CN108340243B - 一种全自动数控复合内表面磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动数控复合内表面磨床，属于复合磨床技术领域。本发明包括床体、伺服驱动机构和工件输送机构，工件输送机构包括上料道、挡料道、工件推送组件和下料道，工件经上料道、挡料道至工件推送组件的抓取工位，工件推送组件推送工件至加工工位进行削磨；已磨工件经下料道输出，上料道、挡料道和下料道均由挡板围成，挡板位置可调节；所述的伺服驱动机构包括工件进给电机、拖板、磁力卡盘和砂轮，磁力卡盘设置在拖板上，工件进给电机驱动拖板在水平方向移动，磁力卡盘移动至工件加工工位，吸附固定工件。本发明不仅能够实现上料‑加工‑下料全过程自动循环，且能够很方便的调节料道来适应不同尺寸工件的输送要求，具有较好的适应性。

Description

一种全自动数控复合内表面磨床

技术领域

本发明涉及复合磨床技术领域，更具体地说，涉及一种全自动数控复合内表面磨床。

背景技术

机床作为当前机械加工产业的主要设备，其技术发展已经成为国内机械加工产业的发展标志。数控机床在传统机床的基础上，能进行自动化生产，随着装配制造业的蓬勃发展，数控机床作为制造业的母机随势发展并被广泛应用。复合机床能够使更多的不同加工过程复合在一台机床上，从而达到减少机床和夹具，免去工序间的搬运和储存，提高工件加工精度，缩短加工周期和节约作业面积的目的，是当前世界机床技术发展的潮流。

环件、轴承、法兰等都需要对其进行内表面加工，内表面包括孔、沟、滚道、内挡边。目前，使用复合内表面磨床来进行内表面加工已经越来越被需要。但现有复合内表面磨床存在自动化程度不高，上料和下料操作不便，工作人员劳动强度大，生产效率低，且工件定位和加工质量较差，上、下料时人手要靠近锋利的砂轮，极有可能因为操作失误给工作人员带来人身伤害的问题。

针对上述问题，申请人一直以来投入了大量的研发精力，先后在2014年11月22日，提交了名称为：一种内孔削磨自动化装置及方法(专利号为ZL201410802608.6)，2016年8月12日，提交了名称为：一种全自动数控内圆磨(申请号为2016106625513)的申请案；上述申请案均实现了上料-加工-下料的自动循环，整个加工过程无需人工干预，工作人员劳动强度低，内孔加工效率得到了较大提高。但在长期的生产实践中，申请人发现上述申请案还是存在一些不足，主要表现为：上述申请案在结构设计上比较复杂，针对不同尺寸的工件不便于调节，整个自动化控制过程也较复杂。

经检索，中国专利号ZL 201420205539.6，授权公告日为2014年9月24日，发明创造名称为：内圆磨床的自动上下料装置，该申请案包括装有机床夹头的底座、装设在底座顶端的安装板、进料槽、水平移动装置、旋转装置及送料臂，进料槽与该底座侧端面呈倾斜状设置，水平移动装置包括装设在安装板上的伺服电机、滑台及带丝母的丝杆，丝杆装设在该安装板上，该伺服电机的活塞装有一主动轮，且该丝杆上装有与主动轮连接的从动轮，丝母与该滑台固定相连；旋转装置包括驱动电机、输出轴，输出轴一端与驱动电机相连，其另一端与送料臂相连；送料臂为一呈V形的旋转板，且该旋转板开口两端分别装有上料弹簧夹头及下料弹簧夹头。该申请案能够在磨削加工过程中，自动上料和下料，结构设计也不是很复杂，但该申请案控制稳定性不高，应用上也存在局限性。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中内表面磨床自动化程度不高的不足，提供了一种全自动数控复合内表面磨床；本发明提供的复合内表面磨床结构简单、控制方便，不仅能够实现上料-加工-下料全过程自动循环，且能够很方便的调节料道来适应不同尺寸工件的输送要求，具有较好的适应性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种全自动数控复合内表面磨床，包括床体、伺服驱动机构和工件输送机构，所述的工件输送机构包括上料道、挡料道、工件推送组件和下料道，工件经上料道、挡料道至工件推送组件的抓取工位，工件推送组件推送工件至加工工位进行削磨；已磨工件经下料道输出，所述的上料道、挡料道和下料道均由挡板围成，挡板位置可调节；所述的伺服驱动机构包括工件进给电机、拖板、磁力卡盘和砂轮，磁力卡盘设置在拖板上，工件进给电机驱动拖板在水平方向移动，磁力卡盘移动至工件加工工位，吸附固定工件；所述的砂轮对工件进行削磨。

