CN204913620U - 一种磨轮的多轴驱动机构及其数控系统 - Google Patents

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杨春丽
刘峪
朱向前
吕辉
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Abstract

本实用新型公开了一种磨轮的多轴驱动机构,包括:Y轴滑座,安装于Y轴滑座上的X轴滑座和驱动X轴滑座沿Y轴方向移动的Y轴驱动机构,安装于X轴滑座上的Z轴滑座和驱动Z轴滑座沿X轴方向移动的X轴驱动机构,安装于Z轴滑座上的活动座和驱动活动座沿Z轴方向移动的Z轴驱动机构,安装于活动座上的H轴旋转驱动机构和磨轮座,H轴旋转驱动机构用于驱动磨轮座绕H轴旋转,所述磨轮座上设有磨轮以及用于驱动磨轮转动的磨轮驱动机构;本实用新型还公开了一种多轴驱动机构的数控系统,本实用新型的方案可沿X轴、Y轴、Z轴平行移动,且可绕H轴转动,通过多轴联动实现精准定位,对异形曲面工件等复杂工件进行高精度的自动化抛光或磨削。

Description

一种磨轮的多轴驱动机构及其数控系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于抛磨设备技术领域,具体涉及一种磨轮的多轴驱动机构及其数控系统,特别用于异形、曲面工件的抛磨工艺的多轴驱动装置。
背景技术
[0002] 工件进行打磨、抛光工作时,被加工面与磨轮应保持平行并均匀接触。而现有技术中的抛光装置,通常只有一个或两个驱动轴,只能进行简单的位置调整,适用于对形状简单、规则的工件进行抛光,对于异形曲面工件等复杂工件的抛光与磨削工艺,由于被加工面的角度和位置多变且无规律性,很难在做到既保证较高的打磨精度又实现全自动化控制。因此,有必要设计一种适于对异形曲面工件等复杂工件进行自动化抛光或磨削的抛磨机床。
实用新型内容
[0003] 为了解决现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种能够多方位多角度精确定位的磨轮的多轴驱动机构,以及一种包含该多轴驱动机构的数控系统。
[0004] 为实现本实用新型的目的所采用的技术方案之一如下:一种磨轮的多轴驱动机构,包括:Y轴滑座,安装于Y轴滑座上的X轴滑座和驱动X轴滑座沿Y轴方向移动的Y轴驱动机构,安装于X轴滑座上的Z轴滑座和驱动Z轴滑座沿X轴方向移动的X轴驱动机构,安装于Z轴滑座上的活动座和驱动活动座沿Z轴方向移动的Z轴驱动机构,安装于活动座上的H轴旋转驱动机构和磨轮座,H轴旋转驱动机构用于驱动磨轮座绕H轴旋转,所述磨轮座上设有磨轮以及用于驱动磨轮转动的磨轮驱动机构;所述X轴、Y轴、Z轴的方向两两正交垂直,H轴的方向垂直于Z轴的方向。
[0005] 优选的,所述Y轴驱动机构包括沿Y轴方向设置的第一滚珠丝杆和与第一滚珠丝杆连接的第一伺服电机;所述X轴驱动机构包括沿X轴方向设置的第二滚珠丝杆和与第二滚珠丝杆连接的第二伺服电机;所述Z轴驱动机构包括沿Z轴方向设置的第三滚珠丝杆和与第三滚珠丝杆连接的第三伺服电机。
[0006] 优选的,所述H轴方向与X轴方向的夹角范围为O〜180°。
[0007] 优选的,所述H轴方向与X轴方向或Y轴方向平行,即所述H轴与X轴的夹角优选O。或 90。ο
[0008] 优选的,所述H轴旋转驱动机构包括第四伺服电机和与第四伺服电机连接的减速器。
[0009] 优选的,所述磨轮在磨轮驱动机构的驱动下绕I轴旋转,所述I轴方向与H轴方向垂直。
