CN106166709A - 新型多工位麻布轮数控抛光机 - Google Patents

新型多工位麻布轮数控抛光机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型多工位麻布轮数控抛光机，包括有平板式底座、位于平板式底座上的夹具结构和抛光机头结构；所述夹具结构通过水平位移组件设置于平板式底座上，其包括有夹具支座、及若干工位的位于夹具支座上沿直线排列布置的具有二自由度旋转运动和90度回转的夹具单元。本发明的每一机头单元分别具有麻轮机头组件和布轮机头组件，可以按设定要求完成工件的磨光和抛光工序，扩大了麻布轮数控抛光机的抛光工件适用范围，而且能够实现抛光轮半径的自动补偿，保证抛光质量稳定且具有一致性，可实现长时间稳定的连续工作，有效提高生产效率和经济效益。

Description

新型多工位麻布轮数控抛光机
技术领域
本发明涉及一种数控抛光机，属于抛光机设备技术领域，尤其是指一种新型多工位麻布轮数控抛光机。
背景技术
目前，现有的数控抛光机，抛光轮一般都是用布轮。工件须经人工砂带磨光或机器人砂带机磨光后，才能在布轮数控抛光机上进行抛光。随着环保意识和人工成本的提高，现在开始大批使用机器人取代人工。但机器人砂带机不仅设备昂贵，更重要的是必须经过二至四道工序才能完成工件磨光，造成效率低下。减少机器人砂带机磨光工序，是提高生产效率和经济效益的有效途径。
授权公告号为CN200820047301.X的实用新型专利“一种六轴联动数控抛光机”是申请人的一份在先专利技术方案，其公开了一种多工位布轮数控抛光设备，但是在实际应用中发现存在着一些缺陷：其一是为了工件表面的光洁度均匀，抛光轮在水平方向必须往复平移，使得抛光压力因机头振动而变化；其二是多工位抛光轮的U轴方向偏摆、抛光轮机架及抛光轮往复平移等结构都集中在横梁上，造成结构笨重和转动惯量大，横梁Z轴方向运动精确定位困难，难以确保抛光工件尺寸和表面质量一致。而这些缺陷将直接提高设备造价、降低生产效率、提高生产成本。
综上所述，不管是机器人磨光，还是上述发明专利方案都存在着种种缺陷，都将导致企业的经济效益无法较好的提高，限制了企业的进一步发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷与不足，提供一种新型多工位麻布轮数控抛光机，该数控抛光机的每一机头单元分别具有麻轮机头组件和布轮机头组件，可以按设定要求完成工件的磨光和抛光工序，扩大了麻布轮数控抛光机的抛光工件适用范围，而且能够实现抛光轮半径的自动补偿，保证抛光质量稳定且具有一致性，可实现长时间稳定的连续工作，有效提高生产效率和经济效益。
为了实现上述目的，本发明按照以下技术方案实现：
一种新型多工位麻布轮数控抛光机，包括有平板式底座、位于平板式底座上的夹具结构和抛光机头结构；所述夹具结构通过水平位移组件设置于平板式底座上，其包括有夹具支座、及若干工位的位于夹具支座上沿直线排列布置的具有二自由度旋转运动和90度回转的夹具单元；所述抛光机头结构通过机头支座设置于平板式底座上，其包括有若干工位的沿直线排列布置且与上述每一夹具单元一一对应的机头单元、与每一机头单元铰接配合的机头水平滑台、与机头水平滑台滑配连接的机头摆动转台、及驱动机头单元绕机头水平滑台铰接位转动的机头上下摆动传动组件、驱动机头水平滑台沿机头摆动转台滑动的机头滑移传动组件、驱动机头摆动转台沿机头支座垂直方向左右摆动的机头左右摆动传动组件；及上述每一机头单元包括有对称布置且独立控制的抛光麻轮和抛光布轮。
