CN208496704U - 双工位精密抛光机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属加工机械。目的是供一种全自动双工位精密抛光机，该抛光机应具有抛光质量好、生产效率高以及有效改善生产环境的特点。技术方案是：双工位精密抛光机，其特征在于：该抛光机包括可绕竖直轴线转动地定位在机架上且由工作台驱动机构驱动的工作台、均布在工作台上的若干个固定工件的夹具、通过齿轮离合机构驱动所述夹具传动的动力机构以及定位在工作台周边的机架上的装卸工位、初抛工位以及精抛工位；所述初抛工位和精抛工位均配置有用于抛光工件的抛光砂轮组件、对抛光砂轮组件施加抛光压力的恒压器以及驱使抛光砂轮组件左右移动以使抛光砂轮的加工轨迹布满整个工件表面的左右移动机构。

Description

双工位精密抛光机

技术领域

本实用新型涉及一种金属加工机械，具体是抛光机，尤其适用于金属座椅圆形底盘镀铬前的粗精抛光加工。

背景技术

长期以来，国内各生产企业在对回转体结构的工件(如金属座椅的底盘) 进行抛光加工时颇感费劲，这是因为底盘G表面为曲面(图22所示)，且规格品种繁多，而多年来均采用人工操作简易的杠杆式传动砂轮来进行该抛光作业。人工靠手感操作作业，质量难控制不稳定，生产效率极低，且严重污染环境，危害职工身体健康(操作工的职业病就是尘肺病)，这在当今重视环境保护和职工职业病防控的新时代，显然不符合时代发展要求。要使抛光作业保质保量，并显著提高生产效率，唯有采用自动化生产设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种全自动双工位精密抛光机，该抛光机应具有抛光质量好、生产效率高以及有效改善生产环境的特点。

本实用新型提供的技术方案是：

双工位精密抛光机，其特征在于：该抛光机包括可绕竖直轴线转动地定位在机架上且由工作台驱动机构驱动的工作台、均布在工作台上的若干个固定工件的夹具、通过齿轮离合机构驱动所述夹具传动的动力机构以及定位在工作台周边的机架上的装卸工位、初抛工位以及精抛工位；

所述初抛工位和精抛工位均配置有用于抛光工件的抛光砂轮组件、对抛光砂轮组件施加抛光压力的恒压器以及驱使抛光砂轮组件左右移动以使抛光砂轮的加工轨迹布满整个工件表面的左右移动机构。

所述恒压器包括固定在机架上的力矩电机、由力矩电机驱动的磁粉控制器、由磁粉控制器驱动的齿轮齿条副以及安装在齿轮齿条副下端且带动抛光砂轮组件的下压气缸。

所述齿轮齿条副包括固定在磁粉控制器输出轴上的小齿轮以及通过活动夹头定位在磁粉控制器输出轴上且由所述小齿轮驱动的齿条；活动夹头上还固定一与齿条进行滑动配合的滑块。

所述左右移动机构包括可左右移动地定位在水平滑轨上的滑座、定位在机架上且通过螺杆滑套结构驱动滑座的左右移动电机。

所述抛光砂轮组件包括通过第一铰接轴可摆动地铰接在所述滑座上的砂轮架、通过转轴可转动地定位在砂轮架上的抛光砂轮以及通过传动组件驱动抛光砂轮的砂轮电机。

所述砂轮架为中部穿套着轴套的摆轴，摆轴的两端分别固定着抛光砂轮和砂轮电机；所述轴套通过所述第一铰接轴铰接在所述滑座上，第一铰接轴的轴线垂直于摆轴轴线；所述下压气缸还通过一接头与摆轴的一端铰接以传递所述的抛光压力。

所述初抛工位和精抛工位还分别配置有驱使砂轮架摆动以使抛光砂轮的工作面与工件上表面的相吻合的角度摆动机构。

所述角度摆动机构包括固定在所述轴套上的角度电机、将角度电机动力传递给抛光砂轮组件以使抛光砂轮组件绕所述摆轴轴线摆动的传动结构。

所述传动结构为固定在所述摆轴上的被动齿轮以及安装在角度电机输出轴上且与所述被动齿轮啮合的主动齿轮。

所述齿轮离合机构包括可绕竖直轴线转动地定位在工作台上表面的夹具、可绕竖直轴线转动地定位在工作台下面且与所述夹具一一对应的伸缩杆、驱动伸缩杆竖直运动的离合气缸以及安装在所述夹具与离合气缸之间的齿轮离合器。

