CN114905372A - 一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，包括床身、移动机构、翻转夹持机构、磨削机构、可视装置及上下料机器人，移动机构通过固定台面设置于床身上表面的一侧，翻转夹持机构设置于移动机构的顶端，磨削机构及上下料机器人设置于床身上表面的另一侧，可视装置设置于磨削机构及翻转夹持机构的上方位置，磨削机构内侧设置有接触式探针，本发明结构合理，操作简易，提升了丝锥生产效率，大幅度提高了丝锥端面凸顶尖的去除精度，实现随机放置丝锥的螺纹起始点的精确定位，从而能对丝锥螺纹起始点的不完整齿进行精确去除磨削，实现全自动无人化生产，从而可以全密闭生产，有利于环保，提升生产效率，降低生产成本。

Description

一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床
技术领域
本发明涉及丝锥制造生产自动化磨床技术领域，是一种新型全自动数控精密磨床，以实现丝锥端面精确加工以及不完整齿去除的精密磨床，设备适用于各种类型丝锥的端面及不完整齿加工，具体为一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床。
背景技术
由于产品的螺纹加工要求提升，螺纹与孔底部的空间越来越小，这意味着丝锥端面原有的工艺凸顶尖已经对丝锥攻牙造成影响，必须将该工艺顶尖去除方可使用。另一方面由于产品要求，丝锥的引导牙被做得越来越短，丝锥的端面也不允许有任何多余的无效部分占用空间，这就造成了导向牙的第一齿形成了一个不完整齿的起头，这个不完整齿在丝锥攻牙时必然发生崩缺，导致丝锥损坏，如图5-6所示。目前业内应对的方法只有将丝锥的工艺尖头手工磨去或放在夹具内用工具磨床粗略并有保留的去除。这显然达不到精确的程度。而针对丝锥导向牙起始第一齿不完整齿的去除，由于现没有一种的设备能在不依靠治具情况下对丝锥随机上机做到去除不完整齿的功能，让该工艺成为难度极高，效率低下，增加成本，不良率高的一道工序，所以多数业内企业为降低成本提高效率，普遍放弃了这道工序，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，操作简易，提升了丝锥生产效率，大幅度提高了丝锥端面凸顶尖的去除精度，实现随机放置丝锥的螺纹起始点的精确定位，从而能对丝锥螺纹起始点的不完整齿进行精确去除磨削，实现全自动无人化生产，从而可以全密闭生产，有利于环保，提升生产效率，降低生产成本，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，包括床身、移动机构、翻转夹持机构、磨削机构、可视装置及上下料机器人，所述移动机构通过固定台面设置于床身上表面的一侧，所述翻转夹持机构设置于移动机构的顶端，所述磨削机构及上下料机器人设置于床身上表面的另一侧，所述可视装置设置于磨削机构及翻转夹持机构的上方位置；
所述移动机构包括X轴移动组件及Y轴移动组件，所述X轴移动组件设置于床身上表面，所述Y轴移动组件设置于X轴移动组件上端、且所述Y轴移动组件水平位置的移动方向与X轴移动组件水平位置的移动方向相互垂直；
所述翻转夹持机构包括翻转夹持头及C轴伺服电机，所述翻转夹持头通过联动带与C轴伺服电机相连；
所述磨削机构包括砂轮主轴电机、砂轮主轴及砂轮，所述砂轮主轴电机及砂轮主轴均通过砂轮架平台设置于床身上端，所述砂轮架平台靠近移动机构一端设置有接触式探针，所述砂轮主轴一端设置有砂轮，所述砂轮主轴另一端通过联动带与砂轮主轴电机相连。
优选的，本发明提供的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其中，所述X轴移动组件包括X轴台面、X轴伺服电机、X轴滚珠丝杠及X轴导轨，所述X轴伺服电机及X轴导轨均设置于固定台面上表面，所述X轴滚珠丝杠通过支座设置于固定台面上表面，所述X轴滚珠丝杠与X轴伺服电机的输出轴相连，所述X轴台面下表面通过X轴导轨垫块与滑块相连并通过滑块与X轴导轨滑动连接，该结构的X轴移动组件通过X轴伺服电机实现X轴台面沿X轴移动。
优选的，本发明提供的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其中，所述Y轴移动组件包括Y轴台面、Y轴伺服电机、Y轴滚珠丝杠及Y轴导轨，所述Y轴伺服电机及Y轴导轨均设置于X轴台面上表面，所述Y轴滚珠丝杠通过支座设置于X轴台面上表面，所述Y轴滚珠丝杠与Y轴伺服电机的输出轴相连，所述Y轴台面下表面通过Y轴导轨垫块与滑块相连并通过滑块Y轴导轨滑动连接，所述Y轴台面与X轴台面的运动方向相互垂直，该结构的Y轴移动组件通过Y轴伺服电机实现Y轴台面沿Y轴移动。
