CN117620837A - 一种钢材切削打磨机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢材切削打磨机床，包括床身，左床腿，右床腿，进给箱，主轴箱，溜板箱，打磨机构，控制机构，检测机构，所述左床腿和所述右床腿之间设有废料箱，所述左床腿上方设有进给箱，所述进给箱上方山设有主轴箱，所述床身前侧设有光杠和丝杠，所述溜板箱穿设在光杠和丝杠上，所述溜板箱上设有刀架，所述床身上方设有打磨机构，本发明可在对工件进行切削加工前后，对工件进行打磨处理，可以在工件表面打磨出不同规格的槽，整个过程中无需移动工件，在一个机床上能够实现两个机床的功能，操作方便快捷，检测机构能对打磨出槽的精度进行检测，且切削和打磨也可通过控制面板控制，控制面板可远程控制。

Description

一种钢材切削打磨机床

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术械领域，尤其是一种钢材切削打磨机床。

背景技术

机床是一种用于切削、打磨和成形金属或其他材料的机械设备。它们用于制造和加工各种零部件和工件，是工业生产中不可或缺的设备，机床的种类繁多，包括车床、铣床、磨床、钻床、刨床、冲床等。每种机床都具有特定的加工功能和适用范围。机床的发展与制造业的发展密切相关，它们在汽车制造、航空航天、机械制造、电子制造等多个领域都有广泛应用。通过机床的加工，可以实现工件的精密加工、高效生产和良好的质量控制。

机床的种类繁多，而用于钢材切削多用使用车床，车床是一种用于金属加工的机床，常用于旋转对称零件的加工，它通过旋转工件并同时切削或成形来加工金属材料，只能对旋转工件的表面进行加工，而在很多情况下，对工件的形状要求不只限于工件的表面，在很多情况下需要对工件表面进行各种规格槽的加工，但车床不能做到在工件表面加工槽，就需要将切削完表面的工件转移到另一个机床进行二次加工，这种加工方式较为耗时，且在对工件进行加工时还需根据开槽需求频繁走动切换使用打磨机构，这样会增加工作量，同时，无法判断加工的槽精度是否准确。

发明内容

本发明为了解决上述存在的技术问题，提供一种钢材切削打磨机床。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种钢材切削打磨机床，包括床身，左床腿，右床腿，进给箱，主轴箱，溜板箱，打磨机构，控制机构，检测机构，所述床身下方左侧设有左床腿，所述床身下方右侧设有右床腿，所述左床腿和所述右床腿之间设有废料箱，所述左床腿上方设有进给箱，所述进给箱上方设有主轴箱，所述床身前侧设有光杠和丝杠，溜板箱穿设在所述光杠和丝杠上，所述床身上方设有打磨机构，所述控制机构设在所述床身右侧，所述控制机构包括控制面板箱，控制面板，所述检测机构包括支撑轨道和高精度摄像机，所述高精度摄像机设在所述支撑轨道上，所述检测机构与所述控制机构电连接。

作为优选，所述光杠和所述丝杠与所述进给箱内的传动机构连接，所述进给箱前侧设有进给箱手柄。

作为优选，所述主轴箱前侧设有主轴箱手柄，所述主轴箱右侧设有三爪卡盘，所述三爪卡盘上设有锁紧孔，所述三爪卡盘与所述主轴箱内的传动机构连接。

作为优选，所述床身上表面左侧开设有接料槽，所述接料槽与所述废料箱连接。

作为优选，所述溜板箱前侧设有溜板箱手柄，所述溜板箱上方设有中滑板，所述中滑板前侧设有中滑板手柄，所述中滑板上方设有小滑板，所述小滑板上设有刀架。

作为优选，所述打磨机构包括打磨控制箱，控制杆，打磨盘，控制杆手柄和打磨箱手柄，所述打磨控制箱前侧设有控制杆，所述打磨盘设在所述控制杆前端，所述打磨控制箱顶部设有控制杆手柄，所述打磨控制箱侧面设有打磨箱手柄。