该抛光机还配置一吸取粉尘的吸粉装置，该吸粉装置通过管道连通配有罩壳的抛光机。

本实用新型的工作原理是：打开电源总开关，开启空压机按钮(设空压机压力5-6kg)，再开启吸尘装置的电源按钮，外部配用设备均启动；

开启设备总开关按钮，设备进入自动程序状态(参见图1至图3)；操作工将第一只待加工的工件(即底盘，以下同)放入工件装卸工位ZX上，再按设备启动按钮，离合气缸杆上升使内外齿轮啮合带动工件绕竖直轴线转动；此时，两只恒压器的冷却风机开启，右部粗抛工位CP抛光砂轮电机转动，工作台转动电机带动工作台逆时针转动120度(转动角度由设置在工作台下的接近开关对齿轮离合器产生的检测信号确定)使工件到达粗抛工位停止(观察窗上抬开启，为操作人员装卸工件提供穿越密闭罩壳的通道)；操作工通过该通道将第二只待加工件放入装卸工位，随后观察窗在气缸推动下下移到位封闭通道；离合气缸杆上升啮合齿轮离合器的内外齿轮，工件转动电机2-4带动工件定速转动，粗抛工位恒压器驱动下压机构使其缓慢下移带动转动转动的抛光砂轮缓慢接触工件表面，对工件进行有效抛光，同时该抛光砂轮在角度摆动机构带动下作角度有效摆动，使抛光砂轮圆周上的平面与工件曲面基本吻合，并且滑座在左右移动机构带动下自左向右缓慢移动，使抛光砂轮在工件的整个表面均匀抛光直到工位设定终点位置停止移动；粗抛工序完成。观察窗上抬打开通道，恒压器开始上抬，工件停转，粗抛工位恢复原状，离合气缸杆下降脱开内外齿轮，工作台第二次逆时针120度转动使经过粗抛工位加工的工件转到精抛工位停止(这时操作工通过开启的通道将第三只待加工件放入工件装卸工位上)，观察板下移动到位，离合气缸杆上升啮合内外齿轮，工件转动电机带动工件定速转动，粗抛工位和精抛工位的两个恒压器驱动的下压机构(齿轮齿条副以及下压气缸)均下移，分别带动抛光砂轮缓慢接触工件表面，同时进行粗抛光工序和精抛光工序；并且两个抛光砂轮在各自左右移动机构带动下移动(图2中，右边粗抛光工序的抛光砂轮自左向右缓慢移动，左边精抛光工序的抛光砂轮自右向左缓慢移动)，使抛光砂轮在工件表面上作均匀抛光直到工位设定终点位置停止移动，粗精抛光工序完成；观察窗再次上抬，粗抛工位和精抛工位的恒压器都上抬，两个左右移动机构同时复位，工作台第三次逆时针转动120度；操作人员取下精抛好的工件，然后装上待抛工件，第一个循环完成；反复以上循环，抛光作业连续进行。

本实用新型的有益效果是：

1.工件的抛光表面光洁均匀，抛光质量显著提高：手工操作的抛光机由于人为因素的影响，人的手作用在工件表面的力是不稳定的，有时轻有时重，抛出来的表面光洁度不均匀，产品合格率只有70％；而本实用新型中对抛光砂轮施力的力是恒压器提供的恒定压力，因而抛光砂轮作用在工件表面的打磨力均匀恒定；同时角度摆动机构控制下的抛光砂轮外圆周表面能始终与工件表面相平行，并且抛光砂轮在工件表面作左右均匀缓慢移动，可确保经过抛光过的工件表面的光洁度接近磨削光洁度，产品合格率达98 ％。

2.抛光加工效率大大提高：

经测算，手工操作的抛光每个操作工操作一台简易抛光机，粗抛和精抛所需要的时间各为20S，粗精相加40S，粗精中间转换用时10S，这样完成一件工件粗精抛光共需时间50S，一个操作工每天只工作4小时，共能生产出201.6 只工件

本实用新型完成一件工件粗精抛光共需时间15S(开头和收尾除外)，每天工作8小时，一台机器每天可生产1881.6只合格工件，需要9.33人才能和一台机器的生产量相平(1881.6/201.6＝9.33)；

3.对环境无污染：

以前人工操作的简易抛光机操作困难，周边无防护罩等，对环境的粉尘污染十分严重，尤其是危害操作职工的身体健康和人身安全；

本实用新型采用封闭式吸尘，粗精抛光都放在一个密封的防护罩内进行，外配一台吸风机将防护罩内的粉尘吸出送进两个布袋里灰尘留在布袋底部，干净空气从布袋上析出，操作工完全是处在无环境污染的工作场地；

