CN207358869U - 修整单元和数控加工设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于修整磨轮的修整单元,磨轮用于对工件进行加工处理,修整单元包括:机架;第一驱动件,第一驱动件设置在机架上并包括第一转轴,第一转轴上能够安装第一修整轮,第一驱动件数控成当第一修整轮与磨轮接合时能够驱动第一转轴以第一预定转速旋转以修整磨轮;及第二驱动件,第二驱动件设置在机架上并包括第二转轴,第二转轴上能够安装第二修整轮,第二驱动件数控成当第二修整轮与第一修整轮接合时能够驱动第二转轴以第二预定转速旋转以修整第一修整轮。本实用新型还提供了一种数控加工设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于修整磨轮的修整单元和一种包括该修整单元的数控加工设备。
背景技术
本部分的内容仅提供了与本实用新型相关的背景信息,其可能并不构成现有技术。
加工设备(例如数控加工设备)中的磨轮会在磨削加工过程中因受到磨损而需要修整或更换。在现有的修整方案中,通常会将磨轮从该加工设备上取下来进行修整。但在对诸如玻璃、陶瓷等硬质材料进行高精度加工的情形下,需要更加频繁地修整磨轮。因而采用上述现有的修整方案会大幅地降低生产效率。
实用新型内容
然而,目前还没有能够解决上述磨轮修整效率低的有效技术手段。
本实用新型的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种修整单元,该修整单元能够以高效的方式修整磨轮,从而提高加工设备的生产效率。
本实用新型的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种修整单元,该修整单元能够提高自身和/或设置有该修整单元的数控加工设备的部件(如磨轮或第一修整轮)的使用寿命。
本实用新型的一个或多个实施方式的又一个目的是提供一种包括上述修整单元的数控加工设备。
本实用新型的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种高效修整磨轮的方法和一种提高修整单元和/或数控加工设备的部件(如磨轮或第一修整轮)的使用寿命的方法。
本实用新型的一个或多个实施方式的又一个目的是提供一种用于上述修整单元的控制器和一种用于上述数控加工设备的控制单元。
根据本实用新型的一个方面,提供了一种用于修整磨轮的修整单元,所述磨轮用于对工件进行加工处理,所述修整单元包括:
机架;
第一驱动件,所述第一驱动件设置在所述机架上并且包括第一转轴,所述第一转轴上能够安装第一修整轮,所述第一驱动件数控成当安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮与所述磨轮接合时能够驱动所述第一转轴以第一预定转速旋转以修整所述磨轮;以及
第二驱动件,所述第二驱动件设置在所述机架上并且包括第二转轴,所述第二转轴上能够安装第二修整轮,所述第二驱动件数控成当安装在所述第二转轴上的第二修整轮与安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮接合时能够驱动所述第二转轴以第二预定转速旋转以修整所述第一修整轮。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种用于修整磨轮的修整单元,所述磨轮用于对工件进行加工处理,所述修整单元包括:
机架;
第一驱动件,所述第一驱动件设置在所述机架上并且包括第一转轴,所述第一转轴上能够安装第一修整轮,所述第一驱动件数控成当安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮与所述磨轮接合时能够驱动所述第一转轴以第一预定转速旋转以修整所述磨轮;以及
挡板,所述挡板能够操作成移位到所述磨轮与所述第一驱动件轮之间。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种数控加工设备,所述数控加工设备包括:基座;设置在所述基座上的磨轮驱动件,所述磨轮驱动件包括磨轮转轴,所述磨轮转轴上能够安装磨轮,所述磨轮驱动件数控成能够驱动安装在所述磨轮转轴上的磨轮对工件进行加工处理;以及根据文中所述的修整单元。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种用于修整磨轮的方法,所述方法包括:
当所述磨轮加工了预定数量的工件或者所述磨轮的磨损增量达到预定值时,利用第一修整轮以数控的方式修整磨轮;以及
当所述第一修整轮对所述磨轮进行了预定数量的修整或者所述第一修整轮的磨损增量达到预定值时,利用第二修整轮以数控的方式修整所述第一修整轮。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种用于加工工件的方法,所述方法包括:利用磨轮加工工件;以及当所述磨轮需要修整时,执行文中所述的方法。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种用于修整单元的控制器,其中,所述控制器能够操作成执行文中所述的方法。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种用于数控加工设备的控制单元,其中,所述控制单元能够操作成执行文中所述的方法。
根据本实用新型的一种或多种实施方式的修整单元的优点在于下述至少一者:本申请所涉及的修整单元能够与数控加工设备相结合,以与磨轮相邻设置,从而提供对磨轮的高效修整,特别是高效地在线修整;本申请所涉及的修整单元能够提供高效的线接触式自修整,以提高修整单元的修整效率;本申请所涉及的修整单元能够设置有挡板,以防止其自身操作与磨轮加工操作之间的相互影响,提高自身与磨轮或设置有磨轮的数控加工设备的使用寿命。
根据本实用新型的一种或多种实施方式的数控加工设备、方法、控制器和控制单元同样具有上述优点中的至少一者。
通过本文提供的说明,其他的应用领域将变得明显。应该理解,本部分中描述的特定示例和实施方式仅出于说明目的而不是试图限制本实用新型的范围。
附图说明
这里所描述的附图仅是出于说明目的而并非意图以任何方式限制本实用新型的范围,附图并非按比例绘制,可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。在附图中:
图1是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的正视图,其中,该数控加工设备设置有修整单元;
图2A是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的立体图;
图2B是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的正视图;
图3A是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的磨轮的立体图;
图3B是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的磨轮的侧视图;
图4是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的第一修整轮的侧视图;
图5是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的第二修整轮的侧视图;
图6是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的正视图,其中,第一修整轮与磨轮相互接合;
图7是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的正视图,其中,第二修整轮与第一修整轮相互接合;
图8是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的正视图,其中,第一修整轮的旋转轴线相对于第二修整轮的旋转轴线倾斜;
图9A是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的侧视图,其中,数控加工设备设置有对刀仪;
图9B是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的正视图,其中,数控加工设备设置有对刀仪;
图10A是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的立体图,其中,挡板处于磨轮与第一修整轮之间;
图10B是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的立体图,其中,挡板未处于磨轮与第一修整轮之间;
图11A是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的俯视立体图,其中,修整单元设置有冷却***;
图11B是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的仰视立体图,其中,修整单元设置有冷却***;