进一步，所述每一机头单元包括有左右对称布置的麻轮机头组件和布轮机头组件，其中：所述麻轮机头组件包括有麻轮连接架、位于麻轮连接架两端部的麻轮和麻轮电机、及传动连接麻轮和麻轮电机的麻轮传动部件，麻轮连接架的中部位置通过第一销轴与机头水平滑台铰接配合，麻轮***设置有麻轮罩壳，麻轮罩壳上设置有第一液体蜡加注装置；所述布轮机头组件包括有布轮连接架、位于布轮连接架两端部的布轮和布轮电机、及传动连接布轮和布轮电机的布轮传动部件，布轮连接架的中部位置通过第二销轴与机头水平滑台铰接配合，布轮***设置有布轮罩壳，布轮罩壳上设置有第二液体蜡加注装置。
进一步，所述机头上下摆动传动组件包括有麻轮连接架摆动传动部件和布轮连接架摆动传动部件，其中：所述麻轮连接架摆动传动部件包括有通过第一摆动连接座设置于机头水平滑台的第一摆动步进电机、与第一摆动步进电机输出轴连接的第一滚珠丝杆、通过第二摆动连接座设置于麻轮连接架上且与第一滚珠丝杆螺接传动配合的第一丝杆螺母；所述布轮连接架摆动传动部件包括有通过第三摆动连接座设置于机头水平滑台的第二摆动步进电机、与第二摆动步进电机输出轴连接的第二滚珠丝杆、通过第四摆动连接座设置于布轮连接架上且与第二滚珠丝杆螺接传动配合的第二丝杆螺母。
进一步，所述机头滑移传动组件位于机头水平滑台和机头摆动转台之间，其包括有两组直线导轨滑块组件及一个双轴气缸。
进一步，所述机头左右摆动传动组件位于机头支座上，其包括有一偏摆伺服电机及与上述每一机头摆动转台对应连接的若干工位的偏摆减速机，其中，偏摆伺服电机与邻近的一偏摆减速机传动连接，相邻偏摆减速机之间再通过偏摆连接轴同轴线连接。
进一步，所述每一夹具单元包括有回转支座、设置于回转支座上的夹具安装座、设置于夹具安装座上且左右对称布置的左支撑柱和右支撑柱、通过中间连轴架设在左支撑柱和右支撑柱之间的90度回转夹具座、设置于90度回转夹具座两端的夹具气缸和夹具头、及驱动回转支座和夹具头分别旋转运动的二自由度旋转传动组件。
进一步，所述二自由度旋转传动组件位于夹具支座内部，其包括有上下叠放在一起的回转支座旋转传动组合和夹具头旋转传动组合，其中：所述回转支座旋转传动组合包括有上伺服电机、与上伺服电机连接的上减速机、与上减速机连接的上轴套，上轴套与回转支座连接，上轴套与夹具支座之间设置有起隔离转动的轴承件；所述夹具头旋转传动组合包括有下伺服电机、与下伺服电机连接的下减速机、与下减速机连接的下轴套、位于下轴套内与下轴套传动连接且活动穿过上轴套中部的竖直齿轮轴、位于竖直齿轮轴尾端的直齿轮、位于左支撑柱和右支撑柱内且与直齿轮传动连接配合的伞齿轮传动部件，伞齿轮传动部件的动力输出再与中间连轴传动连接配合，竖直齿轮轴和上轴套之间也设置有起隔离转动的轴承件。
进一步，所述所有夹具单元共用一上伺服电机，相邻工位之间的上减速机通过上传动轴同轴线连接；所述所有夹具单元共用一下伺服电机，相邻工位之间的下减速机通过下传动轴同轴线连接。
进一步，所述水平位移组件包括水平前后位移部件和水平左右位移部件，其中：所述水平前后位移部件包括有固定在平板式底座上的固定座、设置在固定座中的前后伺服电机、与前后伺服电机传动连接的前后滚珠丝杆、及通过位于底部的螺母与前后滚珠丝杆传动配合的前后滑座；所述水平左右位移部件设置于前后滑座上，包括有左右伺服电机、与左右伺服电机传动连接的左右滚珠丝杆，及通过位于底部的螺母与左右滚珠丝杆传动配合的左右滑座，左右滑座再与夹具支座连接。
