一種精密內外曲線磨床的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內外曲線磨床，特別涉及一種采用懸臂梁結構，應用直驅技術，集在線檢測，在線補償功能的加工中小型零件內外曲線的二軸聯動高精度數控磨床。
【背景技術】
[0002]目前，用于內曲線，外曲線，如徑向液壓馬達凸輪環(huán)內曲線的磨削加工機床主要有光學曲線磨床、磨削加工中心以及龍門式曲線磨床。
[0003]光學曲線磨床的不足之處在于:1.加工過程中的在線檢測是通過幾何光學檢測，不能實現砂輪磨損的量化反饋。2.參與聯動的進給多采用滾珠絲杠驅動，易磨損，維護較麻煩，精度較低。
[0004]磨削加工中心的不足之處在于:1.參與聯動軸過多，使對特定高精度內外曲線的磨削效果降低。2.回轉工作臺較小，不能滿足實際生產需要。
[0005]龍門式曲線磨床的不足之處在于:1.龍門式結構使X軸一半以上行程浪費，導致傳動部件和橫梁過長，使剛度下降且成本增加。2.龍門式結構雙立柱導致床身增大，承重增加，剛度下降且成本增加。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明針對內外圓及內外曲線的磨削提出了一種采用懸臂梁結構，應用直驅技術，集在線檢測，在線補償功能的高精度數控磨床。
[0007]本發(fā)明采用的技術方案如下。
[0008]1.回轉工作臺(2)與立柱(3)分別固定于床身(I)上，立柱上方為懸臂梁(4)，懸臂梁左端為滑枕(5)，滑枕下方為砂輪(6)和CCD檢測裝置(7)，電柜(8)位于立柱兩側，與底座組成一體。
[0009]2.參與加工的X向聯動軸采用懸臂梁式結構，所述懸臂梁(4)與立柱連接板(12)之間為直線導軌副(9)，立柱連接板固定在立柱(3)頂部，懸臂梁通過直線電機(26)驅動，由光柵(11)實現閉環(huán)控制。
[0010]3.滑枕(5)與懸臂梁連接板(13)之間為直線導軌副(14)，滑枕通過滾珠絲杠(15)驅動，伺服電機(16)安裝在懸臂梁上，通過齒輪(10)驅動滾珠絲杠，電主軸安裝在滑枕(5)內部，砂輪(6)由帶編碼器的高速電主軸(17)直接驅動。
[0011]4.CCD檢測裝置(7)由CCD攝像機(18)，支架(19)，旋轉盤(20)和檢測裝置外殼(22)構成，其中CCD攝像機(18)和光源發(fā)生器(25)安裝在檢測裝置外殼(22)內，并由支架(19)固定在旋轉盤(20)上，旋轉盤固定在滑枕(5)底部，CCD檢測系統(tǒng)可轉動180度，當到達位置后，由蝶形螺栓(21)緊固，防護板(24)的打開和關閉由舵機(23)驅動。
[0012]本發(fā)明結構簡單，可靠性高，磨削質量易于保證，并且參與聯動的進給均采用直驅技術，使機床能夠解決精度要求較高的中小型零件內外曲線的磨削。
[0013]本發(fā)明的有益效果如下。
[0014]1.本發(fā)明能夠實現中小型零件內外曲線的高精度磨削，尤其是解決了徑向柱塞液壓馬達凸輪環(huán)內曲線的精密磨削難題。
[0015]2.機床采用2軸聯動的工作方式，運動環(huán)節(jié)少，整機剛度較高，聯動精度易得到保證。機床采用懸臂梁式結構，節(jié)省行程，減少驅動部件長度并且提高梁的剛度。
[0016]3.聯動組件均采用直驅技術，即回轉工作臺由扭矩電機驅動，X軸進給采用直線電機驅動。
[0017]4.可轉動的CCD檢測裝置可對砂輪進行在線檢測，通過反饋可對砂輪的磨損進行在線補償?？蓳Q刀式電主軸可裝夾測量頭，使機床對加工曲線進行檢測無需二次裝夾。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結構立體示意圖；
[0019]圖2、3所示為該磨床的進給系統(tǒng)；
[0020]圖4、5為C⑶檢測系統(tǒng)結構圖；
【具體實施方式】
