本發(fā)明屬于機(jī)械加工設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床及使用方法。

背景技術(shù)：

在實(shí)際生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的螺紋磨床多是半自動(dòng)化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程全自動(dòng)化，不能完全脫離人工操作，效率低；現(xiàn)代數(shù)控磨床雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化加工，但想要實(shí)現(xiàn)工件取放必須另行配備機(jī)械手或成套取放裝置，而且所采用的修整輪類(lèi)修整器都帶有獨(dú)立的伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致磨床造價(jià)高昂，砂輪修整時(shí)間較長(zhǎng)。對(duì)于批量加工和砂輪修整頻率較高的工件來(lái)講，工作效率和經(jīng)濟(jì)效益都較低。

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)實(shí)狀況，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)工件取放、磨削和砂輪修整全過(guò)程自動(dòng)化的，可磨削復(fù)雜螺旋線螺紋的磨床，效率高、成本低、效益高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明研發(fā)出一種全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床，解決了上述提出的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：一種全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床，包括床身、磨頭組件、頭架組件、修整器組件和送料組件；

所述磨頭組件、頭架組件、修整器組件安裝在所述床身上方水平臺(tái)面上；

所述磨頭組件中，磨頭主電機(jī)通過(guò)皮帶輪副一聯(lián)接砂輪軸尾端，砂輪軸安裝于砂輪軸箱，砂輪軸前端安裝砂輪，所述磨頭主電機(jī)將動(dòng)力傳遞至砂輪，驅(qū)動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)；所述磨頭主電機(jī)安裝在電機(jī)支架上，電機(jī)支架和砂輪軸箱并列安裝在直線滑動(dòng)單元一上，所述直線滑動(dòng)單元一由伺服電機(jī)一驅(qū)動(dòng)，并帶動(dòng)所述磨頭組件既砂輪一同沿水平縱向的x軸做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，所述頭架組件中，頭架主電機(jī)通過(guò)皮帶輪副二聯(lián)接頭架軸尾端，頭架軸前端安裝工件夾具，所述頭架主電機(jī)將動(dòng)力傳遞至工件夾具，驅(qū)動(dòng)工件夾具旋轉(zhuǎn)；所述頭架軸安裝于頭架軸箱，頭架軸箱和頭架主電機(jī)安裝在頭架支座同側(cè)，所述頭架支座是箱體結(jié)構(gòu)，所述皮帶輪副二位于頭架支座箱體內(nèi)，頭架支座安裝在直線滑動(dòng)單元二上，所述直線滑動(dòng)單元二由伺服電機(jī)二驅(qū)動(dòng)，并帶動(dòng)所述頭架組件既工件夾具所夾持的工件一同沿水平橫向的z軸做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，所述的頭架組件具有可回轉(zhuǎn)的頭架主軸，所述工件夾具安裝在所述頭架主軸前端，所述頭架軸為空心軸。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，所述工件夾具為中空通透型式自動(dòng)夾具。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，所述修整器組件中，修整器電機(jī)以聯(lián)軸器直聯(lián)修整器軸總成，修整器軸總成前端安裝修整輪，所述修整器軸總成由夾座固定并和修整器電機(jī)安裝在直線滑動(dòng)單元三上，所述直線滑動(dòng)單元三由氣缸一驅(qū)動(dòng)，并帶動(dòng)上述修整器組件既修整輪沿平行于z軸在工作位置和非工作位置間變換。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，所述送料組件安裝在上述直線滑動(dòng)單元一上，與磨頭組件隨動(dòng)。送料組件中集料器上安裝氣缸二，所述送料組件移動(dòng)到送料位置時(shí)，所述氣缸二的活塞桿軸心與上述頭架軸、工件夾具的回轉(zhuǎn)軸心同軸，可將集料器中對(duì)準(zhǔn)活塞桿的一根工件頂入到工件夾具中。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，所述頭架組件工件夾具回轉(zhuǎn)軸a軸，砂輪回轉(zhuǎn)軸u軸和修整輪回轉(zhuǎn)軸d軸都平行于z軸且等高，所述u軸位于a軸和d軸中間。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，所述z軸和x軸可由外部數(shù)控系統(tǒng)控制進(jìn)行二軸聯(lián)動(dòng)，可以磨削復(fù)雜螺旋線螺紋。