4.用电消耗：

人工操作的简易抛光机，每小时用电4.5KW，每天4小时生产201只盘，平均每个工件用电0.0895度电(4.5*4/201)

本实用新型每小时用电24KW*75％＝18KW，每天工作8小时生产1881只，平均每个工件用电0.0766度电(18*8/1881)

从以上比较可知，用电消耗相接近，而从整体加工数量比，全自动效率远高于手工。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图(移走吸粉装置)。

图2是本实用新型的右视结构示意图(移走吸粉装置)。

图3是本实用新型的俯视结构示意图(移走吸粉装置)。

图4是本实用新型中工作台驱动机构的主视结构示意图。

图5是本实用新型中工作台驱动机构的右视结构示意图。

图6是本实用新型中工作台驱动机构的俯视结构示意图。

图7是本实用新型中齿轮离合机构的主视结构示意图。

图8是本实用新型中齿轮离合机构的右视结构示意图。

图9是本实用新型中齿轮离合机构的俯视结构示意图。

图10是本实用新型中恒压器的主视结构示意图。

图11是本实用新型中恒压器的工作状态示意图。

图12是本实用新型中抛光砂轮组件的主视结构示意图。

图13是本实用新型中角度摆动机构的主视结构示意图。

图14是本实用新型中角度摆动机构的俯视结构示意图。

图15是图13中的H部放大结构示意图。

图16是本实用新型中角度摆动机构的工作状态示意图。

图17是图13中的A-A向的工作状态示意图之一。

图18是图13中的A-A向的工作状态示意图之二。

图19是本实用新型中左右移动机构的主视结构示意图。

图20是本实用新型中左右移动机构的另一工作状态示意图。

图21是本实用新型中抛光砂轮的上下动程示意图。

图22是底盘(即工件)的主视结构示意图。

图23是齿条与下压气缸之间增设第二铰接轴后的运动结构示意图。

图24是左右移动机构运动过程中，砂轮架的摆动情况示意图。

图25是本实用新型配置了吸尘装置后的主视结构示意图。

具体实施方式

附图所示的双工位精密抛光机中，工作台3-1可绕竖直轴线转动地定位在机架1上并且由工作台驱动机构3驱动(图4-图5中可见：工作台下表面固定有圆盘齿轮3-3，工作台电机3-5通过减速机之类的传动机构带动的驱动齿轮3-2 又与圆盘齿轮啮合，从而带动工作台转动；工作台驱动机构包括工作台电机及传动机构)。若干个夹持工件的夹具均布在工作台上(图中显示3个夹具)，每个夹具均通过轴承可绕竖直轴线转动地定位在工作台上；所述夹具为大于金属座椅底盘的圆盘6-1，圆盘上表面覆盖着增加摩擦力防止工件滑动的橡胶层，圆盘中央为一个柱状的突起6-2，该突起恰好与金属座椅底盘中央的开孔相适合；金属座椅底盘放在夹具上，中央由柱状的突起进行插接定位，下表面由橡胶层托持不会产生滑动。动力机构(工件转动电机2-4)通过齿轮离合机构2(常规机构)驱动所述夹具转动。图中可见：齿轮离合机构包括夹具下端的内齿轮2-1、竖直固定在机架上且与内齿轮同轴布置的伸缩轴2-3、固定在伸缩轴顶端且可与内齿轮啮合的外齿轮2-1、位于伸缩轴下端用于顶推伸缩轴竖直运动的离合气缸 2-7以及可转动地定位在机架上且通过花键与所述伸缩轴配合(可轴线滑动配合，周向则啮合配合)的带轮2-6；工件转动电机2-4驱动带轮，带轮之间还共同与同一个驱动带2-5啮合，同时进行转动。

工作台周边的机架上均布着装卸工位ZX、初抛工位CP以及精抛工位JP。

所述初抛工位和精抛工位中，抛光砂轮组件7用于抛光工件G，恒压器8 对抛光砂轮组件施加一定抛光力，左右移动机构9(优选伺服电机移动机构) 驱动抛光砂轮组件左右移动以使抛光砂轮的加工轨迹布满整个工件表面。