进一步，所述抛光机还设置有整机外罩，该整机外罩设置有检修门和抽风口。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、本发明具有多个抛光工位，每个抛光工位具有麻轮机头组件和布轮机头组件，可以按设定要求完成工件的磨光和抛光工序，扩大了麻布轮数控抛光机的抛光工件适用范围；
2、本发明每个麻轮机头组件和布轮机头组件均能实现三轴联动，从而实现抛光轮半径的自动补偿，保证抛光质量稳定且具有一致性，可实现长时间稳定的连续工作，有效提高生产效率和经济效益；
3、由于采用夹具支座水平横向左右直线运动，取代抛光轮往复平移运动，大大减小抛光轮的振动，有利于提高工件抛光质量稳定一致。
4、取消了现有立柱和横梁部件垂直布局，减小设备体积和降低能耗，抛光加工全部在封闭的外罩内进行，工人们脱离了振动、噪音、粉尘工作环境，有益于工人的身体健康和员工队伍的稳定，而且降低设备造价和生产成本，真正实现智能、环保、高品质和高效率抛光加工；
5、可以根据设计要求改变工位数和抛光单元结构组合，从而形成不同形式的卫浴类工件数控抛光机，如五工位麻布轮数控抛光机或三工位麻布轮数控抛光机等。
为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是图1中抛光机头结构的立体示意图。
图3是图1中抛光机头结构的正面示意图。
图4是图1中抛光机头结构的侧面示意图。
图5是麻轮机头组件或布轮机头组件的结构示意图。
图6是图1中水平位移组件的立体示意图。
图7是图1中夹具结构的立体示意图。
图8是图7中每一夹具单元的立体示意图。
图9是图7中二自由度旋转传动和90度回转的夹具单元结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述新型多工位麻布轮数控抛光机，包括有平板式底座1、位于平板式底座上的夹具结构2和抛光机头结构3。
上述夹具结构2通过水平位移组件4设置于平板式底座1上，其包括有夹具支座21、及三工位的位于夹具支座上沿直线排列布置的具有二自由度旋转运动的夹具单元22。
上述抛光机头结构3通过机头支座31设置于平板式底座1上，其包括有三工位的沿直线排列布置且与上述每一夹具单元一一对应的机头单元32、与每一机头单元铰接配合的机头水平滑台33、与机头水平滑台滑配连接的机头摆动转台34、及驱动机头单元绕机头水平滑台铰接位转动的机头上下摆动传动组件35、驱动机头水平滑台沿机头摆动转台滑动的机头滑移传动组件36、驱动机头摆动转台沿机头支座垂直方向左右摆动的机头左右摆动传动组件37；及上述每一机头单元32包括有对称布置且独立控制的抛光麻轮和抛光布轮。
作为本实施方式的优选方案，以下对上述技术方案进一步具体说明。
如图2至5上述每一机头单元32包括有左右对称布置的麻轮机头组件321和布轮机头组件322，其中：所述麻轮机头组件321包括有麻轮连接架3211、位于麻轮连接架两端部的麻轮3212和麻轮电机3213、及传动连接麻轮和麻轮电机的麻轮传动部件，麻轮连接架3211的中部位置通过第一销轴与机头水平滑台33铰接配合，麻轮3212***设置有麻轮罩壳3214，麻轮罩壳3214上设置有第一液体蜡加注装置3215；所述布轮机头组件322包括有布轮连接架3221、位于布轮连接架两端部的布轮3222和布轮电机3223、及传动连接布轮和布轮电机的布轮传动部件，布轮连接架3221的中部位置通过第二销轴与机头水平滑台33铰接配合，布轮3222***设置有布轮罩壳3224，布轮罩壳3224上设置有第二液体蜡加注装置3225。较好的，麻轮或布轮的组成结构中配套有抛光主轴、布轮锁紧板、布轮垫环、布轮锁紧螺母、布轮套筒等，布轮套筒上有传动的键槽和锁紧用沟槽，抛光主轴上有传动键和锁紧弹性钢珠，麻轮或布轮通过传动键槽和锁紧沟槽锁固在抛光主轴，随主轴旋转对工件抛光。
