CN214817114U - 数控冰刀磨床*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种数控冰刀磨床***，包括冰刀磨床、六轴机器人、上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区以及控制装置，控制装置控制冰刀磨床、六轴机器人、上料台、下料台运行；六轴机器人将工件流转于冰刀磨床、上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区之间；上料台、下料台分别运输上料工件、下料工件；冰刀磨床对上料工件加工；检测站对加工的工件进行检测。本实用新型结构合理、设计巧妙且操作方便。本实用新型通过六轴机器人实现了冰刀的高效加工，相对于传统的加工工艺大大提高了工作效率，节约了人力成本。

Description

数控冰刀磨床***

技术领域

本实用新型涉及数控机床领域，具体地，涉及一种数控冰刀磨床***。

背景技术

冰雪运动项目已经逐步成为中国的热门项目，北京冬奥会成功申办，将带动中国3亿人参与冰雪运动，我国冰上运动产业迎来新的发展机遇。冰上运动产业快速发展，区域覆盖不断扩大。冰上运动的狂潮，对冰雪器材的需求越来越大，同时带动这冰雪器材加工领域的飞速发展。

传统的手工制作已经完全无法满足市场的需求，变成现在的自动化生产。在满足了市场需求的同时也减少了人力物力的投入。推动行业技术进步。

目前的冰雪的加工设备在精度、质量上均稍显欠缺，因此降低加工成本，提高加工精度、质量，降低国内制造企业在采购高端设备的成本，有助于提升我国在冰雪器材加工领域的国际话语权。

国内速滑冰刀生产、返修开刃均为传统人工手持磨削的方法，由于个人经验的不足，操作技术和技巧的不一，其研磨出的冰刀参数不可能达到理想状态，而且每次刃磨后的精度都难以保证，也就是说磨一次一个样，这样落后的研磨方法和手段难以满足我国体育发展的需要。数控冰刀磨床的研制，标准了冰刀的生产工艺，实现了自动机械化生产，解决了冰上运动项目短道速滑和速滑冰刀等多种类冰刀，弧度曲面粗磨、半精磨和精密磨削加工，对冰刀弧度可在线自动测量和数据采集，冰刀一次安装自动夹紧完成，并实现自动循环磨削；可针对运动员冰刀进行个性化加工个，并对运动员冰刀参数优化，确保了每件产品的磨削效果一致，使冰刀参数达到最理想的状态。

专利文献为CN201862239U的实用新型专利公开了一种冰刀及冰刀的加工设备，冰刀包括刀体,刀体的刃口的横截面设置有凹槽。凹槽的边缘与刀体的侧壁相接,或者凹槽的边缘与刀体的侧壁保持间距,其中,凹槽呈圆弧状、梯形、台阶状,三角形或方形；冰刀的加工设备,包括机架,机架上设置有进给切削机构,该进给切削机构包括设置在机架上的前横梁和后横梁,前横梁和后横梁之间设置有刀架,后横梁上设置有进给电机,进给电机的输出轴与进给丝杆的一端相接,进给丝杆的另一端枢设在后横梁上。本实用新型在冰刀的刃口处加工出凹槽,可以极大的提高冰刀在冰面的滑行速度,由于冰刀的加工设备中具有仿形切削机构,故可以在确保冰刀加工质量的基础上,提高生产效率。但是上述方案在加工的效率上无法实现高效加工。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种数控冰刀磨床***。

根据本实用新型提供的一种数控冰刀磨床***，包括冰刀磨床、六轴机器人、上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区以及控制装置，其中：

控制装置控制冰刀磨床、六轴机器人、上料台、下料台运行；

冰刀磨床、上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区均设置在六轴机器人周向，六轴机器人将工件流转于冰刀磨床、上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区之间；