优选的，本发明提供的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其中，所述翻转夹持头包括C轴回转座、C轴回转气缸及丝锥夹套，所述C轴回转座通过螺钉固定于Y轴台面上表面，所述C轴回转座内部通过轴芯与C轴回转气缸通相连，所述C轴回转气缸与丝锥夹套相连接，所述C轴伺服电机输出轴上以及轴芯远离C轴回转气缸一端均安装有第一带轮，所述C轴回转座通过联动带与轴芯相联动相连，通过C轴回转气缸绕轴芯转动，实现收紧丝锥夹套的同时，还能通过联动带与C轴伺服电机联动。
优选的，本发明提供的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其中，所述砂轮主轴电机及砂轮主轴的同一端均设置有第二带轮且通过联动带相连，以实现砂轮主轴与砂轮主轴电机的联动。
优选的，本发明提供的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其中，所述可视装置采用CCD影像仪，所述可视装置通过吊架固定于高处，实现可视装置的安装固定。
优选的，本发明提供的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其中，所述上下料机器人采用六轴机器人，保证上下料的灵活性。
优选的，本发明提供的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其中，所述砂轮通过压盖固定于砂轮主轴端部，便于砂轮的更换。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）实现了丝锥制造领域针对丝锥去除端面凸顶尖以及自动识别丝锥螺纹起始点并精确去除不完整齿的全自动化数控精确加工，操作简易，提升了丝锥生产效率。
（2）通过数控闭环***控制加伺服三轴联动加探针定位，大幅度提高了丝锥端面凸顶尖的去除精度。
（3）通过数控闭环***控制加伺服三轴联动加CCD捕捉定位，实现随机放置丝锥的螺纹起始点的精确定位，从而能对丝锥螺纹起始点的不完整齿进行精确去除磨削。
（4）通过数控闭环***控制加六轴机器人，实现全自动无人化生产，从而可以全密闭生产，有利于环保，提升生产效率，降低生产成本。
（5）通过该设备摆脱原有依靠人工的不精确去除工艺，实现该工艺在丝锥的制造过程中的稳定性、一致性，提升了丝锥的产量、生产的合格率以及丝锥的品质。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明正视结构示意图；
图3为本发明俯视结构示意图；
图4为本发明侧视结构示意图；
图5为未去顶尖丝锥示意图；
图6为去顶尖未去不完整齿丝锥示意图；
图7为去顶尖去不完整齿丝锥结构示意图。
图中：床身1、移动机构2、翻转夹持机构3、磨削机构4、可视装置5、上下料机器人6、固定台面7、接触式探针8、X轴台面201、X轴伺服电机202、X轴滚珠丝杠203、X轴导轨204、X轴导轨垫块205、Y轴台面206、Y轴伺服电机207、Y轴滚珠丝杠208、Y轴导轨209、Y轴导轨垫块210、C轴伺服电机301、C轴回转座302、C轴回转气缸303、丝锥夹套304、第一带轮305、砂轮主轴电机401、砂轮主轴402、砂轮403、砂轮架平台404、第二带轮405。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；
需要说明的是，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“两侧”、“一端”、“另一端”“左”“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，包括床身1、移动机构2、翻转夹持机构3、磨削机构4、可视装置5及上下料机器人6，移动机构2通过固定台面7设置于床身1上表面的一侧，翻转夹持机构3设置于移动机构2的顶端，磨削机构4及上下料机器人6设置于床身1上表面的另一侧，可视装置5设置于磨削机构4及翻转夹持机构3的上方位置，可视装置5采用CCD影像仪，可视装置5通过吊架固定于高处，上下料机器人6采用六轴机器人；
