CN103252709B - 数控揉搓式研磨机床 - Google Patents

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本发明公开了一种数控揉搓式研磨机床，由左支架、右支架、横梁构成桥式框架结构，横梁能够沿左支架、右支架前后移动；横梁上装有溜动箱，溜动箱能够沿横梁的导轨左右移动；溜动箱还能够另外输出绕圈平动动力，溜动箱与研板连接，通过溜动箱驱动研板运动；各种运动由数控***控制，使研板能够任意行走各种轨迹，并能模拟人工揉搓式动作，完全可以代替人工研磨作业，使平面研磨加工工艺一步跃向机械化、自动化和数控化。

Description

数控揉搓式研磨机床
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其是研磨机械。
背景技术
用于检具、量具、研具以及其它特殊领域的超精密大型平面，其平面度要求极高，这些平面的最终加工主要采用研磨方式，并且，目前这种研磨过程完全依靠人工完成，因此，劳动强度大，生产效率低，加工周期长。
实用新型发明内容
为了实现大平面研磨加工机械化，本发明提供一种数控揉搓式研磨机床，该机床能够拖动研板任意行走各种轨迹，并能完成模拟人工揉搓式研磨，完全可以代替人工平面研磨作业，使平面研磨加工工艺一步跃向机械化、自动化和数控化。
本发明采取的技术方案是：数控揉搓式研磨机床，由左支架、右支架、横梁构成桥式框架结构，工件左侧是左支架、右侧是右支架，横梁置于左支架和右支架上方；横梁两端的下方分别伸出左支脚和右支脚，左支脚与左导轨相连接，左导轨固装在左支架上，右支脚与右导轨相连接，右导轨固装在右支架上；工件上方是研板，研板通过插销、连扳、轴、旋臂与溜动箱相连接；溜动箱通过导轮与横梁的导轨相结合；横梁能够沿左导轨、右导轨前后运动，把这一运动方向设为Y轴；当横梁沿左导轨、右导轨前后运动时，横梁就通过导轮、溜动箱、旋臂、轴、连扳和插销带动研板作前后运动，即Y轴运动；溜动箱能够沿横梁的导轨左右运动，把这一运动方向设为X轴；当溜动箱沿横梁的导轨左右运动时，溜动箱就通过旋臂、轴、连扳和插销带动研板左右运动，即X轴运动；溜动箱还能够另外输出绕圈平动动力，当溜动箱输出绕圈平动动力时，溜动箱就通过旋臂、轴、连扳和插销带动研板作绕圈平动，把绕圈平动设为C轴；X轴、Y轴、C轴是通过数控***控制的，X轴、Y轴之间能够插补，通过X轴、Y轴的插补运动，研板就能任意行走各种轨迹，实现对工件各个部位的滑动研磨；通过C轴运动，研板就能完成模拟人工揉搓式动作，实现对工件各个部位的揉搓式研磨；X轴、Y轴、C轴也能够同时进行复合运动，实现对工件各个部位的复合研磨。
本发明的有益效果是，利用数控技术控制X轴、Y轴和C轴，X轴、Y轴之间能够插补，通过X轴、Y轴的插补运动，使研板任意行走各种轨迹，实现对工件各个部位的滑动研磨；通过C轴运动，使研板完成模拟人工揉搓式动作，实现对工件各个部位的揉搓式研磨；通过X轴、Y轴和C轴的复合运动，实现对工件各个部位的复合研磨；因此，数控揉搓式研磨机床使平面研磨加工工艺一步跃向机械化、自动化和数控化。
附图说明
图1是数控揉搓式研磨机床示意图。
图2是图1的俯视示意图。
图3是图1的左视示意图。
图4是图2的H-H剖视示意图。
图5是图4的A部位局部放大示意图。
图6是图4的B部位局部放大示意图。
图7是图2的C部位局部放大示意图。
图8是图2的D部位局部放大示意图。
图9是图1的J-J局部剖视示意图。
图10是图9的K-K剖视示意图。
图11是图1的L-L剖视示意图。
图中：1.右支架，2.横梁，3.马达，4.工件，5.插销，6.连扳，7.研板，8.左支架，9.第一伺服电机，10.被动绳轮，12.第一旋臂，13.第二旋臂，14.绳索，15.主动绳轮，16.左丝杠，17.左导轨，18.左导轨块，19.左连块，20.销，21.右连块，22.右导轨块，23.右导轨，24.右丝杠，25.第一联轴器，26.第二伺服电机，27.第二联轴器，28.第三伺服电机，29.溜动箱，30.导轮，31.第一锥齿轮，32.第二锥齿轮，33.多棱杠，34.第三锥齿轮，35.第四锥齿轮，36.第五锥齿轮，37.第六锥齿轮，38.第一轴，39.第二轴，41.右支脚，42.左支脚。
具体实施方式
