CN116494034B - 一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，涉及一种机床布置结构，包括上层工作区间和下层工作区间，工件转移装置位于上层工作区间，工件加工装置位于下层工作区间，且上层工作区间和下层工作区间由一组启闭门控制空间的连通和隔离，砂轮主轴外围设有Y轴皮腔安装板和X轴风琴罩，其前端封装有罩体安装板，X轴风琴罩的前端与罩体安装板封装连接，且后端与Y轴皮腔安装板封装连接，Y轴皮腔安装板安装在下层工作台架上的Y轴滑台上，其两侧还设置有Y轴皮腔，本发明通过优化各个结构的分布，来优化机床工作环境，使得不仅结构更为紧凑，且能够在磨削加工过程中，实现更安全的上下料，同时集中化的吸尘方式，也使得吸尘的效率更高。

Description

一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构

技术领域

本发明涉及一种机床布置结构，尤其是一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构。

背景技术

目前，用于加工可转位刀片的磨削加工机床布置结构普遍较为单一，即为各工序的结构设备在机床工作台上并排组合的分布方式，不仅占地空间较大，且一般使用到的工序间上件和下件用的转移设备普遍为六轴机械手，此结构虽然能够实现工件的智能抓取效果，但是其中需要涉及到精密且复杂的控制程序，任意一个环节出错，都会导致对位的误差，同时此布置方式下，即便工作台外罩设有吸尘防护罩，较大的吸尘空间也会使得吸尘的效果减弱，且在工作过程中，一旦开启防护罩，则会出现加工尘屑扩散飞扬，导致工作环境变差，故而，在加工过程中补料对于操作员的风险较大，其中可参见专利一种加工机床(公告号为CN206855148U)的结构分布。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，通过优化各个结构的分布方式，来优化机床的结构和工作环境，使得不仅结构更为紧凑，而且能够在磨削加工过程中，实现更加安全的上料和下料，同时集中化的吸尘方式，也使得吸尘的效率更高。

本发明提供了如下的技术方案：

一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，包括上层工作区间和下层工作区间，工件转移装置位于上层工作区间，工件加工装置位于下层工作区间，且上层工作区间和下层工作区间由一组启闭门控制空间的连通和隔离，工件加工装置包括用于承载定位待加工刀片的工件主轴以及用于对定位后的待加工工件进行磨削加工用的砂轮主轴，工件转移装置用于在启闭门开启后，穿入下层工作区间将待加工的刀具送入工件主轴中定位以及将加工完成后的刀具由工件主轴中取出；

砂轮主轴外围设有Y轴皮腔安装板和X轴风琴罩，其前端封装有罩体安装板，X轴风琴罩的前端与罩体安装板封装连接，且后端与Y轴皮腔安装板封装连接，Y轴皮腔安装板安装在下层工作台架上的Y轴滑台上，其两侧还设置有Y轴皮腔，Y轴皮腔、Y轴皮腔安装板、X轴风琴罩、罩体安装板用于将砂轮主轴的前端和后端分隔为两组隔腔区间，两组隔腔区间分别为包含砂轮主轴前端、工件主轴和抽风口的磨削区间以及包含砂轮主轴后端的动力区间，当Y轴滑台上的X轴滑台驱动砂轮主轴沿X向运动时，则压缩或伸展X轴风琴罩运动，当Y轴滑台带动砂轮主轴沿Y向运动时，则压缩或伸展Y轴皮腔运动。

优选的，工件转移装置包括X轴滑架、Y轴滑架，X轴滑架横跨设置在上层工作区间中两侧，且由X向动力件驱动沿X向直线运动，Y轴滑架滑动安装在X轴滑架上，且由Y向动力件驱动沿Y向直线运动，Y轴滑架上并排安装有两组Z向驱动缸，Z向驱动缸的驱动端连接有刀片夹爪，当X轴滑架和Y轴滑架带动两组刀片夹爪滑动到启闭门上方时，启闭门开启后，一组空夹的刀片夹爪进入磨削区间将加工后的刀片夹出后，则另一组夹持有待加工刀片的刀片夹爪进入磨削区间用于将刀片置于工件主轴中定位，此时相比传统采用六轴机械手的复杂运动控制，此时X向动力件和Y向动力驱动件仅需要进行在料盘和启闭门之间的X向、Y向运动往复运动控制，且Z向驱动缸仅需要在启闭门上方进行升降驱动即可，较为简单方便，且滑动到启闭门上方后，两组刀片夹爪错位进行刀片的同步的下料和上料，效率也较高。

