CN206105560U - 一种五轴金属打磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种五轴金属打磨机，包括机台和控制箱，所述控制箱位于机台的前方一侧，所述机台上设有Y轴移动机构和Z轴升降机构，所述Y轴移动机构上设有X轴移动机构，所述X轴移动机构上设有至少一组工件旋转机构，所述工件旋转机构上设有定位治具；所述Z轴升降机构上设有R轴旋转机构，所述R轴旋转机构位于Z轴升降机构前侧，所述R轴旋转机构上设有用于打磨工件的打磨组件，所述打磨组件的数量与工件旋转机构的数量相同。本实用新型五轴金属打磨机具有生产效率高、加工精度高、安全性好、打磨抛光效果好以及操作简单等优点。

Description

一种五轴金属打磨机

技术领域

本实用新型涉及金属外壳3D打磨抛光技术领域，具体为一种可用于手机、平板类智能手持消费电子金属外壳3D打磨抛光的五轴金属打磨机。

背景技术

目前消费性智能手持终端如手机、平板等的发展趋势是，其外壳越来越倾向于采用金属制造。作为外观件，对金属外壳表面加工精度和品质要求越来越高。传统的金属外壳加工，通常采用：1、采用大量人力对金属外壳进行手工打磨抛光，其人工作业强度大，工作环境恶劣，打磨效率低，打磨品质不稳定而且人力成本高；2、采用六轴机器人和工件旋转结合进行打磨抛光，采用六轴机器人进行打磨抛光，其六轴机器人成本高，而且一次只能打磨抛光一个工件，产能低；3、采用普通的三轴打磨机，现有的普通三轴打磨机，对外壳的3D面无法打磨抛光。

实用新型内容

本实用新型提供了一种生产效率高、加工精度高、安全性好、打磨抛光效果好以及操作简单的五轴金属打磨机。

本实用新型可以通过以下技术方案来实现：

一种五轴金属打磨机，包括机台和控制箱，所述控制箱位于机台的前方一侧，所述机台上设有工件三轴进给机构和打磨头两轴进给机构，所述工件三轴进给机构位于打磨头两轴进给机构的前方，所述工件三轴进给机构和打磨头两轴进给机构中的电动或器动器件分别与控制箱连接；所述工件三轴进给机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构和工件旋转机构，所述Y轴移动机构安装在机台上，所述Y轴移动机构上设有X轴移动机构，所述X轴移动机构上设有至少一组工件旋转机构，所述工件旋转机构上设有定位治具；所述打磨头两轴进给机构包括Z轴升降机构和R轴旋转机构，所述Z轴升降机构安装在机台上，所述Z轴升降机构上设有R轴旋转机构，所述R轴旋转机构位于Z轴升降机构前侧，所述R轴旋转机构上设有用于打磨工件的打磨组件，所述打磨组件的数量与工件旋转机构的数量相同。本实用新型五轴金属打磨机的操作方法和原理，人工放工件到定位治具上，定位治具对工件进行定位，Y轴移动机构带动工件前后移动实现工件的Y轴伺服进给，X轴移动机构带动工件左右移动至合适位置实现工件的X轴伺服进给，工件旋转机构带动工件旋转，Z轴升降机构带动打磨头上下移动至合适位置实现打磨头的高度进给，R轴旋转机构旋转使打磨头角度至合适位置控制打磨头的角度，这样五轴联动，通过多轴智能着补伺服运动，打磨头对工件外壳实现3D外形仿形运动，从而实现工件的打磨抛光。本实用新型五轴金属打磨机通过X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴升降机构、R轴旋转机构和工件旋转机构的设置，把多轴运动差补控制应用于该金属打磨机的上述五个运动轴上，通过智能控制系统和人机交互界面来实现金属外壳打磨抛光的智能化、柔性化和全自动化的生产，其自动化程度高，打磨效率高；通过五个轴的伺服运动和智能差补实现对工件外形的完全仿形，从而控制打磨轨迹和打磨切削量，保证打磨抛光品质；五轴联动的伺服运动，伺服运动精度高，进而有效确保打磨精度，其打磨精度高，打磨抛光效果好；操作过程人工放料至定位治具即可，整个加工打磨抛光过程均为自动化操作，其加工过程安全性好。