一種全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床的使用方法，包括以下步驟：

s1：按外部數(shù)控系統(tǒng)給出的信號(hào)，磨頭主電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)皮帶輪副一和砂輪軸傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，氣缸二的活塞桿將集料器內(nèi)的工件a頂出到o位置后縮回，氣動(dòng)卡盤(pán)夾緊工件a；

s2：伺服電機(jī)一啟動(dòng)并帶動(dòng)磨頭組件整體從u軸向c軸方向直線進(jìn)給，至預(yù)定磨削位置后伺服電機(jī)一停轉(zhuǎn)；

s3：頭架主電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)皮帶輪副二和頭架軸傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)卡盤(pán)旋轉(zhuǎn)；

s4：伺服電機(jī)二啟動(dòng)，帶動(dòng)頭架組件整體向z軸正向做直線進(jìn)給，開(kāi)始對(duì)工件a的磨削加工，當(dāng)完成設(shè)定的加工長(zhǎng)度，運(yùn)動(dòng)至p位置后伺服電機(jī)二停轉(zhuǎn)；

s5：伺服電機(jī)一啟動(dòng)，帶動(dòng)砂輪回到u軸位置后停轉(zhuǎn)，之后頭架主電機(jī)停轉(zhuǎn)；

s6：伺服電機(jī)二啟動(dòng)，帶動(dòng)頭架組件返回o位置，氣動(dòng)卡盤(pán)打開(kāi)，氣缸二將集料器內(nèi)待加工工件頂出至o位置后縮回，與此同步待加工工件將前已加工完工件a從氣動(dòng)卡盤(pán)和頭架軸的空腔頂離，一個(gè)加工循環(huán)完成。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，還包括以下步驟：

s7：循環(huán)s1至s6步驟若干次，若干加工循環(huán)完成后，砂輪需要修整時(shí)，按外部系統(tǒng)給出的信號(hào)，氣缸一將修整器組件從q位置推動(dòng)到o位置并停留；

s8：修整器電機(jī)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)修整輪旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)一啟動(dòng)帶動(dòng)停在u軸位置的砂輪向d軸方向直線進(jìn)給，到達(dá)設(shè)定位置后按外部系統(tǒng)程序設(shè)定的速度緩慢進(jìn)給進(jìn)行砂輪修整；

s9：修整結(jié)束后伺服電機(jī)一反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)砂輪從d軸位置返回到u軸位置，修整器電機(jī)停轉(zhuǎn)，氣缸一帶動(dòng)修整器組件后退回到q位置，一個(gè)砂輪修整循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入下一個(gè)磨削加工環(huán)節(jié)。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的所述全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床，能夠?qū)崿F(xiàn)工件取放、磨削和砂輪修整全過(guò)程自動(dòng)化的；

(2)本發(fā)明的所述全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床，磨頭組件進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能完成工件磨削和砂輪修整兩個(gè)方向進(jìn)給；

(3)本發(fā)明的所述全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，砂輪修整效率高，能x、z軸聯(lián)動(dòng)磨削有復(fù)雜螺旋線要求的工件。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明總體示意圖；

圖2為本發(fā)明磨頭組件示意圖；

圖3為本發(fā)明磨頭組件自定義角度示意圖；

圖4為本發(fā)明頭架組件示意圖；

圖5為本發(fā)明修整器組件示意圖；

圖6為本發(fā)明局部布局結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明局部布局結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、床身，2、磨頭組件，3、頭架組件，4、修整器組件，5、送料組件，6、磨頭主電機(jī)，7、皮帶輪副一，8、砂輪軸，9、砂輪軸箱，10、安裝砂輪，11、電機(jī)支架，12、伺服電機(jī)一，13、滑臺(tái)單元一，14、氣缸二，15、集料器，16、頭架主電機(jī)，17、皮帶輪副二，18、頭架支座，19、伺服電機(jī)二，20、滑臺(tái)單元二，21、頭架軸，22、頭架軸箱，23、氣動(dòng)卡盤(pán)，24、修整器電機(jī)，25、聯(lián)軸器，26、修整器軸總成，27、夾座，28、修整輪，29、滑臺(tái)單元三，30、氣缸一。