作为优选，所述左床腿，进给箱和主轴箱左侧设有总控箱，所述总控箱上设有总开关。

作为优选，所述控制面板箱设在所述右床腿右侧，所述控制面板设在所述控制面板箱上表面，所述控制面板上设有显示屏和控制按钮，所述控制面板箱内设有控制主机，所述控制主机分别与控制面板，进给箱，主轴箱，溜板箱，打磨机构电连接。

作为优选，所述检测机构还包括检测系统，所述检测系统包括摄像模块，图像处理模块，校准模块和二次加工模块，所述摄像模块利用高精度摄像机捕捉机床在加工完工件表面槽后的图像，并将图像传输到图像处理模块，所述图像处理模块先对接收到的图像进行去噪、图像增强、调整图像亮度和对比度以提高图像的质量和清晰度，利用Canny算法提取边缘图像，通过形态学膨胀运算填充边缘空洞，使用连通组件分析，将形态学膨胀运算处理后的边缘图像分割成多个连通区域，根据开槽的深度和形状特征，选择与开槽相对应的连通区域，基于连通区域计算出开槽的宽度、深度，再对边缘图像应用Hough变换，将边缘点映射到Hough空间中的参数空间，Hough变换将边缘点的坐标转换为极坐标或参数化的直线表达，在Hough空间中，对每个边缘点，根据其在参数空间中的映射，增加与其相对应的直线参数的计数器，使得在Hough空间中，具有很高计数的参数表示的是开槽的位置，所述校准模块使用已知开槽精度的标准模版作为参考，所述标准模板为根据开槽需求通过软件建模的模板，利用卷积神经网络提取标准模板的形状、宽度和深度，将通过高精度摄像机提取到的槽的形状、宽度和深度与标准模板进行比较，计算出参数的误差，将误差值传输至二次加工模块中，所述二次加工模块根据计算得到的误差值，向控制面板发送数据，通过控制面板对机床进行控制，对工件表面进行槽的二次加工。

本发明的有益效果为：本发明提供一种钢材切削打磨机床，该装置通过设置进给箱，利用进给箱手柄使得溜板箱能通过光杆和丝杆在床身上左右移动进行自动进给，通过调整中滑板手柄使刀架前后运动改变刀具的切削深度；通过设置主轴箱，利用主轴箱手柄来控制三爪卡盘的转速；通过设置打磨机构，利用打磨机构上的控制杆手柄控制打磨盘的伸长长度来调整工件的打磨深度，使得本装置对工件的加工不限于表面，可对表面加工后的工件进行各种规格槽的加工，减少了工件的加工时间；通过设置控制面板，使操作人员能够在同一个面板上控制工件的旋转，溜板箱的运动以及打磨机构的工作，操作者无需走动进行操作，同时通过控制面板还可实现远程操作；通过检测机构，使工件在进行槽的加工后对槽的精度进行检测，若是精度不够，则控制机构控制机床对工件进行槽的二次加工。