上述机头上下摆动传动组件35包括有麻轮连接架摆动传动部件351和布轮连接架摆动传动部件352，其中：所述麻轮连接架摆动传动部件351包括有通过第一摆动连接座3511设置于机头水平滑台的第一摆动步进电机3512、与第一摆动步进电机输出轴连接的第一滚珠丝杆3513、通过第二摆动连接座3514设置于麻轮连接架上且与第一滚珠丝杆螺接传动配合的第一丝杆螺母3515；所述布轮连接架摆动传动部件352包括有通过第三摆动连接座3521设置于机头水平滑台的第二摆动步进电机3522、与第二摆动步进电机输出轴连接的第二滚珠丝杆3523、通过第四摆动连接座3524设置于布轮连接架上且与第二滚珠丝杆螺接传动配合的第二丝杆螺母3525。
上述机头滑移传动组件36位于机头水平滑台33和机头摆动转台34之间，其包括有两组直线导轨滑块组件361及一个双轴气缸362。
上述机头左右摆动传动组件37位于机头支座31上，其包括有一偏摆伺服电机371及与上述每一机头摆动转台对应连接的三工位的偏摆减速机372～374，其中，偏摆伺服电机371与邻近的一偏摆减速机372传动连接，相邻偏摆减速机之间再通过偏摆连接轴375、376同轴线连接。
如图6至9所示，上述每一夹具单元22包括有回转支座221、设置于回转支座上的夹具安装座222、设置于夹具安装座上且左右对称布置的左支撑柱223和右支撑柱224、通过中间连轴架设在左支撑柱和右支撑柱之间的90度回转夹具座225、设置于90度回转夹具座两端的夹具气缸226(夹具气缸226在夹具支座设置有手控阀开关2261)和夹具头227、及驱动回转支座和夹具头分别旋转运动的二自由度旋转传动组件228。
上述二自由度旋转传动组件228位于夹具支座21内部，其包括有上下叠放在一起的回转支座旋转传动组合和夹具头旋转传动组合，其中：所述回转支座旋转传动组合包括有上伺服电机2281、与上伺服电机连接的上减速机2282、与上减速机连接的上轴套2283，上轴套2283与回转支座221连接，上轴套2283与夹具支座221之间设置有起隔离转动的轴承件；所述夹具头旋转传动组合包括有下伺服电机2284、与下伺服电机连接的下减速机2285、与下减速机连接的下轴套2286、位于下轴套内与下轴套传动连接且活动穿过上轴套中部的竖直齿轮轴2287、位于竖直齿轮轴尾端的直齿轮2288、位于左支撑柱和右支撑柱内且与直齿轮传动连接配合的伞齿轮传动部件，伞齿轮传动部件的动力输出再与中间连轴传动连接配合，竖直齿轮轴2287和上轴套2283之间也设置有起隔离转动的轴承件。
上述所有夹具单元22共用一上伺服电机2281，相邻工位之间的上减速机通过上传动轴同轴线连接；所述所有夹具单元22共用一下伺服电机2284，相邻工位之间的下减速机通过下传动轴同轴线连接。
上述水平位移组件4包括水平前后位移部件和水平左右位移部件，其中：所述水平前后位移部件包括有固定在平板式底座上的固定座41、设置在固定座中的前后伺服电机42、与前后伺服电机传动连接的前后滚珠丝杆43、及通过位于底部的螺母与前后滚珠丝杆传动配合的前后滑座44；所述水平左右位移部件设置于前后滑座上，包括有左右伺服电机45、与左右伺服电机传动连接的左右滚珠丝杆，及通过位于底部的螺母与左右滚珠丝杆传动配合的左右滑座46，左右滑座46再与夹具支座21连接。
进一步，所述抛光机还设置有整机外罩，该整机外罩设置有检修门和抽风口(图中未示出)。
本发明的工作原理如下所述：