具體實(shí)施方法

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或者暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明包括床身1及其上方安裝的磨頭組件2、頭架組件3、修整器組件4和送料組件5。

所述磨頭組件2中，如圖2、圖3所示，所述磨頭主電機(jī)6通過(guò)皮帶輪副一7聯(lián)接砂輪軸8尾端，砂輪軸8安裝于砂輪軸箱9，砂輪軸8前端安裝砂輪10，所述磨頭主電機(jī)6可通過(guò)皮帶輪副一7和砂輪軸8傳遞動(dòng)力至砂輪10，驅(qū)動(dòng)砂輪10旋轉(zhuǎn)；所述磨頭主電機(jī)6安裝在電機(jī)支架11上，電機(jī)支架11和砂輪軸箱9并列安裝在滑臺(tái)單元一13上，所述滑臺(tái)單元一13由伺服電機(jī)一12驅(qū)動(dòng)，滑臺(tái)單元一13帶動(dòng)所述磨頭組件2(既砂輪9)沿水平縱向的x軸做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

所述磨頭組件2可以完成砂輪的旋轉(zhuǎn)與直線復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

所述頭架組件3中，如圖4所示，頭架主電機(jī)16通過(guò)皮帶輪副二17聯(lián)接頭架軸21尾端，所述頭架軸21安裝于頭架軸箱22，頭架軸21前端安裝氣動(dòng)卡盤(pán)23，所述頭架主電機(jī)16和頭架軸箱22安裝在頭架支座18上并位于同一側(cè)，所述頭架主電機(jī)16可通過(guò)皮帶輪副二17和頭架軸21傳遞動(dòng)力至氣動(dòng)卡盤(pán)23，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)卡盤(pán)23旋轉(zhuǎn)(既氣動(dòng)卡盤(pán)23所夾持的工件a旋轉(zhuǎn))；所述頭架支座18是箱體結(jié)構(gòu)，所述皮帶輪副二17位于頭架支座18箱體內(nèi)，頭架支座18安裝在滑臺(tái)單元二20上，所述滑臺(tái)單元二20由伺服電機(jī)二19驅(qū)動(dòng)，并帶動(dòng)上述頭架組件3(既氣動(dòng)卡盤(pán)23所夾持的工件a)沿水平橫向的z軸方向做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

所述頭架組件3可以完成工件a的旋轉(zhuǎn)與直線復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

所述頭架軸21為空心軸。

所述氣動(dòng)卡盤(pán)23是前置中空型式自動(dòng)夾具。

所述修整器組件4中，如圖5所示，修整器電機(jī)24通過(guò)聯(lián)軸器25直聯(lián)修整器軸總成26，所述修整器軸總成26前端安裝修整輪28，所述修整器軸總成26由夾座27固定并和所述修整器電機(jī)24安裝在滑臺(tái)單元三29上，所述滑臺(tái)單元三29由氣缸一30驅(qū)動(dòng)，所述滑臺(tái)單元三29帶動(dòng)上述修整器組件4(既修整輪28)沿平行于z軸方向做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在工作位置o和非工作位置q間變換(如圖6和圖7所示)。

所述送料組件5中，如圖3所示，集料器15安裝在上述滑臺(tái)單元一13上，集料器15上遠(yuǎn)離氣動(dòng)卡盤(pán)23一側(cè)安裝氣缸二14，所述送料組件5與磨頭組件2隨動(dòng)。當(dāng)所述送料組件5運(yùn)動(dòng)到送料位置時(shí)，氣缸二14的活塞桿軸心與上述頭架組件3中頭架軸21、氣動(dòng)卡盤(pán)23的回轉(zhuǎn)軸心同軸，可將集料器15里面對(duì)準(zhǔn)氣缸二14的活塞桿的工件頂出進(jìn)入到氣動(dòng)卡盤(pán)23，隨著后序待加工的工件繼續(xù)頂出，前序已加工的工件從氣動(dòng)卡盤(pán)23的中心空腔和頭架軸21的空腔頂出。如圖6和圖7所示，所述頭架組件3中氣動(dòng)卡盤(pán)23(既工件a)回轉(zhuǎn)軸c軸，砂輪10回轉(zhuǎn)軸u軸和修整輪28回轉(zhuǎn)軸d軸都平行于z軸且等高，所述u軸位于c軸和d軸中間。

