CN113770815A - 镜框加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明所设计得到的镜框加工设备，通过合理的设计加工设备及加工方法，将用于内孔加工的一号主工装夹具作为主要的输送设备，串联上料架、一号加工位和二号加工位。同时利用其可在X轴上平移的特性，直接与一号加工主轴配合，承担加工过程中的X轴方向上的位移工作，不但提高了工作的效率，还节省了一套一号加工主轴X平移设备及驱动装置。另一方面，通过设置不同类型的多个电主轴刀头，完全适配了镜框内孔和外框的加工，同时根据不同的加工情况，设置不同的电主轴刀头轮换方式，有效提高了换到效率，并节省设备的生产成本。综上所述，这种镜框加工设备具有设计合理，精度准确，效率高，全自动化的特点。

Description

镜框加工设备

技术领域

本发明涉及一种加工设备，特别是一种使用镜框加工设备的镜框加工设备。

背景技术

在现有技术中，板材镜框的每条轮廓线的加工都需要经过多道工序加工。多道工序通过换刀完成则无法避免的浪费了换刀的时间。如果通过更换加工位置，则板材需要重新装夹，也会影响加工的效率，特别是加工镜架的镜框外框曲线时，由于夹具较为复杂，更换加工位置更会浪费大量的时间。同时换刀意味着需要设置对应的刀具架，为整个设备增加了成本。

另一方面，镜框的加工需要完成内孔加工和外框的加工两道工序，每道加工工序至少需要四轴的运动，同时为了保证工件在两道加工工序之间的移动，还需要额外的平移机构，导致整个设备的驱动装置众多，最终是的生产设备的成本增加。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种在保证加工效果的同时，将板材的移动、刀头的动作尽量合并简化的镜框加工设备。

为了到达上述目的，本发明设计的镜框加工设备，其使用的加工设备包括机架板、至少两个对应的工位、与两个工位对应的两套加工主轴，其中：

所述的机架板上部的一边固定设置有一号Z轴升降平台，在一号Z轴升降平台上通过滑轨设置有一号Y轴平移平台，在一号Y轴平移平台上通过滑轨设置有一号刀架悬臂，一号刀架悬臂的活动端伸出到机架板的前侧并连接有一号加工主轴；

机架板下底面上设置有X轴平移滑轨，X轴平移滑轨上通过滑块连接有主连接悬臂，且主连接悬臂上连接有X轴平移滑轨驱动装置，主连接悬臂的一端伸出到机架板的前侧并设置有一号主工装夹具，且一号主工装夹具的位置与一号加工主轴的位置对应，所述的一号主工装夹具包括一号Z轴旋转台、一号夹具升降台和夹爪，所述的一号Z轴旋转台直接设置在主连接悬臂上，一号夹具升降台设置在一号Z轴旋转台上，所述的夹爪对称设置在一号夹具升降台的两侧；

机架板上部的另一边设置有二号X轴平移平台，二号X轴平移平台上通过滑轨设置有二号Z轴升降平台，在二号Z轴升降平台上通过滑轨设置有二号Y轴平移平台，在二号Y轴平移平台上通过滑轨设有二号刀架悬臂，二号刀架悬臂的活动端伸出到机架板的前侧并连接有二号加工主轴；

机架板上部靠近二号X轴平移平台的位置通过轴承座及轴承设置有旋转轴，旋转轴的一端伸出到机架板的前侧并设置有二号工装夹具，且二号工装夹具的位置与二号加工主轴的位置对应，所述的二号工装夹具包括二号Y轴翻转台、二号Z轴旋转台和胀紧柱，所述的二号Y轴翻转台与旋转轴同步转动，所述的二号Z轴旋转台设置在二号Y轴翻转台上，所述的胀紧柱两个一组，至少两组对称设置在二号Z轴旋转台上；

机架板的前侧还设有上料架，且上料架相对于一号主工装夹具更远离机架板。

这种技术方案的特点是在一台设备上左右分置两个加工工位，分别对应加工镜框的外框和内孔。其中一号主工装夹具不但承担了加工内孔时夹具的作用，进一步的还承担了从下料装置上夹取板材，以及输送板材到二号工装夹具上的工作，更近一步的是还与一号加工主轴配合承担了加工过程中X轴平移动作。

为了能够一次性的完成镜框内孔的加工，所述的一号刀架悬臂的前端设置一号刀头板，一号刀头板的正面水平阵列有多个滑轨，每个滑轨上均通过滑动副设置有刀头座，每个刀头座上设置有一个一号电主轴刀头，所述的一号刀头板上底面上设有与刀头座数量对应对的刀头升降气缸，所述的刀头升降气缸的活动端与刀头座连接，且每个一号电主轴刀头上设置有不同的刀具。

