CN219170445U - 一种全自动数控型材水磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及型材水磨设备技术领域，具体涉及一种全自动数控型材水磨机。一种全自动数控型材水磨机，包括机架，其特征在于：还包括X轴向驱动机构、Y轴向驱动机构、Z轴向驱动机构、对刀机构、水磨机构、砂轮俯仰机构和电控系统。本申请公开的全自动数控型材水磨机能够满足三维空间内各种型材抛光面的研磨抛光要求，具有污染小、效率高、劳动强度低等技术优势。

Description

一种全自动数控型材水磨机

技术领域

本实用新型涉及型材水磨设备技术领域，具体涉及一种全自动数控型材水磨机。

背景技术

现有合金型材抛光研磨一般采用人工作业或半自动化作业，灰尘大、效率低、劳动强度高。现有技术中虽然有水磨工艺，但是尚没有专用于合金型材研磨抛光的专用设备。

实用新型内容

有鉴于此，本申请公开了一种全自动数控型材水磨机，以解决本申请背景技术部分界定的全部或部分技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种全自动数控型材水磨机，包括机架，其特征在于：还包括X轴向驱动机构、Y轴向驱动机构、Z轴向驱动机构、对刀机构、水磨机构和电控系统；X轴向驱动机构设置在机架上，Y轴向驱动机构设置在X轴向驱动机构上并且能够在X轴向驱动机构的作用下沿着X轴向做直线运动；Z轴向驱动机构设置在Y轴向驱动机构上并且能够在Y轴向驱动机构的作用下沿着Y轴向做直线运动；对刀机构设置在Z轴向驱动机构上并且能够在Z轴向驱动机构的作用下沿着Z轴向做直线运动；水磨机构包括水磨砂轮、气动马达，气动马达设置在对刀机构上并且能够在对刀机构的作用下进行水磨方位的调整，水磨砂轮设置在气动马达上。

作为优选，X轴向驱动机构包括X轴向驱动电机、X轴向丝杠和X轴向滑台；X轴向驱动电机和X轴向丝杠设置在机架上，X轴向滑台通过螺纹连接套接在X轴向丝杠上；X轴向滑台能够在X轴向驱动电机的作用下沿着X轴向丝杠做往复直线运动。

作为优选，Y轴向驱动机构包括Y轴向驱动电机、Y轴向丝杠和Y轴向滑台；Y轴向驱动电机、Y轴向丝杠设置在X轴向滑台上，Y轴向滑台通过螺纹连接套接在Y轴向丝杠上；Y轴向滑台能够在Y轴向驱动电机的作用下沿着Y轴向丝杠做往复直线运动。

作为优选，Z轴向驱动机构包括Z轴向驱动电机、Z轴向丝杠和Z轴向滑台；Z轴向驱动电机、Z轴向丝杠设置在Y轴向滑台上，Z轴向滑台通过螺纹连接套接在Z轴向丝杠上；Z轴向滑台能够在Z轴向驱动电机的作用下沿着Z轴向丝杠做往复直线运动。

作为优选，对刀机构包括刀座板、对刀电机、刀轴；刀座板固定设置在Z轴向滑台上，对刀电机固定设置在刀座板上，刀轴铰接在刀座板上，气动马达固定在刀轴上；刀轴能够在对刀电机的作用下按照顺时针或逆时针的方向旋转。

作为优选，该全自动数控型材水磨机还包括砂轮俯仰机构，砂轮俯仰机构包括液压座、第一液压缸、第二液压缸和俯仰座；液压座固定安装在刀轴上，第一液压缸和第二液压缸平行设置在液压座上且连线平行于X轴向，俯仰座同时铰接在第一液压缸和第二液压缸的活塞轴上；气动马达固定设置在俯仰座上；气动马达能够在第一液压缸和第二液压缸的作用下和俯仰座一起做俯仰运动，还能够在对刀电机的作用下和刀轴一起做旋转运动。

