CN217832936U - 一种用于加工v-cut刀具的数控磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于加工V‑CUT刀具的数控磨床，包括摆动结构、主轴结构、进给结构、旋转结构、测量结构、冷却结构、操作箱和分度锁紧工装；摆动结构中包括床身铸件，主轴结构整体设置在床身铸件的上方，进给结构整体设置在床身铸件上，旋转结构与进给结构相连并部分伸入床身铸件内部，测量结构设置在进给结构上，冷却结构与床身铸件相连，操纵箱设置在床身铸件外部并与床身铸件连接，分度锁紧工装设置在旋转结构上包括步进电机、L型减速器、芯轴、驱动器，芯轴穿入L型减速器中心孔，分度锁紧工装上设有V‑CUT刀具，V‑CUT刀具与芯轴法兰锁紧，步进电机与L型减速器直连。

Description

一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床

技术领域

本实用新型涉及到数控机床设备技术领域，特别涉及到一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床。

背景技术

V-CUT刀，作为电子行业刀具，又名PCB板V-CUT微刻刀、VCUT刀、微刻刀，也有把它叫V坑刀或V槽刀等名称的，而现有的加工金刚石V-CUT刀具的专用设备存在着进度低，工序繁琐，自动化程度低，效率低等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：解决上述存在的技术问题，设计一种能够实现超精确控制、自动化程度高，加工精度高的专加工V-CUT刀具的数控磨床。

一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，包括摆动结构、主轴结构、进给结构、旋转结构、测量结构、冷却结构、操作箱和分度锁紧工装；摆动结构中包括床身铸件，主轴结构整体设置在床身铸件的上方，进给结构整体设置在床身铸件上，旋转结构与进给结构相连并部分伸入床身铸件内部，测量结构设置在进给结构上，冷却结构与床身铸件相连，操纵箱设置在床身铸件外部并与床身铸件连接，操作箱线路连接并控制摆动结构、主轴结构、进给结构、旋转结构、测量结构和冷却结构和分度锁紧工装，分度锁紧工装设置在旋转结构上包括步进电机、L型减速器、芯轴、驱动器，芯轴穿入L型减速器中心孔，分度锁紧工装上设有V-CUT刀具，V-CUT刀具与芯轴法兰锁紧，步进电机与L型减速器直连,分度锁紧工装的旋转控制由驱动器脉冲细分。通过操纵箱控制摆动结构、主轴结构、进给结构、旋转结构、测量结构发射命令实现超高自动化精确控制，实现精准打磨V-CUT刀具。

作为本实用新型的一种优选方案，摆动结构还包括第一导轨、第一保持架、第一滚珠丝杠、丝母座、第一伺服电机、第一伺服驱动器和摆动滑板，第一滚珠丝杠一端设置在床身铸件上，一端设置在摆动滑板上并与第一伺服电机直连，通过第一伺服驱动器控制第一伺服电机，使滚珠丝杠产生正反转运动；床身铸件与摆动滑板之间设有第一导轨和第一保持架，第一保持架设置在第一导轨内，丝母座固定在摆动滑板下端。同时，床身上也有一个丝母座，保持与摆动滑板丝母座同轴；安装滚珠丝杠时，首先第一穿过床身丝母座，第三穿过摆动滑板丝母座并将滚珠丝杠尾端锁紧；此时，滚珠丝杠正反转运动可带动摆动滑板左右运动。

作为本实用新型的一种优选方案，主轴结构包括左右立柱、主轴箱体、主轴电机、主轴、法兰和砂轮，主轴结构整体设置在摆动滑板上方；砂轮安装在法兰上并固定在主轴一侧，主轴设置在主轴箱体内，通过主轴电机驱动主轴高速旋转使砂轮产生磨削力；主轴箱体固定在左右立柱中间，同时具备上下调节、角度可调节功能，具体为：左右立柱用来支撑主轴箱体，利用T形滑块导向实现上下运动、楔形滑块导向实现弧形角度偏摆。左右立柱、主轴箱体、主轴电机、主轴、法兰和砂轮所有零部件组装完成，全部坐落在摆动滑板上，利用第一伺服电机驱动滚珠丝杠，实现左右摆动动作。