上料台、下料台分别运输上料工件、下料工件；

冰刀磨床对上料工件加工；检测站对加工的工件进行检测；

六轴机器人将检测为成品的工件通过激光打标机打标并放置在下料台；检测为非成品的工件放入不合格品区。

优选地，还包括吸尘器，所述吸尘器设置在冰刀磨床的工作区域侧面，吸收加工中的粉尘。

优选地，所述冰刀磨床包括第四轴和非标夹具，非标夹具搭载在第四轴上，第四轴用于将工件进行立起或者平放；非标夹具用于将工件翻面。

优选地，好包括加工区域和自动化区域，其中：

冰刀磨床设置在加工区域内；

上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区均设置在自动化区域内。

优选地，还包括总控控制屏，总控控制屏与控制装置通信连接；总控控制屏设置在自动化区域外。

优选地，所述检测站包括轮廓度检测仪和粗糙度检测仪，其中：

轮廓度检测仪对工件的轮廓的精度进行检测；

粗糙度检测仪对检测工件的粗糙度进行检测。

优选地，还包括冰刀磨床控制面板，冰刀磨床控制面板接收用于输入的指令，并驱动冰刀磨床执行所述指令。

优选地，还所述加工区域与自动化区域连通。

优选地，还包括冰刀磨床控制面板，所述冰刀磨床控制面板设置在加工区域的外部。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型结构合理、设计巧妙且操作方便。

2、本实用新型通过设置六轴机器人代替人工搬运工件，操作方便高效。

3、本实用新型通过合理分布加工区和自动化区，实现了空间的有效利用。

4、基于本实用新型的硬件结构有助于实现冰刀的全自动的加工，相对于传统的加工工艺大大提高了工作效率，节约了人力成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的数控冰刀磨床***的***示意图。

图2为本实用新型的冰刀磨床的冰刀夹具的结构示意图。

图3为本实用新型的数控冰刀磨床***工艺流程图。

图中示出：

1-冰刀磨床

2-冰刀磨床控制面板

3-六轴机器人

4-总控控制屏

5-自动上下料台

6-不合格品区

7-机器人电柜

8-自动化总控

9-激光打标机

10-检测站

11-吸尘器

201-气爪

202-夹紧气缸固定板

203-导杆气缸

204-旋转气缸

205-伸缩气缸

206-伸摆气缸座

207-气爪

208-转台平板

209-压板气缸

2010-刀管支撑

2011-球头柱塞传感器

2012-压板气缸

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，根据本实用新型提供的一种数控冰刀磨床***，包括加工的生产线，生产线由两个部分组成。第一部分是加工区，主要由冰刀磨床1、冰刀磨床控制面板2和吸尘器11组成，主要担任冰刀开刃、磨削刀面的工作。第二部分是自动化区，该区域将六轴机器人3、激光打标机9、检测站10内含表面粗糙度仪、轮廓检测仪、自动上下料台5和不合格品区6，通过自动化总控8集成在一起，并将总控控制屏4搭载在自动化防护外，可供工人操作、监控。

为了更快节拍的加工冰刀，冰刀磨床包括第四轴和非标夹具，确保一次上料、装夹实现多面加工的目的。项目要求立式磨床能加工冰刀正反两刀面，以及刀刃的轮廓，所以设计的夹具必须能使冰刀水平放置、垂直放置、翻面、定位、夹紧等这一套动作。根据这些动作的实现，该设计选用了五种气缸加第四轴来完成这些动作。第四轴实现冰刀的放置姿态由0°变成90°。由于冰刀是薄板零件，加工过程中需要避免砂轮的压力造成的变形，设计的夹具配备了支撑面抵抗砂轮压力。有了支撑面还不够，为了抵抗砂轮的径向磨削力，机构中得配备了左右一对压板气缸。冰刀的翻面则使用了旋转气缸正转、反转180°来实现，但由于旋转气缸存在间隙，则需要使用伸缩气缸，做辅助定位，确保每一次都能准确定位180°，使得冰刀放平。按照冰刀的设计，都有固定器安装在溜冰鞋上，所以设计的气爪就按照固定器的安装孔做定位和夹紧，确保每一次的上料都在同一个位置上。由于有了支撑面的关系，冰刀则必须远离支撑面才能运行翻面，不然会与支撑面干涉，就给夹具配备了导杆气缸，让这个冰刀的旋转机构能高于支撑面。气缸都由机床PLC控制，夹具将这些功能集成在一起，搭载到第四轴上。