图12A是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的微调机构的侧视图;
图12B是示出了根据本申请的实施方式的修整单元的微调机构的正视图;
图13A是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的左上视角的立体图,其中,该数控加工设备设置有箱体;
图13B是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的右上视角的立体图,其中,该数控加工设备设置有箱体;
图13C是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的正视图,其中,该数控加工设备设置有箱体且所述箱体的一部分被隐藏;以及
图14是示出了根据本申请的实施方式的数控加工设备的用于加工工件的流程图。
应当理解,在所有这些附图中,相应的参考数字指示相似的或相应的零件及特征。出于清楚的目的,未对附图中的所有部件进行标记。
具体实施方式
下文对优选实施方式的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本实用新型。
下面将参照图1至图13A-13C详细描述根据本申请的实施方式的修整单元10以及包括该修整单元10的数控加工设备1。
如图1所示,数控加工设备1可以包括磨轮11、工件台12和基座15,其中,数控加工设备1可以数字控制各个部件的操作,以实现高效、精确、集成、自动、安全、稳定的加工等有益技术效果。基座15具有一定的重量并可以坐置在生产车间的地面上,以为数控加工设备1提供良好的稳定性。工件台12可以设置在基座15上并相对于基座15固定或可移动,以支承待加工的工件。磨轮11可以经由机器人臂(未标识)等支承在基座15上并可以相对于基座15和工件台12在XYZ三个相互垂直的方向中的至少一个方向上移动,以对设置在工件台12上的待加工的工件(未示出)进行加工,例如进行磨削加工。为便于对磨轮11进行快速(在线)修整,数控加工设备1还可以设置有修整单元10。如图1所示,数控加工设备1还可以包括磨轮驱动件13,以驱动磨轮11绕磨轮11的旋转轴线11X(见图3)旋转。特别地,磨轮驱动件13可以包括磨轮转轴(未标识),磨轮11可以安装在磨轮转轴上,磨轮驱动件13例如由控制单元19数控成能够驱动安装在磨轮转轴上的磨轮11对工件进行加工处理。可以理解,当磨轮11安装在磨轮转轴上时,磨轮11可以相对于磨轮转轴固定。
如图2A和图2B所示,修整单元10可以独立地形成单个单元,其中,该修整单元10可以包括机架130以及设置在机架130上的第一修整轮110。该第一修整轮110构造成在磨轮11(因受磨损而)需要修整时能够与磨轮11相向移动(例如磨轮11能够朝向第一修整轮110移动)以彼此接合,从而对磨轮11进行修整。优选地,修整单元10还可以包括第二修整轮120,第二修整轮120构造成在第一修整轮110(因修整磨轮11而受磨损后)需要修整时能够与第一修整轮110相向移动(例如第二修整轮120能够朝向第一修整轮110移动)以彼此接合,从而修整第一修整轮110。在其他优选实施方式中,修整单元10的各个部件可以均各自单独地集成到数控加工设备1中。在该实施方式中,修整单元10的机架130构成数控加工设备1的基座15的一部分。
在本实施方式中,机架130可以通过修整单元调节机构(未示出)连接至基座15,所述修整单元调节机构能够调节机架130相对于基座15的位置。当机架130安装到基座15上时,第一修整轮110的旋转轴线110X可以设置成相对于基座15固定,且第一修整轮110在第一修整轮110的旋转轴线110X的方向上相对于基座15的位置固定,由此可以简化在修整过程中对磨轮或第二修整轮的运动控制,但是本申请不限于此。
在本实施方式中,假设第二修整轮120能够朝向第一修整轮110移动,那么第二修整轮120可以借助于移位机构160连接至机架130,以实现第二修整轮120朝向及远离第一修整轮110的移位运动。特别地,该移位机构160能够操作成使第二修整轮120沿与第二修整轮120的旋转轴线120X(见图5)正交的方向(如图2B所示的水平方向)朝向及远离第一修整轮110移动。
在本实施方式中,该移位机构160可以包括设置在机架130上的轨道组件、丝杠滑块组件和驱动丝杠滑块组件的动力装置(未标识),第二修整轮120能够在所述轨道组件上滑动并且经由所述丝杠滑块组件驱动而进行平移。特别地,驱动丝杠滑块组件的该动力装置可以是伺服电机,以精准地控制第二修整轮的移位。
对于第二修整轮120能够朝向第一修整轮110移动的实施方式中,为进一步简化操作过程,提高操作精度,第一修整轮110可以设置在机架130上使得第一修整轮110仅能够绕第一修整轮110的旋转轴线110X(见图4)旋转而不能相对于机架130平移。
另一方面,如图2A所示,修整单元10还可以包括第一驱动件140和第二驱动件150,第一驱动件140用于驱动第一修整轮110绕第一修整轮110的旋转轴线110X(见图4)旋转,第二驱动件150用于驱动第二修整轮120绕第二修整轮120的旋转轴线120X(见图5)旋转。特别地,第一驱动件140可以包括第一转轴(未标识),第一修整轮110可以安装在第一转轴上,第一驱动件140可以例如由控制器(未示出)数控成当安装在第一转轴上的第一修整轮110与磨轮11接合时驱动第一转轴以第一预定转速旋转以修整磨轮11。同样地,第二驱动件150可以包括第二转轴(未示出),第二修整轮120可以安装在第二转轴上,第二驱动件150可以例如由控制器(未示出)数控成当安装在第二转轴上的第二修整轮120与安装在第一转轴上的第一修整轮110接合时驱动第二转轴以第二预定转速旋转以修整第一修整轮110。可以理解,当第一修整轮110安装在第一转轴上时,第一修整轮110可以相对于第一转轴固定。当第二修整轮120安装在第二转轴上时,第二修整轮120可以相对于第二转轴固定。
第一驱动件140和第二驱动件150可以分别以转速可变且输出扭矩恒定的方式驱动第一修整轮110或第一转轴和第二修整轮120或第二转轴。优选地,第一修整轮110被第二修整轮120修整时的转速与第一修整轮110修整磨轮11时的转速可以相同或不同。特别地,第一驱动件140和第二驱动件150彼此可以大致对置布置。如图2B所示,第一驱动件140布置在下侧而第二驱动件150布置在上侧;当然,在其他实施方式中,第一驱动件140可以布置在上侧而第二驱动件150布置在下侧,从而优化修整单元10的安装空间。此外,第一驱动件140和第二驱动件150的这种布置还可以带来如下技术效果:与第一驱动件和第二驱动件布置在修整轮的同一侧的情形相比,由于第一驱动件140和第二驱动件150分别位于修整轮的两侧,使得第一修整轮110和第二修整轮120的旋转轴线110X和120X之间的最小距离可以设计成尽可能地短而不必考虑第一驱动件和第二驱动件之间因位于同一侧而产生的装配或移动干涉问题。因而,用户可以基于实际生产需求选择具有任意合适直径的修整轮。例如,可以选择直径小于第一驱动件外轮廓的第一修整轮。包括第一转轴的第一驱动件140可以构造为驱动第一修整轮110的第一电主轴(未标识),包括第二转轴的第二驱动件150可以构造为驱动第二修整轮120的第二电主轴(未标识),第一电主轴可以相对于磨轮11布置在下侧而第二电主轴可以相对于磨轮11布置在上侧,反之亦然。特别地,该第一电主轴和第二电主轴的结构取消了带轮传动或齿轮传动,而是由内装式电动机直接驱动,从而将主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”,因而所述电主轴具有较大的刚性,防止操作中发生倾斜和晃动,保证加工和修整精度。在该实施方式中,第一驱动件140还可以与磨轮驱动件13大致对置。例如,相对于磨轮11,第一驱动件140布置在下侧而磨轮驱动件13布置在上侧。类似地,第一驱动件140和磨轮驱动件13的这种对置布置也可以带来如下技术效果:与第一驱动件140和磨轮驱动件13布置在磨轮的同一侧的情形相比,由于第一驱动件140和磨轮驱动件13分别位于磨轮的两侧,使得第一修整轮110和磨轮11的旋转轴线110X和11X之间的最小距离可以设计成尽可能地短而不必考虑第一驱动件与磨轮驱动件之间因位于同一侧而产生的装配或移动干涉问题。因而,用户可以基于实际生产需求选择具有任意合适直径的第一修整轮和磨轮。
磨轮驱动件13、第一驱动件140和第二驱动件150可以操作成使得在第一修整轮110修整磨轮11时,第一修整轮110可以相对于磨轮11同向旋转或反向旋转;在第二修整轮120修整第一修整轮110时,第二修整轮120可以相对于第一修整轮110同向旋转或反向旋转,从而能够更好地适应于不同的修整过程。
在优选实施方式中,第一修整轮110、第二修整轮120和磨轮11的旋转轴线110X、120X和11X可以设置成任意两两之间或三者均彼此平行。