作为本实用新型的一种优选方案，旋转结构还包括十字工作台、刻度盘、立轴、减速器、第二伺服电机、第二伺服驱动器，分度锁紧工装固定在十字工作台上；十字工作台固定在立轴上方，刻度盘固定设置在十字工作台与立轴之间，三者保持同轴；减速器与立轴为可拆卸连接，第二伺服电机安装在减速器下方，减速器与立轴采用内六角螺钉固定连接方式，第二伺服电机与减速器直连，安装在立轴下端并带动立轴旋转；第二伺服驱动器控制立轴旋转、角度动作。

作为本实用新型的一种优选方案，进给结构包括立轴滑板、第二导轨、第二保持架、第二滚珠丝杠、气缸、第三伺服电机、第三伺服驱动器和光栅尺，第二滚珠丝杠一端连接床身铸件，一端连接立轴滑板并与第三伺服电机直连，通过第三伺服驱动器控制第三伺服电机，使第二滚珠丝杠产生正反转来实现进刀退刀动作；气缸一端与床身铸件固定，一端与立轴固定，可以（1）实现立轴快速进退，装夹刀具方便，（2）实现柔性磨削。光栅尺与沿立轴方向运动的第二导轨保持平行安装，闭环控制立轴运动精度；光栅尺安装在第二导轨的下方、气缸的上方。

作为本实用新型的一种优选方案，测量结构包括智能相机、镜筒、相机立柱、相机支架、LED背光灯、微调台、微调阀、智能相机传输数据线、智能相机电源线和智能相机测量软件，相机立柱固定在进给结构上，具体为相机立柱固定在立轴滑板随之移动，智能相机与镜筒垂直设置在相机支架上，相机支架起加工前、中、后在线检测、信号反馈功能，相机支架与相机立柱通过微调台固定连接，微调台上设置有微调阀，LED背光灯设置在刀具的正下方，具体为相机镜筒、刀具、LED背光灯安装位于三点一线。

作为本实用新型的一种优选方案，冷却结构设置在设备床身旁，包括三相电机水泵、水箱和沉淀箱，水箱设置在沉淀箱上方，三相电机水泵设置在水箱一侧并连接水箱，通过三相电机水泵供给砂轮进行冷却，再通过排水孔将冷却水进行回收，形成环流。

作为本实用新型的一种优选方案，操纵箱内设有有PLC程序控制系统、数控系统和测量控制系统。

本实用新型的有益效果是：

通过操纵箱输入控制命令，控制摆动结构、主轴结构、进给结构、旋转结构和测量结构进行精确化自动控制V-CUT刀具打磨，自动化程度高，提高磨削精度。

附图说明

图1为实施例1中一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床结构示意图；

图2为实施例1中摆动结构正视图；

图3为实施例1中摆动结构俯视图；

图4为实施例1中主轴结构正视图；

图5为实施例1中主轴结构俯视图；

图6为实施例1中旋转结构正视图；

图7为实施例1中进给结构正视图；

图8为实施例1中进给结构俯视图；

图9为实施例1中测量结构示意图；

图10为实施例1中冷却结构示意图；

上述附图标记：

1、床身铸件；2、第一导轨；3、第一保持架；4、滚珠丝杠；5、第一伺服电机；6、摆动滑板；7、丝母座；8、左右立柱；9、主轴箱体；10、主轴电机；11、主轴；12、法兰；13、砂轮；14、十字工作台；15、分度锁紧工装；1501、步进电机；1502、L型减速器；1503、芯轴；16、刻度盘；17、立轴；18、减速器；19、第二伺服电机；20、V-CUT刀具；21、第二导轨；22、第二滚珠丝杠；23、立轴滑板；24、气缸；25、第三伺服电机；26、光栅尺；27、智能相机；28、镜筒；29、相机立柱；30、相机支架；31、LED背光灯；32、微调阀；33、沉淀箱；34、水箱；35、三相电机水泵；36、操纵箱。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1-10所示：

