一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種多面體加工設備，提供了一種鎖緊力矩大，定位精度高，制造成本低，可精確鎖定待加工多面體坯件的轉面位置的帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，解決了現有技術中存在的多面體工件磨削加工定位精度低，制造成本高等技術問題。它包括加工平臺及設于加工平臺上的磨削盤和磨頭裝置，在磨頭裝置上設有轉面機構、轉角機構及轉角鎖定機構，轉面機構包括箱體及轉動連接在箱體內的若干管狀分度軸，分度軸的前端穿過箱體延伸至磨削盤的上方，在分度軸的前端通過夾持機構固定著裝有多面體坯件的工件固定桿，在箱體內對應的分度軸上套設有帶分度齒的分度盤，在分度盤上方的箱體上設有可互配插接在相鄰分度齒間的錐銷。
【專利說明】一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種多面體加工設備，尤其涉及一種可精確鎖定待加工多面體坯件的轉面位置的帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備。
【背景技術】
[0003]早期的多面體磨面加工一般是采用手工操作，不但勞動強度大，生產效率低，而且產品的質量無法保證，廢品率高，而現有的多面體磨面裝置一般是在轉軸的一端設置用于夾持多面體的夾持機構，并使多面體與下方的旋轉砂輪表面摩擦而實現磨面加工，在多面體完成一個加工面后，需要轉動多面體來轉換加工面，為了提高生產效率及加工精度，轉面過程一般通過機械傳動實現自動轉換，并通過蝸輪蝸桿間的自鎖力實現轉面后的多面體轉面定位，但由于蝸輪與蝸桿間存在一定的間隙，而且隨著使用時間的延長，磨損導致二者間的間隙加大，因此多面體加工轉面定位精度低，無法保證多面體的加工質量。
[0004]中國專利“ 一種用于加工水晶制品的打磨裝置(CN280139IY) ”公開了 一種水晶制品的打磨裝置，它包括水晶工件加工平臺，砂輪機構，驅動砂輪機構旋轉的電機，其中砂輪機構的轉盤設置于水晶工件加工平臺的上方，其特征在于，所述的水晶工件加工平臺由水晶工件卡頭、轉軸、萬向聯軸節(jié)、主軸、蝸輪蝸桿、電機、轉軸支撐裝置構成，電機驅動蝸輪蝸桿，蝸輪蝸桿驅動主軸，主軸帶動萬向聯軸節(jié)運動，萬向聯軸節(jié)帶動轉軸旋轉，轉軸穿過轉軸支撐裝置帶動水晶工件卡頭旋轉。此裝置是通過電機驅動蝸輪蝸桿帶動夾持水晶工件的卡頭旋轉實現加工面轉換，但由于裝置中沒有設置水晶工件的定位機構，即轉角或轉面鎖定機構，蝸輪蝸桿間的背隙使水晶工件在加工過程中產生晃動，從而降低了產品的加工經度。
[0005]中國專利“一種珠寶磨面機的磨頭裝置(CN201645285U)”又公開了一種磨頭裝置，它包括由轉面蝸輪和轉面蝸桿構成的轉面機構，所述轉面機構設于箱體內，在所述箱體的兩側分別設有改變轉面機構仰俯角的轉角驅動機構和轉角鎖定機構，所述轉角驅動機構通過轉角主軸與箱體的一側相連，所述轉角鎖定機構通過同軸的轉角副軸與箱體的另一側相連，其中的轉面蝸輪套設在軸端設有夾持機構的傳動軸上，在傳動軸上設有與轉面蝸輪同步轉動的制動輪，在所述制動輪外緣的一側設有一端與轉面制動氣缸相連，另一端可抵接在制動輪上的止動栓。此裝置通過在傳動軸上設置制動輪，并通過止動栓阻止制動輪的旋轉，進而實現傳動軸止動，雖然提高了傳動軸的轉角定位精度，但其分度精度取決于蝸輪和蝸桿，因此導致蝸輪和蝸桿加工難度大、成本高，且由于蝸輪和蝸桿的存在背隙，因此定位精度低，同時其轉速慢，工作效率低。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明主要是提供了一種鎖緊力矩大，定位精度高，制造成本低，可精確鎖定待加工多面體坯件的轉面位置的帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，解決了現有技術中存在的多面體工件磨削加工定位精度低，制造成本高，無法滿足高精度多面體的加工要求等的技術問題。