更进一步地，所述的上料道包括上料第一挡板和上料第二挡板，上料第一挡板固定在底板上，该上料第一挡板的横截面为L型结构，且上料第一挡板沿长度方向间隔开设有第一U型孔，所述的上料第二挡板沿长度方向间隔开设有第二U型孔，第一U型孔和第二U型孔的开设方向相垂直，上料第二挡板通过螺栓插入第一U型孔和第二U型孔中固定在上料第一挡板上。

更进一步地，所述的挡料道包括第一调节挡板、第二调节挡板、挡料第一挡板和挡料第二挡板，其中，第一调节挡板上开设有第三U型孔，第一调节挡板通过第三U型孔固定在托板上，且第一调节挡板相对第二调节挡板能够平行移动；所述的第二调节挡板上开设有第五U型孔，第二调节挡板通过第五U型孔固定在托板上，且第二调节挡板相对第一调节挡板能够垂直移动；所述的挡料第一挡板固定在第一调节挡板上，挡料第二挡板固定在第二调节挡板上。

更进一步地，所述的第一调节挡板上开设有第四U型孔，第二调节挡板上开设有第六U型孔，第四U型孔、第六U型孔均沿垂直于底板的方向开设，挡料第一挡板通过第四U型孔固定在第一调节挡板上，挡料第二挡板通过第六U型孔固定在第二调节挡板上。

更进一步地，所述的挡料第二挡板上连接有辅板，该辅板上固定有传感器。

更进一步地，所述的工件推送组件包括气缸固定座、气缸、机械手，所述的气缸固定在气缸固定座上，该气缸带动机械手移动，所述的机械手的一端开设砂轮伸入孔，砂轮伸入孔四周设置卡爪。

更进一步地，所述的工件推送组件还设置有上限位座、限位件、下限位座，所述的上限位座上设置有滑轨，限位件与气缸的活塞相连，气缸带动限位件沿滑轨移动，下限位座设置在底板上，限位件由上限位座和下限位座限制移动。

更进一步地，所述的下料道包括下料第一挡板和下料第二挡板，下料第一挡板固定在底板上，该下料第一挡板的横截面为L型结构，且下料第一挡板开设有第九U型孔，下料第二挡板通过螺栓插入第九U型孔中固定在下料第一挡板上。

更进一步地，所述的砂轮与砂轮驱动主轴相连，砂轮驱动主轴设置在一拖板上，该拖板由砂轮进给电机驱动。

更进一步地，所述的床体上还设置有砂轮修整器，该砂轮修整器设置在拖板上，砂轮修整器顶部设置有回转驱动电机，回转驱动电机经减速器连接修整摆臂，所述的修整摆臂上设置有金刚笔。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种全自动数控复合内表面磨床，其伺服驱动机构设置3个伺服电机，分别控制砂轮自动进给、工件自动匹配砂轮位置，并控制修整器自动修整砂轮，其工件输送机构，机械手在推送磨削工件至内表面加工工位时，限位待磨工件，同时释放已磨工件经下料道输出，内表面加工完成后，机械手携带磨削工件回位，磨削工件自动落出抓取工位，待磨工件自动补入抓取工位，仅通过机械手即可以控制上料和下料的节奏，实现了上料-加工-下料的自动循环，结构设计巧妙，大大简化了原有内表面磨床的结构，各机构高效配合，控制程序简单，内表面加工效率高；

(2)本发明的一种全自动数控复合内表面磨床，其上料道、挡料道和下料道均由挡板围成，挡板不同位置设置U型孔，通过调节螺栓可以调节挡板位置，进而可以根据不同待磨工件的尺寸大小，灵活调节上料道、挡料道和下料道所围内部空间，即保证了待磨工件能够经上料道、挡料道准确落入机械手抓取工位，再经下料道可靠输出，同时也避免了上料道、挡料道和下料道内部空间过宽，导致待磨工件在料道内上下碰撞，使待磨工件表面产生擦痕等缺陷；