[0021]圖1所示為本發(fā)明的結構立體示意圖，該圖中所示的回轉工作臺(2)與立柱(3)分別固定于床身(I)上，立柱上方有懸臂梁(4)，懸臂梁左端為滑枕(5)，滑枕下方是砂輪(6)和CCD檢測裝置(7)，電柜(8)位于立柱兩側，固定于床身(I)上，與底座組成一體。
[0022]圖2、3所示為該磨床的進給系統(tǒng)。該磨床X軸進給系統(tǒng)采用懸臂梁式結構，懸臂梁
(4)與立柱連接板(12)之間為直線導軌副(9)，立柱連接板固定在立柱(3)上方。懸臂梁由直線電機(26)驅動，并通過光柵(11)實現閉環(huán)控制?；?5)通過直線滑軌(14)安裝在懸臂梁連接板(13)上，并由滾珠絲杠(15)驅動，伺服電機(16)安裝在懸臂梁上，通過齒輪(10)驅動滾珠絲杠。由于Z向進給不參與聯動，所以Z軸為開環(huán)控制，使響應更加快速。可換刀高速電主軸(17)安裝在滑枕(5)內部，砂輪(6)由帶編碼器的高速電主軸(17)直接驅動。
[0023]圖4和圖5所示為CCD檢測系統(tǒng)結構圖。CCD檢測裝置(7)由CCD攝像機(18)，支架
(19)，旋轉盤(20)和檢測裝置外殼(22)構成。其中CCD攝像機(18)和光源發(fā)生器(25)安裝在檢測裝置外殼(22)內，并由支架(19)固定在旋轉盤(20)上，旋轉盤固定在滑枕(5)底部。CCD檢測系統(tǒng)可轉動180度，當到達位置后，由蝶形螺栓(21)緊固。防護板(24)的打開和關閉由舵機(23)驅動，防止裝置受磨削液和火花影響。
【主權項】
1.一種數控內外曲線磨床，其特征在于，回轉工作臺(2)與立柱(3)分別固定于床身(I)上，立柱上方為懸臂梁(4)，懸臂梁左端為滑枕(5)，滑枕下方為砂輪(6)和CCD檢測裝置(7)，電柜(8)位于立柱兩側，與底座組成一體。2.根據權利要求1所述的內外曲線磨床，其特征在于，參與加工的X向聯動軸采用懸臂梁式結構，所述懸臂梁(4)與立柱連接板(12)之間為直線導軌副(9)，立柱連接板固定在立柱(3)頂部，懸臂梁通過直線電機(26)驅動，由光柵(11)實現閉環(huán)控制。3.根據權利要求1或2所述的內外曲線磨床，其特征在于，所述滑枕(5)與懸臂梁連接板(13)之間為直線導軌副(14)，滑枕通過滾珠絲杠(15)驅動，伺服電機(16)安裝在懸臂梁上，通過齒輪(10)驅動滾珠絲杠，電主軸安裝在滑枕(5)內部，砂輪(6)由帶編碼器的高速電主軸(17)直接驅動。4.根據權利要求1所述的內外曲線磨床，其特征在于，所述CCD檢測裝置(7)由CCD攝像機(I 8 )，支架(I 9 )，旋轉盤(20)和檢測裝置外殼(22)構成，其中CCD攝像機(I 8)和光源發(fā)生器(25)安裝在檢測裝置外殼(22)內，并由支架(19)固定在旋轉盤(20)上，旋轉盤固定在滑枕(5)底部，CCD檢測系統(tǒng)可轉動180度，當到達位置后，由蝶形螺栓(21)緊固，防護板(24)的打開和關閉由舵機(23)驅動。
【專利摘要】本實用新型公開了一種精密內外曲線磨床。其主機為全封閉結構?；剞D工作臺和立柱分別固定于床身上，懸臂梁通過線性滑軌安裝在立柱頂部，懸臂梁一側安裝有滑枕，滑枕內安裝有高速電主軸，滑枕底部安裝有可轉動的CCD檢測裝置。電氣系統(tǒng)與磨床輔助裝置均直接安裝于床身底座上，與回轉工作臺及立柱互為獨立安裝。本實用新型是應用高精度直驅技術，圖像識別技術，在線檢測技術的內外曲線數控精密磨床。本實用新型具有外形美觀大方，機床結構緊湊，加工尺寸大，中間傳動環(huán)節(jié)少的特點，適用于內外圓以及內外曲線的精密磨削。
【IPC分類】B24B41/00, B24B49/16, B24B13/00
【公開號】CN205184465
【申請?zhí)枴緾N201520779114
【發(fā)明人】李永欣, 劉子健
【申請人】燕山大學
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年10月10日