移动机构2包括X轴移动组件及Y轴移动组件，X轴移动组件设置于床身1上表面，Y轴移动组件设置于X轴移动组件上端、且Y轴移动组件水平位置的移动方向与X轴移动组件水平位置的移动方向相互垂直，X轴移动组件包括X轴台面201、X轴伺服电机202、X轴滚珠丝杠203及X轴导轨204，X轴伺服电机202及X轴导轨204均设置于固定台面7上表面，X轴滚珠丝杠203通过支座设置于固定台面7上表面，X轴滚珠丝杠203与X轴伺服电机202的输出轴相连，X轴台面201下表面通过X轴导轨垫块205与滑块相连并通过滑块与X轴导轨204滑动连接，Y轴移动组件包括Y轴台面206、Y轴伺服电机207、Y轴滚珠丝杠208及Y轴导轨209，Y轴伺服电机207及Y轴导轨209均设置于X轴台面201上表面，Y轴滚珠丝杠208通过支座设置于X轴台面201上表面，Y轴滚珠丝杠208与Y轴伺服电机207的输出轴相连，Y轴台面206下表面通过Y轴导轨垫块210与滑块相连并通过滑块Y轴导轨209滑动连接，Y轴台面206与X轴台面201的运动方向相互垂直；
翻转夹持机构3包括翻转夹持头及C轴伺服电机301，翻转夹持头通过联动带与C轴伺服电机301相连，翻转夹持头包括C轴回转座302、C轴回转气缸303及丝锥夹套304，C轴回转座302通过螺钉固定于Y轴台面206上表面，C轴回转座302内部通过轴芯与C轴回转气缸303通相连，C轴回转气缸303与丝锥夹套304相连接，C轴伺服电机301输出轴上以及轴芯远离C轴回转气缸303一端均安装有第一带轮305，C轴回转座302通过联动带与轴芯相联动相连；
磨削机构4包括砂轮主轴电机401、砂轮主轴402及砂轮403，砂轮主轴电机401及砂轮主轴402均通过砂轮架平台404设置于床身1上端，砂轮架平台404靠近移动机构2一端设置有接触式探针8，砂轮主轴402一端设置有砂轮403，砂轮403通过压盖固定于砂轮主轴402端部，砂轮主轴402另一端通过联动带与砂轮主轴电机401相连，砂轮主轴电机401及砂轮主轴402的同一端均设置有第二带轮405且通过联动带相连。
安装方法：将X轴伺服电机202及X轴导轨204均通过螺钉安装在固定台面7表面，接着将X轴滚珠丝杠203通过支座设置在固定台面7表面，并将X轴滚珠丝杠203与X轴台面201底端的联动块相连，通过X轴滚珠丝杠203实现X轴台面201的移动，接着将Y轴伺服电机207及Y轴导轨209均通过螺钉安装在X轴台面201表面，并将Y轴滚珠丝杠208与Y轴台面206底端的联动块相连，通过Y轴滚珠丝杠208实现Y轴台面206的移动，随后将C轴回转座302及C轴伺服电机301通过螺钉固定在Y轴台面206上表面，随后将通过螺钉固定于C轴回转座302上，将丝锥夹套304固定于C轴回转座302并与C轴回转气缸303相连，接着将砂轮主轴电机401及砂轮主轴402安装于砂轮架平台404上，并通过联动带使砂轮主轴电机401及砂轮主轴402联动，将接触式探针8安装于砂轮架平台404内侧，再在砂轮主轴402端部安装砂轮403，将上下料机器人6安装在床身1上表面，最后通过吊架将可视装置5安装在床身1上方，并用于对应于接触式探针8的位置，完成安装。
使用步骤：步骤一：通过上下料机器人6抓取丝锥放入丝锥夹套304内并由C轴回转气缸303收紧丝锥夹套304夹持丝锥；步骤二：通过X轴伺服电机202、Y轴伺服电机207移动X轴台面201及Y轴台面206使丝锥位移，通过让丝锥凸顶尖接触探针来获得丝锥X轴、Y轴精确定位；步骤三：通过X轴伺服电机202、Y轴伺服电机207移动丝锥，结合之前测得的丝锥精确X轴、Y轴位置，使丝锥螺纹移动到可视装置5特定位置；步骤四：通过C轴伺服电机301回转轴旋转丝锥，由上方可视装置5以高速捕捉丝锥影像，通过软件对丝锥螺纹影像分析从而确定丝锥螺纹的精确起始角度；步骤五：通过X轴伺服电机202、Y轴伺服电机207移动丝锥到砂轮403磨削位置；步骤六：结合之前测得的丝锥精确X轴、Y轴位置以及丝锥螺纹的精确起始角度，通过X轴伺服电机202、Y轴伺服电机207及C轴伺服电机301三轴联动，让丝锥以特定的位置及角度进行对丝锥端面凸顶尖去除磨削以及对丝锥螺纹起始点不完整齿的去除磨削；步骤七：磨削完成后，通过X轴伺服电机202、Y轴伺服电机207移动丝锥到换料点，由上下料机器人6换料并开始下一支丝锥磨削。
本发明结构合理，实现了丝锥制造领域针对丝锥去除端面凸顶尖以及自动识别丝锥螺纹起始点并精确去除不完整齿的全自动化数控精确加工，操作简易，提升了丝锥生产效率；通过数控闭环***控制加伺服三轴联动加探针定位，大幅度提高了丝锥端面凸顶尖的去除精度；通过数控闭环***控制加伺服三轴联动加CCD捕捉定位，实现随机放置丝锥的螺纹起始点的精确定位，从而能对丝锥螺纹起始点的不完整齿进行精确去除磨削，如图7所示；通过数控闭环***控制加六轴机器人，实现全自动无人化生产，从而可以全密闭生产，有利于环保，提升生产效率，降低生产成本；通过该设备摆脱原有依靠人工的不精确去除工艺，实现该工艺在丝锥的制造过程中的稳定性、一致性，提升了丝锥的产量、生产的合格率以及丝锥的品质。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