所述抛光砂轮组件中(参见图12-图13)，砂轮架7-2的中部通过第一铰接轴7-6可摆动地铰接在滑座9-5上，砂轮架的一端通过接头8-40(优选鱼眼接头) 与下压气缸的下端铰接，从而引入由恒压器施加的抛光压力；抛光砂轮7-1通过转轴(即抛光砂轮轴)可转动地定位在砂轮架上，砂轮电机7-3通过传动组件7-5(图中显示是传动带和带轮)驱动抛光砂轮。由图12可知：所述砂轮架为中部穿套着轴套7-4的摆轴(轴套与摆轴只能相互转动，不能轴向滑动)，摆轴的两端分别固定着抛光砂轮和砂轮电机；所述轴套通过第一铰接轴铰接在滑座上，第一铰接轴的轴线垂直于摆轴的轴线(摆轴的水平面投影平行于磁粉控制器输出轴的轴线)。

所述恒压器中(参见图1、图10)，力矩电机8-1固定在机架上，由力矩电机驱动的磁粉控制器8-2又带动的齿轮齿条副8-3，下压气缸8-5安装在齿轮齿条副下端并且带动抛光砂轮组件。

所述齿轮齿条副中(参见图10、图11)，小齿轮8-31固定在磁粉控制器输出轴上，齿条8-33通过活动夹头8-32定位在磁粉控制器输出轴上并且由所述小齿轮驱动。所述活动夹头(常规部件)通过轴承可转动地定位在磁粉控制器输出轴上，活动夹头上还固定一与齿条进行滑动配合(齿条背部为滑动配合面) 的滑块8-35，齿条在小齿轮的驱动下还与滑块进行相互滑动。齿条的下端还连接一下压气缸(可在空行程中作快速移动)，下压气缸的底端通过所述的接头8-40 连接砂轮架。齿轮齿条副向下运动时，可带动抛光砂轮对工件进行抛光作业；由图21可知：抛光砂轮的作业动程D(抛光砂轮停止工位至抛光砂轮下压工位的距离)通常可设置在100mm左右。

所述左右移动机构中(参见图19、图20)，滑座9-5通过砂轮架滑块9-6可滑动地定位在机架的滑轨9-7上，另由一左右移动电机9-1通过一螺杆滑套结构 (包括固定在左右移动电机输出轴上的螺杆9-2以及固定在滑座上且与螺杆相配合的螺套9-3)驱动所述的滑座，从而带动所述砂轮架进行左右水平滑移运动 (砂轮架上抛光砂轮的抛光打磨时的中心点沿着工件的其中一条母线运动；图 19与图20分别是抛光砂轮的两个工作极限位置；长度约为200-230mm)。滑座进行水平滑移时的滑动为直线运动(如图24所示，沿直线M方向运动；方向与所述磁粉控制器输出轴的轴线垂直)；但同时砂轮架还绕接头8-40的竖直轴线摆动(滑座部位的摆动弧线为N)；因此砂轮架在左右移动过程中的还产生距离为 S的水平移动(方向垂直于直线M，即垂直于图20纸面)。但因该距离很小(通常小于5mm)，而齿条与下压气缸的长度较大(通常不小于为400mm)，利用齿条与小齿轮之间的配合间隙即可进行补偿，而不会产生干涉。作为推荐，齿条与下压气缸之间也可增设第二铰接轴9-8，第二铰接轴轴线与砂轮架的滑动方向平行。但采用第二铰接轴铰接后，下压气缸的摆动幅度应受到限制(如23实施例所示：下压气缸8-5的摆动幅度受到固定在齿条下端的限位套9-8的限定)，通常摆动幅度设置为5度以下即可。

所述初抛工位和精抛工位还配置有驱使砂轮架摆动以使抛光砂轮的工作面与工件上表面的曲面相吻合的角度摆动机构10。图13、图14所示的角度摆动机构中：角度电机10-1固定在所述轴套上，传动结构将角度电机动力传递给抛光砂轮组件以使抛光砂轮组件绕所述摆轴轴线摆动；所述传动结构为固定在所述摆轴上的被动齿轮10-3以及安装在角度电机输出轴上且与所述被动齿轮啮合的主动齿轮10-2。

显然，所述角度摆动机构也可采用其它多种结构形式；例如抛光砂轮组件固定在一固定架上，固定架又通过轴套可转动地定位在摆轴上，另由角度电机通过螺杆之类的直线运动机构驱动固定架，使得抛光砂轮组件绕摆轴轴线摆动。

本实用新型所述装置还采用罩壳11进行罩盖密封(参见图23)以阻止风尘飞扬；位于工件装卸工位的罩壳部位开设有可开启的观察窗11-1，以作为工件进出的通道；该观察窗可采用气缸为动力，并通过控制器控制，在需要装卸工件时自动开启和关闭。