进一步地，所述Y轴移动机构包括Y轴底板，所述Y轴底板安装在机台上，所述Y轴底板上设有两条并排分布的Y轴导轨，两条Y轴导轨之间设有Y轴伺服马达，所述Y轴伺服马达与Y轴丝杆连接，所述Y轴丝杆通过Y轴丝杆座与Y轴移动座连接，所述Y轴移动座底部通过Y轴滑块与Y轴导轨滑动连接，所述Y轴伺服马达驱动Y轴丝杆旋转使Y轴丝杆座沿Y轴丝杆移动，Y轴丝杆座进而带动Y轴移动座沿Y轴导轨滑动，所述Y轴移动座上设有X轴移动机构。

进一步地，所述X轴移动机构包括两条并排分布在Y轴移动座两侧的X轴导轨，两条X轴导轨之间设有X轴伺服马达，所述X轴伺服马达与X轴丝杆连接，所述X轴丝杆通过X轴丝杆座与X轴移动座连接，所述X轴移动座底部通过X轴滑块与X轴导轨滑动连接，所述X轴伺服马达驱动X轴丝杆旋转使X轴丝杆座沿X轴丝杆移动，X轴丝杆座进而带动X轴移动座沿X轴导轨滑动，所述X轴移动座上设有两组并排分布的工件旋转机构。

进一步地，所述工件旋转机构包括真空室、工件旋转轴、工件旋转马达和真空管，所述真空室内设有工件旋转轴，所述工件旋转轴底部与工件旋转马达连接，所述工件旋转轴顶部与真空管连接，所述真空管的顶部设有定位治具，所述定位治具上设有与真空管连通的真空孔。定位治具上真空孔的设置，有效确保真空室抽真空吸附工件。

进一步地，所述Z轴升降机构包括Z轴固定架，所述Z轴固定架的两侧分别设有两条并行分布的Z轴导轨，所述Z轴固定架的顶部设有Z轴伺服马达，所述Z轴轴伺服马达与Z轴丝杆连接，所述Z轴丝杆通过Z轴丝杆座与Z轴移动座连接，所述Z轴移动座底部通过Z轴滑块与Z轴导轨滑动连接，所述Z轴伺服马达驱动Z轴丝杆旋转使Z轴丝杆座沿Z轴丝杆移动，Z轴丝杆座进而带动Z轴移动座沿Z轴导轨滑动，所述Z轴移动座上设有打磨头组件和R轴旋转机构连接。

进一步地，所述R轴旋转机构包括R轴伺服马达、角度旋转轴和打磨头固定座，所述打磨头固定座通过角度旋转轴与Z轴移动座连接，所述角度旋转轴与R轴伺服马达连接，所述R轴伺服马达通过角度旋转轴驱动打磨头固定座旋转。

进一步地，所述打磨头固定座上设有打磨头组件，所述打磨头组件包括打磨头和打磨头旋转马达，所述打磨头旋转马达安装在打磨头固定座上，打磨头旋转马达与打磨头连接，驱动打磨头旋转打磨工件。

进一步地，所述打磨头固定座前侧设有抛光液加液头，抛光液加液头的设置，用于及时冷却打磨头，确保打磨效果。

进一步地，所述Z轴移动座的上下两侧分别设有Z轴防水护罩；所述X轴移动座上真空室的左右两侧分别设有X轴防水护罩；所述Y轴底板上设有Y轴防水护罩，所述Y轴防水护罩位于Z轴升降机构和X轴移动机构之间。X轴防水护罩、Y轴防水护罩以及Z轴防水护罩的设置，有效确保抛光液进入X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴升降机构，进而有效确保各机构的稳定运行。

本实用新型五轴金属打磨机，具有如下的有益效果：

第一、自动化程度高、打磨效率高，本实用新型五轴金属打磨机通过X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴升降机构、R轴旋转机构和工件旋转机构的设置，把多轴运动差补控制应用于该金属打磨机的上述五个运动轴上，通过智能控制系统和人机交互界面来实现金属外壳打磨抛光的智能化、柔性化和全自动化的生产，其自动化程度高，打磨效率高；