特别地,如图2B所示,第一修整轮110和第二修整轮120可以位于同一水平面中,使得在第一修整轮110需要修整时,第二修整轮120在移位机构160的作用下沿水平方向朝向第一修整轮110移动。需要指出的是,术语“位于同一水平面”可以指的是第一修整轮110和第二修整轮120彼此相接合的对应修整点和被修整点处于同一水平面中,使得第一修整轮110和第二修整轮120仅需作水平移动便可完成上述修整。当然,在其他实施方式中,第二修整轮120还可以沿任何其他方向移动。同样地,磨轮11和第一修整轮110可以设置成位于同一水平面中,使得在磨轮11需要修整时,磨轮11可以沿水平方向朝向第一修整轮110移动。
在第一修整轮110修整磨轮11时,第一修整轮110和磨轮11的接合可以呈线接触的形式,从而提高修整效率。换言之,第一修整轮110在第一修整轮110的接合轮廓线110A(见图4)处与磨轮11接合,而磨轮11在磨轮11的接合轮廓线11A(见图3)处与第一修整轮110接合。
类似地,在第二修整轮120修整第一修整轮110时,第二修整轮120和第一修整轮110的接合也可以呈线接触的形式,使得第二修整轮120在第二修整轮120的接合轮廓线120A(见图5)处与第一修整轮110接合,而第一修整轮110在第一修整轮110的接合轮廓线110A(见图4)处与第二修整轮120接合。
在该优选实施方式中,接合轮廓线110A和接合轮廓线120A以及接合轮廓线110A和接合轮廓线11A彼此接合的部分中的至少一部分可以呈曲线形式。更优选地,接合轮廓线110A的至少一部分与接合轮廓线120A的至少一部分可以大致互补,接合轮廓线11A的至少一部分与接合轮廓线110A的至少一部分可以大致互补。更特别地,接合轮廓线110A、120A和11A可以分别与其各自的旋转轴线110X、120X和11X共面。
在如图3A-3B至图5所示的特定实施方式中,例如在磨轮11用于对工件的边缘进行倒圆角加工的情况下,磨轮11的接合轮廓线11A的至少一部分可以呈凹圆弧形。相应地,第一修整轮110的接合轮廓线110A的至少一部分可以呈与之相配合的凸圆弧形,而第二修整轮120的接合轮廓线120A的至少一部分可以呈与接合轮廓线110A的所述至少一部分相配合的凹圆弧形。特别地,磨轮11的接合轮廓线11A围绕磨轮11的旋转轴线11X形成接合面,且该接合面相对于旋转轴线11X旋转对称。同样地,由第一修整轮110的接合轮廓线110A构成的接合面相对于其旋转轴线110X旋转对称,第二修整轮120的接合轮廓线120A构成的接合面相对于其旋转轴线120X旋转对称。
如图6所示,磨轮驱动件13可以经由移位机构14安装至基座15上,以被移位机构14驱动成能够相对于工件台12移位。特别地,该移位机构14可以操作成将磨轮11朝向第一修整轮110移位以与第一修整轮110接合。
此时,出于加工设计方面的考虑,第一修整轮110所含的磨料的硬度可以小于磨轮11所含的磨料的硬度,且大于磨轮11所含的结合剂的硬度。例如,第一修整轮110可以是碳化硅砂轮或刚玉砂轮,而磨轮可以是金属结合剂金刚石砂轮或立方氮化硼砂轮。另外,第一修整轮110的直径可以大于磨轮11的直径,从而例如提高第一修整轮110的使用寿命;在第一修整轮110修整磨轮11时,第一修整轮110的边缘线速度与磨轮11的边缘线速度之比可以在0.2至5之间,优选地在0.4至0.7之间。
特别地,为了可以在多个方向对磨轮11进行修整,在磨轮11的旋转轴线11X的方向上,第一修整轮110的轴向厚度可以大于等于磨轮11的轴向厚度,以保证磨轮11的整个接合轮廓线11A均能够得到修整。
如图7所示,在第一修整轮110需要修整时,移位机构160可以操作成驱动第二驱动件150及第二修整轮120朝向第一修整轮110移位,以使第二修整轮120和第一修整轮110在各自的接合轮廓线120A和110A处接合。优选地,在第二修整轮120朝向第一修整轮110移动时,第二修整轮120可以优选地沿着与第二修整轮120的旋转轴线120X垂直的方向朝向第一修整轮110移动,即,第二修整轮120在第二修整轮120的旋转轴线120X的方向上相对于第一修整轮110的位置固定不变。更优选地,第二修整轮120和第一修整轮110可以设置在同一水平面中,使得第二修整轮120可以沿水平方向移动以与第一修整轮110接合。
如上所述,移位机构160包括设置在机架130上的轨道组件、丝杠滑块组件和驱动丝杠滑块组件的动力装置。在所述轨道组件上可以进一步设置有下述第一传感器、第二传感器和第三传感器(未示出)中的至少一个:所述第一传感器用于感测第二修整轮120在平移方向上的第一运动极限位置,所述第三传感器用于感测第二修整轮120在所述平移方向上的第二运动极限位置,所述第二传感器用于感测第二修整轮120的初始位置,在该初始位置处,第二修整轮120未对第一修整轮110进行修整。上述传感器可以检测第二修整轮120的移动位置,以确保第二修整轮120的修整精度,并防止第二修整轮120从所述轨道组件上脱落。例如,上述这些传感器可以是非接触式传感器。在其他优选实施方式中,移位机构160可以由绝对编码器操控,以取代传感器实现位置的精确检测。
第一修整轮110所含的磨料的硬度可以小于第二修整轮120所含的磨料的硬度。例如,第一修整轮110可以是碳化硅砂轮或刚玉砂轮,第二修整轮120可以是金刚石滚轮或立方氮化硼滚轮。特别地,第二修整轮120可以由一整块材料制成,也可以覆盖有一层耐磨层。另外,第一修整轮110的直径可以大于第二修整轮120的直径。在第二修整轮120修整第一修整轮110时,第二修整轮120的边缘线速度与第一修整轮110的边缘线速度之比可以在0.2至5之间,优选地在0.2至0.65之间。已经发现,过大或过小的边缘线速度之比会产生修整缺陷,无法达到最佳修整效果。
特别地,为了能在多个方向对第一修整轮110进行修整,在第二修整轮120的旋转轴线120X的方向上,第二修整轮120的轴向厚度可以大于等于第一修整轮110的轴向厚度,以保证第一修整轮110的整个接合轮廓线110A均得到修整。
第一修整轮110能够在线修整磨轮11,且第二修整轮120也能够在线修整第一修整轮110。需要指出的是,术语“第一修整轮在线修整磨轮”至少可以理解为在不将磨轮从磨轮驱动件上取下的情况下和/或在不停止对工件的加工的情况下进行修整。具体地,修整单元10可以设置在磨轮11的移动范围内,使得磨轮11例如在完成一个工件的加工或部分加工后在数控加工设备1的控制下能够移位成与修整单元10的第一修整轮110接合,进而被修整,且该整个修整过程无需将磨轮11停转和/或从数控加工设备1上移除。类似地,“第二修整轮在线修整第一修整轮”至少可以理解为在不将第一修整轮从第一驱动件上取下的情况下和/或在不停止磨轮对工件的加工的情况下进行第二修整轮对第一修整轮的修整,且该整个修整过程无需将第一修整轮停转和/或从第一驱动件上移除。
当然,出于加工等方面的需要,特别是在磨轮、第一修整轮或第二修整轮具有复杂的轮廓时,磨轮11、第一修整轮110和第二修整轮120的旋转轴线11X、110X和120X可以相对彼此倾斜,同时可以保证在第二修整轮120修整第一修整轮110时,第二修整轮120在第二修整轮120的旋转轴线120X的方向上相对于第一修整轮110的位置固定,或者在第一修整轮110修整磨轮11时,磨轮11在磨轮11的旋转轴线11X的方向上相对于第一修整轮110的位置固定。如图8所示,第一修整轮110及第一驱动件140可以经由旋转机构(未示出)支承在机架130上,以允许第一修整轮110及第一驱动件140在如图8的纸面所处的平面中旋转。这允许第一修整轮110以更合适的角度修整磨轮11,也允许第二修整轮120以更合适的角度修整第一修整轮110。在这种情况下,第一修整轮110还可以借助于连接在第一驱动件140与机架130之间的移位机构相对于机架平移,例如沿第一修整轮110的旋转轴线110X的方向或垂直于旋转轴线110X的方向平移,以调整第一修整轮110相对于磨轮11和/或第二修整轮120的位置。
同样地,在其他优选实施方式中,第二修整轮120可以构造成相对于机架130倾斜,磨轮11也可以构造成相对于基座15倾斜。
在图9A和图9B示出的实施方式中,工件台12上还可以设置有对刀仪16。对刀仪16可以在磨轮11被修整后或在磨轮11加工工件前测量磨轮11的精确位置和当前实际直径,以确定磨轮11是否位于适于加工工件的位置并获得磨轮11的实际磨损量,从而精确矫正各个期望控制参数。
修整单元10还可以包括能够操作成移位到磨轮11与第一修整轮110之间的挡板。特别地,该挡板可以在磨轮11加工工件时和/或第二修整轮120修整第一修整轮110时移位到磨轮11与第一修整轮110之间,从而防止上述加工过程和修整过程中的任一过程产生的碎屑对另一过程的干扰。具体地,如图10A和10B所示,修整单元10包括壳体170,壳体170至少可以容置第一修整轮110,在修整单元10包括第二修整轮120的情况下,壳体170还可以容置第二修整轮120,倘若修整单元10设置有冷却***180(如图11A所示),则该壳体170还可以容置该冷却***180。如图10A所示,该壳体170可以包括可在关闭位置(如图10A所示)与打开位置(如图10B所示)之间移动的挡板171,在关闭位置中,挡板171置于磨轮11与第一修整轮110之间,其一方面防止磨轮11在加工工件时所磨削下的物质撞击到第一修整轮110或防止第二修整轮120在修整第一修整轮110时所磨削下的物质撞击到磨轮11,另一方面防止第二修整轮120在修整第一修整轮110时所喷射的冷却液飞溅到修整单元10外侧或防止在磨轮11加工工件时所喷射的冷却液飞溅到修整单元10内,在打开位置中,挡板171从磨轮11与第一修整轮110之间移开,以允许磨轮11朝向第一修整轮110移动。优选地,该挡板171构造成壳体170的门,以在需要时以气动、液动或电动的方式打开及关闭。尽管在图10A和图10B中,挡板171以滑动的方式打开及关闭,但在其他实施方式中,该挡板171还可以构造成相对于壳体170的其他部分枢转。
