一种数控加工中心用磨床及其操作方法

技术领域

本发明属于磨床技术领域，具体涉及一种数控加工中心用磨床及其操作方法。

背景技术

为了使得轴或轴套等轴状工件的表面光滑，需要对轴或轴套等轴状工件的表面进行打磨抛光处理。

中国专利申请号CN201922017359.0公开了一种轴套的外表面打磨装置，包括底座和固定板,底座顶端的一侧设置有固定板，固定板的中部嵌设有电动伸缩杆，电动伸缩杆的活塞杆穿过固定板并固定设有第一连接板，第一连接板的一侧设置有第二连接板。本实用新型将轴套套在限位柱上，通过限位机构，可以使得轴套限位在第一限位板和限位机构的限位盘之间，通过电动伸缩杆，配合第一连接板和U形连接件，可以使得第二连接板带动打磨筒向轴套的方向移动，在打磨筒的作用下，可以对轴套的外表面进行打磨抛光处理，通过转盘和滑块，可以使得限位板转动，进而使得已加工的轴套和未加工的轴套的方位改变，通过定位机构，可对变换后的限位板进行固定。

但是现有技术中公开均是对轴类工件的外表面打磨装置，并未公开如何对轴类工件上的凹槽进行打磨，同时能够实现全自动化的装置。

发明内容

鉴于现有技术中存在上述问题，本发明的目的是提供一种数控加工中心用磨床及其操作方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种数控加工中心用磨床，包括工作台，在工作台上沿Y轴方向依次安装有凹槽磨床、工件转移装置和表面磨床，所述凹槽磨床沿X轴方向的一侧设有放置盒，所述放置盒上均匀设有若干个放置槽，工件置于放置槽内，且所述放置槽内设有凸起，所述凸起形状与工件上的凹槽形状相契合，初始状态时，所述工件的凹槽对准凸起位置放置；

所述表面磨床包括由左到右依次安装在工作台上的自动进料装置、表面辊磨组件和回收盒，移动装置通过架体安装在工作台上。

具体的，工件转移装置包括三轴模组，安装在三轴模组上的连接板，通过电机安装座安装在连接板上的电机一，电机一上安装有主动轮，旋转架两端通过轴配合轴承活动安装在固定架上，所述固定架安装在连接板上，所述旋转架上安装电动丝杠，所述电动丝杠上安装有气动夹爪一，所述旋转架靠近电机一一端的轴上安装有从动轮，所述从动轮与主动轮之间通过皮带传动连接，其中电动丝杠能够带动气动夹爪一沿X轴移动。

具体的，三轴模组包括安装在工作台上的单轴机器人三，安装单轴机器人三上的单轴机器人二，安装在单轴机器人二上的单轴机器人五，安装在单轴机器人五上的连接板，所述单轴机器人三能够带动连接板沿Y轴移动，所述单轴机器人二能够带动连接板沿X轴移动，所述单轴机器人五能够带动连接板沿Z轴移动。

具体的，凹槽磨床包括安装板，安装在安装板上的单轴机器人一，安装单轴机器人一上的移动板，所述移动板两端安装在直线导轨一，研磨机通过安装座安装在移动板上，同时研磨头安装在研磨机上，直线导轨二位于研磨机的正前方，且直线导轨二安装在安装板上，基柱安装在直线导轨二上，放置板通过微型开关安装在基柱上，同时放置板通过弹簧与基柱连接。

具体的，所述微型开关上设有接触点和感应板，当感应板接触到接触点时，所述微型开关传递信号；所述放置板安装在感应板上。

具体的，自动进料装置包括下滑板，工件置于下滑板内，下滑板两侧通过柱安装在工作台上，上板和下板安装在柱远离下滑板的一面上，且上板和下板的安装位置之间间隔有间隙，所述间隙大于工件的外尺寸，同时上升板位于两个柱之间，且上升板通过气缸一活动安装在工作台上，当工件落到下滑板上时，在下滑板的导向作用下落到上升板上，然后被下板拦截在上升板上；所述上升板靠近下滑板的一端设为斜面，且所述斜面是由靠近下滑板的一面下斜到另一面；同时盛放柱通过安装架安装在工作台上，所述盛放柱的位置位于间隙的下方，且盛放柱上设有凹槽。

具体的，表面辊磨组件包括与盛放柱同一直线上的搁置架，所述搁置架两侧分别设有打磨辊一和打磨辊二，所述打磨辊一和打磨辊二均通过传动装置安装在工作台上，且所述打磨辊一和打磨辊二的一侧均设有抵紧杆。