(3)本发明的一种全自动数控复合内表面磨床，操作简单，整个加工过程无需人工干预，工作人员劳动强度低，且不会出现危及工作人员人身安全的情况，能够实现一人多机操作，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的一种全自动数控复合内表面磨床中料道的立体结构示意图；

图2为本发明中料道的正视图；

图3为本发明中料道的后视图；

图4为本发明的一种全自动数控复合内表面磨床中伺服驱动机构的结构示意图；

示意图中的标号说明：

11、上料第一挡板；111、第一U型孔；12、上料第二挡板；121、第二U型孔；21、底板；211、料道调节孔；22、托板；31、第一调节挡板；311、第三U型孔；312、第四U型孔；32、第二调节挡板；321、第五U型孔；322、第六U型孔；41、挡料第一挡板；42、挡料第二挡板；51、辅板；511、第七U型孔；52、传感器；6、托料杆；71、固定座；72、上限位座；721、第八U型孔；722、滑轨；73、气缸固定座；74、气缸；75、限位件；76、下限位座；77、机械手；771、砂轮伸入孔；772、卡爪；81、下料第一挡板；811、第九U型孔；82、下料第二挡板；91、砂轮进给电机；92、砂轮驱动主轴；93、工件进给电机；94、拖板；95、磁力卡盘；96、回转驱动电机；97、修整摆臂；98、工件；10、床体。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合附图，本实施例的一种全自动数控复合内表面磨床，包括床体10、伺服驱动机构和工件输送机构。其中，参看图4，本实施例的伺服驱动机构包括砂轮进给电机91、砂轮驱动主轴92、工件进给电机93、拖板94、磁力卡盘95、砂轮和砂轮修整器。所述的砂轮进给电机91设置在床体10长度方向的一侧，该砂轮进给电机91驱动一拖板沿床体10长度方向往复移动。拖板上设置有砂轮驱动主轴92，该砂轮驱动主轴92连接砂轮，控制砂轮旋转对工件98进行削磨。床体10宽度方向的一侧设置工件进给电机93，工件进给电机93驱动拖板94沿床体10宽度方向往复移动，磁力卡盘95设置在拖板94上，随拖板94一起移动，本实施例中由工件输送机构输送至加工工位的工件98被磁力卡盘95吸附固定，砂轮对工件98进行磨削。

所述的床体10上还设置有砂轮修整器，该砂轮修整器也设置在拖板94上，由工件进给电机93驱动，随拖板94一起移动。砂轮修整器顶部设置有回转驱动电机96，回转驱动电机96经减速器连接修整摆臂97，所述的修整摆臂97上设置有金刚笔。本实施例的砂轮修整器主要是在砂轮使用一段时间需修磨时，通过砂轮进给电机91、工件进给电机93和回转驱动电机96这三个伺服电机的配合作用，达到对砂轮的直接修整的目的。

所述的工件输送机构设置在床体10上，具体为磁力卡盘95的侧边，参看图1、图2和图3，工件输送机构包括上料道、挡料道、工件推送组件和下料道，工件98经上料道、挡料道至工件推送组件的抓取工位，工件推送组件推送工件98至加工工位进行削磨；已磨工件98经下料道输出，本实施例中上料道、挡料道和下料道均由挡板围成，并在各挡板的不同位置设置U型孔，来调节挡板所处位置。本实施例中上料道、挡料道、工件推送组件和下料道的具体结构设计如下：

所述的上料道包括上料第一挡板11和上料第二挡板12，上料第一挡板11固定在底板21上，该上料第一挡板11的横截面为L型结构，且上料第一挡板11沿长度方向间隔开设有第一U型孔111，所述的上料第二挡板12沿长度方向间隔开设有第二U型孔121，第一U型孔111和第二U型孔121的开设方向相垂直，上料第二挡板12通过螺栓插入第一U型孔111和第二U型孔121中固定在上料第一挡板11上。通过设置第一U型孔111，可以调节上料第一挡板11和上料第二挡板12之间的间距，设置第二U型孔121则能够调节上料道的长度。