第二、打磨品质好，通过五个轴的伺服运动和智能差补实现对工件外形的完全仿形，从而控制打磨轨迹和打磨切削量，保证打磨抛光品质；

第三、打磨精度高、效果好，五轴联动的伺服运动，伺服运动精度高，进而有效确保打磨精度，其打磨精度高，打磨抛光效果好；

第四、安全性好，操作过程人工放料至定位治具即可，整个加工打磨抛光过程均为自动化操作，其加工过程安全性好；

第五、一次能打磨2个工件，两组工件旋转机构以及两组打磨组件的设置，一次打磨过程，两组打磨头和两组工件可同时运行，同时生产2个工件，极大提升生产效率，克服了六轴机器人每次只能打磨单个工件的问题。

附图说明

附图1为本实用新型五轴金属打磨机的结构示意图；

附图2为本实用新型五轴金属打磨机中工件三轴进给机构的结构示意图；

附图3为本实用新型五轴金属打磨机中打磨头两轴进给机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型产品作进一步详细的说明。

如图1至图3所示，一种五轴金属打磨机，包括机台和控制箱，所述控制箱位于机台的前方一侧，所述机台上设有工件三轴进给机构和打磨头54两轴进给机构，所述工件三轴进给机构位于打磨头54两轴进给机构的前方，所述工件三轴进给机构和打磨头54两轴进给机构中的电动或器动器件分别与控制箱连接；所述工件三轴进给机构包括X轴移动机构10、Y轴移动机构20和工件旋转机构30，所述Y轴移动机构20安装在机台上，所述Y轴移动机构20上设有X轴移动机构10，所述X轴移动机构10上设有至少一组工件旋转机构30，所述工件旋转机构30上设有定位治具60；所述打磨头54两轴进给机构包括Z轴升降机构40和R轴旋转机构50，所述Z轴升降机构40安装在机台上，所述Z轴升降机构40上设有R轴旋转机构50，所述R轴旋转机构50位于Z轴升降机构40前侧，所述R轴旋转机构50上设有用于打磨工件的打磨组件，所述打磨组件的数量与工件旋转机构30的数量相同。本实用新型五轴金属打磨机的操作方法和原理，人工放工件到定位治具60上，定位治具60对工件进行定位，Y轴移动机构20带动工件前后移动实现工件的Y轴伺服进给，X轴移动机构10带动工件左右移动至合适位置实现工件的X轴伺服进给，工件旋转机构30带动工件旋转，Z轴升降机构40带动打磨头54上下移动至合适位置实现打磨头54的高度进给，R轴旋转机构50旋转使打磨头54角度至合适位置控制打磨头54的角度，这样五轴联动，通过多轴智能差补伺服运动，打磨头54对工件外壳实现3D外形仿形运动，从而实现工件的打磨抛光。本实用新型五轴金属打磨机通过X轴移动机构10、Y轴移动机构20、Z轴升降机构40、R轴旋转机构50和工件旋转机构30的设置，把多轴运动差补控制应用于该金属打磨机的上述五个运动轴上，通过智能控制系统和人机交互界面来实现金属外壳打磨抛光的智能化、柔性化和全自动化的生产，其自动化程度高，打磨效率高；通过五个轴的伺服运动和智能差补实现对工件外形的完全仿形，从而控制打磨轨迹和打磨切削量，保证打磨抛光品质；五轴联动的伺服运动，伺服运动精度高，进而有效确保打磨精度，其打磨精度高，打磨抛光效果好；操作过程人工放料至定位治具60即可，整个加工打磨抛光过程均为自动化操作，其加工过程安全性好。

