新型多工位麻布輪數控拋光機的製作方法

2023-05-17 08:09:37

本實用新型涉及一種數控拋光機，屬於拋光機設備技術領域，尤其是指一種新型多工位麻布輪數控拋光機。

背景技術：

目前，現有的數控拋光機，拋光輪一般都是用布輪。工件須經人工砂帶磨光或機器人砂帶機磨光後，才能在布輪數控拋光機上進行拋光。隨著環保意識和人工成本的提高，現在開始大批使用機器人取代人工。但機器人砂帶機不僅設備昂貴，更重要的是必須經過二至四道工序才能完成工件磨光，造成效率低下。減少機器人砂帶機磨光工序，是提高生產效率和經濟效益的有效途徑。

授權公告號為CN200820047301.X的實用新型專利「一種六軸聯動數控拋光機」是申請人的一份在先專利技術方案，其公開了一種多工位布輪數控拋光設備，但是在實際應用中發現存在著一些缺陷：其一是為了工件表面的光潔度均勻，拋光輪在水平方向必須往復平移，使得拋光壓力因機頭振動而變化；其二是多工位拋光輪的U軸方向偏擺、拋光輪機架及拋光輪往復平移等結構都集中在橫梁上，造成結構笨重和轉動慣量大，橫梁Z軸方向運動精確定位困難，難以確保拋光工件尺寸和表面質量一致。而這些缺陷將直接提高設備造價、降低生產效率、提高生產成本。

綜上所述，不管是機器人磨光，還是上述實用新型專利方案都存在著種種缺陷，都將導致企業的經濟效益無法較好的提高，限制了企業的進一步發展。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術中的缺陷與不足，提供一種新型多工位麻布輪數控拋光機，該數控拋光機的每一機頭單元分別具有麻輪機頭組件和布輪機頭組件，可以按設定要求完成工件的磨光和拋光工序，擴大了麻布輪數控拋光機的拋光工件適用範圍，而且能夠實現拋光輪半徑的自動補償，保證拋光質量穩定且具有一致性，可實現長時間穩定的連續工作，有效提高生產效率和經濟效益。

為了實現上述目的，本實用新型按照以下技術方案實現：

一種新型多工位麻布輪數控拋光機，包括有平板式底座、位於平板式底座上的夾具結構和拋光機頭結構；所述夾具結構通過水平位移組件設置於平板式底座上，其包括有夾具支座、及若干工位的位於夾具支座上沿直線排列布置的具有二自由度旋轉運動和90度迴轉的夾具單元；所述拋光機頭結構通過機頭支座設置於平板式底座上，其包括有若干工位的沿直線排列布置且與上述每一夾具單元一一對應的機頭單元、與每一機頭單元鉸接配合的機頭水平滑臺、與機頭水平滑臺滑配連接的機頭擺動轉臺、及驅動機頭單元繞機頭水平滑臺鉸接位轉動的機頭上下擺動傳動組件、驅動機頭水平滑臺沿機頭擺動轉臺滑動的機頭滑移傳動組件、驅動機頭擺動轉臺沿機頭支座垂直方向左右擺動的機頭左右擺動傳動組件；及上述每一機頭單元包括有對稱布置且獨立控制的拋光麻輪和拋光布輪。

進一步，所述每一機頭單元包括有左右對稱布置的麻輪機頭組件和布輪機頭組件，其中：所述麻輪機頭組件包括有麻輪連接架、位於麻輪連接架兩端部的麻輪和麻輪電機、及傳動連接麻輪和麻輪電機的麻輪傳動部件，麻輪連接架的中部位置通過第一銷軸與機頭水平滑臺鉸接配合，麻輪外圍設置有麻輪罩殼，麻輪罩殼上設置有第一液體蠟加注裝置；所述布輪機頭組件包括有布輪連接架、位於布輪連接架兩端部的布輪和布輪電機、及傳動連接布輪和布輪電機的布輪傳動部件，布輪連接架的中部位置通過第二銷軸與機頭水平滑臺鉸接配合，布輪外圍設置有布輪罩殼，布輪罩殼上設置有第二液體蠟加注裝置。

進一步，所述機頭上下擺動傳動組件包括有麻輪連接架擺動傳動部件和布輪連接架擺動傳動部件，其中：所述麻輪連接架擺動傳動部件包括有通過第一擺動連接座設置於機頭水平滑臺的第一擺動步進電機、與第一擺動步進電機輸出軸連接的第一滾珠絲杆、通過第二擺動連接座設置於麻輪連接架上且與第一滾珠絲杆螺接傳動配合的第一絲杆螺母；所述布輪連接架擺動傳動部件包括有通過第三擺動連接座設置於機頭水平滑臺的第二擺動步進電機、與第二擺動步進電機輸出軸連接的第二滾珠絲杆、通過第四擺動連接座設置於布輪連接架上且與第二滾珠絲杆螺接傳動配合的第二絲杆螺母。