具体的，传动装置包括旋转轴，打磨辊安装在旋转轴上，所述旋转轴两端通过轴承座组件安装在工作台上，旋转轴上安装有齿轮一，齿轮二与齿轮一啮合传动，且齿轮二安装在传动轴的一端，传动轴的另一端安装有皮带轮一，所述传动轴通过轴承座组件安装在工作台上，电机二上安装有皮带轮二，皮带轮一和皮带轮二之间通过皮带传动连接。

具体的，移动装置包括安装在架体上的单轴机器人四，安装在单轴机器人四上的移动座，安装在移动座上的气缸二，安装在气缸二上的连接座，所述连接座顶面两端安装有导向轴，所述导向轴穿过安装在移动座上的法兰，从而使连接座稳定的上下移动，所述连接座底面两端安装有气动夹爪二，每个气动夹爪二的夹爪上均通过轴承活动安装有夹块，所述夹块上设有槽。

基于上述装置，本发明还提出了使用所述的一种数控加工中心用磨床的操作方法，包括以下步骤：

S1，工件转移装置将放置盒内的工件夹出，将工件内的凹槽朝向凹槽磨床的方向移动；

S2，凹槽磨床对工件内的凹槽进行打磨；

S3，凹槽打磨工序完毕后，通过工件转移装置将工件转移到表面磨床上；

S4，开启自动进料装置，由自动进料装置间歇性进料工件；

S5，开启移动装置，移动装置将工件从自动进料装置运输到表面辊磨组件进行表面打磨；

S6，表面打磨完毕后，移动装置将工件从表面辊磨组件运输到回收盒进行回收。

本发明的有益效果是：

1. 本装置适用于所有轴类工件的外表面和轴上凹槽的打磨，同时实现了全自动化操作；

2. 本装置能够适用于不同尺寸的凹槽打磨。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例一的正视图；

图2是本发明实施例一不包含工作台和传动装置的三维图；

图3是本发明中自动进料装置的三维图；

图4是本发明中自动进料装置的内部结构示意图；

图5是本发明中传动装置的三维图；

图6是本发明实施例二的侧视图；

图7是本发明实施例二中工件转移装置不包含三轴模组的三维图；

图8是本发明实施例二中凹槽磨床的三维图；

图9是本发明实施例二中微型开关的三维图。

图中标记为：1、表面磨床；2、工件转移装置；3、凹槽磨床；4、工件；5、工作台；

101、自动进料装置；102、移动装置；103、表面辊磨组件；104、回收盒；105、架体；

1011、下滑板；1012、上升板；1013、气缸一；1014、柱；1015、上板；1016、下板；1017、间隙；1018、盛放柱；1019、安装架；

1021、单轴机器人四；1022、移动座；1023、导向轴；1024、法兰；1025、气缸二；1026、连接座；1027、气动夹爪二；1028、夹块；1029、

1031、打磨辊一；1032、打磨辊二；1033、搁置架；1034、抵紧杆；1035、旋转轴；1036、皮带轮一；1037、齿轮一；1038、齿轮二；1039、传动轴；10310、电机二；

201、单轴机器人二；202、单轴机器人三；203、连接板；204、固定架；205、旋转架；206、电机一；207、电机安装座；208、主动轮；209、从动轮；210、电动丝杠；211、气动夹爪一；212、单轴机器人五；

301、安装板；302、单轴机器人一；303、移动板；304、直线导轨一；305、研磨机；306、安装座；307、研磨头；308、直线导轨二；309、基柱；310、放置板；311、微型开关；312、感应板；313、接触点。

具体实施方式

如图2所示，图中X指代坐标系中的X轴，Y指代坐标系中的Y轴，Z指代坐标系中的Z轴。

实施例一

如图1-2所示，本发明提供一种数控加工中心用磨床，包括工作台5，以及安装在工作台5上的表面磨床1，用于打磨轴状工件的外表面。

所述表面磨床1包括由左到右依次安装在工作台5上的自动进料装置101、表面辊磨组件103和回收盒104，移动装置102通过架体105安装在工作台5上。

移动装置102将自动进料装置101内的工件4移动到表面辊磨组件103内进行表面打磨，然后将打磨后的工件通过移动装置102移动到回收盒104内。

请重点参考图3-4，自动进料装置101包括下滑板1011，工件4置于下滑板1011内，下滑板1011两侧通过柱1014安装在工作台5上，上板1015和下板1016安装在柱1014远离下滑板1011的一面上，且上板1015和下板1016的安装位置之间间隔有间隙1017，所述间隙1017大于工件4的外尺寸，同时上升板1012位于两个柱1014之间，且上升板1012通过气缸一1013活动安装在工作台5上，当工件4落到下滑板1011上时，在下滑板1011的导向作用下落到上升板1012上，然后被下板1016拦截在上升板1012上；所述上升板1012靠近下滑板1011的一端设为斜面，且所述斜面是由靠近下滑板1011的一面下斜到另一面；同时盛放柱1018通过安装架1019安装在工作台5上，所述盛放柱1018的位置位于间隙1017的下方，且盛放柱1018上设有凹槽，因此当开启气缸一1013后，上升板1012上的工件4被气缸一1013推动到间隙1017处，在斜面的导向作用下，工件4会从间隙1017处滑落到盛放柱1018上。