[0010] 优选的,所述磨轮驱动机构包括交流永磁电机和皮带轮,交流永磁电机通过皮带轮驱动磨轮旋转。
[0011] 优选的,所述磨轮包括多个磨轮片组件和用于固定安装磨轮片组件的夹板组件。
[0012] 优选的,所述夹板组件包括第一磨轮夹板、第二磨轮夹板、连接管以及调整套筒,所述连接管的一端与第一磨轮夹板固定连接,连接管的另一端依次穿过所述多个磨轮片组件和所述第二磨轮夹板,并与调整套筒连接,所述调整套筒用于调整第一磨轮夹板和第二磨轮夹板之间的距离。
[0013] 为实现本实用新型的目的所采用的技术方案之二如下:一种磨轮的多轴驱动机构的数控系统,包括多个上述任一项所述的多轴驱动机构,还包括与各多轴驱动机构连接的工业计算机,工业计算机通过有线或无线的方式与多轴驱动机构控制连接。
[0014] 本实用新型相对于现有技术的有益效果有:本实用新型的磨轮多轴驱动机构及其数控系统可沿两两互相垂直的X轴、Y轴、Z轴平行移动,且可绕H轴转动,通过多轴联动实现精准定位,对异形曲面工件等复杂工件进行高精度的自动化抛光或磨削。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型多轴驱动机构的第一实施例的结构示意图;
[0016] 图2为本实用新型第一实施例的磨轮的结构示意图;
[0017] 图3为本实用新型第一实施例的磨轮的分解示意图;
[0018]图4为本实用新型第一实施例的磨轮的工作状态示意图;
[0019] 图5为本实用新型的夹板组件的结构示意图;
[0020] 图6为本实用新型第二实施例的磨轮的结构示意图;
[0021] 图7为本实用新型第二实施例的磨轮的分解示意图;
[0022]图8为本实用新型第二实施例的磨轮的工作状态示意图。
具体实施方式
[0023] 下面结合实施例和附图,对本实用新型的技术方案和有益效果作进一步阐述。
[0024] 参照图1,本实施例的多轴驱动机构,采用了四轴驱动机构,四轴指的是两两互相垂直的X轴、Y轴、Z轴和垂直于Z轴的H轴。
[0025] 四轴驱动机构包括Y轴滑座110,安装于Y轴滑座上110的X轴滑座120和驱动X轴滑座120沿Y轴方向移动的Y轴驱动机构,安装于X轴滑座120上的Z轴滑座130和驱动Z轴滑座130沿X轴方向移动的X轴驱动机构,安装于Z轴滑座130上的活动座140和驱动活动座140沿Z轴方向移动的Z轴驱动机构,安装于活动座140的H轴旋转驱动机构150,H轴旋转驱动机构150用于驱动磨轮机构200绕H轴旋转。
[0026] 本实施例的多轴驱动机构通过四轴驱动机构实现磨轮座200的精准定位。
[0027] 具体地,Y轴驱动机构包括Y轴方向设置的第一滚珠丝杆、与第一滚珠丝杆连接的第一电机、以及第一电机驱动器,第一电机通过第一滚珠丝杆带动X轴滑座120前后移动并进行前后位置补偿。
[0028] X轴驱动机构包括X轴方向设置的第二滚珠丝杆、与第二滚珠丝杆连接的第二电机、以及第二电机驱动器,第二电机通过第二滚珠丝杆带动Z轴滑座130左右移动并进行左右位置补偿。
[0029] Z轴驱动机构包括Z轴方向设置的第三滚珠丝杆、与第三滚珠丝杆连接的第三电机、以及第三电机驱动器。第三电机通过第三滚珠丝杆带动活动座140上下移动并进行上下位置补偿。
[0030] 第一电机、第二电机、第三电机均可选用伺服电机,每个伺服电机均可连接减速器,通过减速器连接滚珠丝杆,如第三电机160设置于Z轴滑座130的顶部,减速器与第三电机160的输出轴连接,第三滚珠丝杆与减速器的输出轴连接。