一种用于加工V-CUT刀具20的数控磨床，包括摆动结构、主轴11结构、进给结构、旋转结构、测量结构、冷却结构、操作箱和分度锁紧工装15；摆动结构中包括床身铸件1，主轴11结构整体设置在床身铸件1的上方，进给结构整体设置在床身铸件1上，旋转结构与进给结构相连并部分伸入床身铸件1内部，测量结构设置在进给结构上，冷却结构与床身铸件1相连，操纵箱36设置在床身铸件1外部并与床身铸件1连接，操作箱线路连接并控制摆动结构、主轴11结构、进给结构、旋转结构、测量结构和冷却结构和分度锁紧工装15，分度锁紧工装15设置在旋转结构上包括步进电机1501、L型减速器181502、芯轴1503、驱动器，芯轴1503穿入L型减速器181502中心孔，分度锁紧工装15上设有V-CUT刀具20，V-CUT刀具20与芯轴1503法兰12锁紧，步进电机1501与L型减速器181502直连。通过操纵箱36控制摆动结构、主轴11结构、进给结构、旋转结构、测量结构发射命令实现超高自动化精确控制，实现精准打磨V-CUT刀具20。

在本实施例中，摆动结构还包括第一导轨2、第一保持架3、第一滚珠丝杠4、丝母座7、第一伺服电机5、第一伺服驱动器和摆动滑板6，第一滚珠丝杠4一端设置在床身铸件1上，一端设置在摆动滑板6上并与第一伺服电机5直连，通过第一伺服驱动器控制第一伺服电机5，使滚珠丝杠4产生正反转运动；床身铸件1与摆动滑板6之间设有第一导轨2和第一保持架3，第一保持架3设置在第一导轨2内，丝母座7固定在摆动滑板6下端。同时，床身上也有一个丝母座7，保持与摆动滑板6丝母座7同轴；安装滚珠丝杠4时，首先第一穿过床身丝母座7，第三穿过摆动滑板6丝母座7并将滚珠丝杠4尾端锁紧；此时，滚珠丝杠4正反转运动可带动摆动滑板6左右运动。

在本实施例中，主轴11结构包括左右立柱8、主轴箱体9、主轴电机10、主轴11、法兰12和砂轮13，主轴11结构整体设置在摆动滑板6上方；砂轮13安装在法兰12上并固定在主轴11一侧，主轴11设置在主轴箱体9内，通过主轴电机10驱动主轴11高速旋转使砂轮13产生磨削力；主轴箱体9固定在左右立柱8中间，同时具备上下调节、角度可调节功能，具体为：左右立柱8用来支撑主轴箱体9，利用T形滑块导向实现上下运动、楔形滑块导向实现弧形角度偏摆。左右立柱8、主轴箱体9、主轴电机10、主轴11、法兰12和砂轮13所有零部件组装完成，全部坐落在摆动滑板6上，利用第一伺服电机5驱动滚珠丝杠4，实现左右摆动动作。

在本实施例中，旋转结构还包括十字工作台14、刻度盘16、立轴17、减速器18、第二伺服电机19、第二伺服驱动器，分度锁紧工装15固定在十字工作台14上；十字工作台14固定在立轴17上方，刻度盘16固定设置在十字工作台14与立轴17之间，三者保持同轴；减速器18与立轴17为可拆卸连接，第二伺服电机19安装在减速器18下方，减速器18与立轴17采用内六角螺钉固定连接方式，第二伺服电机19与减速器18直连，安装在立轴17下端并带动立轴17旋转；第二伺服驱动器控制立轴17旋转、角度动作。