优选的，料盘组件置于上层工作区间，用于进行刀片的存储码放，其包括有用于码放待加工刀片的原始料盘和用于码放加工后刀片的完工料盘，原始料盘和完工料盘均包括有用于码放刀片用的刀片料盘以及用于定位刀片料盘用的料盘定位腔板，料盘定位腔板固定安装在上层工作区间的工作台上，且其内部设置有用于限位刀片料盘用的容腔，从而可在原始料盘中的刀片为空，且完工料盘中的刀片满载时，可通过更换刀片料盘的方式，实现快速的更替。

优选的，清洗盒组件、吹干桶组件置于上层工作区间，且用于在将加工后的刀片由下层工作区间取出后，且放置到完工料盘中前，进行清洗、吹干作业，检测机构位于清洗盒组件的一侧，用于检测刀片是否存在，刀片定位机构位于清洗盒组件的另一侧，用于规范刀片位姿，并在旋转摆动缸的驱动下，配合刀片夹爪夹持刀片定位，由于清洗盒组件、吹干桶组件的结构属于现有技术，再次不做赘述。

优选的，动力区间用于容置工件主轴的动力元件，其一侧还设置有配电箱，该动力元件包括气动液压润滑总装等动力设备，故而由于磨削区间与动力空间的隔离，从而使得不仅可更好的利用空间，同时还能够确保动力设备运行的安全性，且由于配电箱更靠近动力元件配设，从而可使得在整体结构更加紧凑。

优选的，磨削区间远离上层工作区间一侧设置有气动推拉窗，气动推拉窗的两端通过铰链安装在磨削区间上层窗口两侧的滑块上，且由铰接安装在磨削区间两侧的气弹簧驱动沿上层窗口侧壁滑动启闭。

优选的，启闭门有启闭气缸驱动进行上层工作区间和下层工作区间之间连通窗口的启闭，从而可提高控制启闭门控制的自动化。

本发明的有益效果是：

1、双层空间布置可以使得结构更加紧凑，且磨削加工环境集中于磨削区间，从而也由于缩小了吸尘的空间，可以使得吸尘的效率更高，故而，当一组工件磨削加工完成后，在与下一组工件进行上料和下料的交替时，可以在开启启闭门前更快速的完成磨削区间的清理，避免飞扬的尘屑进入上层工作区间，从而可优化整体的加工环境，且还由于做到了工件摆放区和磨削加工区的空间分离，从而在进行多组工件的码放时，可通过关闭启闭门，达到更高的安全隔离效果；

2、相比传统采用六轴机械手的复杂运动控制，此时X向动力件和Y向动力驱动件仅需要进行在料盘和启闭门之间的X向、Y向运动往复运动控制，且Z向驱动缸仅需要在启闭门上方进行升降驱动即可，较为简单方便，且滑动到启闭门上方后，两组刀片夹爪错位进行刀片的同步的下料和上料，效率也较高。

附图说明

附图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，与本发明的实施例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是本发明的立体结构示意图；