所述直線滑動(dòng)單元一滑動(dòng)連接于所述滑臺(tái)單元一13上，所述直線滑動(dòng)單元二滑動(dòng)連接于所述滑臺(tái)單元二20上，所述直線滑動(dòng)單元三滑動(dòng)連接于所述滑臺(tái)單元三29上。

實(shí)施例2

在實(shí)際加工過(guò)程中，按外部數(shù)控系統(tǒng)給出的信號(hào)，磨頭主電機(jī)6啟動(dòng)，通過(guò)皮帶輪副一7和砂輪軸8傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)砂輪10旋轉(zhuǎn)，氣缸二14的活塞桿將集料器15內(nèi)的工件a頂出到o位置后縮回，氣動(dòng)卡盤(pán)23夾緊工件a，伺服電機(jī)一12啟動(dòng)并帶動(dòng)磨頭組件2整體從u軸向c軸方向直線進(jìn)給(既砂輪10的直線進(jìn)給)，至預(yù)定磨削位置后伺服電機(jī)一12停轉(zhuǎn)，頭架主電機(jī)16啟動(dòng)，通過(guò)皮帶輪副二17和頭架軸21傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)卡23旋轉(zhuǎn)(既工件a旋轉(zhuǎn))，伺服電機(jī)二19啟動(dòng)，帶動(dòng)頭架組件3整體向z軸正向做直線進(jìn)給(既工件a直線進(jìn)給)，開(kāi)始對(duì)工件a的磨削加工，當(dāng)完成設(shè)定的加工長(zhǎng)度，運(yùn)動(dòng)至p位置后伺服電機(jī)二19停轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)一12啟動(dòng)，帶動(dòng)砂輪10回到u軸位置后停轉(zhuǎn)，之后頭架主電機(jī)16停轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)二19啟動(dòng)，帶動(dòng)臺(tái)架組件3(既工件a)返回o位置，氣動(dòng)卡盤(pán)23打開(kāi)，氣缸二14將集料器15內(nèi)待加工工件頂出至o位置后縮回，與此同步待加工工件將前已加工完工件a從氣動(dòng)卡盤(pán)23和頭架軸21的空腔頂離，一個(gè)加工循環(huán)完成；若干加工循環(huán)完成后，砂輪需要修整時(shí)，按外部系統(tǒng)給出的信號(hào)，氣缸一30將修整器組件4(既修整輪28)從q位置推動(dòng)到o位置并停留，修整器電機(jī)24啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)修整輪28旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)一12啟動(dòng)帶動(dòng)停在u軸位置的砂輪10向d軸方向直線進(jìn)給，到達(dá)設(shè)定位置后按外部系統(tǒng)程序設(shè)定的速度緩慢進(jìn)給進(jìn)行砂輪修整，修整結(jié)束后伺服電機(jī)一12反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)砂輪10從d軸位置返回到u軸位置，修整器電機(jī)24停轉(zhuǎn)，氣缸一帶動(dòng)修整器組件4(既修整輪28)后退回到q位置，一個(gè)砂輪修整循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入下一個(gè)磨削加工環(huán)節(jié)；當(dāng)更換砂輪或加工結(jié)束，必須完成最后一個(gè)加工循環(huán)，使砂輪停留在u軸位置，氣動(dòng)卡盤(pán)停留在q位置，修整輪停留在q位置，停機(jī)。

