CN213828216U - 一种数控冰刀专用磨削装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种数控冰刀专用磨削装置，包括机床组件和安装在机床组件上的测量组件、装夹组件和磨削组件；机床组件包括机架、X轴运动模组、Y轴运动模组和Z轴运动模组；X轴运动模组安装在机架上表面，Y轴运动模组安装在机架一侧的立架上，Z轴运动模组滑动安装在Y轴运动模组上；测量组件与磨削组件滑动安装在Z轴运动模组上，测量组件用于测量冰刀的轮廓曲线，磨削组件用于磨削冰刀；装夹组件滑动安装在X轴运动模组上，用于装夹冰刀。其采用高精度多轴数控机床对冰刀刃口进行弧面磨削，同时采用测量组件对冰刀轮廓进行测量比对，不仅提高冰刀刃口的磨削质量，而且可以显著提升磨削效率。

Description

一种数控冰刀专用磨削装置

技术领域

本实用新型涉及数控设备技术领域，尤其涉及一种数控冰刀专用磨削装置。

背景技术

近年来，我国冰雪运动发展迅速，特别是2022年北京冬奥会的成功申办，为冰雪运动繁荣发展带来了重大机遇。目前，我国冰雪运动产业已经初步形成了以健身休闲为主，竞赛表演、场馆服务、运动培训和体育旅游等业态协同发展的产业格局，然而，我国冰雪器材加工成套装备领域的研究和开发则比较落后，只有少数厂家生产简易冰刀磨削装备，产品技术含量低，自动化程度不高，而且冰刀刃口的弧度磨削的质量完全取决于操作者的熟练程度，严重影响冰刀刃口弧度(冰刀刃口弧度如图1所示)的研磨效率和质量，商品化的冰刀磨削专用设备非常少见，且磨削效率低、磨削质量不稳定，不能满足社会需求，因此研制出一种快速高效的冰刀专用磨削设备显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种数控冰刀专用磨削装置，很好的解决了上述问题，其采用高精度多轴数控机床对冰刀刃口进行弧面磨削，不仅提高冰刀刃口的磨削质量，而且可以显著提升磨削效率。

本实用新型的技术方案是一种数控冰刀专用磨削装置，包括机床组件和安装在机床组件上的测量组件、装夹组件和磨削组件；

所述机床组件包括机架、X轴运动模组、Y轴运动模组和Z轴运动模组；

所述X轴运动模组安装在机架上表面，所述Y轴运动模组安装在机架一侧的立架上，所述Z轴运动模组滑动安装在Y轴运动模组上；

所述测量组件与磨削组件滑动安装在Z轴运动模组上，所述测量组件用于测量冰刀的轮廓曲线，所述磨削组件用于磨削冰刀；

所述装夹组件滑动安装在X轴运动模组上，用于装夹冰刀。

进一步的，所述测量组件为线激光测量器，所述线激光测量器两侧还设置有挡护板。

进一步的，所述磨削组件为磨削砂轮，所述磨削砂轮通过磨削电机驱动。

进一步的，所述装夹组件包括冰刀夹具和设置在冰刀夹具两端与冰刀夹具转动连接的旋转工作台，所述旋转工作台与X轴运动模组滑动连接。

进一步的，所述旋转工作台包括与X轴运动模组滑动连接的轴承座和套接在冰刀夹具两端的轴承，所述轴承座与轴承配合设置。

进一步的，所述冰刀夹具与旋转工作台之间设置有锁定组件，所述冰刀夹具为气动夹具。

进一步的，所述X轴运动模组、Y轴运动模组和Z轴运动模组为线性模组、线性滑轨、丝杆滑块、滑轨滑块中的一种。

本实用新型的有益效果是：

其采用高精度多轴数控机床对冰刀刃口进行弧面磨削，同时采用测量组件对冰刀轮廓进行测量比对，不仅提高冰刀刃口的磨削质量，而且可以显著提升磨削效率，可替换传统的手工磨削冰刀。

附图说明

图1为本实用新型数控冰刀专用磨削装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型数控冰刀专用磨削装置中装夹组件的结构示意图。