附图说明

图1为本发明一种钢材切削打磨机床的整体结构示意图；

图2为本发明一种钢材切削打磨机床检测系统的系统框图。

1-床身；101-接料槽；2-左床腿；3-右床腿；4-进给箱；401-进给箱手柄；5-主轴箱；501-主轴箱手柄；502-三爪卡盘；503-锁紧孔；6-溜板箱；601-溜板箱手柄；602-中滑板；6021-中滑板手柄；603-小滑板；604-刀架；7-打磨机构；701-打磨控制箱；702-控制杆；703-打磨盘；704-控制杆手柄；705-打磨控制箱手柄；8-废料箱；9-光杠；10-丝杠；11-总控箱；1101-总开关；12-控制机构；1201-控制面板箱；1202-控制面板；12021-显示屏；12022-控制按钮；13-检测机构；1301-支撑轨道；1302-高精度摄像机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-2，本发明提供一种钢材切削打磨机床，包括床身1，左床腿2，右床腿3，进给箱4，主轴箱5，溜板箱6，打磨机构7，控制机构12，检测机构13，所述床身1下方左侧设有左床腿2，所述床身1下方右侧设有右床腿3，所述左床腿2上方设有进给箱4，所述进给箱4前侧设有进给箱手柄401，所述进给箱手柄401用于控制所述丝杠10和光杆使所述溜板箱6在床身1上左右运动进行切削；所述进给箱4上方设有主轴箱5，所述主轴箱5右侧设有三爪卡盘502，所述三爪卡盘502上设有锁紧孔503，所述锁紧孔503用于调节所述三爪卡盘502上爪的夹紧力度使工件夹紧在所述三爪卡盘502内，所述主轴箱5前侧设有主轴箱手柄501，所述主轴箱手柄501用于调节所述三爪卡盘502的旋转速度；所述左床腿2，进给箱4和主轴箱5左侧设有总控箱11，所述总控箱11上设有总开关1101，所述总开关1101用于控制整个装置的启停；所述左床腿2和所述右床腿3之间设有废料箱8，所述床身1上表面左侧开设有接料槽101，所述接料槽101位于所述三爪卡盘502的下方，所述接料槽101与所述废料箱8连通，所述废料箱8用于收集工件切削后的废料；所述床身1前侧设有光杠9和丝杠10，所述溜板箱6穿设在所述光杠9和所述丝杠10上，所述溜板箱6前侧设有溜板箱手柄601，所述溜板箱手柄601用于微调所述溜板箱6的进给距离，所述溜板箱6上设有中滑板602，所述中滑板602前侧设有中滑板手柄6021，所述中滑板手柄6021用于调整所述刀架604的前后距离，来改变工件的切削深度，所述中滑板602上方设有小滑板603，所述小滑板603上方设有刀架604，所述刀架604上可安装各种刀具，可根据不同的切削要求更换不同的刀具；所述打磨机构7设在所述床身1上方，所述打磨机构7包括打磨控制箱701，控制杆702，打磨盘703，控制杆手柄704和打磨箱手柄705，所述打磨控制箱701前侧设有控制杆702，所述打磨盘703设在所述控制杆702前端，所述打磨控制箱701顶部设有控制杆手柄704，所述控制杆手柄704用于调整所述控制杆702前后运动，来控制所述打磨盘703的打磨深度，所述打磨控制箱701侧面设有打磨箱手柄705，所述打磨箱手柄705用于控制所述打磨机构7左右移动来改变打磨盘703的打磨距离，打磨机构7使得工件在有槽加工的需求时，无需更换到另一个机床进行开槽处理；所述控制机构12设在所述床身右侧，所述控制机构12包括控制面板箱1201，控制面板1202，控制按钮12022，所述控制面板箱1201设在所述右床腿右侧，所述控制面板1202设在所述控制面板箱1201上表面，所述控制面板1202上设有显示屏12021和控制按钮12022，所述控制面板箱1201内设有控制主机，所述控制箱分别与控制面板1202，进给箱，主轴箱，溜板箱，打磨机构电连接，使用控制面板1202可以控制溜板箱和打磨机构的工作，可减小加工工件时的工作量；所述检测机构13与所述控制机构12电连接，所述所述检测机构13包括支撑轨道1301和高精度摄像机1302，所述高精度摄像机1302设在所述支撑轨道1301上，所述高精度摄像机1302可在所述支撑轨道1301上左右滑动，所述检测机构13还包括检测系统，所述检测系统包括摄像模块，图像处理模块，校准模块和二次加工模块，所述摄像模块利用高精度摄像机1302捕捉机床在加工完工件表面槽后的图像，并将图像传输到图像处理模块；所述图像处理模块先对接收到的图像进行去噪、图像增强、调整图像亮度和对比度以提高图像的质量和清晰度，利用Canny算法提取边缘图像，通过形态学膨胀运算填充边缘空洞，使用连通组件分析，将形态学膨胀运算处理后的边缘图像分割成多个连通区域，根据开槽的深度和形状特征，选择与开槽相对应的连通区域，基于连通区域计算出开槽的宽度、深度，再对边缘图像应用Hough变换，将边缘点映射到Hough空间中的参数空间，Hough变换将边缘点的坐标转换为极坐标或参数化的直线表达，在Hough空间中，对每个边缘点，根据其在参数空间中的映射，增加与其相对应的直线参数的计数器，使得在Hough空间中，具有很高计数的参数表示的是开槽的位置，所述校准模块使用已知开槽精度的标准模版作为参考，所述标准模板为根据开槽需求通过软件建模的模板，利用卷积神经网络提取标准模板的形状、宽度和深度，将通过高精度摄像机提取到的槽的形状、宽度和深度与标准模板进行比较，计算出参数的误差，将误差值传输至二次加工模块中，所述二次加工模块根据计算得到的误差值，向控制面板发送数据，通过控制面板对机床进行控制，包括控制面板将机床切换到电动精密控制模式，对工件表面进行槽的二次精密加工。