[0007]本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，包括加工平臺及設于加工平臺上的磨削盤和磨頭裝置，在磨頭裝置上設有轉面機構及可改變轉面機構仰俯角的轉角機構，以及可鎖定轉角機構的轉角鎖定機構，轉面機構包括箱體及轉動連接在箱體內同一水平面上的若干根管狀分度軸，分度軸的前端穿過箱體的前壁面延伸至磨削盤的上方，在分度軸的前端通過夾持機構夾緊固定著裝有多面體坯件的工件固定桿，在箱體內對應的分度軸上套設有帶分度齒的分度盤，在分度盤上方對應的箱體上設有可互配插接在對應的相鄰分度齒間的錐銷。通過在箱體內設置多根分度軸，即可通過在每根分度軸上固定多面體進行同步加工，提高生產效率，降低加工成本；由于分度軸位于同一水平面內，分度軸即可在轉角機構的驅動下同步轉角，且可通過同步輪由一臺電機驅動進行同步轉面，一次定位即可進行多個工件的同步加工，省時省力；通過在分度軸上套設帶有分度齒的分度盤，并在分度盤上方對應的箱體上設置可相對分度盤沿徑向滑動的錐銷，轉換多面體加工面時，分度軸旋轉并帶動分度盤同步轉動，加工面轉換完成后，錐銷朝向分度盤滑動并插接在對應的兩分度齒之間，由于錐銷與兩分度齒間的間隙互配，由此鎖定了分度盤的位置，即鎖定了分度軸和多面體加工面的位置，其相對原有的蝸輪蝸桿鎖緊不僅鎖緊力矩大，且結構簡單，制造成本低，同時消除了齒輪間的背隙，可將待加工的多面體工件精準的鎖定在轉面位置上，定位精度高，滿足了高精度多面體的加工的轉面定位要求。
[0008]作為優(yōu)選，在所述箱體內對應的分度軸外套罩有分度箱，分度盤固定在分度箱內對應的分度軸上，在分度箱上設有鎖緊氣缸，錐銷同軸連接在鎖緊氣缸的連桿上，轉角鎖定機構上的芯軸穿過箱體固定在分度箱一側壁面上，轉角機構上的驅動軸穿過箱體同軸固定在分度箱另一側壁面上。通過在分度軸上套設分度箱，方便分度軸與轉角鎖定機構及轉角機構的連接。
[0009]作為更優(yōu)選，在所述分度箱內并列設置兩根分度軸，分度軸延伸至分度箱外，在分度箱外對應的分度軸上套設有同步輪，兩個同步輪通過同步帶連接在轉面驅動電機上。通過兩根分度軸固定兩個多面體進行同步加工，在磨削盤合適尺寸范圍內實現生產效率最大化，節(jié)約加工成本；由一個電機帶動兩個同步輪轉動，簡化結構，降低制造及運行成本。
[0010]作為更優(yōu)選，在所述同步輪側對應的分度箱外設有定位板，同步輪設于定位板與分度箱之間，在定位板上設有打刀氣缸，打刀氣缸上的連桿同軸延伸至分度軸內并抵接在夾持機構上的定位拉桿上。將打刀氣缸設置在分度箱上，使打刀氣缸與分度箱、分度軸同步轉動，因此更換分度軸上的工件固定桿(更換多面體)時無需將分度軸轉至初始狀態(tài)，即分度軸在任何位置均可更換工件固定桿，方便使用，提高加工效率。
[0011]作為優(yōu)選，所述分度盤呈圓盤形，分度齒為均布在分度盤圓形外環(huán)面上的直齒，且對應于相鄰分度齒間的間隙為扇形。直齒分度齒，便于其與錐銷的精密配合，提高定位精度；通過在在分度盤圓形外環(huán)面上均布若干分度齒，可滿足不同轉面角度的定位要求。
[0012]活塞也可以采用氣缸、絲桿等驅動壓縮，作為優(yōu)選，所述轉角鎖定機構包括垂直穿插在箱體側壁面上的芯軸，在與箱體對應的芯軸上通過錐形脹緊機構套設固定有耐磨套，耐磨套上套設有波紋套，波紋套的外側端延伸至耐磨套外，且在波紋套外側端對應的芯軸上滑動連接有活塞，活塞由液壓驅動系統(tǒng)驅動并推動波紋套向內壓縮后使箱體脹緊固定在耐磨套上。芯軸穿插在箱體側壁上，在箱體與芯軸間設置波紋套，并在波紋套的外側端設置活塞，箱體需鎖緊固定在芯軸上時，由液壓驅動系統(tǒng)驅動活塞，活塞推動波紋套向內，波紋套的薄壁側彎曲變形后內徑尺寸變小、外徑尺寸變大，使波紋套脹緊固定在箱體與芯軸間，鎖緊力矩大，定位精度高，解鎖時消除液壓壓力，在波紋套自身彈力大于液壓壓力時驅動活塞后移即可，同時波紋套恢復原狀，結構簡單，操作方便；通過在波紋套內側對應的芯軸外套設耐磨套，使波紋套脹緊固定在耐磨套上，從而可避免波紋套與芯軸間的摩擦，減少芯軸磨損，只需定期更換耐磨套即可滿足芯軸的定位要求，節(jié)省維修成本，且拆換方便；液壓驅動系統(tǒng)具有傳遞效率高，可進行恒功率輸出控制，功率利用充分，系統(tǒng)結構簡單，輸出轉速無級調速，可正、反向運轉，速度剛性大，動作實現容易等優(yōu)點。