图中：1、机架；2、X轴运动模组；3、Y轴运动模组；4、Z轴运动模组；5、线激光测量器；6、挡护板；7、磨削砂轮；8、冰刀夹具；9、旋转工作台。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：如图1所示，本实用新型提供了一种数控冰刀专用磨削装置，包括机床组件和安装在机床组件上的测量组件、装夹组件和磨削组件；所述机床组件包括机架1、X轴运动模组2、Y轴运动模组3和Z轴运动模组4；所述X轴运动模组2安装在机架1上表面，所述Y轴运动模组3安装在机架1一侧的立架上，所述Z轴运动模组4滑动安装在Y轴运动模组3上；所述测量组件与磨削组件滑动安装在Z轴运动模组4上，所述测量组件用于测量冰刀的轮廓曲线，所述磨削组件用于磨削冰刀；所述装夹组件滑动安装在X轴运动模组2上，用于装夹冰刀。

所述测量组件为线激光测量器5，所述线激光测量器5两侧还设置有挡护板6。所述磨削组件为磨削砂轮7，所述磨削砂轮7通过磨削电机驱动。所述X轴运动模组2、Y轴运动模组3和Z轴运动模组4为线性模组、线性滑轨、丝杆滑块、滑轨滑块中的一种。

即数控冰刀专用磨削装置为三轴运动数控磨削机床，装夹组件可以在X轴运动模组2上直线运动，而测量组件和磨削组件可以在Z轴运动模组4上直线运动，同时Z轴运动模组4可以在Y轴运动模组3上直线运动，即实现了测量组件和磨削组件的上下升降和在装夹组件前后移动。测量组件用于测量冰刀的轮廓数据，而磨削组件可用于根据测量的数据对待磨冰刀进行磨削。测量组件和磨削组件虽然都安装在Z轴运动模组4上，但是其是相互独立运动的，即Z轴运动模组4通过两个滑块来实现测量组件和磨削组件不同时间和不同位置的运动。测量组件可以在磨削前对冰刀轮廓进行测量，获得磨削量，磨削完成后也可以再次对冰刀轮廓进行测量，对冰刀轮廓的磨削效果进行检查。

采用本实用新型提供的专用磨床对冰刀进行打磨，可有效替代传统的手工磨削冰刀，可提高了冰刀磨削的效率，保证了磨削的质量。同时可结合测量冰刀样板的轮廓曲线，对待磨冰刀进行在机测量-加工-检测一体化，大幅提升加工与检测效率，保证了打磨的质量和一致性；还能通过线激光测量器5测量收集的冰刀轮廓数据，有助于后续可依据该数据建立磨削工艺数据库及个人冰刀轮廓数据库，便于实现根据测试数据自动优化冰刀的轮廓曲线，实现冰刀轮廓磨削的个性化需求。应该说明的是，线激光测量器5可采用成熟的现有技术，在此不做过多赘述。

实施例二：如图2所示，在实施例一的基础上，所述装夹组件包括冰刀夹具8和设置在冰刀夹具8两端与冰刀夹具8转动连接的旋转工作台9，所述旋转工作台9与X轴运动模组2滑动连接。

所述旋转工作台9包括与X轴运动模组2滑动连接的轴承座和套接在冰刀夹具8两端的轴承，所述轴承座与轴承配合设置。所述冰刀夹具8与旋转工作台9之间设置有锁定组件，所述冰刀夹具8为气动夹具。

即装夹后的冰刀可以随着冰刀夹具8在旋转工作台9上进行360°的旋转，以获得与磨削组件之间的不同磨削角度，打磨不同的轮廓弧面。气动夹具装夹方面，且装夹稳固，而冰刀夹具8与旋转工作台9之间设置有锁定组件，如插销，获得旋转工作台9通过电机控制旋转，气动控制旋转等，实现冰刀夹具8与旋转工作台9可以旋转任何角度，且能够相互固定，以保证稳定的打磨状态。

作为可参考的，基于本实用新型的上述的数控冰刀专用磨削装置可进行的冰刀磨削的方法：

首先对线激光测量器5坐标系S与机床坐标系B进行标定，获得线激光测量器5坐标系S相对机床坐标系B的变换矩阵

接着对磨削组件坐标系tool与机床坐标系B进行标定，获得磨削组件坐标系tool相对机床坐标系B的转换矩阵

从而可以获得

坐标系的标定采用常规方法，为现有技术，在此不赘述。

具体可通过以下步骤实施：

T1启动数控冰刀专用磨削装置，手工将冰刀的标准冰刀放置在冰刀夹具8上，启动冰刀夹具8将标准冰刀夹紧，线激光测量器5移动至合适高度，机床组件运动模组移动线激光测量器5对标准冰刀进行测量，获得测量点的坐标值(P1，P2，P3………Pi)，i为测量点的数量，可以根据实际需要进行设置；