图2是图1中剖除部分外壳且在另一视角下后段部分的立体结构示意图；

图3是图1中剖除部分外壳且在另一视角下前端部分的立体结构示意图

图4是下层工作区间中与动力区间分割后的磨削区间前段部分结构示意图；

图5是下层工作区间中与动力区间分割后的磨削区间后段部分结构示意图；

图6是分割除磨削区间后上层作业区间后段部分的局部结构示意图；

图7是分割除磨削区间后上层作业区间前段部分的局部结构示意图；

图8是下层工作台架上Y轴皮腔安装板的位置结构示意图；

图9是下层工作台架上磨削区间剖除砂轮主轴后的侧视剖面结构示意图；

图10是Y轴滑台上砂轮主轴的结构示意图；

图11是下层工作台架上驱动刀片夹爪的局部放大示意图；

图12是一组料盘组件的结构示意图；

图13是清洗盒组件、吹干桶组件、刀片定位机构和检测组件的结构示意图；

图中的标记：1为上层工作区间，2为下层工作区间，3为启闭门，4为工件主轴，5为砂轮主轴，6为工件转移装置，7为料盘组件，8为动力元件，9为配电箱，51为Y轴皮腔安装板，52为X轴风琴罩，53为罩体安装板，54为下层工作台架，55为Y轴滑台，56为Y轴皮腔，57为抽风口，61为X轴滑架，62为Y轴滑架，63为Z向驱动缸，64为刀片夹爪，65为清洗盒组件，66为吹干桶组件，67为检测组件，68为刀片定位机构，69为旋转摆动缸，71为刀片料盘，72为料盘定位腔板，73为容腔，11为气动推拉窗，12为滑块，13为气弹簧，31为启闭气缸。

具体实施方式

实施例1

如图1-13所示，一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，在本实施例中，包括上层工作区间1和下层工作区间2，工件转移装置6位于上层工作区间1，工件加工装置位于下层工作区间2，且上层工作区间1和下层工作区间2由一组启闭门3控制空间的连通和隔离，工件加工装置包括用于承载定位待加工刀片的工件主轴4以及用于对定位后的待加工工件进行磨削加工用的砂轮主轴5，工件转移装置6用于在启闭门3开启后，穿入下层工作区间2将待加工的刀具送入工件主轴4中定位以及将加工完成后的刀具由工件主轴4中取出；

砂轮主轴5外围设有Y轴皮腔安装板51和X轴风琴罩52，其前端封装有罩体安装板53，X轴风琴罩52的前端与罩体安装板53封装连接，且后端与Y轴皮腔安装板51封装连接，Y轴皮腔安装板51安装在下层工作台架54上的Y轴滑台55上，其两侧还设置有Y轴皮腔56，Y轴皮腔56、Y轴皮腔安装板51、X轴风琴罩52、罩体安装板53用于将砂轮主轴5的前端和后端分隔为两组隔腔区间，两组隔腔区间分别为包含砂轮主轴5前端、工件主轴4和抽风口57的磨削区间以及包含砂轮主轴5后端的动力区间，当Y轴滑台55上的X轴滑台驱动砂轮主轴5沿X向运动时，则压缩或伸展X轴风琴罩52运动，当Y轴滑台55带动砂轮主轴5沿Y向运动时，则压缩或伸展Y轴皮腔56运动；

此时，双层空间布置可以使得结构更加紧凑，且磨削加工环境集中于磨削区间，从而也由于缩小了吸尘的空间，可以使得吸尘的效率更高，故而，当一组工件磨削加工完成后，在与下一组工件进行上料和下料的交替时，可以在开启启闭门3前更快速的完成磨削区间的清理，避免飞扬的尘屑进入上层工作区间1，从而可优化整体的加工环境，且还由于做到了工件摆放区和磨削加工区的空间分离，从而在进行多组工件的码放时，可通过关闭启闭门3，达到更高的安全隔离效果。

工件转移装置6包括X轴滑架61、Y轴滑架62，X轴滑架61横跨设置在上层工作区间1中两侧，且由X向动力件驱动沿X向直线运动，Y轴滑架62滑动安装在X轴滑架61上，且由Y向动力件驱动沿Y向直线运动，Y轴滑架62上并排安装有两组Z向驱动缸63，Z向驱动缸的驱动端连接有刀片夹爪64，当X轴滑架61和Y轴滑架62带动两组刀片夹爪64滑动到启闭门3上方时，启闭门3开启后，一组空夹的刀片夹爪64进入磨削区间将加工后的刀片夹出后，则另一组夹持有待加工刀片的刀片夹爪64进入磨削区间用于将刀片置于工件主轴4中定位，此时相比传统采用六轴机械手的复杂运动控制，此时X向动力件和Y向动力驱动件仅需要进行在料盘和启闭门3之间的X向、Y向运动往复运动控制，且Z向驱动缸63仅需要在启闭门3上方进行升降驱动即可，较为简单方便，且滑动到启闭门3上方后，两组刀片夹爪64错位进行刀片的同步的下料和上料，效率也较高。