[0013]作為更優(yōu)選，所述錐形脹緊機構包括互配環(huán)套在芯軸上的內開口環(huán)和互配嵌裝在耐磨套中孔內的外開口環(huán)，在與外開口環(huán)相對的內開口環(huán)一端設有外錐形面，與外錐形面相對的外開口環(huán)一端設有互配的內錐形面，內開口環(huán)通過軸向拉力螺栓與外開口環(huán)相連。錐形脹緊機構是一種無鍵聯結裝置，它是通過高強度的拉力螺栓軸向作用在內、外開口環(huán)之間，從而在內開口環(huán)與芯軸之間、外開口環(huán)與耐磨套之間產生巨大抱緊力，以實現耐磨套與芯軸的無鍵聯結，具有結構簡單，對中精度高，安裝、調整、拆卸方便，強度高，聯結穩(wěn)定可靠，且在超載時可保護相連部件不受損坯等優(yōu)點。
[0014]作為更優(yōu)選，與所述芯軸對應的箱體外設有轉接法蘭及對接在轉接法蘭上的缸體，芯軸穿過缸體和轉接法蘭后延伸至箱體內，波紋套和耐磨套的內側端頂接在轉接法蘭外端面上。通過在用于穿插固定芯軸的箱體軸孔上向外對接轉接法蘭，并在轉接法蘭上對接缸體，一是便于連接和組裝，二是增加芯軸與箱體的接觸面積，提高定位精度。
[0015]作為優(yōu)選，所述轉角機構包括垂直穿插在箱體側壁面上的驅動軸，驅動軸的外側端通過減速箱連接在伺服電機上。由伺服電機驅動驅動軸帶動箱體轉動，相對于原有的蝸輪蝸桿傳動的轉動速度快，工作效率高。
[0016]作為更優(yōu)選，在所述芯軸的外端部同軸套設有可自動識別箱體相對芯軸鎖定位置的編碼器，編碼器通過控制系統(tǒng)連接在伺服電機上。通過在芯軸的軸端設置與伺服電機相連接的編碼器(或圓形光柵)，使用時伺服電機帶動芯軸及箱體轉動以實現多面體的轉角要求，通過編碼器即可隨時檢測箱體(加工中的多面體坯件)的位置，并將檢測信息實時反饋到控制系統(tǒng)，并通過控制系統(tǒng)控制伺服電機轉動以重新調整箱體的位置，提高多面體的轉角位置精度，進而滿足高精度多面體的加工要求。
[0017]因此，本發(fā)明的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備具有下述優(yōu)點:
1、通過分度盤及與分度盤互配的錐銷鎖定分度軸的轉角角度(多面體坯件轉面角)，鎖緊力矩大，定位精度高，制造成本低；
2、通過設置多個分度軸分別夾持固定多面體坯件同時進行加工，提高了生產效率，降低了生產成本；
3、通過波紋套及錐形脹緊機構設置轉角鎖定機構，提高轉角定位精度，提高多面體磨面加工質量；
4、分度軸在任何位置均可更換工件固定桿，方便使用，提高加工效率； 5、通過編碼器即可隨時檢測多面體坯件的位置，并將檢測信息實時反饋到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制伺服電機以重新調整箱體轉角位置來實現閉環(huán)控制，提高多面體的轉角位置精度，進而滿足高精度多面體的加工要求。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明中磨頭裝置的結構示意圖；
圖3是圖2所示的A處放大圖；
圖4是圖2所示的局部仰視圖。
[0019]【具體實施方式】:
下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。
[0020]實施例:
如圖1所示，本發(fā)明的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，包括一個長方體形狀的加工平臺14，在加工平臺14長度方向的一端裝有一個可在加工平臺14表面水平轉動的磨削盤15，與磨削盤15相對的加工平臺14另一端固定著磨頭裝置，在磨頭裝置上帶有轉面機構及可改變轉面機構仰俯角的轉角機構8，以及可鎖定轉角機構8的轉角鎖定機構7，如圖2所示，其中的轉面機構包括一個方形的箱體1，在箱體I內并列安裝了兩根管狀分度軸31，兩根分度軸31位于同一水平面并垂直穿過箱體I的前壁面延伸至磨削盤15的上方，兩根兩分度軸31的端部保持平齊并通過軸承轉動連接在箱體I上，對應于箱體I外的分度軸31前端通過夾持機構4 (現有技術)同軸夾緊固定著工件固定桿2，在工件固定桿2的前端粘接著多面體坯件，在箱體I內對應的兩分度軸31外套裝著一個方形的分度箱10，分度軸31慣穿分度箱10，分度軸31通過軸承與分度箱10保持轉動連接，在分度箱10內對應的分度軸31上套裝固定著一個帶有若干分度齒51的分度盤5，如圖4所示，分度盤5呈圓盤形，分度齒51為均布在分度盤5圓形外環(huán)面上的直齒，且對應于相鄰分度齒51間的間隙為扇形，在分度盤5上方對應的分度箱10上裝有一個鎖緊氣缸11，鎖緊氣缸11的連桿垂直向下，并在連桿上同軸連接著一個與扇形的分度齒51間隙互配的錐銷6，連桿推動錐銷6向下時垂直穿過分度箱10頂面后沿徑向插接在分度盤5上的兩分度齒51之間并與分度齒51的間隙互配，在分度箱10外側對應的分度軸31上還套設著同步輪14，兩個同步輪14共面并通過同步帶連接在同一轉面驅動電機上，在同步輪14外側通過定位板17支撐固定著一個打刀氣缸12，打刀氣缸12上的連桿同軸延伸至分度軸31內并抵接在夾持機構4內的定位拉桿41的后端部，在箱體I的右側裝有一個可改變轉面機構仰俯角的轉角機構，在箱體I的左側同軸裝有一個可鎖定轉面機構仰俯角的轉角鎖定機構，其中的轉角機構包括垂直穿插在箱體I右側壁面上的驅動軸81，驅動軸81通過軸承轉動連接在箱體I上，其內側垂直固定在分度箱10上，其外側端通過減速箱82連接在伺服電機83上。其中的轉角鎖定機構包括垂直穿插在箱體I左側壁面上的芯軸71，芯軸71與驅動軸81同軸并通過軸承轉動連接在箱體I上，其內側垂直固定在分度箱10上，如圖3所示，與芯軸71對應的箱體I軸孔同軸安裝著一個轉接法蘭76，轉接法蘭76上又對接著環(huán)形的缸體78，在與缸體78內環(huán)面對應的芯軸71上通過錐形脹緊機構脹緊固定著一個耐磨套74，其中的錐形脹緊機構包括互配環(huán)套在芯軸71上的內開口環(huán)91和互配嵌裝在耐磨套74中孔內的外開口環(huán)92,在與外開口環(huán)92相對的內開口環(huán)91 一端向外延伸形成一個外錐形面93，與外錐形面93相對的外開口環(huán)92 —端向內延伸形成一個互配的內錐形面94,且內開口環(huán)91通過五個軸向拉力螺栓與外開口環(huán)92相連。耐磨套74外又套設一個波紋套75，波紋套75和耐磨套74的內側端均頂接在轉接法蘭76的外端面上，波紋套75的外側端延伸至耐磨套74外，且在波紋套75外側端對應的芯軸71上滑動連接有活塞77，活塞77與缸體78及芯軸71保持密封連接，活塞77由液壓驅動系統(tǒng)驅動并可推動波紋套75向內壓縮后使箱體I脹緊固定在耐磨套74上。在活塞77外側對應的芯軸71端部同軸套裝一個可自動識別箱體I相對芯軸71鎖定位置的編碼器13，編碼器13又通過控制系統(tǒng)連接在伺服電機83上。
[0021]使用時，將粘有多面體坯件的工件固定桿2插入分度軸31前端并通過夾持機構4夾緊固定，啟動鎖緊氣缸11，連桿推動錐銷6向下插接在分度盤5上的兩分度齒51之間鎖定分度軸31，再啟動伺服電機83，伺服電機83通過減速箱82帶動箱體I轉動至設定角度，啟動液壓驅動系統(tǒng)驅動活塞77向內，波紋套75壓縮后使箱體I鎖定在芯軸71上即可進行磨面加工。
[0022]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明的構思作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【權利要求】
1.一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，包括加工平臺(14)及設于加工平臺(14)上的磨削盤(15)和磨頭裝置，在磨頭裝置上設有轉面機構及可改變轉面機構仰俯角的轉角機構(8)，以及可鎖定轉角機構(8)的轉角鎖定機構(7)，其特征在于:所述轉面機構包括箱體(1)及轉動連接在箱體(1)內同一水平面上的若干根管狀分度軸(31)，分度軸(31)的前端穿過箱體(1)的前壁面延伸至磨削盤(15)的上方，在分度軸(31)的前端通過夾持機構(4)夾緊固定著裝有多面體坯件(16)的工件固定桿(2)，在箱體(1)內對應的分度軸(31)上套設有帶分度齒(51)的分度盤(5 )，在分度盤(5 )上方對應的箱體(1)上設有可互配插接在對應的相鄰分度齒(51)間的錐銷(6)。