如图1、图2所示，所述Y轴移动机构20包括Y轴底板21，所述Y轴底板21安装在机台上，所述Y轴底板21上设有两条并排分布的Y轴导轨23，两条Y轴导轨23之间设有Y轴伺服马达22，所述Y轴伺服马达22与Y轴丝杆连接，所述Y轴丝杆通过Y轴丝杆座与Y轴移动座24连接，所述Y轴移动座24底部通过Y轴滑块与Y轴导轨23滑动连接，所述Y轴伺服马达22驱动Y轴丝杆旋转使Y轴丝杆座沿Y轴丝杆移动，Y轴丝杆座进而带动Y轴移动座24沿Y轴导轨23滑动，所述Y轴移动座24上设有X轴移动机构10；所述X轴移动机构10包括两条并排分布在Y轴移动座24两侧的X轴导轨13，两条X轴导轨13之间设有X轴伺服马达11，所述X轴伺服马达11与X轴丝杆12连接，所述X轴丝杆12通过X轴丝杆座与X轴移动座14连接，所述X轴移动座14底部通过X轴滑块与X轴导轨13滑动连接，所述X轴伺服马达11驱动X轴丝杆12旋转使X轴丝杆座沿X轴丝杆12移动，X轴丝杆座进而带动X轴移动座14沿X轴导轨13滑动，所述X轴移动座14上设有两组并排分布的工件旋转机构30；所述工件旋转机构30包括真空室31、工件旋转轴32、工件旋转马达和真空管33，所述真空室31内设有工件旋转轴32，所述工件旋转轴32底部与工件旋转马达连接，所述工件旋转轴32顶部与真空管33连接，所述真空管33的顶部设有定位治具60，所述定位治具60上设有与真空管33连通的真空孔61和定位柱62。定位治具60上真空孔61和定位柱62的设置，有效确保工件的定位和真空室31抽真空吸附工件。

如图1和图3所示，所述Z轴升降机构40包括Z轴固定架46，所述Z轴固定架46的两侧分别设有两条并行分布的Z轴导轨44，所述Z轴固定架46的顶部设有Z轴伺服马达42，所述Z轴伺服马达42安装在Z轴马达座43上，所述Z轴轴伺服马达与Z轴丝杆连接，所述Z轴丝杆通过Z轴丝杆座与Z轴移动座41连接，所述Z轴移动座41底部通过Z轴滑块与Z轴导轨44滑动连接，所述Z轴伺服马达42驱动Z轴丝杆旋转使Z轴丝杆座沿Z轴丝杆移动，Z轴丝杆座进而带动Z轴移动座41沿Z轴导轨44滑动，所述Z轴移动座41上设有打磨头54组件和R轴旋转机构50连接；所述R轴旋转机构50包括R轴伺服马达51、角度旋转轴52和打磨头固定座53，所述打磨头固定座53通过角度旋转轴52与Z轴移动座41连接，所述角度旋转轴52与R轴伺服马达51连接，所述R轴伺服马达51通过角度旋转轴52驱动打磨头固定座53旋转，所述打磨头固定座53上设有打磨头54组件，所述打磨头54组件包括打磨头54和打磨头旋转马达56，所述打磨头旋转马达56安装在打磨头固定座53上，打磨头旋转马达56与打磨头54连接，驱动打磨头54旋转打磨工件，所述打磨头固定座53前侧设有抛光液加液头55，抛光液加液头55的设置，用于及时冷却打磨头54，确保打磨效果。

如图1至图3所示，所述Z轴移动座41的上下两侧分别设有Z轴防水护罩45；所述X轴移动座14上真空室31的左右两侧分别设有X轴防水护罩15；所述Y轴底板21上设有Y轴防水护罩25，所述Y轴防水护罩25位于Z轴升降机构40和X轴移动机构10之间。X轴防水护罩15、Y轴防水护罩25以及Z轴防水护罩45的设置，有效确保抛光液进入X轴移动机构10、Y轴移动机构20和Z轴升降机构40，进而有效确保各机构的稳定运行。

结合图1至图3，本实用新型五轴金属打磨机的工作原理：一方面人工或自动送料机构放工件到定位治具60上，定位治具60对工件进行吸附定位，Y轴移动机构20带动工件前后移动实现工件的Y轴伺服进给，X轴移动机构10带动工件左右移动至合适位置实现工件的X轴伺服进给，工件旋转机构30带动工件旋转；另一方面，Z轴升降机构40带动打磨头54上下移动至合适位置实现打磨头54的高度进给，R轴旋转机构50旋转使打磨头54角度至合适位置控制打磨头54的角度，这样五轴联动，通过多轴智能差补伺服运动，打磨头54对工件外壳实现3D外形仿形运动，从而实现工件的打磨抛光。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种五轴金属打磨机，包括机台和控制箱，所述控制箱位于机台的前方一侧，其特征在于：所述机台上设有工件三轴进给机构和打磨头两轴进给机构，所述工件三轴进给机构位于打磨头两轴进给机构的前方，所述工件三轴进给机构和打磨头两轴进给机构中的电动或器动器件分别与控制箱连接；