清洗盒组件65、吹干桶组件66置于上层工作区间1，且用于在将加工后的刀片由下层工作区间2取出后，且放置到完工料盘中前，进行清洗、吹干作业，检测机构67位于清洗盒组件65的一侧，用于检测刀片是否存在，检测机构67位于清洗盒组件65的一侧，用于检测刀片是否存在，刀片定位机构68位于清洗盒组件65的另一侧，用于规范刀片位姿，并在旋转摆动缸69的驱动下，配合刀片夹爪夹持刀片定位，由于清洗盒组件65、吹干桶组件66、检测机构67、刀片定位机构68的结构属于现有技术，在此不做赘述。

实施例2

一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，在本实施例中，是在实施例1的基础上的进一步限定，料盘组件7置于上层工作区间1，用于进行刀片的存储码放，其包括有用于码放待加工刀片的原始料盘和用于码放加工后刀片的完工料盘，原始料盘和完工料盘均包括有用于码放刀片用的刀片料盘71以及用于定位刀片料盘71用的料盘定位腔板72，料盘定位腔板72固定安装在上层工作区间1的工作台上，且其内部设置有用于限位刀片料盘71用的容腔73，从而可在原始料盘中的刀片为空，且完工料盘中的刀片满载时，可通过更换刀片料盘71的方式，实现快速的更替。

动力区间用于容置工件主轴4的动力元件8，其一侧还设置有配电箱9，该动力元件8包括气动液压润滑总装等动力设备，故而由于磨削区间与动力空间的隔离，从而使得不仅可更好的利用空间，同时还能够确保动力设备运行的安全性，且由于配电箱9更靠近动力元件8配设，从而可使得在整体结构更加紧凑。

磨削区间远离上层工作区间1一侧设置有气动推拉窗11，气动推拉窗11的两端通过铰链安装在磨削区间上层窗口两侧的滑块12上，且由铰接安装在磨削区间两侧的气弹簧13驱动沿上层窗口侧壁滑动启闭。

启闭门3有启闭气缸31驱动进行上层工作区间1和下层工作区间2之间连通窗口的启闭，从而可提高控制启闭门3控制的自动化。

本发明的工作原理是：

人工在将刀片料盘71放置到对应的料盘定位腔板72的容腔73中后，可通过启动X向动力件和Y向动力驱动件，并通过Z向驱动缸63驱使一组刀片夹爪64夹持一组待加工刀片后，使得刀片夹爪64移动至启闭门3上方，准备配合工件主轴4进行上料和下料的操作，由于磨削加工环境集中于磨削区间，也由于缩小了吸尘的空间，从而可以使得吸尘的效率更高，故而，当一组工件磨削加工完成后，在与下一组工件进行上料和下料的交替时，可以在开启启闭门3前更快速的完成磨削区间的清理，避免飞扬的尘屑进入上层工作区间1，从而可优化整体的加工环境，且还由于做到了工件摆放区和磨削加工区的空间分离，从而在进行多组工件的码放时，可通过关闭启闭门3，达到更高的安全隔离效果，同时相比传统采用六轴机械手的复杂运动控制，此时X向动力件和Y向动力驱动件仅需要进行在料盘和启闭门3之间的X向、Y向运动往复运动控制，且Z向驱动缸63仅需要在启闭门3上方进行升降驱动即可，较为简单方便，且滑动到启闭门3上方后，两组刀片夹爪64错位进行刀片的同步的下料和上料，效率也较高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，其特征在于，包括上层工作区间（1）和下层工作区间（2），工件转移装置（6）位于上层工作区间（1），工件加工装置位于下层工作区间（2），且所述上层工作区间（1）和下层工作区间（2）由一组启闭门（3）控制空间的连通和隔离，所述工件加工装置包括用于承载定位待加工刀片的工件主轴（4）以及用于对定位后的待加工工件进行磨削加工用的砂轮主轴（5），所述工件转移装置（6）用于在启闭门（3）开启后，穿入下层工作区间（2）将待加工的刀具送入工件主轴（4）中定位以及将加工完成后的刀具由工件主轴（4）中取出；