人工将工件安装于各工位的90度回转夹具座的夹具头上，通过手控阀开关控制夹紧气缸夹紧工件，夹具支座在水平位移组件带动下做Y轴方向直线运动，带动工件从装卸位置进入加工位置，麻轮机头组件在麻轮连接架摆动传动部件作用下沿A轴方向转动、在麻轮连接架摆动传动部件作用下沿U轴方向摆动，进而移动到磨光位置，数控***按照程序先用麻轮机头组件对工件进行磨光(按工艺需要，90度回转夹具座可旋转90度，工件在水平方向和垂直方向两位置磨光)；麻轮机头组件按设定程序完成工件磨光，磨光过程工作中夹具支座在X轴和Y轴方向配合运动，同时回转支座沿V轴方向选择，夹具头沿W轴方向旋转；磨光完成后，麻轮机头组件在麻轮连接架摆动传动部件作用下抬起，而布轮机头组件在布轮连接架摆动传动部件作用下沿A轴方向转动、在布轮连接架摆动传动部件作用下沿U轴方向摆动，进而移动到加工位置，对工件进行抛光(按工艺需要，90度回转夹具座可旋转90度，工件在水平方向和垂直方向两位置抛光)，布轮机头组件按设定程序完成工件除底面外全部抛光，抛光过程中夹具支座在X轴和Y轴方向配合运动，同时回转支座沿V轴方向选择，夹具头沿W轴方向旋转；抛光完成后，布轮机头组件在布轮连接架摆动传动部件作用下抬起；夹具支座沿Y轴方向直线运动，带动工件从加工位置退回到装卸位置，人工从夹具上卸下抛光完的工件，再重新装上新的工件，如此周而复始。如三工位麻布轮数控抛光机，一个加工周期完成三个工件的磨光和抛光。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种新型多工位麻布轮数控抛光机，包括有平板式底座、位于平板式底座上的夹具结构和抛光机头结构，其特征在于：所述夹具结构通过水平位移组件设置于平板式底座上，其包括有夹具支座、及若干工位的位于夹具支座上沿直线排列布置的具有二自由度旋转运动和90度回转的夹具单元；
所述抛光机头结构通过机头支座设置于平板式底座上，其包括有若干工位的沿直线排列布置且与上述每一夹具单元一一对应的机头单元、与每一机头单元铰接配合的机头水平滑台、与机头水平滑台滑配连接的机头摆动转台、及驱动机头单元绕机头水平滑台铰接位转动的机头上下摆动传动组件、驱动机头水平滑台沿机头摆动转台滑动的机头滑移传动组件、驱动机头摆动转台沿机头支座垂直方向左右摆动的机头左右摆动传动组件；
及上述每一机头单元包括有对称布置且独立控制的抛光麻轮和抛光布轮。
2.根据权利要求1所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述每一机头单元包括有左右对称布置的麻轮机头组件和布轮机头组件，其中：所述麻轮机头组件包括有麻轮连接架、位于麻轮连接架两端部的麻轮和麻轮电机、及传动连接麻轮和麻轮电机的麻轮传动部件，麻轮连接架的中部位置通过第一销轴与机头水平滑台铰接配合，麻轮***设置有麻轮罩壳，麻轮罩壳上设置有第一液体蜡加注装置；所述布轮机头组件包括有布轮连接架、位于布轮连接架两端部的布轮和布轮电机、及传动连接布轮和布轮电机的布轮传动部件，布轮连接架的中部位置通过第二销轴与机头水平滑台铰接配合，布轮***设置有布轮罩壳，布轮罩壳上设置有第二液体蜡加注装置。
3.根据权利要求2所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述机头上下摆动传动组件包括有麻轮连接架摆动传动部件和布轮连接架摆动传动部件，其中：所述麻轮连接架摆动传动部件包括有通过第一摆动连接座设置于机头水平滑台的第一摆动步进电机、与第一摆动步进电机输出轴连接的第一滚珠丝杆、通过第二摆动连接座设置于麻轮连接架上且与第一滚珠丝杆螺接传动配合的第一丝杆螺母；所述布轮连接架摆动传动部件包括有通过第三摆动连接座设置于机头水平滑台的第二摆动步进电机、与第二摆动步进电机输出轴连接的第二滚珠丝杆、通过第四摆动连接座设置于布轮连接架上且与第二滚珠丝杆螺接传动配合的第二丝杆螺母。