進一步，所述機頭滑移傳動組件位於機頭水平滑臺和機頭擺動轉臺之間，其包括有兩組直線導軌滑塊組件及一個雙軸氣缸。

進一步，所述機頭左右擺動傳動組件位於機頭支座上，其包括有一偏擺伺服電機及與上述每一機頭擺動轉臺對應連接的若干工位的偏擺減速機，其中，偏擺伺服電機與鄰近的一偏擺減速機傳動連接，相鄰偏擺減速機之間再通過偏擺連接軸同軸線連接。

進一步，所述每一夾具單元包括有迴轉支座、設置於迴轉支座上的夾具安裝座、設置於夾具安裝座上且左右對稱布置的左支撐柱和右支撐柱、通過中間連軸架設在左支撐柱和右支撐柱之間的90度迴轉夾具座、設置於90度迴轉夾具座兩端的夾具氣缸和夾具頭、及驅動迴轉支座和夾具頭分別旋轉運動的二自由度旋轉傳動組件。

進一步，所述二自由度旋轉傳動組件位於夾具支座內部，其包括有上下疊放在一起的迴轉支座旋轉傳動組合和夾具頭旋轉傳動組合，其中：所述迴轉支座旋轉傳動組合包括有上伺服電機、與上伺服電機連接的上減速機、與上減速機連接的上軸套，上軸套與迴轉支座連接，上軸套與夾具支座之間設置有起隔離轉動的軸承件；所述夾具頭旋轉傳動組合包括有下伺服電機、與下伺服電機連接的下減速機、與下減速機連接的下軸套、位於下軸套內與下軸套傳動連接且活動穿過上軸套中部的豎直齒輪軸、位於豎直齒輪軸尾端的直齒輪、位於左支撐柱和右支撐柱內且與直齒輪傳動連接配合的傘齒輪傳動部件，傘齒輪傳動部件的動力輸出再與中間連軸傳動連接配合，豎直齒輪軸和上軸套之間也設置有起隔離轉動的軸承件。

進一步，所述所有夾具單元共用一上伺服電機，相鄰工位之間的上減速機通過上傳動軸同軸線連接；所述所有夾具單元共用一下伺服電機，相鄰工位之間的下減速機通過下傳動軸同軸線連接。

進一步，所述水平位移組件包括水平前後位移部件和水平左右位移部件，其中：所述水平前後位移部件包括有固定在平板式底座上的固定座、設置在固定座中的前後伺服電機、與前後伺服電機傳動連接的前後滾珠絲杆、及通過位於底部的螺母與前後滾珠絲杆傳動配合的前後滑座；所述水平左右位移部件設置於前後滑座上，包括有左右伺服電機、與左右伺服電機傳動連接的左右滾珠絲杆，及通過位於底部的螺母與左右滾珠絲杆傳動配合的左右滑座，左右滑座再與夾具支座連接。

進一步，所述拋光機還設置有整機外罩，該整機外罩設置有檢修門和抽風口。

本實用新型與現有技術相比，其有益效果為：

1、本實用新型具有多個拋光工位，每個拋光工位具有麻輪機頭組件和布輪機頭組件，可以按設定要求完成工件的磨光和拋光工序，擴大了麻布輪數控拋光機的拋光工件適用範圍；

2、本實用新型每個麻輪機頭組件和布輪機頭組件均能實現三軸聯動，從而實現拋光輪半徑的自動補償，保證拋光質量穩定且具有一致性，可實現長時間穩定的連續工作，有效提高生產效率和經濟效益；

3、由於採用夾具支座水平橫向左右直線運動，取代拋光輪往復平移運動，大大減小拋光輪的振動，有利於提高工件拋光質量穩定一致。

4、取消了現有立柱和橫梁部件垂直布局，減小設備體積和降低能耗，拋光加工全部在封閉的外罩內進行，工人們脫離了振動、噪音、粉塵工作環境，有益於工人的身體健康和員工隊伍的穩定，而且降低設備造價和生產成本，真正實現智能、環保、高品質和高效率拋光加工；

5、可以根據設計要求改變工位數和拋光單元結構組合，從而形成不同形式的衛浴類工件數控拋光機，如五工位麻布輪數控拋光機或三工位麻布輪數控拋光機等。

為了能更清晰的理解本實用新型，以下將結合附圖說明闡述本實用新型的具體實施方式。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體結構示意圖。