冰刀加工时需要更改姿态，一是需要翻面，二是需要将冰刀立起或者平放，立起或者平放可以用第四轴A轴实现。翻面则需要用夹具来实现，夹具有三块部分组成，第一部分是承靠基础部分，第二部分是升降部分，第三部分是旋转抓取部分。承靠基础部分，主要有转台平板、刀管支撑、球头柱塞传感器、压板气缸组成，主要起到磨削承靠、冰刀夹紧作用。升降部分主要有导轨气缸、旋转气缸、伸缩气缸、伸摆气缸座。该部分靠导杆气缸的缸身做驱动，导杆做支撑，由气缸座连接着旋转气缸的缸身，伸缩气缸则是定位作用，确保每次旋转的角度准确。旋转部分，由夹紧气缸固定板连接着旋转气缸的输出并固定上两个气爪，气爪起到冰刀夹紧的作用，保证旋转过程中，不会掉落。每次上料前，机床需确保，压板气缸是打开状态，接着导杆气缸伸出，将升降部分抬高，此时，伸缩气缸收回，旋转气缸将夹紧气缸固定板旋转至0°(使手指气缸，进气口向上)，伸缩气缸伸出角度定位。最后，手指气缸打开，等待机器人上料。若要加工冰刀另一面，则待上料后，旋转气缸将夹紧气缸固定板旋转至180°。加工时，先导杆气缸下降，使得冰刀紧贴刀管支撑，待球头柱塞传感器检测到位后，压板气缸将冰刀压紧再加工。

六轴机器人可采用ABB六轴机器，ABB六轴机器人拥有六个旋转轴，类似于人类的手臂，有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作，可以自由编程，完成全自动化的工作。从而代替人工，提高生产效率，可控制的错误率。在这个项目中主要负责抓取工件，按照生产节拍，将半成品从一道道工序之间运输，最后将成品集中堆放。

自动上下料台将代替人工实现对冰刀的原材料半成品、成品的归类存储。它是以堆料板和自动滑台构成。工人现将半成品的冰刀放入堆料板上，由工装将一批次20把冰刀依次阵列排布，然后由滑台将排放好的冰刀送入自动化生产线，并利用计算机实现对物料的自动存取控制和管理。经过加工后，再将成品进行追溯，依次摆放，实现对成品的质量控制。

检测站包括轮廓度检测仪和粗糙度检测仪，其中轮廓度检测仪可采用海德汉轮廓检测仪，检测冰刀底刃磨削的轮廓的精度检测，其检测精度可达≤0.01mm。粗糙度检测仪可采用Mahr Gmbh粗糙度检测仪,用于检测冰刀三道工序磨削面的磨削粗糙度检测，其检测精度可达≤0.4um。

本实用新型还包括打码及扫码设备，打码由激光打标机完成，每一把冰刀对应一个黑白二维码，二维码的底层记录着冰刀的种类、生产日期、批次、序号、修磨次数等信息，从而实现成品的追溯。扫码枪用来读取二维码，使得客户能知道每一把冰刀的状态，从而起到把控质量关卡，产品追溯的可能。

自动化总控设备用于实现数控设备与工艺设计***、生产***组织和其他管理***的信息进行集成，形成综合信息流自动化的集成制造***。从整体上改善生产的组织与管理，提高制造***的柔性，提高数字化设备的效率。本***将冰刀磨床自动化中的每个设备按照相应的节拍，相应的工艺将其连接起来。将自动上下料台进行上料与下料之间切换，将每个零件的检测数据记录、保存，将打标二维码和每个零件一一对应，让客户以及生产管理者实现可追溯并实时监控。