进一步优选地，还可以采用另外一种砂轮调节机构完成水磨砂轮的俯仰功能。该砂轮调节机构包括油缸安装座、俯仰油缸和马达座；油缸安装座固定安装在刀轴上，俯仰油缸固定安装在油缸安装座上，马达座固定设置在俯仰油缸的活塞轴上；气动马达固定设置在马达座上；气动马达能够在俯仰油缸的作用下和马达座一起做俯仰运动，还能够在对刀电机的作用下和刀轴一起做旋转运动。

作为优选，该全自动数控型材水磨机还包括用于提供控制功能的电控系统，电控系统用于提供全自动数控型材水磨机的控制功能。进一步优选地，电控系统为带有触控屏的工控机。

作为优选，机架上设置有水磨槽和X轴向丝杠安装台。

作为优选，机架上还设置有超声波清洗机构，超声波清洗机构位于水磨槽的下部，用于完成工件清洗功能。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本申请公开的全自动数控型材水磨机，采用自动化水磨工艺进行合金型材的研磨抛光，具有污染小、劳动强度低和效率高等技术优势。

2、本申请公开的五轴自动数控型材水磨机，通过水磨砂轮的旋转运动和俯仰运动，能够满足三维空间内各种工作面的研磨抛光要求。

附图说明

图1：四轴全自动数控型材水磨机结构示意图；

图2：五轴全自动数控型材水磨机结构示意图；

图3：图2中液压座结构示意图；

图4：砂轮调节机构结构示意图；

图例说明：

10-机架，20-X轴向驱动机构，30-Y轴向驱动机构，40-Z轴向驱动机构，50-对刀机构，60-水磨机构，70-砂轮俯仰机构，80-电控系统，90-砂轮调节机构；

110-水磨槽，120-X轴向丝杠安装台；

210-X轴向驱动电机，220-X轴向丝杠，230-X轴向滑台；

310-Y轴向驱动电机，320-Y轴向丝杠，330-Y轴向滑台；

410-Z轴向驱动电机，420-Z轴向丝杠，430-Z轴向滑台；

510-刀座板，520-对刀电机，530-刀轴；

610-水磨砂轮，620-气动马达；

710-液压座，720-第一液压缸，730-第二液压缸，740-俯仰座；

7110-刀轴装配孔，7120-油缸装配面，7130-刀轴锁定孔；

910-油缸安装座，920-俯仰油缸，930-马达座。

具体实施方式

第一优选实施方式：四轴全自动数控型材水磨机

请参阅图1-图3，本申请公开的全自动数控型材水磨机包括机架10、X轴向驱动机构20、Y轴向驱动机构30、Z轴向驱动机构40、对刀机构50、水磨机构60和电控系统80。

机架10上设置有水磨槽110和X轴向丝杠安装台120。由于需要水磨的型材多为长条形的铝型材等，因而水磨槽110采用了长方形的槽体结构。X轴向丝杠安装台120安装在水磨槽110的槽体边沿部位且沿着X轴向延伸。

为方便叙述，本申请约定以水磨槽110的长度延伸方向为X轴向，以水磨槽110的宽度延伸方向为Y轴向，以同时垂直于X轴向和Y轴向的方向为Z轴向。

X轴向驱动机构20包括X轴向驱动电机210、X轴向丝杠220和X轴向滑台230；X轴向驱动电机210和X轴向丝杠220均设置在机架10的X轴向丝杠安装台120上，X轴向滑台230通过螺纹连接套接在X轴向丝杠220上；X轴向滑台230能够在X轴向驱动电机210的作用下沿着X轴向丝杠220做往复直线运动。

Y轴向驱动机构30包括Y轴向驱动电机310、Y轴向丝杠320和Y轴向滑台330；Y轴向驱动电机310、Y轴向丝杠320均设置在X轴向滑台230上，Y轴向滑台330通过螺纹连接套接在Y轴向丝杠320上；Y轴向滑台330能够在Y轴向驱动电机310的作用下沿着Y轴向丝杠320做往复直线运动。