圖2是圖1中拋光機頭結構的立體示意圖。

圖3是圖1中拋光機頭結構的正面示意圖。

圖4是圖1中拋光機頭結構的側面示意圖。

圖5是麻輪機頭組件或布輪機頭組件的結構示意圖。

圖6是圖1中水平位移組件的立體示意圖。

圖7是圖1中夾具結構的立體示意圖。

圖8是圖7中每一夾具單元的立體示意圖。

圖9是圖7中二自由度旋轉傳動和90度迴轉的夾具單元結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述新型多工位麻布輪數控拋光機，包括有平板式底座1、位於平板式底座上的夾具結構2和拋光機頭結構3。

上述夾具結構2通過水平位移組件4設置於平板式底座1上，其包括有夾具支座21、及三工位的位於夾具支座上沿直線排列布置的具有二自由度旋轉運動的夾具單元22。

上述拋光機頭結構3通過機頭支座31設置於平板式底座1上，其包括有三工位的沿直線排列布置且與上述每一夾具單元一一對應的機頭單元32、與每一機頭單元鉸接配合的機頭水平滑臺33、與機頭水平滑臺滑配連接的機頭擺動轉臺34、及驅動機頭單元繞機頭水平滑臺鉸接位轉動的機頭上下擺動傳動組件35、驅動機頭水平滑臺沿機頭擺動轉臺滑動的機頭滑移傳動組件36、驅動機頭擺動轉臺沿機頭支座垂直方向左右擺動的機頭左右擺動傳動組件37；及上述每一機頭單元32包括有對稱布置且獨立控制的拋光麻輪和拋光布輪。

作為本實施方式的優選方案，以下對上述技術方案進一步具體說明。

如圖2至5上述每一機頭單元32包括有左右對稱布置的麻輪機頭組件321和布輪機頭組件322，其中：所述麻輪機頭組件321包括有麻輪連接架3211、位於麻輪連接架兩端部的麻輪3212和麻輪電機3213、及傳動連接麻輪和麻輪電機的麻輪傳動部件，麻輪連接架3211的中部位置通過第一銷軸與機頭水平滑臺33鉸接配合，麻輪3212外圍設置有麻輪罩殼3214，麻輪罩殼3214上設置有第一液體蠟加注裝置3215；所述布輪機頭組件322包括有布輪連接架3221、位於布輪連接架兩端部的布輪3222和布輪電機3223、及傳動連接布輪和布輪電機的布輪傳動部件，布輪連接架3221的中部位置通過第二銷軸與機頭水平滑臺33鉸接配合，布輪3222外圍設置有布輪罩殼3224，布輪罩殼3224上設置有第二液體蠟加注裝置3225。較好的，麻輪或布輪的組成結構中配套有拋光主軸、布輪鎖緊板、布輪墊環、布輪鎖緊螺母、布輪套筒等，布輪套筒上有傳動的鍵槽和鎖緊用溝槽，拋光主軸上有傳動鍵和鎖緊彈性鋼珠，麻輪或布輪通過傳動鍵槽和鎖緊溝槽鎖固在拋光主軸，隨主軸旋轉對工件拋光。

上述機頭上下擺動傳動組件35包括有麻輪連接架擺動傳動部件351和布輪連接架擺動傳動部件352，其中：所述麻輪連接架擺動傳動部件351包括有通過第一擺動連接座3511設置於機頭水平滑臺的第一擺動步進電機3512、與第一擺動步進電機輸出軸連接的第一滾珠絲杆3513、通過第二擺動連接座3514設置於麻輪連接架上且與第一滾珠絲杆螺接傳動配合的第一絲杆螺母3515；所述布輪連接架擺動傳動部件352包括有通過第三擺動連接座3521設置於機頭水平滑臺的第二擺動步進電機3522、與第二擺動步進電機輸出軸連接的第二滾珠絲杆3523、通過第四擺動連接座3524設置於布輪連接架上且與第二滾珠絲杆螺接傳動配合的第二絲杆螺母3525。

上述機頭滑移傳動組件36位於機頭水平滑臺33和機頭擺動轉臺34之間，其包括有兩組直線導軌滑塊組件361及一個雙軸氣缸362。

上述機頭左右擺動傳動組件37位於機頭支座31上，其包括有一偏擺伺服電機371及與上述每一機頭擺動轉臺對應連接的三工位的偏擺減速機372～374，其中，偏擺伺服電機371與鄰近的一偏擺減速機372傳動連接，相鄰偏擺減速機之間再通過偏擺連接軸375、376同軸線連接。