在本申请的另一实施方式中,与上述实施方式相比,修整单元10可以省略第二修整轮120。在该实施方式中,当磨轮11加工工件时,挡板171可以移动至关闭位置,以防止磨轮11加工工件时所磨削下的物质损坏第一修整轮110。当磨轮11需要修整时,与上述方式相同,挡板171移动至打开位置。
如上所述,修整单元10可以包括冷却***180,该冷却***180可以容置在壳体170内。如图11A和11B所示,该冷却***180可以包括冷却液喷射结构181和废液收集结构182,该冷却液喷射结构181与存储有冷却液的存储器(未示出)相连通,以在第二修整轮120修整第一修整轮110时和/或在第一修整轮110修整磨轮11时将冷却液喷射到第一修整轮110上,以降低由磨损产生的热量所导致的烧蚀作用。该废液收集结构182优选地设置在第一修整轮110及第二修整轮120的外周以及冷却液喷射结构181的外侧,以收集所喷射出的冷却液,特别是收集由第一修整轮110旋洒出的冷却液。所收集的冷却液经处理(例如过滤)后可以进入所述存储器再次被使用。在其他实施方式中,在第一修整轮110修整磨轮11时,用于磨轮11加工工件的另一冷却液喷射结构也可以将冷却液喷射到第一修整轮110和/或磨轮11上。
修整单元10可以内置有独立的控制器(未示出),该控制器可以控制修整单元10的操作,修整单元10的操作也可以由集成在数控加工设备1的控制单元19(见图13C)内的控制器控制。
该控制器可以配置成当磨轮11需要修整时执行第一修整轮110对磨轮11的修整;以及当第一修整轮110需要修整时,执行第二修整轮120对第一修整轮110的修整。在设置有挡板171的修整单元10的实施方式中,该控制器可以配置成:当磨轮11需要修整时使挡板171从磨轮11与第一修整轮110之间移开,随后执行第一修整轮110对磨轮11的所述修整;可选地,当第一修整轮110需要修整时使挡板171移动到磨轮11与第一修整轮110之间,随后执行第二修整轮120对第一修整轮110的所述修整。
具体地,该控制器可以配置成根据第一修整轮110的初始值(初始位置、初始直径等)、第二修整轮120的初始值(初始位置、初始直径等)、第一修整轮110的前次修整量以及第一修整轮110的总修整量中的至少一个参数计算第二修整轮120的平移量或者第一修整轮110的当前修整量,其中,第二修整轮120的直径的变化可以忽略不计。
更具体地,该控制器可以配置成输出所计算出的第二修整轮120的平移量或者所计算出的第一修整轮110的当前修整量以便计算或控制当磨轮11需要修整时磨轮11朝向第一修整轮110的平移量。
作为第一修整轮110相对于机架130不可移动的实施方式的替代实施方式或补充实施方式,修整单元10还可以包括微调机构190,第一修整轮110或第一驱动件140可以经由该微调机构190连接至机架130,微调机构190能够微调第一修整轮110或第一驱动件140特别在第一修整轮110的旋转轴线110X的方向上相对于第二修整轮120或第二驱动件150的位置。此微调机构190可以一方面根据实际需要(例如更换第一修整轮110后)改变第一修整轮110的相对位置,另一方面可以用于吸收修整单元10的各部件的装配误差和制造误差。
具体地,如图12A和图12B所示,微调机构190可以包括:设置在与第一修整轮110或第一驱动件140相关联的固定结构(未示出)上的长孔(未示出),第一修整轮110或第一驱动件140经由所述长孔和穿过该长孔的螺栓固定到机架130;形成在所述固定结构中的螺纹孔192;形成在机架130上的固定孔193;以及穿过固定孔193并且螺纹接合在螺纹孔192中的微调螺栓191。该微调螺栓191一端与固定孔193形成止挡结构,另一端与螺纹孔192旋转接合,以调节所述固定结构与机架130之间的距离。所述固定结构可以是支承第一修整轮110或第一驱动件140的支承件。当然,在其他实施方式中,螺纹孔192可以形成在机架130上,而固定孔193可以形成在所述固定结构中。需要指出的是,本领域技术人员基于本文所述的微调结构所能想到的所有相似的微调结构的变形均应认为是落入本申请的保护范围内。
如图13A至图13C,数控加工设备1还可以包括箱体17,箱体17可以容置磨轮11和修整单元10,以将数控加工设备1的操作所产生的噪音和粉尘与外界隔离。箱体17的一侧可以设置有刀库18,以便于磨轮11的自动更换。如图13C所示,刀库18可以设置成相对于磨轮11与修整单元10对置布置。箱体17上还可以设置有用于控制数控加工设备1的操作的控制单元19。操作者可以通过控制单元19的人机交互界面对数控加工设备1的操作进行控制。
特别地,如上所述,修整单元10的控制器可以集成在该控制单元19中,使得该控制单元19可以构造成控制磨轮11、第一修整轮110和第二修整轮120的操作。替代性地,控制单元19可以与修整单元10的控制器彼此独立设置并且能够操作成与修整单元10的控制器交互通信,以能够从修整单元10的控制器接收数据并向该控制器发送指令,从而在需要对磨轮11进行修整时控制磨轮11的操作。例如,修整单元10还可以包括控制接口,所述控制接口配置成与修整单元外部的设备进行通信以接收对第一驱动件140和第二驱动件150进行控制的信号或者发送与第一驱动件140和第二驱动件150的驱动相关的信号。该控制接口可以设置在修整单元10的控制器上。
需要指出的是,该数控加工设备1特别适用于加工硬质材料,例如玻璃、陶瓷、蓝宝石等。在此运用时,磨轮11可以为金属结合剂金刚石砂轮或立方氮化硼砂轮。硬质材料易于损坏磨轮11,因而磨轮11需要经常修整,数控加工设备1的修整单元10可以方便高效率地对磨轮11进行修整。
需要指出的是,该数控加工设备1可以包括雕铣机或其他磨削设备,并可以是数控机床,例如小型龙门加工中心等。
下面将详细描述根据本申请的实施方式的用于修整磨轮的方法以及用于加工工件的方法。
数控加工设备1对工件进行加工的方法可以包括:利用磨轮11加工工件,例如连续地加工若干个工件,在磨轮11需要修整时,执行第一修整轮110对磨轮11的修整。特别地,该加工工件的方法还可以包括在磨轮11需要更换时,例如在磨轮11的总使用次数或总磨损量达到磨轮更换指定值时,更换磨轮11,其中,磨轮11的总使用次数可以指磨轮11所加工的工件的总数量,而磨轮11的总磨损量可以指磨轮11的初始直径与当前实际直径的差值。可选地,在磨轮11被第一修整轮110修整后和/或在利用磨轮11加工工件前,可以利用对刀仪16测量该磨轮11的当前实际直径。
特别地,对磨轮11的修整的至少部分操作可以由修整单元10的控制器来控制。如上所述,该控制器可以集成在控制单元19中或与控制单元19分开设置。例如在修整单元10的控制器接收到来自控制单元19的执行磨轮11修整的指令后,执行对第一修整轮110的控制。
具体地,当磨轮11加工了预定数量的工件(例如40件)或者磨轮11的磨损增量达到预定值时,确定此时磨轮11需要修整。更具体地,从第一修整轮110对磨轮11的上一次修整起,每当磨轮11加工了预定数量的工件或者磨轮11的当前磨损增量达到预定值时,确定磨轮11需要修整。
同样地,当第一修整轮110对磨轮11进行了预定数量的修整或者第一修整轮的磨损增量达到预定值时,可以确定第一修整轮110可能需要修整,进而利用第二修整轮120修整第一修整轮110,其中,第二修整轮120对第一修整轮110的修整优选可以采用线接触的方式,以提高修整效率。特别地,从第二修整轮120对第一修整轮110的上一次修整起,每当第一修整轮110对磨轮11进行了预定数量(该预定数量可以为1)的修整或者第一修整轮110的当前磨损增量达到预定值时,可以确定第一修整轮110需要修整。
另外,当第一修整轮110的总使用次数或总磨损量达到第一修整轮更换指定值时,确定第一修整轮需要更换,进而执行第一修整轮110的更换操作。
在所述方法中,利用第一修整轮110对磨轮11的具体修整步骤可以包括:计算或设定磨轮11和第一修整轮110的磨轮修整阶段的预期转速;计算或设定磨轮11的移动目标位置;使磨轮11和第一修整轮110以磨轮修整阶段的所述预期转速旋转;以及使磨轮11以预定进给速度移动至磨轮11的所述移动目标位置,其中,可以根据磨轮11的初始值(初始直径、初始位置等)、磨轮11的总磨损量或磨轮11的前次修整量、第一修整轮110的初始值(初始直径、初始位置等)、第一修整轮110的总修整量或第一修整轮110的前次修整量中的至少一个参数计算或设定磨轮的所述移动目标位置。当然,在第一修整轮110朝向磨轮11移动来修整磨轮11的实施方式中,可以基于上述至少一个参数计算或设定第一修整轮110的移动目标位置。