使用时，先将待加工工件的一端放入三爪卡盘502内，调节锁紧孔503来使三爪卡盘502夹紧工件，接着打开总控箱11上的总开关，使用中滑板手柄6021调整刀具的前后距离，使用主轴箱手柄501控制三爪卡盘502带动工件旋转，再使用进给箱手柄401控制溜板箱6自动进给对工件进行切削，切削后的废屑通过接料槽101进入废料箱8中进行收集，切削完工件表面后使用主轴箱手柄501使三爪卡盘502停止旋转，使用打磨箱手柄705将打磨机构7移动到工件所在位置，再通过控制杆手柄704调整控制杆702的伸出长度来控制打磨盘703的打磨深度，当切削过程中需要对工件进行打磨时，可通过控制面板1202控制进给箱调整溜板箱6的左右距离，以及控制小滑板603上刀具的前后距离来改变进给量，同时在需要对工件进行打磨开槽时控制主轴箱5上三爪卡盘502停止旋转，接着控制打磨机构7对工件表面进行开槽处理，控制面板1202的存在还可以实现对工件加工的远程操作，在开槽完毕后，检测机构13对槽进行精度检测，若未达到目标精度，则控制机构12控制机床对槽进行二次加工。

本发明提供一种钢材切削打磨机床，该装置通过设置进给箱4，利用进给箱手柄使得溜板箱6能通过光杆和丝杆在床身1上左右移动进行自动进给，通过调整中滑板手柄6021使刀架604前后运动改变刀具的切削深度；通过设置主轴箱5，利用主轴箱手柄501来控制三爪卡盘502的转速；通过设置打磨机构7，利用打磨机构7上的控制杆手柄704控制打磨盘703的伸长长度来调整工件的打磨深度，使得本装置对工件的加工不限于表面，可对表面加工后的工件进行各种规格槽的加工，减少了工件的加工时间；通过设置控制面板1202，使操作人员能够在同一个面板上控制工件的旋转，溜板箱的6运动以及打磨机构7的工作，同时通过控制面板1202还可实现远程操作；通过检测机构13，使工件在进行槽的加工后对槽的精度进行检测，若是精度不够，则控制机构控制机床对工件进行槽的二次加工。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (9)

1.一种钢材切削打磨机床，其特征在于：包括床身(1)，左床腿(2)，右床腿(3)，进给箱(4)，主轴箱(5)，溜板箱(6)，打磨机构(7)，控制机构(12)，检测机构(13)，所述床身(1)下方左侧设有左床腿(2)，所述床身(1)下方右侧设有右床腿(3)，所述左(2)床腿和所述右床腿(3)之间设有废料箱(8)，所述左床腿(2)上方设有进给箱(4)，所述进给箱(4)上方设有主轴箱(5)，所述床身(1)前侧设有光杠(9)和丝杠(10)，溜板箱(6)穿设在所述光杠(9)和丝杠(10)上，所述床身(1)上方设有打磨机构(7)，所述控制机构(12)设在所述床身(1)右侧，所述控制机构(12)包括控制面板箱(1201)，控制面板(1202)，所述检测机构(13)包括支撑轨道(1301)和高精度摄像机(1302)，所述高精度摄像机(1302)设在所述支撑轨道(1301)上，所述检测机构(13)与所述控制机构(12)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种钢材切削打磨机床，其特征在于：所述光杠(9)和所述丝杠(10)与所述进给箱(4)内的传动机构连接，所述进给箱(4)前侧设有进给箱手柄(401)。