需要指出的是，本实用新型中的控制装置，包括PLC控制***等使用的控制程序均是现有的可以根据本领域技术人员的常规需要进行设定的，此处不再赘述。

如图3所示，本实用新型提供了一种数控冰刀磨床***的加工方法，由自动化总控8控制。生产过程可以由总控控制屏4实时监控。产线按20把冰刀作为一批次，工人只需将一批次冰刀，放置自动上下料台5，20个放满，自动上下料台5会自动进入加工区。加工开始，冰刀磨床1读取程序员事先载入冰刀磨床控制面板2的加工程序，冰刀磨床1则会按照程序使工作台会移至上下料位置，六轴机器人3会移动至上料台取一半成品冰刀，待冰刀磨床1提出上料请求，六轴机器人3会伸入冰刀磨床1的上下料位置，接着冰刀磨床1夹具接过冰刀，六轴机器人3则会退出冰刀磨床1外，然后冰刀磨床1运行加工冰刀程序，运行加工程序的同时，吸尘器11运作，将加工中的粉尘回收。退出后的六轴机器人3会再去上料台5抓取一把半成品冰刀，在等待位等待冰刀磨床1加工完成。冰刀磨床1加工完成后，会给六轴机器人3提出下料申请，六轴机器人3收到申请后，会再次伸入冰刀磨床1的上下料位置，取下加工完成的冰刀，冰刀磨床1工作台会停留在上下料位置，发送六轴机器人3再一次上料的申请，六轴机器人3收到申请后，则会将第二次抓取的半成品冰刀放入冰刀磨床1内部，冰刀磨床1接过六轴机器人3的上料后，待六轴机器人3退出，继续运行磨削冰刀程序。磨削的同时，六轴机器人3会将完成的冰刀送去检测设备10检测，待检测合格后，六轴机器人3会将合格的冰刀送去打标机9打码，若检测不合格，六轴机器人3会将不合格产品放入不合格品区6，待生产结束后，统一集中返工。最后六轴机器人3将已打码的冰刀放置自动上下料台5，同样自动上下料台5也是等待一批次20个冰刀装满后，会自动退出加工区，通知工人取走冰刀，就这样依次循环。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种数控冰刀磨床***，其特征在于，包括冰刀磨床、六轴机器人、上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区以及控制装置，其中：

控制装置控制冰刀磨床、六轴机器人、上料台、下料台运行；

冰刀磨床、上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区均设置在六轴机器人周向，六轴机器人将工件流转于冰刀磨床、上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区之间；

上料台、下料台分别运输上料工件、下料工件；

冰刀磨床对上料工件加工；检测站对加工的工件进行检测；

六轴机器人将检测为成品的工件通过激光打标机打标并放置在下料台；检测为非成品的工件放入不合格品区。

2.根据权利要求1所述的数控冰刀磨床***，其特征在于，还包括吸尘器，所述吸尘器设置在冰刀磨床的工作区域侧面，吸收加工中的粉尘。

3.根据权利要求1所述的数控冰刀磨床***，其特征在于，所述冰刀磨床包括第四轴和非标夹具，非标夹具搭载在第四轴上，第四轴用于将工件进行立起或者平放；非标夹具用于将工件翻面。

4.根据权利要求1所述的数控冰刀磨床***，其特征在于，好包括加工区域和自动化区域，其中：

冰刀磨床设置在加工区域内；

上料台、下料台、检测站、激光打标机、不合格品区均设置在自动化区域内。

5.根据权利要求4所述的数控冰刀磨床***，其特征在于，还包括总控控制屏，总控控制屏与控制装置通信连接；总控控制屏设置在自动化区域外。

6.根据权利要求1所述的数控冰刀磨床***，其特征在于，所述检测站包括轮廓度检测仪和粗糙度检测仪，其中：

轮廓度检测仪对工件的轮廓的精度进行检测；

粗糙度检测仪对检测工件的粗糙度进行检测。

7.根据权利要求1所述的数控冰刀磨床***，其特征在于，还包括冰刀磨床控制面板，冰刀磨床控制面板接收用于输入的指令，并驱动冰刀磨床执行所述指令。

8.根据权利要求4所述的数控冰刀磨床***，其特征在于，所述加工区域与自动化区域连通。

9.根据权利要求4所述的数控冰刀磨床***，其特征在于，还包括冰刀磨床控制面板，所述冰刀磨床控制面板设置在加工区域的外部。

Images