相似地,利用第二修整轮120对第一修整轮110的具体修整步骤可以包括:计算或设定第一修整轮110和第二修整轮120的第一修整轮修整阶段的预期转速;计算或设定第二修整轮120的移动目标位置;使第一修整轮110和第二修整轮120以第一修整轮修整阶段的所述预期转速旋转;使第二修整轮120以指定进给速度移动至第二修整轮120的所述移动目标位置,其中,可以根据第一修整轮110的初始值(初始直径、初始位置等)、第一修整轮110的总修整量或第一修整轮110的前次修整量、第二修修整轮120的初始值(初始直径、初始位置等)中的至少一个参数计算或设定第二修整轮的所述移动目标位置。当然,在第一修整轮110朝向第二修整轮120移动来修整第一修整轮110的实施方式中,可以基于上述至少一个参数计算或设定第一修整轮110的移动目标位置。
需要指出的是,在第一修整轮110对磨轮11的修整中和在第二修整轮120对第一修整轮110的修整中,控制单元19或修整单元10的控制器可以操作成使得磨轮11、第一修整轮110和第二修整轮120的边缘线速度和边缘线速度比在适当的范围内,所述适当的范围已在前文中进行了详细说明,此处不再赘述。
下面将参照图14对根据本申请的具体实施方式的用于加工工件的方法和用于修整磨轮的方法进行详细描述。
首先,可选地,在磨轮11被第一修整轮110修整后和/或在利用磨轮11加工工件前,利用对刀仪测量磨轮11的当前实际直径。
然后判断磨轮11是否需要更换。具体地,当磨轮11的总使用次数等于磨轮更换指定值时,更换磨轮11,或者,当磨轮11的总直径磨损值达到磨轮更换磨损指定值时,更换所述磨轮11。在更换磨轮11后,将磨轮的总使用次数清零。
在确定磨轮11无需更换的情况下,判断磨轮11是否需要修整。具体地,当磨轮11的总使用次数或磨轮11的修整后使用次数等于磨轮修整指定值时,进行第一修整轮110对磨轮11的修整,其中,磨轮更换指定值大于磨轮修整指定值,或者,当磨轮11的总直径磨损值或磨轮11的修整后直径磨损值达到磨轮修整磨损指定值时,进行第一修整轮110对磨轮11的修整,其中,磨轮更换磨损指定值大于磨轮修整磨损指定值。
在所述方法中,利用第一修整轮110对磨轮11的修整具体可以包括:根据例如磨轮11和第一修整轮110的直径和经修正的线速度计算磨轮11和第一修整轮110的磨轮修整阶段的预期转速;根据例如磨轮11和第一修整轮110的直径以及预定修整量计算磨轮11的移动目标位置;使磨轮11和第一修整轮110以磨轮修整阶段的预期转速旋转;以及使磨轮11以预定进给速度移动至磨轮11的移动目标位置。在对磨轮11修整后,更新第一修整轮110和磨轮11的估算直径,将磨轮修整后的使用次数清零,并累计第一修整轮的使用次数。
所述方法还包括:在对磨轮11修整之后或任何其他步骤之后,判断第一修整轮110是否需要更换。具体地,当第一修整轮110的总使用次数等于第一修整轮更换指定值时,更换第一修整轮110,或者当第一修整轮110的总直径磨损值达到第一修整轮更换磨损指定值时,更换第一修整轮110。
在确定第一修整轮110无需更换后,判断第一修整轮110是否需要修整。具体地,当第一修整轮110的总使用次数或第一修整轮110的修整后使用次数等于第一修整轮修整指定值时,进行第二修整轮120对第一修整轮110的修整,其中,第一修整轮更换指定值大于第一修整轮修整指定值;或者,当第一修整轮110的总直径磨损值或第一修整轮110的修整后直径磨损值达到第一修整轮修整磨损指定值时,进行第二修整轮120对第一修整轮110的修整,其中,所述第一修整轮更换磨损指定值大于所述第一修整轮修整磨损指定值。
在上述方法中,利用第二修整轮120对第一修整轮110的修整具体可以包括:根据例如第一修整轮110和第二修整轮120的直径和经修正的线速度计算第一修整轮110和第二修整轮120的第一修整轮修整阶段的预期转速;根据例如第一修整轮110和第二修整轮120的直径以及预定修整量计算第二修整轮120的移动目标位置;使第一修整轮110和第二修整轮120以第一修整轮修整阶段的预期转速旋转;使第二修整轮120以指定进给速度移动至第二修整轮120的移动目标位置。在对第一修整轮110修整后,更新第一修整轮110的估算直径,并将第一修整轮110的修整后的使用次数清零,其中,第二修整轮120的直径变化可以忽略不计。
另外,在磨轮11加工完成一件工件后,可以累计磨轮的总使用次数和修整后的使用次数。
综上,根据本申请的实施方式的数控加工设备1的控制单元19可以执行上述方法的所有步骤,而用于修整单元10的控制器可以配置成执行下述步骤:当磨轮11需要修整时利用第一修整轮110修整磨轮11;当第一修整轮110需要修整时,利用第二修整轮120(优选以线接触的方式)修整第一修整轮110;并且当第一修整轮110需要更换时,更换第一修整轮110。吃完,用于修整单元10的控制器还可以配置成执行上述步骤中涉及第一修整轮110的步骤。
需要指出的是,根据本申请实施方式所述的数控加工设备,特别在销售时,可以不包括磨轮、第一修整轮和/或第二修整轮;根据本申请实施方式所述的修整单元,特别在销售时,可以不包括第一修整轮和/或第二修整轮。
在下述段首带有标记的段落中,还对本申请的各个方面和优选实施方式作出了描述。
A1.一种用于修整磨轮的修整单元,所述磨轮用于对工件进行加工处理,所述修整单元包括:
机架;
第一驱动件,所述第一驱动件设置在所述机架上并且包括第一转轴,所述第一转轴上能够安装第一修整轮,所述第一驱动件数控成当安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮与所述磨轮接合时能够驱动所述第一转轴以第一预定转速旋转以修整所述磨轮;以及
第二驱动件,所述第二驱动件设置在所述机架上并且包括第二转轴,所述第二转轴上能够安装第二修整轮,所述第二驱动件数控成当安装在所述第二转轴上的第二修整轮与安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮接合时能够驱动所述第二转轴以第二预定转速旋转以修整所述第一修整轮。
A2.根据段落A1所述的修整单元,其中,当安装在所述第二转轴上的第二修整轮与安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮接合以修整所述第一修整轮时,所述第一驱动件数控成能够驱动所述第一转轴以第三预定转速旋转。
A3.根据段落A2所述的修整单元,其中,所述第一转轴被控制为仅能绕自身的旋转轴线旋转而不能平移,所述第二转轴被控制为能够绕自身的旋转轴线旋转以及在与所述第二转轴的旋转轴线正交的平面中朝向或远离所述第一转轴平移。
A4.根据段落A3所述的修整单元,还包括移位机构,所述第二驱动件设置在所述移位机构上,所述移位机构操作成使所述第二驱动件及其第二转轴沿与所述第二转轴的旋转轴线正交的方向朝向及远离所述第一转轴移动。
A5.根据段落A4所述的修整单元,其中,所述移位机构包括设置在所述机架上的轨道组件、丝杠滑块组件和驱动所述丝杠滑块组件的动力装置,所述第二驱动件能够在所述轨道组件上滑动并且经由所述丝杠滑块组件驱动而平移。
A6.根据段落A5所述的修整单元,其中,所述轨道组件上设置有第一传感器、第二传感器和第三传感器中的至少一个:所述第一传感器用于感测所述第二驱动件在平移方向上的第一运动极限位置,所述第三传感器用于感测所述第二驱动件在所述平移方向上的第二运动极限位置,所述第二传感器用于感测所述第二驱动件的初始位置。
A7.根据段落A1所述的修整单元,其中,所述第一驱动件以转速可变且输出扭矩恒定的方式驱动所述第一转轴旋转,所述第二驱动件以转速可变且输出扭矩恒定的方式驱动所述第二转轴旋转。
A8.根据段落A1所述的修整单元,其中,所述第一驱动件布置在下侧而所述第二驱动件布置在上侧,或者所述第一驱动件布置在上侧而所述第二驱动件布置在下侧。
A9.根据段落A1所述的修整单元,其中,包括第一转轴的所述第一驱动件构造为第一电主轴,包括第二转轴的所述第二驱动件构造为第二电主轴。
A10.根据段落A2所述的修整单元,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一驱动件的所述第一预定转速设定成使得所述第一修整轮的边缘线速度与所述磨轮的边缘线速度之比在0.2至5之间,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二驱动件的所述第二预定转速和所述第一驱动件的所述第三预定转速设定成使得所述第二修整轮的边缘线速度与所述第一修整轮的边缘线速度之比在0.2至5之间。
A11.根据段落A10所述的修整单元,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一驱动件的所述第一预定转速设定成使得所述第一修整轮的边缘线速度与所述磨轮的边缘线速度之比在0.4至0.7之间,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二驱动件的所述第二预定转速和所述第一驱动件的所述第三预定转速设定成使得所述第二修整轮的边缘线速度与所述第一修整轮的边缘线速度之比在0.2至0.65之间。
A12.根据段落A1所述的修整单元,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一转轴相对于所述磨轮反向旋转,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二转轴相对于所述第一转轴反向旋转。