请重点参考图2和图5，表面辊磨组件103包括与盛放柱1018同一直线上的搁置架1033，所述搁置架1033两侧分别设有打磨辊一1031和打磨辊二1032，所述打磨辊一1031和打磨辊二1032均通过传动装置安装在工作台5上，且所述打磨辊一1031和打磨辊二1032的一侧均设有抵紧杆1034，从而保证打磨辊一1031和打磨辊二1032能够一直打磨在工件4的表面上，防止走空，所述抵紧杆1034安装在工作台5上。

请重点参考图1和图5，其中传动装置包括旋转轴1035，打磨辊安装在旋转轴1035上，所述旋转轴1035两端通过轴承座组件安装在工作台5上，旋转轴1035上安装有齿轮一1037，齿轮二1038与齿轮一1037啮合传动，且齿轮二1038安装在传动轴1039的一端，传动轴1039的另一端安装有皮带轮一1036，所述传动轴1039通过轴承座组件安装在工作台5上，电机二10310上安装有皮带轮二，皮带轮一1036和皮带轮二之间通过皮带传动连接。

开启电机二10310，电机二10310能够带动打磨辊一1031和打磨辊二1032旋转，从而对放置在搁置架1033上的工件4进行打磨。

请重点参考图2，移动装置102包括安装在架体105上的单轴机器人四1021，安装在单轴机器人四1021上的移动座1022，安装在移动座1022上的气缸二1025，安装在气缸二1025上的连接座1026，所述连接座1026顶面两端安装有导向轴1023，所述导向轴1023穿过安装在移动座1022上的法兰1024，从而使连接座1026稳定的上下移动，所述连接座1026底面两端安装有气动夹爪二1027，每个气动夹爪二1027的夹爪上均通过轴承活动安装有夹块1028，所述夹块1028上设有槽；当气动夹爪二1027夹住工件4时，工件4位于槽内。

当开启单轴机器人四1021时，所述单轴机器人四1021带动气动夹爪二1027沿X轴移动；当开启气缸二1025，所述气缸二1025带动气动夹爪二1027沿Z轴移动。

两个气动夹爪二1027之间的距离等于自动进料装置101和表面辊磨组件103之间的距离，同时两个气动夹爪二1027之间的距离也等于表面辊磨组件103和回收盒104之间的距离。

气缸一1013、单轴机器人四1021、气动夹爪二1027、气缸二1025和电机二10310通信地耦合控制器。

控制器即可编程数控系统，控制器作为中央控制系统，能够实现整机的程序输入和运行控制，实现作业过程自动化。控制系统可作为连接各个执行元件按照逻辑轨迹运动的系统，通过编程控制执行元件按照所需的运行步骤运行。

因此首先由机械手或者人工将工件4放入下滑板1011，开启气缸一1013后，气缸一1013将上升板1012上的工件4推升到间隙1017处，工件4从间隙1017处掉落到盛放柱1018上，然后开启单轴机器人四1021，将气动夹爪二1027调整到盛放柱1018的正上方；随后同时开启气动夹爪二1027和气缸二1025，将盛放柱1018上的工件4抓取到搁置架1033上；随后开启电机二10310，将电机二10310带动打磨辊旋转，从而对工件4的外表面进行打磨；最后通过移动装置102将打磨好的工件4从搁置架1033抓取到回收盒104上。