[0031] H轴旋转驱动机构150包括第四电机、与第四电机的输出轴连接的减速器、以及第四电机驱动器,与第四电机的输出轴连接的减速器为齿轮减速器,第四电机可选用伺服电机。
[0032] H轴与X轴的夹角可设置为O〜180°范围内任一角度,优选为0°或90°,即优选实施方式为H轴与X轴方向平行或与Y轴方向平行。该多轴驱动机构在工业计算机的控制下能够四轴联动实现精准定位和360°旋转。
[0033] 可以理解的是,上述多轴驱动机构不仅可用于多轴数控驱动抛磨机床,也可用于其它数控抛磨机床,不限于立式机床,也可用于卧式机床。工业计算机与第一电机、第二电机、第三电机和第四电机,分别连接,并通过CNC程序控制各个电机从而实现多轴联动。
[0034] 参照图1所示的多轴驱动机构的第一实施例,多轴驱动机构设置于机床底座100上,多轴驱动机构与工业控制计算机通过电缆总线、光纤总线或无线连接。其中磨轮座200包括磨轮固定座220,以及安装于磨轮固定座220上的磨轮210和磨轮驱动机构230,该磨轮固定座220在H轴旋转驱动机构150的驱动下绕H轴旋转,磨轮210在磨轮驱动机构230的驱动下绕I轴旋转,I轴与H轴垂直。
[0035] 优选的,磨轮驱动机构230包括交流永磁电机和皮带轮,交流永磁电机通过皮带轮驱动磨轮旋转,磨轮固定座220上设有适于交流永磁电机的电机线穿出的内孔,避免了电机绕线。
[0036] 参照图2〜图4所示的磨轮的第一实施例,磨轮210a包括安装于磨轮固定座的旋转轴I轴上的第一磨轮夹板211a和第二磨轮夹板213a,穿过旋转轴I轴并安装于两个磨轮夹板211之间的多个磨轮片组件212a,安装于旋转轴I轴的端部的锁紧螺母214a,以及安装于锁紧螺母214a上的防松螺钉215a。
[0037] 更换磨轮时,需由人工依次松开防松螺钉215a,锁紧螺母214a,第二磨轮夹板213a,然后将多个磨轮片组件212a —个一个取下。
[0038] 安装过程与之相反,需要先将多个磨轮片组件212a —个一个装上,然后装上第二磨轮夹板213a,再装上锁紧螺母214a,最后在锁紧螺母214a上安装防松螺钉215a。
[0039] 本实施例中的磨轮工作时,旋转轴I轴端部的锁紧螺母214a会与抛光工件的装夹治具260形成一定的的死角,在死角内发生碰撞干涉(见图4)。
[0040] 参照图5〜图8所示的磨轮的第二实施例,本实施例中磨轮210b包括多个磨轮片组件212b和用于固定安装多个磨轮片组件212b的固定夹板组件,多个磨轮片组件212b和固定夹板组件可模块化安装与拆卸,便于更换快速更换。
[0041] 作为优选实施例,夹板组件包括第一磨轮夹板211b、第二磨轮夹板213b、连接管216b、以及调整套筒217b,连接管216b的一端与第一磨轮夹板211b固定连接,连接管216b的另一端依次穿过多个磨轮片组件212b、第二磨轮夹板213b,并与调整套筒217b连接,调整套筒217b用于调整第一磨轮夹板211b和第二磨轮夹板213b之间的距离。
[0042] 调整套筒217b上设有紧定螺钉218b,磨轮固定座220上的旋转轴I轴插入调整套筒217b和连接管216b,旋转轴I轴可从连接管216b的端部伸出一小段或者不伸出。通过紧定螺钉218b紧固。由于多个磨轮212b和固定夹板组件已组装成整体模块,更换磨轮210b时可将磨轮210b从磨轮固定座220上整体拆卸或安装。
[0043] 调整套筒217b上还设有扳手孔219b,便于拆卸和安装。由于本实施例中的固定夹板组件的端部没有凸出的锁紧螺母,使得磨轮工作时,死角位很小,基本无干涉。