A13.根据段落A2所述的修整单元,其中,所述第一转轴被控制为能绕自身的旋转轴线旋转以及绕与所述第一转轴的旋转轴线垂直的轴线倾斜,所述第二转轴被控制为能够绕自身的旋转轴线旋转以及在与所述第二转轴的旋转轴线垂直的平面中朝向或远离所述第一转轴平移。
A14.根据段落A1至A13中的任一项所述的修整单元,其中,所述修整单元还包括设置在所述第一转轴上的第一修整轮和设置在所述第二转轴上的第二修整轮。
A15.根据段落A14所述的修整单元,其中,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二修整轮与所述第一修整轮以线接触的方式接合。
A16.根据段落A15所述的修整单元,其中,所述第二修整轮的接合轮廓线与所述第一修整轮的接合轮廓线彼此接合的部分中的至少一部分为曲线。
A17.根据段落A15所述的修整单元,其中,所述第二修整轮的接合轮廓线的至少一部分与所述第一修整轮的接合轮廓线的至少一部分大致互补。
A18.根据段落A15所述的修整单元,其中,所述第一修整轮的接合轮廓线为凸圆弧形,所述第二修整轮的接合轮廓线为凹圆弧形。
A19.根据段落A15所述的修整单元,其中,所述第一修整轮的接合轮廓线的至少一部分与所述磨轮的接合轮廓线的至少一部分大致互补。
A20.根据段落A14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮所含的磨料的硬度小于所述磨轮和/或所述第二修整轮所含的磨料的硬度,且大于所述磨轮所含的结合剂的硬度。
A21.根据段落A14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮为碳化硅砂轮或刚玉砂轮,并且所述第二修整轮为金刚石滚轮或立方氮化硼滚轮。
A22.根据段落A14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮的直径大于所述磨轮的直径且大于所述第二修整轮的直径。
A23.根据段落A14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮、所述第二修整轮和所述磨轮的旋转轴线彼此平行。
A24.根据段落A23所述的修整单元,其中,在所述磨轮的旋转轴线的方向上,所述第一修整轮的轴向厚度大于所述磨轮的轴向厚度,所述第二修整轮的轴向厚度大于所述第一修整轮的轴向厚度。
A25.根据段落A14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮能够在线修整所述磨轮,且所述第二修整轮能够在线修整所述第一修整轮。
A26.根据段落A1至A13中的任一项所述的修整单元,还包括:挡板,所述挡板能够操作成在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时和/或在所述磨轮加工工件时移位到所述磨轮与所述第一修整轮之间。
A27.根据段落A26所述的修整单元,还包括冷却***,所述冷却***包括冷却液喷射结构和废液收集结构,所述冷却液喷射结构在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时和/或在所述第一修整轮修整所述磨轮时将冷却液喷射到所述第一修整轮上,所述废液收集结构构造成收集所喷射出的冷却液。
A28.根据段落A27所述的修整单元,还包括壳体,所述壳体容置所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述冷却***,其中,所述挡板构成所述壳体的门,并且所述门能够气动地、液动地或电动地打开或关闭。
A29.根据段落A1至A13中的任一项所述的修整单元,还包括微调机构,所述第一驱动件经由所述微调机构连接至所述机架,所述微调机构能够微调所述第一驱动件在所述第一转轴的旋转轴线的方向上相对于所述第二驱动件的位置。
A30.根据段落A29所述的修整单元,其中,所述微调机构包括:
设置在与所述第一驱动件相关联的固定结构上的长孔,所述第一驱动件经由所述长孔和螺栓固定到所述机架;
形成在所述固定结构和所述机架中的一者上的螺纹孔;
形成在所述固定结构和所述机架中的另一者上的固定孔;以及
穿过所述固定孔并且螺纹接合在所述螺纹孔中的微调螺栓。
A31.根据段落A1至A13中的任一项所述的修整单元,还包括控制器,所述控制器配置成:
当所述磨轮需要修整时,控制所述第一驱动件的操作以执行所述第一修整轮对所述磨轮的修整;以及
当所述第一修整轮需要修整时,控制所述第一驱动件和所述第二驱动件的操作以执行所述第二修整轮对所述第一修整轮的修整。
A32.根据段落A31所述的修整单元,其中,所述控制器配置成根据所述第一修整轮的初始值、所述第二修整轮的初始值、所述第一修整轮的前次修整量以及所述第一修整轮的总修整量中的至少一个参数计算所述第二修整轮的平移量或者所述第一修整轮的当前修整量。
A33.根据段落A32所述的修整单元,其中,所述控制器配置成输出所计算出的第二修整轮的平移量或者所计算出的第一修整轮的当前修整量以便计算或控制当所述磨轮需要修整时所述磨轮的平移量。
A34.根据段落A1至A13中的任一项所述的修整单元,还包括控制接口,所述控制接口配置成与所述修整单元外部的设备进行通信以接收对所述第一驱动件和第二驱动件进行控制的信号或者发送与所述第一驱动件和第二驱动件的驱动相关的信号。
C1.一种数控加工设备,所述数控加工设备包括:
基座;
设置在所述基座上的磨轮驱动件,所述磨轮驱动件包括磨轮转轴,所述磨轮转轴上能够安装磨轮,所述磨轮驱动件数控成能够驱动安装在所述磨轮转轴上的磨轮对工件进行加工处理;以及
根据段落A1至A34中的任一项所述的修整单元。
C2.根据段落C1所述的数控加工设备,其中,所述磨轮驱动件数控成能够驱动安装在所述磨轮转轴上的磨轮朝向所述第一驱动件移动以对所述磨轮进行修整。
C3.根据段落C1所述的数控加工设备,还包括设置在所述磨轮转轴上的磨轮。
C4.根据段落C3所述的数控加工设备,其中,所述磨轮的与所述第一修整轮相接合的接合轮廓线呈凹圆弧形。
C5.根据段落C3所述的数控加工设备,其中,所述磨轮驱动件驱动所述磨轮绕所述磨轮的旋转轴线旋转,其中,所述磨轮驱动件与驱动所述第一修整轮绕所述第一修整轮的旋转轴线旋转的第一驱动件大致对置布置。
C6.根据段落C1至C5中的任一项所述的数控加工设备,还包括控制单元,所述修整单元的控制器集成在所述控制单元中,所述控制单元构造成控制所述磨轮驱动件、所述第一驱动件和所述第二驱动件的操作。
C7.根据段落C1至C5中的任一项所述的数控加工设备,还包括控制单元,所述控制单元与所述修整单元的控制器独立并且能够操作成与所述修整单元的控制器通信,以从所述修整单元的控制器接收数据从而在需要对所述磨轮进行修整时控制所述磨轮的操作。
C8.根据段落C1至C5中的任一项所述的数控加工设备,其中,所述修整单元的机架构成所述数控加工设备的基座的一部分。
C9.根据段落C1至C5中的任一项所述的数控加工设备,其中,所述修整单元的机架通过修整单元调节机构连接至所述基座,所述修整单元调节机构用于调节所述机架相对于所述基座的位置。
C10.根据段落C3所述的数控加工设备,其中,所述磨轮为金属结合剂金刚石砂轮或立方氮化硼砂轮。
C11.根据段落C1至C5中的任一项所述的数控加工设备,还包括箱体,所述箱体容置所述磨轮驱动件和所述修整单元。
C12.根据段落C1至C5中的任一项所述的数控加工设备,还包括对刀仪,所述对刀仪用于确定所述磨轮是否位于适于加工工件的位置以及用于确定所述磨轮的直径。
C13.根据段落C1至C5中的任一项所述的数控加工设备,还包括刀库,所述刀库相对于所述磨轮与所述修整单元对置布置。
C14.根据段落C3所述的数控加工设备,其中,所述磨轮用于磨削硬质材料,所述硬质材料包括玻璃、陶瓷和蓝宝石中的至少一种。
C15.根据段落C1至C5中的任一项所述的数控加工设备,其中,所述数控加工设备包括雕铣机。
D1.一种用于修整磨轮的方法,所述方法包括:
当所述磨轮加工了预定数量的工件或者所述磨轮的磨损增量达到预定值时,利用第一修整轮以数控的方式修整磨轮;以及
当所述第一修整轮对所述磨轮进行了预定数量的修整或者所述第一修整轮的磨损增量达到预定值时,利用第二修整轮以数控的方式修整所述第一修整轮。
D2.根据段落D1所述的方法,其中,所述第二修整轮对所述第一修整轮的数控修整包括线接触。
D3.根据段落D1所述的方法,其中,从所述第一修整轮对所述磨轮的上一次修整起,每当所述磨轮加工了预定数量的工件或者所述磨轮的当前磨损增量达到预定值时,利用第一修整轮修整磨轮;以及
从所述第二修整轮对所述第一修整轮的上一次修整起,每当所述第一修整轮对所述磨轮进行了预定数量的修整或者所述第一修整轮的当前磨损增量达到预定值时,利用第二修整轮修整所述第一修整轮。
D4.根据段落D1所述的方法,还包括:当所述第一修整轮的总使用次数或总磨损量达到第一修整轮更换指定值时,更换所述第一修整轮。
D5.根据段落D1至D4中的任一项所述的方法,其中,利用第一修整轮对所述磨轮的修整包括:
计算或设定所述磨轮和所述第一修整轮的磨轮修整阶段的预期转速;
计算或设定所述磨轮的移动目标位置;