2.根據權利要求1所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:在所述箱體(1)內對應的分度軸(31)外套罩有分度箱(10 )，分度盤(5 )固定在分度箱(10 )內對應的分度軸(31)上，在分度箱(10)上設有鎖緊氣缸(11)，錐銷(6)同軸連接在鎖緊氣缸(11)的連桿上，轉角鎖定機構(7 )上的芯軸(71)穿過箱體(1)固定在分度箱(10 ) —側壁面上，轉角機構(8)上的驅動軸(81)穿過箱體(1)同軸固定在分度箱(10)另一側壁面上。
3.根據權利要求2所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:在所述分度箱(10)內并列設置兩根分度軸(31 )，分度軸(31)延伸至分度箱(10)外，在分度箱(10)外對應的分度軸(31)上套設有同步輪(14)，兩個同步輪(14)通過同步帶連接在轉面驅動電機上。
4.根據權利要求3所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:在所述同步輪(14)側對應的分度箱(10)外設有定位板(17)，同步輪(14)設于定位板(17)與分度箱(10 )之間，在定位板(17 )上設有打刀氣缸(12 )，打刀氣缸(12 )上的連桿同軸延伸至分度軸(31)內并抵接在夾持機 構(4 )上的定位拉桿(41)上。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:所述分度盤(5)呈圓盤形，分度齒(51)為均布在分度盤(5)圓形外環(huán)面上的直齒，且對應于相鄰分度齒(51)間的間隙為扇形。
6.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:所述轉角鎖定機構7包括垂直穿插在箱體(1)側壁面上的芯軸(71)，在與箱體(1)對應的芯軸(71)上通過錐形脹緊機構套設固定有耐磨套(74 )，耐磨套(74 )上套設有波紋套(75)，波紋套(75)的外側端延伸至耐磨套(74)外，且在波紋套(75)外側端對應的芯軸(71)上滑動連接有活塞(77)，活塞(77)由液壓驅動系統(tǒng)驅動并推動波紋套(75)向內壓縮后使箱體(1)脹緊固定在耐磨套(74 )上。
7.根據權利要求6所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:所述錐形脹緊機構包括互配環(huán)套在芯軸(71)上的內開口環(huán)(91)和互配嵌裝在耐磨套(74)中孔內的外開口環(huán)(92)，在與外開口環(huán)(92)相對的內開口環(huán)(91)一端設有外錐形面(93)，與外錐形面(93)相對的外開口環(huán)(92)—端設有互配的內錐形面(94)，內開口環(huán)(91)通過軸向拉力螺栓與外開口環(huán)(92 )相連。
8.根據權利要求6所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:與所述芯軸(71)對應的箱體(1)外設有轉接法蘭(76)及對接在轉接法蘭(76)上的缸體(78 )，芯軸(71)穿過缸體(78 )和轉接法蘭(76 )后延伸至箱體(1)內，波紋套(75 )和耐磨套(74)的內側端頂接在轉接法蘭(76)外端面上。
9.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:所述轉角機構(8)包括垂直穿插在箱體(1)側壁面上的驅動軸(81 )，驅動軸(81)的外側端通過減速箱(82)連接在伺服電機(83)上。
10.根據權利要求9所述的一種帶反饋檢測功能的多面體精密加工設備，其特征在于:在所述芯軸(71)的外端部同軸套設有可自動識別箱體(1)相對芯軸(71)鎖定位置的編碼器(13)，編碼器(13)通過 控制系統(tǒng)連接在伺服電機(83)上。
【文檔編號】B24B49/00GK103802000SQ201310708417
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】郭晉秦, 黃永生, 鄭永, 黃金星 申請人:義烏市慧海自動化工程有限公司