在本实施例中，进给结构包括立轴滑板23、第二导轨21、第二保持架、第二滚珠丝杠224、气缸24、第三伺服电机25、第三伺服驱动器和光栅尺26，第二滚珠丝杠224一端连接床身铸件1，一端连接立轴滑板23并与第三伺服电机25直连，通过第三伺服驱动器控制第三伺服电机25，使第二滚珠丝杠224产生正反转来实现进刀退刀动作；气缸24一端与床身铸件1固定，一端与立轴17固定，可以（1）实现立轴17快速进退，装夹刀具方便，（2）实现柔性磨削。光栅尺26与沿立轴17方向运动的第二导轨21保持平行安装，闭环控制立轴17运动精度；光栅尺26安装在第二导轨21的下方、气缸24的上方。

在本实施例中，测量结构包括智能相机27、镜筒28、相机立柱29、相机支架30、LED背光灯31、微调台、微调阀32、智能相机27传输数据线、智能相机27电源线和智能相机27测量软件，相机立柱29固定在进给结构上，具体为相机立柱29固定在立轴滑板23随之移动，智能相机27与镜筒28垂直设置在相机支架30上，相机支架30起加工前、中、后在线检测、信号反馈功能，相机支架30与相机立柱29通过微调台固定连接，微调台上设置有微调阀32，LED背光灯31设置在刀具的正下方，具体为相机镜筒28、刀具、LED背光灯31安装位于三点一线。

在本实施例中，冷却结构设置在设备床身旁，包括三相电机水泵35、水箱34和沉淀箱33，水箱34设置在沉淀箱33上方，三相电机水泵35设置在水箱34一侧并连接水箱34，通过三相电机水泵35供给砂轮13进行冷却，再通过排水孔将冷却水进行回收，形成环流。

本实用新型一种用于加工V-CUT刀具20的数控磨床的工作原理及方法是：

通过数控系统输入参数夹角，圆弧半径，生成模板轮廓和圆弧中心线，以及与圆弧相切的校准线，圆弧中心线过圆的中心，同时该线可以在Y轴方向上下调整，V-CUT刀具20模板的轮廓线跟随整体移动。将待加工V-CUT刀具20放入分度锁紧工装15并锁紧，放到检测位置，开始图像采集，生成V-CUT刀具20的外轮廓。通过测量控制系统测量并利用十字工作台14X、Y轴手动位移V-CUT刀具20，根据显示屏内刀具位移的位置，手动操作电子手轮进行分度，利用智能相机27视觉找到当前加工齿最大外径，拟定为第一齿，在确认是否对好了V-CUT刀具20，确定立轴17旋转中心及V-CUT刀具20加工磨量，一键启动开始自动加工。

加工过程中，三相电机水泵35、砂轮13、摆动滑板6自动开启/关闭，测量系统智能相机27自动拍摄V-CUT刀具20待加工余量，进刀伺服电机控制立轴滑板23进退刀动作；每一次退刀动作，在线测量系统则自动完成一次检测，直至加工完成。而V-CUT刀具20移动旋转的过程中，V-CUT刀具20轮廓实时刷新，当V-CUT刀具20旋转到指定位置时，测量V-CUT刀具20的边缘与模板轮廓的距离在加工V-CUT刀具20的过程中实时发送数据给PLC控制器，完成一遍磨削时，在旋转另外一边进行测距磨削，并实时发送数据给PLC控制器；立轴17伺服电机旋转实现刀具圆弧自动磨削、在线测量，直至加工完成；水箱34设置在沉淀箱33上方，三相电机水泵35设置在水箱34一侧并连接水箱34，通过三相电机水泵35供给砂轮13进行冷却，再通过排水孔将冷却水进行回收，形成环流直至加工完成。

Claims (8)