如图1至11所示，数控揉搓式研磨机床，由左支架(8)、右支架(1)、横梁(2)构成桥式框架结构；工件(4)左侧是左支架(8)、右侧是右支架(1)，横梁(2)置于左支架(8)和右支架(1)上方；横梁(2)两端的下方分别伸出左支脚(42)和右支脚(41)，左支脚(42)与左导轨(17)相连接，左导轨(17)固装在左支架(8)上，右支脚(41)与右导轨(23)相连接，右导轨(23)固装在右支架(1)上；工件(4)上方是研板(7)，研板(7)通过插销(5)、连扳(6)、第一轴(38)、第二轴(39)、第一旋臂(12)、第二旋臂(13)与溜动箱(29)相连接；溜动箱(29)通过导轮(30)与横梁(2)的导轨相结合；横梁(2)能够沿左导轨(17)、右导轨(23)前后运动，把这一运动方向设为Y轴；当横梁(2)沿左导轨(17)、右导轨(23)前后运动时，横梁(2)就通过导轮(30)、溜动箱(29)、第一旋臂(12)、第二旋臂(13)、第一轴(38)、第二轴(39)、连扳(6)和插销(5)带动研板(7)作前后运动，即Y轴运动；溜动箱(29)能够沿横梁(2)的导轨左右运动，把这一运动方向设为X轴；当溜动箱(29)沿横梁(2)的导轨左右运动时，溜动箱(29)就通过第一旋臂(12)、第二旋臂(13)、第一轴(38)、第二轴(39)、连扳(6)和插销(5)带动研板(7)左右运动，即X轴运动；溜动箱(29)还能够另外输出绕圈平动动力，当溜动箱(29)输出绕圈平动动力时，溜动箱(29)就通过第一旋臂(12)、第二旋臂(13)、第一轴(38)、第二轴(39)、连扳(6)和插销(5)带动研板(7)作绕圈平动，把绕圈平动设为C轴；X轴、Y轴、C轴是通过数控***控制的，X轴、Y轴之间能够插补，通过X轴、Y轴的插补运动，研板(7)就能任意行走各种轨迹，实现对工件(4)各个部位的滑动研磨；通过C轴运动，研板(7)就能完成模拟人工揉搓式动作，实现对工件(4)各个部位的揉搓式研磨；X轴、Y轴、C轴也能够同时进行复合运动，实现对工件(4)各个部位的复合研磨；因此，数控揉搓式研磨机床的诞生，就实现了平面研磨加工的机械化、自动化和数控化。横梁(2)的右支脚(41)通过右连块(21)与右导轨块(22)固定连接，右导轨块(22)与右导轨(23)构成导轨副；横梁(2)的左支脚(42)通过销(20)与左连块(19)连接，左连块(19)与左导轨块(18)固定连接，左导轨块(18)与左导轨(17)构成导轨副；左支脚(42)与销(20)为间隙配合，左支脚(42)两侧与左连块(19)分别留有间隙f和e，因此，左支脚(42)能够沿销(20)的轴线方向左右游动，从而弥补了横梁(2)的伸缩和装配误差。
横梁(2)的前后运动，即Y轴运动由第二伺服电机(26)、第三伺服电机(28)驱动，第二伺服电机(26)、第三伺服电机(28)受数控***的同步双驱控制；第二伺服电机(26)、第三伺服电机(28)分别通过第一联轴器(25)、第二联轴器(27)与左丝杠(16)、右丝杠(24)相连接，左丝杠(16)、右丝杠(24)的丝母分别与左连块(19)、右连块(21)固定连接。
溜动箱(29)的左右运动,即X轴运动由第一伺服电机(9)驱动，第一伺服电机(9)上装有主动绳轮(15)，主动绳轮(15)上绕有绳索(14)，绳索(14)的一端直接与溜动箱(29相连，绳索(14)的另一端绕过被动绳轮(10)再与溜动箱(29)相连；当第一伺服电机(9)正、反旋转时，绳索(14)就牵动溜动箱(29)左右运动。
研板(7)的绕圈平动，即C轴运动由马达(3)驱动，马达(3)上装有第一锥齿轮(31)，第一锥齿轮(31)与第二锥齿轮(32)啮合，第二锥齿轮(32)的中心设有多棱孔，第二锥齿轮(32)的多棱孔与多棱杠(33)配装；溜动箱(29)套装在多棱杠(33)上，溜动箱(29)可以沿多棱杠(33)滑动，溜动箱(29)内分别装有第四锥齿轮(35)、第六锥齿轮(37)，第四锥齿轮(35)、第六锥齿轮(37)的中心也分别设有多棱孔，第四锥齿轮(35)、第六锥齿轮(37)的多棱孔与多棱杠(33)滑动配合；第四锥齿轮(35)与第三锥齿轮(34)啮合，第三锥齿轮(34)与第一旋臂(12)固装在一起，第一旋臂(12)通过轴承与第二轴(39)连相接；第六锥齿轮(37)与第五锥齿轮(36)啮合，第五锥齿轮(36)与第二旋臂(13)固装在一起，第二旋臂(13)通过轴承与第一轴(38)连相接；第二轴(39)、第一轴(38)一同与连扳(6)连相接；第四锥齿轮(35)和第三锥齿轮(34)的速比与第六锥齿轮(37)和第五锥齿轮(36)的速比相同；当马达(3)转动时，通过第一锥齿轮(31)、第二锥齿轮(32)、多棱杠(33、第四锥齿轮(35)和第六锥齿轮(37)分别带动第三锥齿轮(34)和第五锥齿轮(36)同步转动，第三锥齿轮(34)和第五锥齿轮(36)又分别通过第一旋臂(12)和第二旋臂(13)一同带动连扳(6)作绕圈平动，连扳(6)再通过插销(5)带动研板(7)也作绕圈平动，从而实现了模拟人工的揉搓动作。
第一轴(38)、第二轴(39)与连扳(6)通过铰链连接。
连扳(6)通过插销(5)与研板(7)连接，插销(5)的下方为水滴状球头，以保证研板(7)仅在水平面内受力。