使所述磨轮和所述第一修整轮以所述磨轮修整阶段的预期转速旋转;以及
使所述磨轮以预定进给速度移动至所述磨轮的移动目标位置。
D6.根据段落D5所述的方法,其中,根据所述磨轮的初始值、所述磨轮的总磨损量或所述磨轮的前次修整量、所述第一修整轮的初始值、所述第一修整轮的总修整量或所述第一修整轮的前次修整量中的至少一个参数计算或设定所述磨轮的移动目标位置。
D7.根据段落D1至D4中的任一项所述的方法,其中,利用第二修整轮对所述第一修整轮的修整包括:
计算或设定所述第一修整轮和所述第二修整轮的第一修整轮修整阶段的预期转速;
计算或设定所述第二修整轮的移动目标位置;
使所述第一修整轮和所述第二修整轮以所述第一修整轮修整阶段的预期转速旋转;以及
使所述第二修整轮以指定进给速度移动至所述第二修整轮的移动目标位置。
D8.根据段落D7所述的方法,其中,根据所述第一修整轮的初始值、所述第一修整轮的总修整量或所述第一修整轮的前次修整量、所述第二修修整轮的初始值中的至少一个参数计算或设定所述第二修整轮的移动目标位置。
D9.根据段落D1至D4中的任一项所述的方法,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一修整轮的边缘线速度与所述磨轮的边缘线速度之比在0.2至5之间,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二修整轮的边缘线速度与所述第一修整轮的边缘线速度之比在0.2至5之间。
D10.根据段落D9所述的方法,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一修整轮的边缘线速度与所述磨轮的边缘线速度之比在0.4至0.7之间,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二修整轮的边缘线速度与所述第一修整轮的边缘线速度之比在0.2至0.65之间。
D11.根据段落D1至D4中的任一项所述的方法,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一修整轮相对于所述磨轮反向旋转,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二修整轮相对于所述第一修整轮反向旋转。
D12.根据段落D1至D4中的任一项所述的方法,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时和在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第一修整轮的位置保持不变。
D13.根据段落D1至D4中的任一项所述的方法,其中,所述磨轮为金属结合剂金刚石砂轮或立方氮化硼砂轮,
所述第一修整轮为碳化硅砂轮或刚玉砂轮,以及
所述第二修整轮为金刚石滚轮或立方氮化硼滚轮。
D14.根据段落D1至D4中的任一项所述的方法,其中,所述第一修整轮能够在线修整所述磨轮,且所述第二修整轮能够在线修整所述第一修整轮。
D15.根据段落D1至D4中的任一项所述的方法,其中,所述磨轮用于磨削硬质材料,所述硬质材料包括玻璃、陶瓷和蓝宝石中的至少一种。
E1.一种用于加工工件的方法,所述方法包括:
利用磨轮加工工件;以及
当所述磨轮需要修整时,执行根据段落D1至D15中的任一项所述的方法。
E2.根据段落E1所述的方法,还包括:当所述磨轮的总使用次数或总磨损量达到磨轮更换指定值时,更换所述磨轮。
E3.根据段落E1或E2所述的方法,还包括:在所述磨轮被所述第一修整轮修整后和/或在利用所述磨轮加工工件前,利用对刀仪测量所述磨轮的直径。
F1.一种用于修整单元的控制器,其中,所述控制器能够操作成执行根据段落D1至D15中的任一项所述的方法。
G1.一种用于数控加工设备的控制单元,其中,所述控制单元能够操作成执行根据段落E1至E3中的任一项所述的方法。
需要指出的是,文中诸如前、后、左、右、上、下等方位术语的参考仅出于描述的目的,并不对本实用新型的实施方式在实际应用中的方向和取向构成限制。
尽管在此已详细描述了本实用新型的各种实施方式,但是应该理解,本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式,在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和改型。所有这些变型和改型均落入本实用新型的范围内。
附图标记列表
1数控加工设备
10修整单元
110第一修整轮
110A第一修整轮的接合轮廓线
110X第一修整轮的旋转轴线
120第二修整轮
120A第二修整轮的结合轮廓线
120X第二修整轮的旋转轴线
130机架
140第一驱动件
150第二驱动件
160移位机构
170壳体
171挡板
180冷却***
181冷却液喷射结构
182废液收集结构
190微调机构
191微调螺栓
192螺纹孔
193固定孔
11磨轮
11A磨轮的接合轮廓线
11X磨轮的旋转轴线
12工件台
13磨轮驱动件
14移位机构
15基座
16对刀仪
17箱体
18刀库
19控制单元。
Claims (49)
1.一种用于修整磨轮的修整单元,其特征在于,所述磨轮用于对工件进行加工处理,所述修整单元包括:
机架;
第一驱动件,所述第一驱动件设置在所述机架上并且包括第一转轴,所述第一转轴上能够安装第一修整轮,所述第一驱动件数控成当安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮与所述磨轮接合时能够驱动所述第一转轴以第一预定转速旋转以修整所述磨轮;以及
第二驱动件,所述第二驱动件设置在所述机架上并且包括第二转轴,所述第二转轴上能够安装第二修整轮,所述第二驱动件数控成当安装在所述第二转轴上的第二修整轮与安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮接合时能够驱动所述第二转轴以第二预定转速旋转以修整所述第一修整轮。
2.根据权利要求1所述的修整单元,其中,当安装在所述第二转轴上的第二修整轮与安装在所述第一转轴上的所述第一修整轮接合以修整所述第一修整轮时,所述第一驱动件数控成能够驱动所述第一转轴以第三预定转速旋转。
3.根据权利要求2所述的修整单元,其中,所述第一转轴被控制为仅能绕自身的旋转轴线旋转而不能平移,所述第二转轴被控制为能够绕自身的旋转轴线旋转以及在与所述第二转轴的旋转轴线正交的平面中朝向或远离所述第一转轴平移。
4.根据权利要求3所述的修整单元,还包括移位机构,所述第二驱动件设置在所述移位机构上,所述移位机构操作成使所述第二驱动件及其第二转轴沿与所述第二转轴的旋转轴线正交的方向朝向及远离所述第一转轴移动。
5.根据权利要求4所述的修整单元,其中,所述移位机构包括设置在所述机架上的轨道组件、丝杠滑块组件和驱动所述丝杠滑块组件的动力装置,所述第二驱动件能够在所述轨道组件上滑动并且经由所述丝杠滑块组件驱动而平移。
6.根据权利要求5所述的修整单元,其中,所述轨道组件上设置有第一传感器、第二传感器和第三传感器中的至少一个:所述第一传感器用于感测所述第二驱动件在平移方向上的第一运动极限位置,所述第三传感器用于感测所述第二驱动件在所述平移方向上的第二运动极限位置,所述第二传感器用于感测所述第二驱动件的初始位置。
7.根据权利要求1所述的修整单元,其中,所述第一驱动件以转速可变且输出扭矩恒定的方式驱动所述第一转轴旋转,所述第二驱动件以转速可变且输出扭矩恒定的方式驱动所述第二转轴旋转。
8.根据权利要求1所述的修整单元,其中,所述第一驱动件布置在下侧而所述第二驱动件布置在上侧,或者所述第一驱动件布置在上侧而所述第二驱动件布置在下侧。
9.根据权利要求1所述的修整单元,其中,包括第一转轴的所述第一驱动件构造为第一电主轴,包括第二转轴的所述第二驱动件构造为第二电主轴。
10.根据权利要求2所述的修整单元,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一驱动件的所述第一预定转速设定成使得所述第一修整轮的边缘线速度与所述磨轮的边缘线速度之比在0.2至5之间,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二驱动件的所述第二预定转速和所述第一驱动件的所述第三预定转速设定成使得所述第二修整轮的边缘线速度与所述第一修整轮的边缘线速度之比在0.2至5之间。
11.根据权利要求10所述的修整单元,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一驱动件的所述第一预定转速设定成使得所述第一修整轮的边缘线速度与所述磨轮的边缘线速度之比在0.4至0.7之间,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二驱动件的所述第二预定转速和所述第一驱动件的所述第三预定转速设定成使得所述第二修整轮的边缘线速度与所述第一修整轮的边缘线速度之比在0.2至0.65之间。
12.根据权利要求1所述的修整单元,其中,在所述第一修整轮修整所述磨轮时,所述第一转轴相对于所述磨轮反向旋转,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二转轴相对于所述第一转轴反向旋转。