Z轴向驱动机构40包括Z轴向驱动电机410、Z轴向丝杠420和Z轴向滑台430；Z轴向驱动电机410、Z轴向丝杠420设置在Y轴向滑台330上，Z轴向滑台430通过螺纹连接套接在Z轴向丝杠420上；Z轴向滑台430能够在Z轴向驱动电机410的作用下沿着Z轴向丝杠420做往复直线运动。

对刀机构50包括刀座板510、对刀电机520、刀轴530；刀座板510固定设置在Z轴向滑台430上，对刀电机520固定设置在刀座板510上，刀轴530铰接在刀座板510上且延伸方向平行于X轴向；刀轴530能够在对刀电机520的作用下按照顺时针或逆时针的方向旋转。

水磨机构60包括水磨砂轮610、气动马达620和输气管路，气动马达620设置在对刀机构50的刀轴530上并且能够在对刀电机520的作用下进行水磨方位的调整(也即围绕刀轴530做顺时针或逆时针旋转)，水磨砂轮610设置在气动马达620上，输气管路连通至气动马达620的气源入口。

电控系统80可以是各种类型的控制组件或部件，比如PLC控制柜、PCB控制系统、微型计算机等，优选采用带有液晶数控屏的工业控制微机。

XYZ三个轴向驱动机构功能和结构说明：由以上描述可知，X轴向驱动机构20、Y轴向驱动机构30、Z轴向驱动机构40具有相类似的结构和功能，实际上是自动化技术领域经典的三轴驱动系统，具体实现可以采用工业上成熟的丝杠滑台模组。

原理和效果说明：使用前根据需要加工的工件的具体情况输入各种数控参数，比如X轴向研磨长度、Y轴向研磨长度、Z轴向研磨长度、水磨砂轮610的倾斜角度、气动马达620运转参数等。电控系统80先将水磨砂轮610的打磨角度调整至工况要求，然后再通过XYZ三轴驱动系统将水磨砂轮610驱动至研磨的起点位置；最后启动水磨砂轮610开始打磨，打磨的过程中XYZ三轴驱动系统沿着加工面连续移动水磨砂轮610，直到完成整个工作面的研磨加工。从而，本申请公开的全自动数控型材水磨机能够采用水磨方式全自动完成铝型材的打磨加工，具有污染小、效率高、劳动强度低等技术优势。

第二优选实施方式：五轴全自动数控型材水磨机

第一优选实施方式中公开的四轴全自动数控型材水磨机不容易满足打磨面不是水平面的应用需求。本实施方式中公开的五轴全自动数控型材水磨机能够在三维空间内完成各种打磨面的加工需求。

请参阅图1-图3，本实施方式中的五轴全自动数控型材水磨机和第一优选实施方式中的四轴全自动数控型材水磨机具有相同的机架10、X轴向驱动机构20、Y轴向驱动机构30、Z轴向驱动机构40、对刀机构50和水磨机构60。区别在于：

1、五轴全自动数控型材水磨机增加了砂轮俯仰机构70，砂轮俯仰机构70用于带动水磨砂轮610产生俯仰运动。请参阅图2和图3，砂轮俯仰机构70包括液压座710、第一液压缸720、第二液压缸730和俯仰座740；液压座710固定安装在刀轴530上，第一液压缸720和第二液压缸730平行设置在液压座710上且连线平行于X轴向，俯仰座740同时铰接在第一液压缸720和第二液压缸730的活塞轴上；气动马达620固定设置在俯仰座740上；气动马达620能够在第一液压缸720和第二液压缸730的作用下和俯仰座740一起做俯仰运动，还能够在对刀电机520的作用下和刀轴530一起做旋转运动，从而水磨砂轮610能够在XYZ三维空间内在任一维度上以任一倾斜角度对研磨面进行水磨抛光。