通过多个刀头的并列设置，并在工作时上下升降避免相互干涉，省去了从刀架自动换刀拆装刀头的时间，提高了换刀效率，也省去了刀架的成本。

通过精确计算成本，并从加工镜框内孔的实际出发，所述的一号刀头板水平阵列有三个滑轨。

为了能够一次性完成镜框外框的加工，所述的二号刀架悬臂内设有二号轮转主轴，二号轮转主轴的前端配合设置有二号轮转盘，所述的二号轮转盘的正面圆周均布有多个刀头座，每个刀头座上都固定设置有二号电主轴刀头，每个二号电主轴刀头上设有不同的刀具，且二号刀架悬臂上固定设有轮转驱动机构。

通过多个刀头的轮转设置，省去了从刀架自动换刀拆装刀头的时间，提高了换刀效率，也省去了刀架的成本。

考虑到镜框外框曲面加工的复杂性，所述的二号轮转盘上设有六个刀头座，所述的轮转驱动机构为伺服电机。所述的轮转驱动机构、二号轮转主轴和二号轮转盘组成行星轮系，其中轮转驱动机构对应小行星轮，二号轮转主轴对应太阳轮，二号轮转盘对应齿圈。通过伺服电机以及行星轮系的设置，能保证轮转的稳定性，以及轮转到位的精确性。

为了保证镜框内孔加工时夹持的稳定性，所述的一号夹具升降台通过一号夹具平移平台设置在一号Z轴旋转台上，所述的X轴平移滑轨上通过滑块连接有副连接悬臂，所述的副连接悬臂的一端伸出到机架板的前侧并设置有一号副工装夹具，且一号副工装夹具的在Y轴方向的位置与一号主工装夹具对应并与一号主工装夹具同步运动。

通过一号夹具平移平台的设置，使得一号主工装夹具从上料架上夹取板材时做平移***动作，使得夹取更佳的顺畅。同时还能与一号副工装夹具配合，控制板材***到一号副工装夹具的夹爪中，保证了固定的效果。

本发明所设计得到的镜框加工设备，通过合理的设计加工设备及加工方法，将用于内孔加工的一号主工装夹具作为主要的输送设备，串联上料架、一号加工位和二号加工位。同时利用其可在X轴上平移的特性，直接与一号加工主轴配合，承担加工过程中的X轴方向上的位移工作，不但提高了工作的效率，还节省了一套一号加工主轴X平移设备及驱动装置。另一方面，通过设置不同类型的多个电主轴刀头，完全适配了镜框内孔和外框的加工，同时根据不同的加工情况，设置不同的电主轴刀头轮换方式，有效提高了换到效率，并节省设备的生产成本。综上所述，这种镜框加工设备具有设计合理，精度准确，效率高，全自动化的特点。

附图说明

图1是实施例1的镜框加工设备立体图。

图2是实施例1的镜框加工设备拆去罩壳部分的的立体图。

图3是实施例1的镜框加工设备俯视图。

图4是实施例1的一号主工装夹具与机架板配合的仰视图。

图5是实施例1的一号加工主轴的放大立体图。

图6是实施例1的二号加工主轴放大立体图。

图7是实施例1步骤c，一号主工装夹具向二号工装夹具装料的状态示

意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。描述中所述的XYZ轴的方向，如图1罩壳上标识所示。

实施例1。

如图1、图2、图3所示，本实施例描述的一种镜框加工设备，其使用的加工设备包括机架板1、两个对应的工位、与两个工位对应的两套加工主轴，其中：

所述的机架板1上部的一边固定设置有一号Z轴升降平台2，在一号Z轴升降平台2上通过滑轨设置有一号Y轴平移平台3，在一号Y轴平移平台3上通过滑轨设置有一号刀架悬臂4；如图6所示，一号刀架悬臂4的前端设置一号刀头板5，一号刀头板5的正面水平阵列有三个滑轨，每个滑轨上均通过滑动副设置有刀头座6，每个刀头座6上设置有一个一号电主轴刀头7，所述的一号刀头板5上底面上设有与刀头座6数量对应对的刀头升降气缸8，所述的刀头升降气缸8的活动端与刀头座6连接，且每个一号电主轴刀头7上设置有不同的刀具；