13.根据权利要求2所述的修整单元,其中,所述第一转轴被控制为能绕自身的旋转轴线旋转以及绕与所述第一转轴的旋转轴线垂直的轴线倾斜,所述第二转轴被控制为能够绕自身的旋转轴线旋转以及在与所述第二转轴的旋转轴线垂直的平面中朝向或远离所述第一转轴平移。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的修整单元,其中,所述修整单元还包括设置在所述第一转轴上的第一修整轮和设置在所述第二转轴上的第二修整轮。
15.根据权利要求14所述的修整单元,其中,在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时,所述第二修整轮与所述第一修整轮以线接触的方式接合。
16.根据权利要求15所述的修整单元,其中,所述第二修整轮的接合轮廓线与所述第一修整轮的接合轮廓线彼此接合的部分中的至少一部分为曲线。
17.根据权利要求15所述的修整单元,其中,所述第二修整轮的接合轮廓线的至少一部分与所述第一修整轮的接合轮廓线的至少一部分大致互补。
18.根据权利要求15所述的修整单元,其中,所述第一修整轮的接合轮廓线为凸圆弧形,所述第二修整轮的接合轮廓线为凹圆弧形。
19.根据权利要求15所述的修整单元,其中,所述第一修整轮的接合轮廓线的至少一部分与所述磨轮的接合轮廓线的至少一部分大致互补。
20.根据权利要求14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮所含的磨料的硬度小于所述磨轮和/或所述第二修整轮所含的磨料的硬度,且大于所述磨轮所含的结合剂的硬度。
21.根据权利要求14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮为碳化硅砂轮或刚玉砂轮,并且所述第二修整轮为金刚石滚轮或立方氮化硼滚轮。
22.根据权利要求14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮的直径大于所述磨轮的直径且大于所述第二修整轮的直径。
23.根据权利要求14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮、所述第二修整轮和所述磨轮的旋转轴线彼此平行。
24.根据权利要求23所述的修整单元,其中,在所述磨轮的旋转轴线的方向上,所述第一修整轮的轴向厚度大于所述磨轮的轴向厚度,所述第二修整轮的轴向厚度大于所述第一修整轮的轴向厚度。
25.根据权利要求14所述的修整单元,其中,所述第一修整轮能够在线修整所述磨轮,且所述第二修整轮能够在线修整所述第一修整轮。
26.根据权利要求1至13中的任一项所述的修整单元,还包括:挡板,所述挡板能够操作成在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时和/或在所述磨轮加工工件时移位到所述磨轮与所述第一修整轮之间。
27.根据权利要求26所述的修整单元,还包括冷却***,所述冷却***包括冷却液喷射结构和废液收集结构,所述冷却液喷射结构在所述第二修整轮修整所述第一修整轮时和/或在所述第一修整轮修整所述磨轮时将冷却液喷射到所述第一修整轮上,所述废液收集结构构造成收集所喷射出的冷却液。
28.根据权利要求27所述的修整单元,还包括壳体,所述壳体容置所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述冷却***,其中,所述挡板构成所述壳体的门,并且所述门能够气动地、液动地或电动地打开或关闭。
29.根据权利要求1至13中的任一项所述的修整单元,还包括微调机构,所述第一驱动件经由所述微调机构连接至所述机架,所述微调机构能够微调所述第一驱动件在所述第一转轴的旋转轴线的方向上相对于所述第二驱动件的位置。
30.根据权利要求29所述的修整单元,其中,所述微调机构包括:
设置在与所述第一驱动件相关联的固定结构上的长孔,所述第一驱动件经由所述长孔和螺栓固定到所述机架;
形成在所述固定结构和所述机架中的一者上的螺纹孔;
形成在所述固定结构和所述机架中的另一者上的固定孔;以及
穿过所述固定孔并且螺纹接合在所述螺纹孔中的微调螺栓。
31.根据权利要求1至13中的任一项所述的修整单元,还包括控制器,所述控制器配置成:
当所述磨轮需要修整时,控制所述第一驱动件的操作以执行所述第一修整轮对所述磨轮的修整;以及
当所述第一修整轮需要修整时,控制所述第一驱动件和所述第二驱动件的操作以执行所述第二修整轮对所述第一修整轮的修整。
32.根据权利要求31所述的修整单元,其中,所述控制器配置成根据所述第一修整轮的初始值、所述第二修整轮的初始值、所述第一修整轮的前次修整量以及所述第一修整轮的总修整量中的至少一个参数计算所述第二修整轮的平移量或者所述第一修整轮的当前修整量。
33.根据权利要求32所述的修整单元,其中,所述控制器配置成输出所计算出的第二修整轮的平移量或者所计算出的第一修整轮的当前修整量以便计算或控制当所述磨轮需要修整时所述磨轮的平移量。
34.根据权利要求1至13中的任一项所述的修整单元,还包括控制接口,所述控制接口配置成与所述修整单元外部的设备进行通信以接收对所述第一驱动件和第二驱动件进行控制的信号或者发送与所述第一驱动件和第二驱动件的驱动相关的信号。
35.一种数控加工设备,其特征在于,所述数控加工设备包括:
基座;
设置在所述基座上的磨轮驱动件,所述磨轮驱动件包括磨轮转轴,所述磨轮转轴上能够安装磨轮,所述磨轮驱动件数控成能够驱动安装在所述磨轮转轴上的磨轮对工件进行加工处理;以及
根据权利要求1至34中的任一项所述的修整单元。
36.根据权利要求35所述的数控加工设备,其中,所述磨轮驱动件数控成能够驱动安装在所述磨轮转轴上的磨轮朝向所述第一驱动件移动以对所述磨轮进行修整。
37.根据权利要求35所述的数控加工设备,还包括设置在所述磨轮转轴上的磨轮。
38.根据权利要求37所述的数控加工设备,其中,所述磨轮的与所述第一修整轮相接合的接合轮廓线呈凹圆弧形。
39.根据权利要求37所述的数控加工设备,其中,所述磨轮驱动件驱动所述磨轮绕所述磨轮的旋转轴线旋转,其中,所述磨轮驱动件与驱动所述第一修整轮绕所述第一修整轮的旋转轴线旋转的第一驱动件大致对置布置。
40.根据权利要求35至39中的任一项所述的数控加工设备,还包括控制单元,所述修整单元的控制器集成在所述控制单元中,所述控制单元构造成控制所述磨轮驱动件、所述第一驱动件和所述第二驱动件的操作。
41.根据权利要求35至39中的任一项所述的数控加工设备,还包括控制单元,所述控制单元与所述修整单元的控制器独立并且能够操作成与所述修整单元的控制器通信,以从所述修整单元的控制器接收数据从而在需要对所述磨轮进行修整时控制所述磨轮的操作。
42.根据权利要求35至39中的任一项所述的数控加工设备,其中,所述修整单元的机架构成所述数控加工设备的基座的一部分。
43.根据权利要求35至39中的任一项所述的数控加工设备,其中,所述修整单元的机架通过修整单元调节机构连接至所述基座,所述修整单元调节机构用于调节所述机架相对于所述基座的位置。
44.根据权利要求37所述的数控加工设备,其中,所述磨轮为金属结合剂金刚石砂轮或立方氮化硼砂轮。
45.根据权利要求35至39中的任一项所述的数控加工设备,还包括箱体,所述箱体容置所述磨轮驱动件和所述修整单元。
46.根据权利要求35至39中的任一项所述的数控加工设备,还包括对刀仪,所述对刀仪用于确定所述磨轮是否位于适于加工工件的位置以及用于确定所述磨轮的直径。
47.根据权利要求35至39中的任一项所述的数控加工设备,还包括刀库,所述刀库相对于所述磨轮与所述修整单元对置布置。
48.根据权利要求37所述的数控加工设备,其中,所述磨轮用于磨削硬质材料,所述硬质材料包括玻璃、陶瓷和蓝宝石中的至少一种。
49.根据权利要求35至39中的任一项所述的数控加工设备,其中,所述数控加工设备包括雕铣机。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 61, Yongsheng Road, Pengjiang District, Jiangmen City, Guangdong Province Patentee after: Guangdong Kejie Technology Co.,Ltd. Patentee after: 3M INNOVATIVE PROPERTIES Co. Address before: No. 61 Yongsheng Road, Pengjiang District, Jiangmen, Guangdong 529300 Patentee before: Guangdong Kejie Machinery Automation Co.,Ltd. Patentee before: 3M INNOVATIVE PROPERTIES Co. |
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CP03 | Change of name, title or address |