1.一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，其特征在于：包括摆动结构、主轴结构、进给结构、旋转结构、测量结构、冷却结构、操作箱和分度锁紧工装；摆动结构中包括床身铸件，主轴结构整体设置在床身铸件的上方，进给结构整体设置在床身铸件上，旋转结构与进给结构相连并部分伸入床身铸件内部，测量结构设置在进给结构上，冷却结构与床身铸件相连，操纵箱设置在床身铸件外部并与床身铸件连接，操作箱线路连接并控制摆动结构、主轴结构、进给结构、旋转结构、测量结构和冷却结构和分度锁紧工装，分度锁紧工装设置在旋转结构上包括步进电机、L型减速器、芯轴、驱动器，芯轴穿入L型减速器中心孔，分度锁紧工装上设有V-CUT刀具，V-CUT刀具与芯轴的法兰锁紧，步进电机与L型减速器直连。

2.根据权利要求1所述一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，其特征在于：所述摆动结构还包括第一导轨、第一保持架、第一滚珠丝杠、丝母座、第一伺服电机、第一伺服驱动器和摆动滑板，第一滚珠丝杠一端设置在床身铸件上，一端设置在摆动滑板上并与第一伺服电机直连，通过第一伺服驱动器控制第一伺服电机，使滚珠丝杠产生正反转运动；床身铸件与摆动滑板之间设有第一导轨和第一保持架，第一保持架设置在第一导轨内，丝母座固定在摆动滑板下端。

3.根据权利要求2所述一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，其特征在于：所述主轴结构包括左右立柱、主轴箱体、主轴电机、主轴、法兰和砂轮，主轴结构整体设置在摆动滑板上方；砂轮安装在法兰上并固定在主轴一侧，主轴设置在主轴箱体内，通过主轴电机驱动主轴高速旋转使砂轮产生磨削力；主轴箱体固定在左右立柱中间，同时具备上下调节、角度可调节功能。

4.根据权利要求3所述一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，其特征在于：所述旋转结构还包括十字工作台、刻度盘、立轴、减速器、第二伺服电机、第二伺服驱动器，分度锁紧工装固定在十字工作台上，十字工作台固定在立轴上方，刻度盘设置在十字工作台与立轴之间，减速器与立轴可拆卸连接，第二伺服电机安装在减速器下方并带动立轴旋转。

5.根据权利要求4所述一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，其特征在于：所述进给结构包括立轴滑板、第二导轨、第二保持架、第二滚珠丝杠、气缸、第三伺服电机、第三伺服驱动器和光栅尺，第二滚珠丝杠一端连接床身铸件，一端连接立轴滑板并与第三伺服电机直连，通过第三伺服驱动器控制第三伺服电机，使第二滚珠丝杠产生正反转来实现进刀退刀动作；气缸一端与床身铸件固定，一端与立轴固定；光栅尺安装在第二导轨的下方、气缸的上方。

6.根据权利要求1所述一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，其特征在于：所述测量结构包括智能相机、镜筒、相机立柱、相机支架、LED背光灯、微调台、微调阀、智能相机传输数据线、智能相机电源线和智能相机测量软件，相机立柱固定在进给结构上，智能相机与镜筒垂直设置在相机支架上，相机支架起加工前、中、后在线检测、信号反馈功能，相机支架与相机立柱通过微调台固定连接，微调台上设置有微调阀，LED背光灯设置在刀具的正下方。

7.根据权利要求1所述一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，其特征在于：所述冷却结构设置在设备床身旁，包括三相电机水泵、水箱和沉淀箱，水箱设置在沉淀箱上方，三相电机水泵设置在水箱一侧并连接水箱，通过三相电机水泵供给砂轮进行冷却，再通过排水孔将冷却水进行回收，形成环流。

8.根据权利要求1-7任一所述一种用于加工V-CUT刀具的数控磨床，其特征在于：所述操纵箱内设有有PLC程序控制系统、数控系统和测量控制系统。

Images