3.根据权利要求1所述的一种钢材切削打磨机床，其特征在于：所述主轴箱(5)前侧设有主轴箱手柄(501)，所述主轴箱(5)右侧设有三爪卡盘(502)，所述三爪卡盘(502)上设有锁紧孔(503)，所述三爪卡盘(502)与所述主轴箱(5)内的传动机构连接。

4.根据权利要求1所述的一种钢材切削打磨机床，其特征在于：所述床身(1)上表面左侧开设有接料槽(101)，所述接料槽(101)与所述废料箱(8)连接。

5.根据权利要求1所述的一种钢材切削打磨机床，其特征在于：所述溜板箱(6)前侧设有溜板箱手柄(601)，所述溜板箱(6)上方设有中滑板(602)，所述中滑板(602)前侧设有中滑板手柄(6021)，所述中滑板(602)上方设有小滑板(603)，所述小滑板(603)上设有刀架(604)。

6.根据权利要求1所述的一种钢材切削打磨机床，其特征在于：所述打磨机构(7)包括打磨控制箱(701)，控制杆(702)，打磨盘(703)，控制杆手柄(704)和打磨箱手柄(705)，所述打磨控制箱(701)前侧设有控制杆(702)，所述打磨盘(703)设在所述控制杆(702)前端，所述打磨控制箱(701)顶部设有控制杆手柄(704)，所述打磨控制箱(701)侧面设有打磨箱手柄(705)。

7.根据权利要求1所述的一种钢材切削打磨机床，其特征在于：所述左床腿(2)，进给箱(4)和主轴箱(5)左侧设有总控箱(11)，所述总控箱(11)上设有总开关(1101)。

8.根据权利要求1所述的一种钢材切削打磨机床，其特征在于：所述控制面板箱(1201)设在所述右床腿右侧，所述控制面板(1202)设在所述控制面板箱(1201)上表面，所述控制面板(1202)上设有显示屏(12021)和控制按钮(12022)，所述控制面板箱(1201)内设有控制主机，所述控制主机分别与所述控制面板(1202)，进给箱(4)，主轴箱(5)，溜板箱(6)，打磨机构(7)电连接。

9.根据权利要求1所述的一种钢材切削打磨机床，其特征在于：所述检测机构(13)还包括检测系统，所述检测系统包括摄像模块，图像处理模块，校准模块和二次加工模块，所述摄像模块利用高精度摄像机(1302)捕捉机床在加工完工件表面槽后的图像，并将图像传输到图像处理模块，所述图像处理模块先对接收到的图像进行去噪、图像增强、调整图像亮度和对比度以提高图像的质量和清晰度，利用Canny算法提取边缘图像，通过形态学膨胀运算填充边缘空洞，使用连通组件分析，将形态学膨胀运算处理后的边缘图像分割成多个连通区域，根据开槽的深度和形状特征，选择与开槽相对应的连通区域，基于连通区域计算出开槽的宽度、深度，再对边缘图像应用Hough变换，将边缘点映射到Hough空间中的参数空间，Hough变换将边缘点的坐标转换为极坐标或参数化的直线表达，在Hough空间中，对每个边缘点，根据其在参数空间中的映射，增加与其相对应的直线参数的计数器，使得在Hough空间中，具有很高计数的参数表示的是开槽的位置，所述校准模块使用已知开槽精度的标准模版作为参考，所述标准模板为根据开槽需求通过软件建模的模板，利用卷积神经网络提取标准模板的形状、宽度和深度，将通过高精度摄像机(1302)提取到的槽的形状、宽度和深度与标准模板进行比较，计算出参数的误差，将误差值传输至二次加工模块中，所述二次加工模块根据计算得到的误差值，向控制面板发送数据，通过控制面板对机床进行控制，包括控制面板将机床切换到电动精密控制模式，对工件表面进行槽的二次精密加工。