最后所要说明的是：以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其特征在于：包括床身（1）、移动机构（2）、翻转夹持机构（3）、磨削机构（4）、可视装置（5）及上下料机器人（6），所述移动机构（2）通过固定台面（7）设置于床身（1）上表面的一侧，所述翻转夹持机构（3）设置于移动机构（2）的顶端，所述磨削机构（4）及上下料机器人（6）设置于床身（1）上表面的另一侧，所述可视装置（5）设置于磨削机构（4）及翻转夹持机构（3）的上方位置；
所述移动机构（2）包括X轴移动组件及Y轴移动组件，所述X轴移动组件设置于床身（1）上表面，所述Y轴移动组件设置于X轴移动组件上端、且所述Y轴移动组件水平位置的移动方向与X轴移动组件水平位置的移动方向相互垂直；
所述翻转夹持机构（3）包括翻转夹持头及C轴伺服电机（301），所述翻转夹持头通过联动带与C轴伺服电机（301）相连；
所述磨削机构（4）包括砂轮主轴电机（401）、砂轮主轴（402）及砂轮（403），所述砂轮主轴电机（401）及砂轮主轴（402）均通过砂轮架平台（404）设置于床身（1）上端，所述砂轮架平台（404）靠近移动机构（2）一端设置有接触式探针（8），所述砂轮主轴（402）一端设置有砂轮（403），所述砂轮主轴（402）另一端通过联动带与砂轮主轴电机（401）相连。
2.根据权利要求1所述的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其特征在于：所述X轴移动组件包括X轴台面（201）、X轴伺服电机（202）、X轴滚珠丝杠（203）及X轴导轨（204），所述X轴伺服电机（202）及X轴导轨（204）均设置于固定台面（7）上表面，所述X轴滚珠丝杠（203）通过支座设置于固定台面（7）上表面，所述X轴滚珠丝杠（203）与X轴伺服电机（202）的输出轴相连，所述X轴台面（201）下表面通过X轴导轨垫块（205）与滑块相连并通过滑块与X轴导轨（204）滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其特征在于：所述Y轴移动组件包括Y轴台面（206）、Y轴伺服电机（207）、Y轴滚珠丝杠（208）及Y轴导轨（209），所述Y轴伺服电机（207）及Y轴导轨（209）均设置于X轴台面（201）上表面，所述Y轴滚珠丝杠（208）通过支座设置于X轴台面（201）上表面，所述Y轴滚珠丝杠（208）与Y轴伺服电机（207）的输出轴相连，所述Y轴台面（206）下表面通过Y轴导轨垫块（210）与滑块相连并通过滑块Y轴导轨（209）滑动连接，所述Y轴台面（206）与X轴台面（201）的运动方向相互垂直。
4.根据权利要求1所述的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其特征在于：所述翻转夹持头包括C轴回转座（302）、C轴回转气缸（303）及丝锥夹套（304），所述C轴回转座（302）通过螺钉固定于Y轴台面（206）上表面，所述C轴回转座（302）内部通过轴芯与C轴回转气缸（303）通相连，所述C轴回转气缸（303）与丝锥夹套（304）相连接，所述C轴伺服电机（301）输出轴上以及轴芯远离C轴回转气缸（303）一端均安装有第一带轮（305），所述C轴回转座（302）通过联动带与轴芯相联动相连。
5.根据权利要求1所述的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其特征在于：所述砂轮主轴电机（401）及砂轮主轴（402）的同一端均设置有第二带轮（405）且通过联动带相连。
6.根据权利要求1所述的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其特征在于：所述可视装置（5）采用CCD影像仪，所述可视装置（5）通过吊架固定于高处。
7.根据权利要求1所述的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其特征在于：所述上下料机器人（6）采用六轴机器人。
8.根据权利要求1所述的一种全自动数控丝锥端面及去不完整齿磨床，其特征在于：所述砂轮（403）通过压盖固定于砂轮主轴（402）端部。
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