液压座710上设置有刀轴装配孔7110、油缸装配面7120和刀轴锁定孔7130，液压座710通过刀轴装配孔7110、刀轴锁定孔7130和紧固件比如螺丝或螺栓的配合固定装配在刀轴530上，第一液压缸720和第二液压缸730固定装配在液压座710上。

2、五轴全自动数控型材水磨机的电控系统80内除了具有四轴全自动数控型材水磨机的对刀模块外，还具有俯仰模块。对刀模块用于完成水磨砂轮610的旋转控制，俯仰模块用于完成水磨砂轮610的俯仰控制。

对刀模块根据作业前输入的工艺参数通过对对刀电机520的启停时机进行控制实现对水磨砂轮610旋转角度的调整。

俯仰模块包括斜度计算模块、倾斜方案确定模块、第一液压缸驱动模块、第二液压缸驱动模块。斜度计算模块用于确定水磨砂轮需要满足的斜度，比如根据输入的研磨面或抛光面的倾斜度计算水磨砂轮需要具有的打磨角度。倾斜方案确定模块用于确定第一液压缸的伸缩位移和第二液压缸的伸缩位移。当水磨砂轮的打磨角度确定以后，根据需要的打磨角度确定第一液压缸的伸缩位移和/或第二液压缸的伸缩位移。第一液压缸驱动模块用于驱动第一液压缸做伸缩位移，第二液压缸驱动模块用于驱动第二液压缸做伸缩位移。

在本优选实施方式的变化实施方式中，还可以采用另外一种砂轮调节机构90完成砂轮的俯仰功能。请参阅图4，该砂轮调节机构90包括油缸安装座910、俯仰油缸920和马达座930。油缸安装座910固定安装在刀轴530上，俯仰油缸920固定安装在油缸安装座910上，马达座930固定设置在俯仰油缸920的活塞轴上；气动马达620固定设置在马达座930上；气动马达620能够在俯仰油缸920的作用下和马达座930一起做俯仰运动，还能够在对刀电机520的作用下和刀轴530一起做旋转运动。其中的油缸安装座910、马达座930分别和砂轮俯仰机构70中的液压座710、俯仰座740在结构、安装方式和功能上相类似。差别仅在于使用了一个俯仰油缸920代替第一液压缸720和第二液压缸730来完成砂轮的俯仰功能。俯仰油缸920可以采用现有技术中各种具有俯仰行程的液压缸或油缸，比如中国专利(申请号：CN202123107552.7)公开的具有伸缩和俯仰复合行程的工业油缸。

原理和效果说明：请参阅图2和图4，五轴全自动数控型材水磨机的水磨砂轮610不但能够围绕刀轴530做旋转运动，还能够按照顺时针或逆时针方向进行俯仰运动。从而不仅可以完成平面抛光任务，还能够在三维空间内完成各种打磨面的研磨抛光任务。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动数控型材水磨机，包括机架(10)，其特征在于：

还包括X轴向驱动机构(20)、Y轴向驱动机构(30)、Z轴向驱动机构(40)、对刀机构(50)和水磨机构(60)；

所述X轴向驱动机构(20)设置在所述机架(10)上，所述Y轴向驱动机构(30)设置在所述X轴向驱动机构(20)上并且能够在所述X轴向驱动机构(20)的作用下沿着X轴向做直线运动；

所述Z轴向驱动机构(40)设置在所述Y轴向驱动机构(30)上并且能够在所述Y轴向驱动机构(20)的作用下沿着Y轴向做直线运动；

所述对刀机构(50)设置在所述Z轴向驱动机构(40)上并且能够在所述Z轴向驱动机构(40)的作用下沿着Z轴向做直线运动；

所述水磨机构(60)包括水磨砂轮(610)、气动马达(620)，所述气动马达(620)设置在所述对刀机构(50)上并且能够在所述对刀机构(50)的作用下进行水磨方位的调整，所述水磨砂轮(610)设置在所述气动马达(620)上。