如圖6至9所示，上述每一夾具單元22包括有迴轉支座221、設置於迴轉支座上的夾具安裝座222、設置於夾具安裝座上且左右對稱布置的左支撐柱223和右支撐柱224、通過中間連軸架設在左支撐柱和右支撐柱之間的90度迴轉夾具座225、設置於90度迴轉夾具座兩端的夾具氣缸226(夾具氣缸226在夾具支座設置有手控閥開關2261)和夾具頭227、及驅動迴轉支座和夾具頭分別旋轉運動的二自由度旋轉傳動組件228。

上述二自由度旋轉傳動組件228位於夾具支座21內部，其包括有上下疊放在一起的迴轉支座旋轉傳動組合和夾具頭旋轉傳動組合，其中：所述迴轉支座旋轉傳動組合包括有上伺服電機2281、與上伺服電機連接的上減速機2282、與上減速機連接的上軸套2283，上軸套2283與迴轉支座221連接，上軸套2283與夾具支座221之間設置有起隔離轉動的軸承件；所述夾具頭旋轉傳動組合包括有下伺服電機2284、與下伺服電機連接的下減速機2285、與下減速機連接的下軸套2286、位於下軸套內與下軸套傳動連接且活動穿過上軸套中部的豎直齒輪軸2287、位於豎直齒輪軸尾端的直齒輪2288、位於左支撐柱和右支撐柱內且與直齒輪傳動連接配合的傘齒輪傳動部件，傘齒輪傳動部件的動力輸出再與中間連軸傳動連接配合，豎直齒輪軸2287和上軸套2283之間也設置有起隔離轉動的軸承件。

上述所有夾具單元22共用一上伺服電機2281，相鄰工位之間的上減速機通過上傳動軸同軸線連接；所述所有夾具單元22共用一下伺服電機2284，相鄰工位之間的下減速機通過下傳動軸同軸線連接。

上述水平位移組件4包括水平前後位移部件和水平左右位移部件，其中：所述水平前後位移部件包括有固定在平板式底座上的固定座41、設置在固定座中的前後伺服電機42、與前後伺服電機傳動連接的前後滾珠絲杆43、及通過位於底部的螺母與前後滾珠絲杆傳動配合的前後滑座44；所述水平左右位移部件設置於前後滑座上，包括有左右伺服電機45、與左右伺服電機傳動連接的左右滾珠絲杆，及通過位於底部的螺母與左右滾珠絲杆傳動配合的左右滑座46，左右滑座46再與夾具支座21連接。

進一步，所述拋光機還設置有整機外罩，該整機外罩設置有檢修門和抽風口(圖中未示出)。

本實用新型的工作原理如下所述：

人工將工件安裝於各工位的90度迴轉夾具座的夾具頭上，通過手控閥開關控制夾緊氣缸夾緊工件，夾具支座在水平位移組件帶動下做Y軸方向直線運動，帶動工件從裝卸位置進入加工位置，麻輪機頭組件在麻輪連接架擺動傳動部件作用下沿A軸方向轉動、在麻輪連接架擺動傳動部件作用下沿U軸方向擺動，進而移動到磨光位置，數控系統按照程序先用麻輪機頭組件對工件進行磨光(按工藝需要，90度迴轉夾具座可旋轉90度，工件在水平方向和垂直方向兩位置磨光)；麻輪機頭組件按設定程序完成工件磨光，磨光過程工作中夾具支座在X軸和Y軸方向配合運動，同時迴轉支座沿V軸方向選擇，夾具頭沿W軸方向旋轉；磨光完成後，麻輪機頭組件在麻輪連接架擺動傳動部件作用下抬起，而布輪機頭組件在布輪連接架擺動傳動部件作用下沿A軸方向轉動、在布輪連接架擺動傳動部件作用下沿U軸方向擺動，進而移動到加工位置，對工件進行拋光(按工藝需要，90度迴轉夾具座可旋轉90度，工件在水平方向和垂直方向兩位置拋光)，布輪機頭組件按設定程序完成工件除底面外全部拋光，拋光過程中夾具支座在X軸和Y軸方向配合運動，同時迴轉支座沿V軸方向選擇，夾具頭沿W軸方向旋轉；拋光完成後，布輪機頭組件在布輪連接架擺動傳動部件作用下抬起；夾具支座沿Y軸方向直線運動，帶動工件從加工位置退回到裝卸位置，人工從夾具上卸下拋光完的工件，再重新裝上新的工件，如此周而復始。如三工位麻布輪數控拋光機，一個加工周期完成三個工件的磨光和拋光。

本實用新型並不局限於上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變型不脫離本實用新型的精神和範圍，倘若這些改動和變型屬於本實用新型的權利要求和等同技術範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型。