如图4所示，机架板1下底面上设置有X轴平移滑轨9，X轴平移滑轨9上通过滑块连接有主连接悬臂10，且主连接悬臂10上连接有X轴平移滑轨驱动装置11，主连接悬臂10的一端伸出到机架板1的前侧并设置有一号主工装夹具12，且一号主工装夹具12的位置与一号加工主轴的位置对应，所述的一号主工装夹具12包括一号Z轴旋转台13、一号夹具升降台14、一号夹具平移平台15和夹爪16，所述的一号Z轴旋转台13直接设置在主连接悬臂10上，所述的一号夹具升降台14通过一号夹具平移平台15设置在一号Z轴旋转台13上，所述的夹爪16对称设置在一号夹具升降台14的两侧；所述的X轴平移滑轨9上通过滑块连接有副连接悬臂17，所述的副连接悬臂17的一端伸出到机架板1的前侧并设置有一号副工装夹具18，且一号副工装夹具18的在Y轴方向的位置与一号主工装夹具12对应并与一号主工装夹具12同步运动；

机架板1上部的另一边设置有二号X轴平移平台19，二号X轴平移平台19上通过滑轨设置有二号Z轴升降平台20，在二号Z轴升降平台20上通过滑轨设置有二号Y轴平移平台21，在二号Y轴平移平台21上通过滑轨设有二号刀架悬臂22；如图5所示，所述的二号刀架悬臂22内设有二号轮转主轴23，二号轮转主轴23的前端伸出到机架板1的前侧并配合设置有二号轮转盘24，所述的二号轮转盘24的正面圆周均布有六个刀头座6，每个刀头座6上都固定设置有二号电主轴刀头25，每个二号电主轴刀头25上设有不同的刀具，且二号刀架悬臂22上固定设有轮转驱动机构26；所述的轮转驱动机构26为伺服电机，所述的轮转驱动机构26、二号轮转主轴23和二号轮转盘24组成行星轮系，其中轮转驱动机构26对应小行星轮，二号轮转主轴23对应太阳轮，二号轮转盘24对应齿圈。

机架板1上部靠近二号X轴平移平台19的位置通过轴承座及轴承设置有旋转轴27，旋转轴27的一端伸出到机架板1的前侧并设置有二号工装夹具28，且二号工装夹具28的位置与二号加工主轴的位置对应，所述的二号工装夹具28包括二号Y轴翻转台29、二号Z轴旋转台30和胀紧柱31，所述的二号Y轴翻转台29与旋转轴27同步转动，所述的二号Z轴旋转台30设置在二号Y轴翻转台29上，所述的胀紧柱31两个一组，两组共4个胀紧柱31对称设置在二号Z轴旋转台30上；

机架板1的前侧还设有上料架32，且上料架32相对于一号主工装夹具12更远离机架板1。

加工时包括以下步骤：

a.取料：一号主工装夹具12首先平移旋转角度使得夹爪16的方向与上料架32对应，然后一号主工装夹具12通过X轴平移滑轨驱动装置11的驱动平移到上料架32附近，通过一号夹具平移平台15的驱动，延Y轴方向靠近上料架32并取料后退回，然后平移旋转180度使得第二个夹爪16对应上料架32并夹取第二块板材，接着一号主工装夹具12再次平移旋转90度完成取料；

b.内孔加工：夹取有两块板材的一号主工装夹具12通过X轴平移滑轨驱动装置11的驱动平移到一号加工主轴的下方，同时一号主工装夹具12通过一号夹具平移平台15的驱动靠近一号副工装夹具18，从而使得一号主工装夹具12和一号副工装夹具18从板材的两侧固定住板材；开动设置有对应刀具的第一个一号电主轴刀头7，同时开动的第一个一号电主轴刀头7在对应的刀头升降气缸8驱动下下降一定距离，作为一号加工主轴开始第一次加工；并由一号Z轴升降平台2、一号Y轴平移平台3以及X轴平移滑轨9三者相互配合形成板材与一号加工主轴在XYZ方向的相对运动，当第一次加工完成后，第一个一号电主轴刀头7在对应的刀头升降气缸8的驱动下上升，同时第二个一号电主轴刀头7在对应的刀头升降气缸8驱动下下降一定距离，作为一号加工主轴开始第二次加工，并依次类推，直至完成第一块板材所有内孔加工；完成第一块板材的内孔加工，然后一号主工装夹具12平移旋转180度，用相同的方式完成第二块板材的内孔加工，最后通过一号夹具升降台14将一号主工装夹具12抬起到一定高度：

c.板材转运：如图7所示，一号主工装夹具12保持高度，并在X轴平移滑轨驱动装置11的驱动下平移到二号工装夹具28一侧，并保证板材加工完成的内孔与胀紧柱31的位置对应，然后一号主工装夹具12下降，使得第一块板材安装到二号工装夹具28上，接着一号主工装夹具12再次抬起到一定高度，一号主工装夹具12和二号工装夹具28同时平移旋转180度，使得一号主工装夹具12上的第二块板材的位置与二号工装夹具28上空置的位置对应，完成第二块板材的安装；最后一号主工装夹具12平移旋转90度，并在X轴平移滑轨驱动装置11的驱动下平移到取料位置；