本实用新型所述装置还配置一吸取粉尘的吸粉装置12(参见图23)，该吸粉装置中的吸尘风机12-1通过吸粉管道连通配有罩壳的抛光机。图中显示，吸粉管道分别在粗抛工位部位和精抛工位部位接通罩壳，并将吸收的粉尘通过布袋除尘器清除，以确保环境达标。

本实用新型中，各机构及组件的工作位置信号分别由若干个传感器(包括接近开关)输至控制器(优选PLC；图中省略)，再由控制器对各机构及组件的工作次序与动作行程分别进行控制；这些均为常规控制技术，本文不再一一细述。

该装置还配置有供各气动元件使用的气源(优选空气压缩机；图中省略)。

Claims (10)

1.双工位精密抛光机，包括可绕竖直轴线转动地定位在机架(1)上且由工作台驱动机构(3)驱动的工作台(3-1)；其特征在于：该抛光机还包括均布在工作台上的若干个固定工件的夹具、通过齿轮离合机构(2)驱动所述夹具传动的动力机构以及定位在工作台周边的机架上的装卸工位(ZX)、初抛工位(CP)以及精抛工位(JP)；

所述初抛工位和精抛工位均配置有用于抛光工件的抛光砂轮组件(7)、对抛光砂轮组件施加抛光压力的恒压器(8)以及驱使抛光砂轮组件左右移动以使抛光砂轮的加工轨迹布满整个工件表面的左右移动机构(9)。

2.根据权利要求1所述的双工位精密抛光机，其特征在于：所述恒压器包括固定在机架上的力矩电机(8-1)、由力矩电机驱动的磁粉控制器(8-2)、由磁粉控制器驱动的齿轮齿条副(8-3)以及安装在齿轮齿条副下端且带动抛光砂轮组件的下压气缸(8-5)。

3.根据权利要求2所述的双工位精密抛光机，其特征在于：所述齿轮齿条副包括固定在磁粉控制器输出轴上的小齿轮(8-31)以及通过活动夹头(8-32)定位在磁粉控制器输出轴上且由所述小齿轮驱动的齿条(8-33)；活动夹头上还固定一与齿条进行滑动配合的滑块(8-35)。

4.根据权利要求3所述的双工位精密抛光机，其特征在于：所述左右移动机构包括可左右移动地定位在水平滑轨上的滑座(9-5)、定位在机架上且通过螺杆滑套结构驱动滑座的左右移动电机(9-1)。

5.根据权利要求4所述的双工位精密抛光机，其特征在于：所述抛光砂轮组件包括通过第一铰接轴(7-6)可摆动地铰接在所述滑座上的砂轮架(7-2)、通过转轴可转动地定位在砂轮架上的抛光砂轮(7-1)以及通过传动组件(7-5)驱动抛光砂轮的砂轮电机(7-3)。

6.根据权利要求5所述的双工位精密抛光机，其特征在于：所述砂轮架为中部穿套着轴套(7-4)的摆轴，摆轴的两端分别固定着抛光砂轮和砂轮电机；所述轴套通过所述第一铰接轴铰接在所述滑座上，第一铰接轴的轴线垂直于摆轴轴线；所述下压气缸还通过一接头与摆轴的一端铰接以传递所述的抛光压力。

7.根据权利要求6所述的双工位精密抛光机，其特征在于：所述初抛工位和精抛工位还分别配置有驱使砂轮架摆动以使抛光砂轮的工作面与工件上表面的相吻合的角度摆动机构(10)。

8.根据权利要求7所述的双工位精密抛光机，其特征在于：所述角度摆动机构包括固定在所述轴套上的角度电机(10-1)、将角度电机动力传递给抛光砂轮组件以使抛光砂轮组件绕所述摆轴轴线摆动的传动结构；

所述传动结构为固定在所述摆轴上的被动齿轮(10-3)以及安装在角度电机输出轴上且与所述被动齿轮啮合的主动齿轮(10-2)。

9.根据权利要求8所述的双工位精密抛光机，其特征在于：所述齿轮离合机构包括可绕竖直轴线转动地定位在工作台上表面的夹具、可绕竖直轴线转动地定位在工作台下面且与所述夹具一一对应的伸缩杆、驱动伸缩杆竖直运动的离合气缸以及安装在所述夹具与离合气缸之间的齿轮离合器。

10.根据权利要求9所述的双工位精密抛光机，其特征在于：该抛光机还配置一吸取粉尘的吸粉装置(12)，该吸粉装置通过管道连通配有罩壳(11)的抛光机。