所述的挡料道包括第一调节挡板31、第二调节挡板32、挡料第一挡板41和挡料第二挡板42，其中，第一调节挡板31和第二调节挡板32相对设置，围成一个通道。第一调节挡板31上开设有第三U型孔311，第三U型孔311沿竖直方向设置，共设置有两个，第一调节挡板31通过第三U型孔311固定在托板22上，且通过设置第三U型孔311能够调节第一调节挡板31相对第二调节挡板32平行移动。所述的第二调节挡板32上开设有第五U型孔321，第五U型孔321沿水平方向设置，第二调节挡板32通过第五U型孔321固定在托板22上，且通过设置第五U型孔321能够调节第二调节挡板32相对第一调节挡板31垂直移动，如此可以调节第一调节挡板31和第二调节挡板32之间的间距。

所述的第一调节挡板31上开设有第四U型孔312，第二调节挡板32上开设有第六U型孔322，第四U型孔312、第六U型孔322均沿垂直于底板21的方向开设，挡料第一挡板41通过第四U型孔312固定在第一调节挡板31上，挡料第二挡板42通过第六U型孔322固定在第二调节挡板32上。挡料第一挡板41和挡料第二挡板42均设置在第一调节挡板31、第二调节挡板32所围空间内部，通过设置第四U型孔312、第六U型孔322，可以调节挡料第一挡板41和挡料第二挡板42距离托板22的距离。

所述的挡料第二挡板42上连接有辅板51，该辅板51上开设有第七U型孔511，通过该第七U型孔511可以调节辅板51所处位置，辅板51上固定有传感器52，该传感器52为光电传感器，可以记录是否有工件98通过，且挡料道的底部设置有托料杆6，该托料杆6的作用是机械手77未推送工件98至加工工位之前，防止工件98落出。

所述的工件推送组件包括固定座71、上限位座72、气缸固定座73、气缸74、限位件75、下限位座76和机械手77，所述的固定座71固定在底板21的背部，该固定座71上设置有上限位座72、气缸固定座73，所述的气缸74固定在气缸固定座73上，该气缸74带动机械手77移动，所述的机械手77的一端开设砂轮伸入孔771，砂轮伸入孔771四周设置卡爪772。所述的上限位座72上设置有第八U型孔721、滑轨722，通过第八U型孔721可以调节上限位座72的位置。限位件75与气缸74的活塞相连，气缸74带动限位件75沿滑轨722移动，下限位座76设置在底板21上，限位件75由上限位座72和下限位座76限制移动。通过设置限位机构，可以精准控制机械手77的动作。

所述的底板21上设置有料道调节孔211，下料道包括下料第一挡板81和下料第二挡板82，下料第一挡板81通过料道调节孔211固定在底板21上，通过料道调节孔211可以调节下料道的位置，该下料第一挡板81的横截面为L型结构，且下料第一挡板81开设有第九U型孔811，下料第二挡板82通过螺栓插入第九U型孔811中固定在下料第一挡板81上。

本实施例的全自动数控复合内表面磨床，其伺服驱动机构设置3个伺服电机，分别控制砂轮自动进给、工件自动匹配砂轮位置，并控制修整器自动修整砂轮，其工件输送机构，机械手在推送磨削工件至内表面加工工位时，限位待磨工件，同时释放已磨工件经下料道输出，内表面加工完成后，机械手携带磨削工件回位，磨削工件自动落出抓取工位，待磨工件自动补入抓取工位，仅通过机械手即可以控制上料和下料的节奏，实现了上料-加工-下料的自动循环，结构设计巧妙，大大简化了原有内表面磨床的结构，各机构高效配合，控制程序简单，内表面加工效率高。其上料道、挡料道和下料道均由挡板围成，挡板不同位置设置U型孔，通过调节螺栓可以调节挡板位置，进而可以根据不同待磨工件的尺寸大小，灵活调节上料道、挡料道和下料道所围内部空间，即保证了待磨工件能够经上料道、挡料道准确落入机械手抓取工位，再经下料道可靠输出，同时也避免了上料道、挡料道和下料道内部空间过宽，导致待磨工件在料道内上下碰撞，使待磨工件表面产生擦痕等缺陷。整个加工过程无需人工干预，操作简单，工作人员劳动强度低，且不会出现危及工作人员人身安全的情况，能够实现一人多机操作，降低了生产成本。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种全自动数控复合内表面磨床，包括床体(10)、伺服驱动机构和工件输送机构，其特征在于：所述的工件输送机构包括上料道、挡料道、工件推送组件和下料道，工件(98)经上料道、挡料道至工件推送组件的抓取工位，工件推送组件推送工件(98)至加工工位进行削磨；已磨工件(98)经下料道输出，所述的上料道、挡料道和下料道均由挡板围成，挡板位置可调节；所述的伺服驱动机构包括工件进给电机(93)、拖板(94)、磁力卡盘(95)和砂轮，磁力卡盘(95)设置在拖板(94)上，工件进给电机(93)驱动拖板(94)在水平方向移动，磁力卡盘(95)移动至工件加工工位，吸附固定工件(98)；所述的砂轮对工件(98)进行削磨；