所述工件三轴进给机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构和工件旋转机构，所述Y轴移动机构安装在机台上，所述Y轴移动机构上设有X轴移动机构，所述X轴移动机构上设有至少一组工件旋转机构，所述工件旋转机构上设有定位治具；

所述打磨头两轴进给机构包括Z轴升降机构和R轴旋转机构，所述Z轴升降机构安装在机台上，所述Z轴升降机构上设有R轴旋转机构，所述R轴旋转机构位于Z轴升降机构前侧，所述R轴旋转机构上设有用于打磨工件的打磨组件，所述打磨组件的数量与工件旋转机构的数量相同。

2.根据权利要求1所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述Y轴移动机构包括Y轴底板，所述Y轴底板安装在机台上，所述Y轴底板上设有两条并排分布的Y轴导轨，两条Y轴导轨之间设有Y轴伺服马达，所述Y轴伺服马达与Y轴丝杆连接，所述Y轴丝杆通过Y轴丝杆座与Y轴移动座连接，所述Y轴移动座底部通过Y轴滑块与Y轴导轨滑动连接，所述Y轴伺服马达驱动Y轴丝杆旋转使Y轴丝杆座沿Y轴丝杆移动，Y轴丝杆座进而带动Y轴移动座沿Y轴导轨滑动，所述Y轴移动座上设有X轴移动机构。

3.根据权利要求2所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述X轴移动机构包括两条并排分布在Y轴移动座两侧的X轴导轨，两条X轴导轨之间设有X轴伺服马达，所述X轴伺服马达与X轴丝杆连接，所述X轴丝杆通过X轴丝杆座与X轴移动座连接，所述X轴移动座底部通过X轴滑块与X轴导轨滑动连接，所述X轴伺服马达驱动X轴丝杆旋转使X轴丝杆座沿X轴丝杆移动，X轴丝杆座进而带动X轴移动座沿X轴导轨滑动，所述X轴移动座上设有两组并排分布的工件旋转机构。

4.根据权利要求3所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述工件旋转机构包括真空室、工件旋转轴、工件旋转马达和真空管，所述真空室内设有工件旋转轴，所述工件旋转轴底部与工件旋转马达连接，所述工件旋转轴顶部与真空管连接，所述真空管的顶部设有定位治具，所述定位治具上设有与真空管连通的真空孔。

5.根据权利要求4所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述Z轴升降机构包括Z轴固定架，所述Z轴固定架的两侧分别设有两条并行分布的Z轴导轨，所述Z轴固定架的顶部设有Z轴伺服马达，所述Z轴伺服马达与Z轴丝杆连接，所述Z轴丝杆通过Z轴丝杆座与Z轴移动座连接，所述Z轴移动座底部通过Z轴滑块与Z轴导轨滑动连接，所述Z轴伺服马达驱动Z轴丝杆旋转使Z轴丝杆座沿Z轴丝杆移动，Z轴丝杆座进而带动Z轴移动座沿Z轴导轨滑动，所述Z轴移动座上设有打磨头组件和R轴旋转机构连接。

6.根据权利要求5所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述R轴旋转机构包括R轴伺服马达、角度旋转轴和打磨头固定座，所述打磨头固定座通过角度旋转轴与Z轴移动座连接，所述角度旋转轴与R轴伺服马达连接，所述R轴伺服马达通过角度旋转轴驱动打磨头固定座旋转。

7.根据权利要求6所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述打磨头固定座上设有打磨头组件，所述打磨头组件包括打磨头和打磨头旋转马达，所述打磨头旋转马达安装在打磨头固定座上，打磨头旋转马达与打磨头连接，驱动打磨头旋转打磨工件。

8.根据权利要求7所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述打磨头固定座前侧设有抛光液加液头。

9.根据权利要求5至8任一项权利要求所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述Z轴移动座的上下两侧分别设有Z轴防水护罩；所述X轴移动座上真空室的左右两侧分别设有X轴防水护罩。

10.根据权利要求2至8任一项权利要求所述的五轴金属打磨机，其特征在于：所述Y轴底板上设有Y轴防水护罩，所述Y轴防水护罩位于Z轴升降机构和X轴移动机构之间。