實(shí)施例3

一種全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床，包括床身1，安裝有砂輪的磨頭組件2，安裝有工件夾具的頭架組件3，安裝有修整輪的修整器組件4和送料組件5；所述磨頭組件2和頭架組件3底部分別安裝有互相垂直的x軸伺服驅(qū)動(dòng)直線滑動(dòng)單元一和z軸伺服驅(qū)動(dòng)直線滑動(dòng)單元二，所述修整器組件4底部安裝有平行于z軸的氣動(dòng)直線滑動(dòng)單元三，所述磨頭組件2、頭架組件3和修整器組件4安裝在所述床身1上方水平臺(tái)面上，砂輪旋轉(zhuǎn)軸線u位于工件夾具旋轉(zhuǎn)軸線c和修整輪旋轉(zhuǎn)軸線d中間，三者平行且等高；所述送料組件5包括集料器15和氣缸二14，所述集料器15安裝在直線滑動(dòng)單元一上前端對(duì)應(yīng)工件夾具的位置，氣缸安裝在集料器15外側(cè)立面對(duì)向于工件夾具、其活塞桿中心線可與工件夾具旋轉(zhuǎn)軸線c重合的位置。

實(shí)施例4

一種全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床的使用方法，包括以下步驟：

s1：按外部數(shù)控系統(tǒng)給出的信號(hào)，磨頭主電機(jī)6啟動(dòng)，通過(guò)皮帶輪副一7和砂輪軸8傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，氣缸二14的活塞桿將集料器15內(nèi)的工件a頂出到o位置后縮回，氣動(dòng)卡盤(pán)23夾緊工件a；

s2：伺服電機(jī)一12啟動(dòng)并帶動(dòng)磨頭組件2整體從u軸向c軸方向直線進(jìn)給，至預(yù)定磨削位置后伺服電機(jī)一12停轉(zhuǎn)；

s3：頭架主電機(jī)16啟動(dòng)，通過(guò)皮帶輪副二17和頭架軸21傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)卡盤(pán)23旋轉(zhuǎn)；

s4：伺服電機(jī)二19啟動(dòng)，帶動(dòng)頭架組件3整體向z軸正向做直線進(jìn)給，開(kāi)始對(duì)工件a的磨削加工，當(dāng)完成設(shè)定的加工長(zhǎng)度，運(yùn)動(dòng)至p位置后伺服電機(jī)二19停轉(zhuǎn)；

s5：伺服電機(jī)一12啟動(dòng)，帶動(dòng)砂輪回到u軸位置后停轉(zhuǎn)，之后頭架主電機(jī)16停轉(zhuǎn)；

s6：伺服電機(jī)二19啟動(dòng)，帶動(dòng)頭架組件3返回o位置，氣動(dòng)卡盤(pán)23打開(kāi)，氣缸二14將集料器15內(nèi)待加工工件頂出至o位置后縮回，與此同步待加工工件將前已加工完工件a從氣動(dòng)卡盤(pán)23和頭架軸21的空腔頂離，一個(gè)加工循環(huán)完成。

進(jìn)一步的，上述技術(shù)方案中，還包括以下步驟：

s7：循環(huán)s1至s6步驟若干次，若干加工循環(huán)完成后，砂輪需要修整時(shí)，按外部系統(tǒng)給出的信號(hào)，氣缸一30將修整器組件44從q位置推動(dòng)到o位置并停留；

s8：修整器電機(jī)24啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)修整輪28旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)一12啟動(dòng)帶動(dòng)停在u軸位置的砂輪向d軸方向直線進(jìn)給，到達(dá)設(shè)定位置后按外部系統(tǒng)程序設(shè)定的速度緩慢進(jìn)給進(jìn)行砂輪修整；

s9：修整結(jié)束后伺服電機(jī)一12反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)砂輪從d軸位置返回到u軸位置，修整器電機(jī)24停轉(zhuǎn)，氣缸一30帶動(dòng)修整器組件44后退回到q位置，一個(gè)砂輪修整循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入下一個(gè)磨削加工環(huán)節(jié)。

本發(fā)明的全自動(dòng)復(fù)雜螺旋線磨床，能夠?qū)崿F(xiàn)工件取放、磨削和砂輪修整全過(guò)程自動(dòng)化的，磨頭組件進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能完成工件磨削和砂輪修整兩個(gè)方向進(jìn)給，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，砂輪修整效率高，能x、z軸聯(lián)動(dòng)磨削有復(fù)雜螺旋線要求的工件。本發(fā)明適用于機(jī)械加工設(shè)備領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方法，但本發(fā)明的保護(hù)范圍且不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。