T2根据测量点的坐标值，采用3次多项式样条曲线拟合出标准冰刀刃口的轮廓曲线S1；

T3打开冰刀夹具8，取下测量完成的标准冰刀，将待磨的冰刀安装在冰刀夹具8上，重新完成步骤T1所述的测量过程，获得待磨冰刀测量点的坐标(P1，P2，P3………Pi)，采用步骤T2的方法拟合出待磨冰刀的轮廓曲线S2；

T4将S1曲线与S2曲线进行比较获得磨削余量及加工G代码，即以S2曲线为基准，将S1曲线端点与S2曲线端点对齐，并平移S1曲线最高点与S1曲线对齐为止，获待磨冰刀的研磨余量；

T5以步骤T4计算出的加工余量，设置机床组件运动模组每次磨削的进给量，自动生成冰刀磨床加工G代码，对待加工冰刀进行磨削加工，获得与S1曲线一致的冰刀轮廓曲线；

T6重新开启线激光测量器5，线激光测量器5移动至合适高度，机床组件运动模组移动线激光对冰刀进行测量，获得测量点的坐标值(P1，P2，P3………Pi)，并将拟合的曲线S3与S1进行对比，在设定的加工误差范围内认定合格，否则继续进行加工至设定误差范围为止。

即在对坐标系进行标定后，首先通过线激光测量器5对标准冰刀轮廓进行测量，然后再装夹待磨冰刀，并对待磨冰刀进行测量，比较标准冰刀与待磨冰刀之间的轮廓曲线，获得冰刀加大余量，然后再采用磨削组件对待磨冰刀进行磨削，磨削完成后，再次对磨削的冰刀进行测量，与标准冰刀进行比较，当比较的结果小于设定的误差值时，即符合要求，磨削完成，当误差值较大时，再进行二次测量和磨削。

本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种数控冰刀专用磨削装置，其特征在于：包括机床组件和安装在机床组件上的测量组件、装夹组件和磨削组件；

所述机床组件包括机架(1)、X轴运动模组(2)、Y轴运动模组(3)和Z轴运动模组(4)；

所述X轴运动模组(2)安装在机架(1)上表面，所述Y轴运动模组(3)安装在机架(1)一侧的立架上，所述Z轴运动模组(4)滑动安装在Y轴运动模组(3)上；

所述测量组件与磨削组件滑动安装在Z轴运动模组(4)上，所述测量组件用于测量冰刀的轮廓曲线，所述磨削组件用于磨削冰刀；

所述装夹组件滑动安装在X轴运动模组(2)上，用于装夹冰刀。

2.根据权利要求1所述的数控冰刀专用磨削装置，其特征在于：所述测量组件为线激光测量器(5)，所述线激光测量器(5)两侧还设置有挡护板(6)。

3.根据权利要求1所述的数控冰刀专用磨削装置，其特征在于：所述磨削组件为磨削砂轮(7)，所述磨削砂轮(7)通过磨削电机驱动。

4.根据权利要求1所述的数控冰刀专用磨削装置，其特征在于：所述装夹组件包括冰刀夹具(8)和设置在冰刀夹具(8)两端与冰刀夹具(8)转动连接的旋转工作台(9)，所述旋转工作台(9)与X轴运动模组(2)滑动连接。

5.根据权利要求4所述的数控冰刀专用磨削装置，其特征在于：所述旋转工作台(9)包括与X轴运动模组(2)滑动连接的轴承座和套接在冰刀夹具(8)两端的轴承，所述轴承座与轴承配合设置。

6.根据权利要求4所述的数控冰刀专用磨削装置，其特征在于：所述冰刀夹具(8)与旋转工作台(9)之间设置有锁定组件，所述冰刀夹具(8)为气动夹具。

7.根据权利要求1所述的数控冰刀专用磨削装置，其特征在于：所述X轴运动模组(2)、Y轴运动模组(3)和Z轴运动模组(4)为线性模组、线性滑轨、丝杆滑块、滑轨滑块中的一种。

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