基于上述装置，本发明实施例一还提出了使用所述的一种数控加工中心用磨床的操作方法，包括以下步骤：

步骤一，开启自动进料装置101，由自动进料装置101间歇性进料工件4；

步骤二，开启移动装置102，移动装置102将工件4从自动进料装置101运输到表面辊磨组件103进行表面打磨；

步骤三，表面打磨完毕后，移动装置102将工件4从表面辊磨组件103运输到回收盒104进行回收。

实施例二

如图6所示，相对于实施例一，实施例二公开的数控加工中心用磨床还包括工件转移装置2和凹槽磨床3，实施例二的其它装置及其安装方式均与实施例一相同。

本实施例主要针对含有凹槽的工件4，对工件4内含有的凹槽进行打磨，同时能够适应于不同尺寸的凹槽。

在工作台5上沿Y轴方向依次安装有凹槽磨床3、工件转移装置2和表面磨床1。

请重点参考图6和图7，工件转移装置2包括三轴模组，安装在三轴模组上的连接板203，通过电机安装座207安装在连接板203上的电机一206，电机一206上安装有主动轮208，旋转架205两端通过轴配合轴承活动安装在固定架204上，所述固定架204安装在连接板203上，所述旋转架205上安装电动丝杠210，所述电动丝杠210上安装有气动夹爪一211，所述旋转架205靠近电机一206一端的轴上安装有从动轮209，所述从动轮209与主动轮208之间通过皮带传动连接，其中电动丝杠210带动气动夹爪一211沿X轴移动。

因此当气动夹爪一211夹住工件4，随后开启电机一206时，电机一206会带动主动轮208旋转，所述主动轮208通过皮带带动从动轮209旋转，从动轮209带动旋转架205旋转，从而带动气动夹爪一211上的工件4随之旋转。

三轴模组包括安装在工作台5上的单轴机器人三202，安装单轴机器人三202上的单轴机器人二201，安装在单轴机器人二201上的单轴机器人五212，安装在单轴机器人五212上的连接板203，所述单轴机器人三202能够带动连接板203沿Y轴移动，所述单轴机器人二201能够带动连接板203沿X轴移动，所述单轴机器人五212能够带动连接板203沿Z轴移动。

请重点参考图8和图9，凹槽磨床3包括安装板301，安装在安装板301上的单轴机器人一302，安装单轴机器人一302上的移动板303，所述移动板303两端安装在直线导轨一304，研磨机305通过安装座306安装在移动板303上，同时研磨头307安装在研磨机305上，直线导轨二308位于研磨机305的正前方，且直线导轨二308安装在安装板301上，请重点参考图6和图9，基柱309安装在直线导轨二308上，放置板310通过微型开关311安装在基柱309上，同时放置板310通过弹簧与基柱309连接。

其中研磨头307可以根据凹槽的尺寸更换，从而能够适应不同尺寸的凹槽打磨。

所述微型开关311上设有接触点313和感应板312，当感应板312接触到接触点313时，所述微型开关311传递信号；所述放置板310安装在感应板312上。

气缸一1013、单轴机器人四1021、气动夹爪二1027、气缸二1025、电机二10310、单轴机器人三202、单轴机器人二201、单轴机器人五212、气动夹爪一211、电机一206、单轴机器人一302、研磨机305、电动丝杠210和微型开关311通信地耦合控制器。

所述凹槽磨床3沿X轴方向的一侧设有放置盒，所述放置盒上均匀设有若干个放置槽，工件4置于放置槽内，且所述放置槽内设有凸起，所述凸起形状与工件4上的凹槽形状相契合，初始状态时，所述工件4的凹槽对准凸起位置放置，开启三轴模组，所述三轴模组将气动夹爪一211送至到放置盒的正上方，气动夹爪一211将工件4夹取后，开启电机一206后，电机一206带动工件4旋转90度，将凹槽一面对准凹槽磨床3方向，同时三轴模组控制将工件4移动到放置板310的正上方，且三轴模组控制将工件4下移直到触碰到放置板310，所述放置板310下压使得感应板312接触到接触点313，所述微型开关311传递信号，开启单轴机器人一302、电动丝杠210和研磨机305，且关闭三轴模组，从而保证研磨机305对工件4内的凹槽来回打磨；在凹槽打磨完毕后，三轴模组控制将工件4放置到下滑板1011上，从而进行实施例一中的表面打磨工序。

基于上述装置，本发明实施例二还提出了使用所述的一种数控加工中心用磨床的操作方法，包括以下步骤：

步骤一，工件转移装置2将放置盒内的工件4夹出，将工件4内的凹槽朝向凹槽磨床3的方向移动；

步骤二，凹槽磨床3对工件4内的凹槽进行打磨；

步骤三，凹槽打磨工序完毕后，通过工件转移装置2将工件4转移到表面磨床1上；

步骤四，开启自动进料装置101，由自动进料装置101间歇性进料工件4；

步骤五，开启移动装置102，移动装置102将工件4从自动进料装置101运输到表面辊磨组件103进行表面打磨；

步骤六，表面打磨完毕后，移动装置102将工件4从表面辊磨组件103运输到回收盒104进行回收。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。