Claims (7)

1.数控揉搓式研磨机床，由左支架、右支架、横梁构成桥式框架结构，其特征在于：工件左侧是左支架、右侧是右支架，横梁置于左支架和右支架上方；横梁两端的下方分别伸出左支脚和右支脚，左支脚与左导轨相连接，左导轨固装在左支架上，右支脚与右导轨相连接，右导轨固装在右支架上；工件上方是研板，研板通过插销、连扳、第一轴、第二轴、第一旋臂、第二旋臂与溜动箱相连接；溜动箱通过导轮与横梁的导轨相结合。
2.根椐权利要求1所述的数控揉搓式研磨机床，横梁的右支脚通过右连块与右导轨块固定连接，右导轨块与右导轨构成导轨副，其特征在于：横梁的左支脚通过销与左连块连接，左连块与左导轨块固定连接，左导轨块与左导轨构成导轨副；左支脚与销为间隙配合，左支脚两侧与左连块分别留有间隙f和e，左支脚能够沿销的轴线方向左右游动。
3.根椐权利要求1所述的数控揉搓式研磨机床，其特征在于：横梁的前后运动，即Y轴运动由第二伺服电机、第三伺服电机驱动，第二伺服电机、第三伺服电机受数控***的同步双驱控制；第二伺服电机、第三伺服电机分别通过第一联轴器、第二联轴器与左丝杠、右丝杠相连接，左丝杠、右丝杠的丝母分别与左连块、右连块固定连接。
4.根椐权利要求1所述的数控揉搓式研磨机床，其特征在于：溜动箱的左右运动,即X轴运动由第一伺服电机驱动，第一伺服电机上装有主动绳轮，主动绳轮上绕有绳索，绳索的一端直接与溜动箱相连，绳索的另一端绕过被动绳轮再与溜动箱相连；当第一伺服电机正、反旋转时，绳索就牵动溜动箱左右运动。
5.根椐权利要求1所述的数控揉搓式研磨机床，其特征在于：研板的绕圈平动，即C轴运动由马达驱动，马达上装有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮的中心设有多棱孔，第二锥齿轮的多棱孔与多棱杠配装；溜动箱套装在多棱杠上，溜动箱可以沿多棱杠滑动，溜动箱内分别装有第四锥齿轮、第六锥齿轮，第四锥齿轮、第六锥齿轮的中心也分别设有多棱孔，第四锥齿轮、第六锥齿轮的多棱孔与多棱杠滑动配合；第四锥齿轮与第三锥齿轮啮合，第三锥齿轮与第一旋臂固装在一起，第一旋臂通过轴承与第二轴相连接；第六锥齿轮与第五锥齿轮啮合，第五锥齿轮与第二旋臂固装在一起，第二旋臂通过轴承与第一轴相连接；第二轴、第一轴一同与连扳相连接；第四锥齿轮和第三锥齿轮的速比与第六锥齿轮和第五锥齿轮的速比相同；当马达转动时，通过第一锥齿轮、第二锥齿轮、多棱杠、第四锥齿轮和第六锥齿轮分别带动第三锥齿轮和第五锥齿轮同步转动，第三锥齿轮和第五锥齿轮又分别通过第一旋臂和第二旋臂一同带动连扳作绕圈平动，连扳再通过插销带动研板也作绕圈平动。
6.根椐权利要求1所述的数控揉搓式研磨机床，其特征在于：第一轴、第二轴与连扳通过铰链连接。
7.根椐权利要求1所述的数控揉搓式研磨机床，连扳通过插销与研板连接，其特征在于：插销的下方为水滴状球头。
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