2.根据权利要求1所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：

所述X轴向驱动机构(20)包括X轴向驱动电机(210)、X轴向丝杠(220)和X轴向滑台(230)；

所述X轴向驱动电机(210)和X轴向丝杠(220)设置在所述机架(10)上，所述X轴向滑台(230)通过螺纹连接套接在所述X轴向丝杠(220)上；

所述X轴向滑台(230)能够在所述X轴向驱动电机(210)的作用下沿着所述X轴向丝杠(220)做往复直线运动。

3.根据权利要求2所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：

所述Y轴向驱动机构(30)包括Y轴向驱动电机(310)、Y轴向丝杠(320)和Y轴向滑台(330)；

所述Y轴向驱动电机(310)、Y轴向丝杠(320)设置在所述X轴向滑台(230)上，所述Y轴向滑台(330)通过螺纹连接套接在所述Y轴向丝杠(320)上；

所述Y轴向滑台(330)能够在所述Y轴向驱动电机(310)的作用下沿着所述Y轴向丝杠(320)做往复直线运动。

4.根据权利要求3所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：

所述Z轴向驱动机构(40)包括Z轴向驱动电机(410)、Z轴向丝杠(420)和Z轴向滑台(430)；

所述Z轴向驱动电机(410)、Z轴向丝杠(420)设置在所述Y轴向滑台(330)上，所述Z轴向滑台(430)通过螺纹连接套接在所述Z轴向丝杠(420)上；

所述Z轴向滑台(430)能够在所述Z轴向驱动电机(410)的作用下沿着所述Z轴向丝杠(420)做往复直线运动。

5.根据权利要求4所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：

所述对刀机构(50)包括刀座板(510)、对刀电机(520)、刀轴(530)；

所述刀座板(510)固定设置在所述Z轴向滑台(430)上，所述对刀电机(520)固定设置在所述刀座板(510)上，所述刀轴(530)铰接在所述刀座板(510)上，所述气动马达(620)固定在所述刀轴(530)上；所述刀轴(530)能够在所述对刀电机(520)的作用下按照顺时针或逆时针的方向旋转。

6.根据权利要求5所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：

该全自动数控型材水磨机还包括砂轮俯仰机构(70)，所述砂轮俯仰机构(70)包括液压座(710)、第一液压缸(720)、第二液压缸(730)和俯仰座(740)；

所述液压座(710)固定安装在所述刀轴(530)上，所述第一液压缸(720)和第二液压缸(730)平行设置在所述液压座(710)上且连线平行于X轴向，所述俯仰座(740)同时铰接在所述第一液压缸(720)和第二液压缸(730)的活塞轴上；所述气动马达(620)固定设置在所述俯仰座(740)上；

所述气动马达(620)能够在所述第一液压缸(720)和第二液压缸(730)的作用下和所述俯仰座(740)一起做俯仰运动，还能够在所述对刀电机(520)的作用下和所述刀轴(530)一起做旋转运动。

7.根据权利要求5所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：

该全自动数控型材水磨机还包括砂轮调节机构(90)，所述砂轮调节机构(90)包括油缸安装座(910)、俯仰油缸(920)和马达座(930)；

所述油缸安装座(910)固定安装在所述刀轴(530)上，所述俯仰油缸(920)固定安装在所述油缸安装座(910)上，所述马达座(930)固定设置在所述俯仰油缸(920)的活塞轴上；所述气动马达(620)固定设置在所述马达座(930)上；

所述气动马达(620)能够在所述俯仰油缸(920)的作用下和所述马达座(930)一起做俯仰运动，还能够在所述对刀电机(520)的作用下和所述刀轴(530)一起做旋转运动。

8.根据权利要求1所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：该全自动数控型材水磨机还包括电控系统(80)。

9.根据权利要求1所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：所述机架(10)上设置有水磨槽(110)和X轴向丝杠安装台(120)。

10.根据权利要求9所述的全自动数控型材水磨机，其特征在于：所述机架(10)上还设置有超声波清洗机构，所述超声波清洗机构位于所述水磨槽(110)的下部，用于完成工件清洗功能。

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