d.外框加工：先通过轮转驱动机构26将对应刀具的第一个二号电主轴刀具旋转到竖直位置，再开动第一个二号电主轴刀具作为二号加工主轴开始第一次加工，并由二号X轴平移平台19、二号Z轴升降平台20、二号Y轴平移平台21以及二号Y轴翻转台29四者相互配合，形成板材与二号加工主轴在XYZ方向以及Y轴旋转方向的相对运动，完成第一块板材的第一次外框曲面加工；当完成第一次加工后，通过轮转驱动机构26驱动第二个二号电主轴刀具旋转到竖直位置，进行第二次加工，依次类推直至完成第一块板材的外框加工，然后二号工装夹具28平移旋转180度，用相同的方式完成第二块板材的外框曲面加工，最后从二号工装夹具28上释放两块加工完成的板材。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种镜框加工设备，其使用的加工设备包括机架板、至少两个对应的工位、与两个工位对应的两套加工主轴，其特征是：

所述的机架板上部的一边固定设置有一号Z轴升降平台，在一号Z轴升降平台上通过滑轨设置有一号Y轴平移平台，在一号Y轴平移平台上通过滑轨设置有一号刀架悬臂，一号刀架悬臂的活动端伸出到机架板的前侧并连接有一号加工主轴；

机架板下底面上设置有X轴平移滑轨，X轴平移滑轨上通过滑块连接有主连接悬臂，且主连接悬臂上连接有X轴平移滑轨驱动装置，主连接悬臂的一端伸出到机架板的前侧并设置有一号主工装夹具，且一号主工装夹具的位置与一号加工主轴的位置对应，所述的一号主工装夹具包括一号Z轴旋转台、一号夹具升降台和夹爪，所述的一号Z轴旋转台直接设置在主连接悬臂上，一号夹具升降台设置在一号Z轴旋转台上，所述的夹爪对称设置在一号夹具升降台的两侧；

机架板上部的另一边设置有二号X轴平移平台，二号X轴平移平台上通过滑轨设置有二号Z轴升降平台，在二号Z轴升降平台上通过滑轨设置有二号Y轴平移平台，在二号Y轴平移平台上通过滑轨设有二号刀架悬臂，二号刀架悬臂的活动端伸出到机架板的前侧并连接有二号加工主轴；

机架板上部靠近二号X轴平移平台的位置通过轴承座及轴承设置有旋转轴，旋转轴的一端伸出到机架板的前侧并设置有二号工装夹具，且二号工装夹具的位置与二号加工主轴的位置对应，所述的二号工装夹具包括二号Y轴翻转台、二号Z轴旋转台和胀紧柱，所述的二号Y轴翻转台与旋转轴同步转动，所述的二号Z轴旋转台设置在二号Y轴翻转台上，所述的胀紧柱两个一组，至少两组对称设置在二号Z轴旋转台上；

机架板的前侧还设有上料架，且上料架相对于一号主工装夹具更远离机架板。

2.根据权利要求1所述的镜框加工设备，其特征是所述的一号刀架悬臂的前端设置一号刀头板，一号刀头板的正面水平阵列有多个滑轨，每个滑轨上均通过滑动副设置有刀头座，每个刀头座上设置有一个一号电主轴刀头，所述的一号刀头板上底面上设有与刀头座数量对应对的刀头升降气缸，所述的刀头升降气缸的活动端与刀头座连接，且每个一号电主轴刀头上设置有不同的刀具。

3.根据权利要求2所述的镜框加工设备，其特征是所述的一号刀头板水平阵列有三个滑轨。

4.根据权利要求1所述的镜框加工发放，其特征是所述的二号刀架悬臂内设有二号轮转主轴，二号轮转主轴的前端配合设置有二号轮转盘，所述的二号轮转盘的正面圆周均布有多个刀头座，每个刀头座上都固定设置有二号电主轴刀头，每个二号电主轴刀头上设有不同的刀具，且二号刀架悬臂上固定设有轮转驱动机构。

5.根据权利要求4所述的镜框加工设备，其特征是所述的二号轮转盘上设有六个刀头座，所述的轮转驱动机构为伺服电机，所述的轮转驱动机构、二号轮转主轴和二号轮转盘组成行星轮系，其中轮转驱动机构对应小行星轮，二号轮转主轴对应太阳轮，二号轮转盘对应齿圈。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的镜框加工设备，其特征是所述的一号夹具升降台通过一号夹具平移平台设置在一号Z轴旋转台上，所述的X轴平移滑轨上通过滑块连接有副连接悬臂，所述的副连接悬臂的一端伸出到机架板的前侧并设置有一号副工装夹具，且一号副工装夹具的在Y轴方向的位置与一号主工装夹具对应并与一号主工装夹具同步运动。

Images