所述的上料道包括上料第一挡板(11)和上料第二挡板(12)，上料第一挡板(11)固定在底板(21)上，该上料第一挡板(11)的横截面为L型结构，且上料第一挡板(11)沿长度方向间隔开设有第一U型孔(111)，所述的上料第二挡板(12)沿长度方向间隔开设有第二U型孔(121)，第一U型孔(111)和第二U型孔(121)的开设方向相垂直，上料第二挡板(12)通过螺栓插入第一U型孔(111)和第二U型孔(121)中固定在上料第一挡板(11)上；

所述的挡料道包括第一调节挡板(31)、第二调节挡板(32)、挡料第一挡板(41)和挡料第二挡板(42)，其中，第一调节挡板(31)上开设有第三U型孔(311)，第一调节挡板(31)通过第三U型孔(311)固定在托板(22)上，且第一调节挡板(31)相对第二调节挡板(32)能够平行移动；所述的第二调节挡板(32)上开设有第五U型孔(321)，第二调节挡板(32)通过第五U型孔(321)固定在托板(22)上，且第二调节挡板(32)相对第一调节挡板(31)能够垂直移动；所述的挡料第一挡板(41)固定在第一调节挡板(31)上，挡料第二挡板(42)固定在第二调节挡板(32)上；

所述的第一调节挡板(31)上开设有第四U型孔(312)，第二调节挡板(32)上开设有第六U型孔(322)，第四U型孔(312)、第六U型孔(322)均沿垂直于底板(21)的方向开设，挡料第一挡板(41)通过第四U型孔(312)固定在第一调节挡板(31)上，挡料第二挡板(42)通过第六U型孔(322)固定在第二调节挡板(32)上；

所述的下料道包括下料第一挡板(81)和下料第二挡板(82)，下料第一挡板(81)固定在底板(21)上，该下料第一挡板(81)的横截面为L型结构，且下料第一挡板(81)开设有第九U型孔(811)，下料第二挡板(82)通过螺栓插入第九U型孔(811)中固定在下料第一挡板(81)上。

2.根据权利要求1所述的一种全自动数控复合内表面磨床，其特征在于：所述的挡料第二挡板(42)上连接有辅板(51)，该辅板(51)上固定有传感器(52)。

3.根据权利要求1或2所述的一种全自动数控复合内表面磨床，其特征在于：所述的工件推送组件包括气缸固定座(73)、气缸(74)、机械手(77)，所述的气缸(74)固定在气缸固定座(73)上，该气缸(74)带动机械手(77)移动，所述的机械手(77)的一端开设砂轮伸入孔(771)，砂轮伸入孔(771)四周设置卡爪(772)。

4.根据权利要求3所述的一种全自动数控复合内表面磨床，其特征在于：所述的工件推送组件还设置有上限位座(72)、限位件(75)、下限位座(76)，所述的上限位座(72)上设置有滑轨(722)，限位件(75)与气缸(74)的活塞相连，气缸(74)带动限位件(75)沿滑轨(722)移动，下限位座(76)设置在底板(21)上，限位件(75)由上限位座(72)和下限位座(76)限制移动。

5.根据权利要求4所述的一种全自动数控复合内表面磨床，其特征在于：所述的砂轮与砂轮驱动主轴(92)相连，砂轮驱动主轴(92)设置在一拖板上，该拖板由砂轮进给电机(91)驱动。

6.根据权利要求5所述的一种全自动数控复合内表面磨床，其特征在于：所述的床体(10)上还设置有砂轮修整器，该砂轮修整器设置在拖板(94)上，砂轮修整器顶部设置有回转驱动电机(96)，回转驱动电机(96)经减速器连接修整摆臂(97)，所述的修整摆臂(97)上设置有金刚笔。