4.根据权利要求2或3所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述机头滑移传动组件位于机头水平滑台和机头摆动转台之间，其包括有两组直线导轨滑块组件及一个双轴气缸。
5.根据权利要求2或3所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述机头左右摆动传动组件位于机头支座上，其包括有一偏摆伺服电机及与上述每一机头摆动转台对应连接的若干工位的偏摆减速机，其中，偏摆伺服电机与邻近的一偏摆减速机传动连接，相邻偏摆减速机之间再通过偏摆连接轴同轴线连接。
6.根据权利要求1至3任一所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述每一夹具单元包括有回转支座、设置于回转支座上的夹具安装座、设置于夹具安装座上且左右对称布置的左支撑柱和右支撑柱、通过中间连轴架设在左支撑柱和右支撑柱之间的90度回转夹具座、设置于90度回转夹具座两端的夹具气缸和夹具头、及驱动回转支座和夹具头分别旋转运动的二自由度旋转传动组件。
7.根据权利要求6所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述二自由度旋转传动组件位于夹具支座内部，其包括有上下叠放在一起的回转支座旋转传动组合和夹具头旋转传动组合，其中：所述回转支座旋转传动组合包括有上伺服电机、与上伺服电机连接的上减速机、与上减速机连接的上轴套，上轴套与回转支座连接，上轴套与夹具支座之间设置有起隔离转动的轴承件；所述夹具头旋转传动组合包括有下伺服电机、与下伺服电机连接的下减速机、与下减速机连接的下轴套、位于下轴套内与下轴套传动连接且活动穿过上轴套中部的竖直齿轮轴、位于竖直齿轮轴尾端的直齿轮、位于左支撑柱和右支撑柱内且与直齿轮传动连接配合的伞齿轮传动部件，伞齿轮传动部件的动力输出再与中间连轴传动连接配合，竖直齿轮轴和上轴套之间也设置有起隔离转动的轴承件。
8.根据权利要求7所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述所有夹具单元共用一上伺服电机，相邻工位之间的上减速机通过上传动轴同轴线连接；所述所有夹具单元共用一下伺服电机，相邻工位之间的下减速机通过下传动轴同轴线连接。
9.根据权利要求7或8所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述水平位移组件包括水平前后位移部件和水平左右位移部件，其中：所述水平前后位移部件包括有固定在平板式底座上的固定座、设置在固定座中的前后伺服电机、与前后伺服电机传动连接的前后滚珠丝杆、及通过位于底部的螺母与前后滚珠丝杆传动配合的前后滑座；所述水平左右位移部件设置于前后滑座上，包括有左右伺服电机、与左右伺服电机传动连接的左右滚珠丝杆，及通过位于底部的螺母与左右滚珠丝杆传动配合的左右滑座，左右滑座再与夹具支座连接。
10.根据权利要求1所述新型多工位麻布轮数控抛光机，其特征在于：所述抛光机还设置有整机外罩，该整机外罩设置有检修门和抽风口。
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