[0044] 第三实施例:包括多个多轴驱动机构的数控系统,还包括与各多轴驱动机构连接的工业计算机,工业计算机通过有线或无线的方式与多轴驱动机构控制连接。
[0045] 本实施例的磨轮多轴驱动机构及其数控系统可沿两两互相垂直的X轴、Y轴、Z轴平行移动,且可绕H轴转动,通过多轴联动实现精准定位,对异形曲面工件等复杂工件进行高精度的自动化抛光或磨削。
[0046] 根据上述说明书的揭示和教导,本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种磨轮的多轴驱动机构,其特征在于,包括:Y轴滑座,安装于Y轴滑座上的X轴滑座和驱动X轴滑座沿Y轴方向移动的Y轴驱动机构,安装于X轴滑座上的Z轴滑座和驱动Z轴滑座沿X轴方向移动的X轴驱动机构,安装于Z轴滑座上的活动座和驱动活动座沿Z轴方向移动的Z轴驱动机构,安装于活动座上的H轴旋转驱动机构和磨轮座,H轴旋转驱动机构用于驱动磨轮座绕H轴旋转,所述磨轮座上设有磨轮以及用于驱动磨轮转动的磨轮驱动机构;所述X轴、Y轴、Z轴的方向两两正交垂直,H轴的方向垂直于Z轴的方向。
2.根据权利要求1所述的多轴驱动机构,其特征在于:所述Y轴驱动机构包括沿Y轴方向设置的第一滚珠丝杆和与第一滚珠丝杆连接的第一伺服电机;所述X轴驱动机构包括沿X轴方向设置的第二滚珠丝杆和与第二滚珠丝杆连接的第二伺服电机;所述Z轴驱动机构包括沿Z轴方向设置的第三滚珠丝杆和与第三滚珠丝杆连接的第三伺服电机。
3.根据权利要求1所述的多轴驱动机构,其特征在于:所述H轴方向与X轴方向的夹角范围为O〜180°。
4.根据权利要求3所述的多轴驱动机构,其特征在于:所述H轴方向与X轴方向或Y轴方向平行。
5.根据权利要求1所述的多轴驱动机构,其特征在于:所述H轴旋转驱动机构包括第四伺服电机和与第四伺服电机连接的减速器。
6.根据权利要求1所述的多轴驱动机构,其特征在于:所述磨轮在磨轮驱动机构的驱动下绕I轴旋转,所述I轴方向与H轴方向垂直。
7.根据权利要求1所述的多轴驱动机构,其特征在于:所述磨轮驱动机构包括交流永磁电机和皮带轮,交流永磁电机通过皮带轮驱动磨轮旋转。
8.根据权利要求1所述的多轴驱动机构,其特征在于:所述磨轮包括多个磨轮片组件和用于固定安装磨轮片组件的夹板组件。
9.根据权利要求8所述的多轴驱动机构,其特征在于:所述夹板组件包括第一磨轮夹板、第二磨轮夹板、连接管以及调整套筒,所述连接管的一端与第一磨轮夹板固定连接,连接管的另一端依次穿过所述多个磨轮片组件和所述第二磨轮夹板,并与调整套筒连接,所述调整套筒用于调整第一磨轮夹板和第二磨轮夹板之间的距离。
10.一种磨轮的多轴驱动机构的数控系统,其特征在于:包括多个如权利要求1〜9任一项所述的多轴驱动机构,还包括与各多轴驱动机构连接的工业计算机,工业计算机通过有线或无线的方式与多轴驱动机构控制连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106078396A (zh) * 2016-08-09 2016-11-09 山东省计算中心(国家超级计算济南中心) 一种多轴联动式打磨装置
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Patentee before: Guangzhou Suilian Automation Equipment Co., Ltd.

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