轨(5)，其特征是：

1)、磨轮(7)通过皮带和皮带轮(8)与主马达(9)相连接，同时通过Y轴升降及变速装置与Y轴驱动马达(6)相连接；

2)、在转盘(4)的上表面设置了同工位数的辐射导轨(10)，该辐射导轨(10)支持工件的X轴运动，沿导轨(10)运行的上拖板(11)上面设有工件固定座(12)、工件(13)及工件夹紧装置，在上拖板(11)的上表面和下表面各装有轴承座(14)，这两个轴承座(14)支撑起贯通上下的伸出轴(15)，伸出轴(15)的下端固定了小齿轮(16)，尾部是径向球轴承(17)；

3)、托盘(3)的表面对应不同工位位置：在自动加工工位上设置有下拖板(18)及支持下拖板(18)运动的下拖板导轨装置，下拖板(18)由相配的下拖板导轨(19)承载并在托盘(3)的多个自动加工工位上作辐射状分布；在下拖板(18)的腹部设置了一套能调节工件(13)和磨轮(7)间距离的微调装置，下拖板(18)与X轴伺服电机相连接，下拖板(18)的X轴向运动经由上拖板(11)伸出轴轴端的轴承将运动传递给上拖板(11)，上拖板(11)带着工件(13)及夹具(20)一起作和下拖板(18)同步的X轴轴向运动；

4)、在手工加工工位上设置了弧形定位框架(21)，并延伸至工件取放工位，弧形定位框架(21)上设有与上拖板(11)的径向球轴承(17)相配合的凹槽；拖板轴连同夹具(20)及工件(13)通过传动装置及电磁离合器(22)与主马达(9)相连接；

5)、在工件取放工位上设有探头装置，探头(23)与磨轮(7)机械联结作Y轴的同步运动；探头(23)前端的小园轮(58)紧贴样板工件表面，并且探头(23)与电控箱电连接。

2、根据权利要求1所述的转盘式多工位自动抛光机，其特征在于：在部分立柱(2)的内腔内部设有磨轮装置Y向运动的导轨(5)，部分立柱的内腔内设有探头装置Y向运动的导轨(5)。

3、根据权利要求1所述的转盘式多工位自动抛光机，其特征在于：所述的Y轴升降及变速装置主要由中间的丝杆(24)，和丝杆(24)相配的螺母(25)，两侧的支持导轨(26)及变向变速装置组成，螺母(25)固定在星形架(27)上，星形架(27)旁固定着和导轨(26)相配的导套(28)，两侧的导轨(26)支持Y轴升降的全程运动，导轨(26)底部由定位套(29)固定在底盘(1)上，顶部则由定位套(29)固定在托盘(3)的底面；星形架(27)向各自动加工工位及探头工位伸展出手臂，手臂的末端装有可调整Y向尺寸的万向节机构(47)并通过它拖动各自动加工工位及探头工位的滑筒作Y向的升降运动。

4、根据权利要求1所述的转盘式多工位自动抛光机，其特征在于：在手工加工工位范围内设置了电磁离合器(22)，电磁离合器(22)将主马达(9)的转动传到中间齿轮(48)再经上拖板下伸出轴(15)的齿轮使工件固定座(12)和工件(13)随之转动。

5、根据权利要求1所述的转盘式多工位自动抛光机，其特征在于：所述的工件夹紧装置通过支板(35)与上拖板(11)相固定，支板(35)的顶部固定着快速夹(36)，主要包括压板(37)、压杆(38)、组件(39)、旋筒(40)、推力轴承(41)和阻尼件(42)，旋筒(40)和压杆(38)间设有推力轴承，旋筒的底部设有海绵状弹性体(43)，旋筒(40)的筒底开有通槽(44)，设有由凸条(45)和通槽(44)构成的十字槽结构。

6、根据权利要求1所述的转盘式多工位自动抛光机，其特征在于：在下拖板的微调装置中，主要包括具有方形端部的调节螺杆(30)、下拖板螺母(31)，滑块(32)，及和滑块固联的舌形板(33)；在调节螺杆(30)上设有压簧(34)，下拖板滑块(32)上设有与上拖板的径向球轴承(17)相配合的凹槽；滑块(32)装在下拖板的凹槽内，并向下伸出一舌形板(33)，舌形板(33)被螺母(31)的压簧(34)紧压向前顶住螺母(31)的前端。

7、根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的转盘式多工位自动抛光机，其特征在于：设有适用固态抛光蜡的自动加蜡装置。

8、根据权利要求1所述的转盘式多工位自动抛光机，其特征在于：采用一定刚性的材料组成围栅(46)连接各个有需要的工位，限制上拖板的向下伸出的伸出轴的径向滑移，使上拖板在转位过程中能遵循一定的轨迹而进入下工位。

9、根据权利要求8所述的转盘式多工位自动抛光机，其特征在于：所述的围栅(46)分内外两层，两层成弧状的头尾各联接着上下工位；在上下工位间围栅内外两层围住的扇形空间控制上拖板的移动轨迹。

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