所述砂轮主轴（5）外围设有Y轴皮腔安装板（51）和X轴风琴罩（52），其前端封装有罩体安装板（53），所述X轴风琴罩（52）的前端与罩体安装板（53）封装连接，且后端与Y轴皮腔安装板（51）封装连接，所述Y轴皮腔安装板（51）安装在下层工作台架（54）上的Y轴滑台（55）上，其两侧还设置有Y轴皮腔（56），所述Y轴皮腔（56）、Y轴皮腔安装板（51）、X轴风琴罩（52）、罩体安装板（53）用于将砂轮主轴（5）的前端和后端分隔为两组隔腔区间，两组隔腔区间分别为包含砂轮主轴（5）前端、工件主轴（4）和抽风口（57）的磨削区间以及包含砂轮主轴（5）后端的动力区间，当Y轴滑台（55）上的X轴滑台驱动砂轮主轴（5）沿X向运动时，则压缩或伸展X轴风琴罩（52）运动，当Y轴滑台（55）带动砂轮主轴（5）沿Y向运动时，则压缩或伸展Y轴皮腔（56）运动，所述工件转移装置（6）包括X轴滑架（61）、Y轴滑架（62），所述X轴滑架（61）横跨设置在上层工作区间（1）中两侧，且由X向动力件驱动沿X向直线运动，所述Y轴滑架（62）滑动安装在X轴滑架（61）上，且由Y向动力件驱动沿Y向直线运动，所述Y轴滑架（62）上并排安装有两组Z向驱动缸（63），所述Z向驱动缸（63）的驱动端连接有刀片夹爪（64），当X轴滑架（61）和Y轴滑架（62）带动两组刀片夹爪（64）滑动到启闭门（3）上方时，启闭门（3）开启后，一组空夹的刀片夹爪（64）进入磨削区间将加工后的刀片夹出后，则另一组夹持有待加工刀片的刀片夹爪（64）进入磨削区间用于将刀片置于工件主轴（4）中定位，料盘组件（7）置于上层工作区间（1），用于进行刀片的存储码放。

2.根据权利要求1所述的一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，其特征在于，所述料盘组件（7）包括有用于码放待加工刀片的原始料盘和用于码放加工后刀片的完工料盘，所述原始料盘和完工料盘均包括有用于码放刀片用的刀片料盘（71）以及用于定位刀片料盘（71）用的料盘定位腔板（72），所述料盘定位腔板（72）固定安装在上层工作区间（1）的工作台上，且其内部设置有用于限位刀片料盘（71）用的容腔（73）。

3.根据权利要求2所述的一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，其特征在于，清洗盒组件（65）、吹干桶组件（66）置于上层工作区间（1），且用于在将加工后的刀片由下层工作区间（2）取出后，且放置到完工料盘中前，进行清洗、吹干作业，检测机构（67）位于清洗盒组件（65）的一侧，用于检测刀片是否存在，刀片定位机构（68）位于清洗盒组件（65）的另一侧，用于规范刀片位姿，并在旋转摆动缸（69）的驱动下，配合刀片夹爪夹持刀片定位。

4.根据权利要求1所述的一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，其特征在于，所述动力区间用于容置工件主轴（4）的动力元件（8），其一侧还设置有配电箱（9）。

5.根据权利要求1所述的一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，其特征在于，所述磨削区间远离上层工作区间（1）一侧设置有气动推拉窗（11），所述气动推拉窗（11）的两端通过铰链安装在磨削区间上层窗口两侧的滑块（12）上，且由铰接安装在磨削区间两侧的气弹簧（13）驱动沿上层窗口侧壁滑动启闭。

6.根据权利要求1所述的一种可转位刀片磨削加工用的机床布置结构，其特征在于，所述启闭门（3）有启闭气缸（31）驱动进行上层工作区间（1）和下层工作区间（2）之间连通窗口的启闭。