数字化曲线磨床制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字化曲线磨床，它由主机和辅机站两部分组成，主机为全封闭结构，床身上右边设有多功能的工作台，左边设有砂轮架和滑座，上部为ＣＣＤ检测装置，电柜位于主机后侧，并与主机组成一体；所述辅机站上集有吸尘装置、冷却装置、空气平衡及刹车控制站平组成一体。本实用新型专利技术是应用图像识别技术，集机床在线检测、在线补偿、砂轮在线修整及开放式多轴数字化控制的多功能精密磨削加工机床。把多轴数字化控制与图像识别处理进行集成，最多可控制八根轴，其中包括七个伺服旋转电机和一个伺服直线电机，最多可实现六轴联动，并能对控制轴进行不同的组合。本实用新型专利技术具有外形美观大方，人机适宜性强的特点，适用于各种精密复杂轮廓零件的加工。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种曲线磨床，特别涉及一种集在线检测、在线补偿、砂轮在线修整及开放式多轴数字化控制的多功能精密磨削加工的数字化曲线磨床。
技术介绍
目前，用于各种精密复杂轮廓，如凹凸模具、成型刀具、卡规、滚轮等的加工机床主要有光学曲线磨床。如国内有上海第三机床厂生产的MK9025数控光学曲线磨床等，该类磨床已广泛应用，然而其有不足之处1、在工件加工过程中的在线检测是通过几何光学检测，对被加工精度只能作定性判别，不能量化；2、磨削刀具砂轮采用曲柄连杆作往复运动，行程位置不能被控制；3、对工件加工需分段加工，则需调整砂轮角度，产生根切现象，不能一次成形；4、由于在线检测是通过几何光学检测，又无在线补偿，因此，精度较低，不能满足生产需要。
技术实现思路
本技术是要克服现有技术的不足，提供一种集在线检测、在线补偿、砂轮在线修整及开放式多轴数字化控制的多功能精密磨削加工的数字化曲线磨床。本技术的技术方案是一种数字化曲线磨床，由主机和辅机站两部分组成，主机为全封闭结构，床身上右边设有多功能的工作台，左边设有砂轮架和滑座，上部为CCD检测装置，电柜位于主机后侧，并与主机组成一体；所述辅机站上集有吸尘装置、冷却装置、空气平衡及刹车控制站平组成一体。全封闭结构是采用拼接式全封闭罩，各罩壳拼板之间相互连接并与主机固定连接；全封闭罩前侧装有外开式拉门、左右两侧均装有可向外打开的观察窗。多功能的工作台由回转座及十字拖板组成，其中十字拖板位于回转座上并与回转座固定连接。其中，回转座是由回转机座及回转拖板组成，回转机座与回转拖板之间设有一个回转连接轴；回转拖板下面设有伺服电机、蜗轮蜗杆付组成的进给机构。十字拖板是由下拖板、中拖板、上拖板(即工作台面)构成，下拖板与中拖板下导轨沿纵向X轴方向布置；中拖板上导轨与上拖板沿横向Y轴方向布置，下拖板与中拖板和中拖板与上拖板之间设有直线滚动导轨付和由伺服电机、联轴器、滚珠丝杠付组成的进给机构。砂轮架由砂轮架体壳、底座、滑板回转座及往复滑板组成，其中底座固定连接在砂轮架滑座上；往复滑板位于滑板回转座的前端，滑板上装有砂轮托架，滑板内置有平衡气缸和气动刹车器，滑板与滑板回转座之间设有驱动滑板上下往复运动的直线伺服电机，砂轮体壳内滑板回转座上设有蜗轮蜗杆付。砂轮架滑座位于砂轮架下，由下拖板、中拖板及上拖板组成十字拖板组，滑座的纵向轴为U轴，横向轴为V轴，下拖板与中拖板、中拖板与上拖板之间设有直线滚动导轨付和由伺服电机、联轴器、滚珠丝杠付组成的进给机构。CCD检测装置是由CCD系统、物镜组、光源及Z向位置调节装置组成。本技术是应用图像识别技术，集机床在线检测、在线补偿、砂轮在线修整及开放式多轴数字化控制的多功能精密磨削加工机床。该机床将图像识别技术用于精密曲线磨削的在线检测中，实现了精密检测和补偿的数字化控制；把直线电机用于砂轮往复运动，实现了往复行程、速度的精密控制。采用多功能复合运动数控工作台，使砂轮切削具有近似法向跟踪功能，实现了工件曲线轮廓加工一次成型的要求。采用带有回转功能的精密十字工作台及多自由度的砂轮架等结构；配置精密CCD数码投影成像仪做在线检测；以及采用开放式多轴数字化控制。使该机床能实现数字化六轴控制，其中二轴插补，并可按加工需要扩至八轴。采用直线电机，在使用中无磨损，无需进行传动件的维修；且直线电机采用线性位移反馈，全闭环控制，定位精度高，稳定性好，传动机构简单。应用CCD检测系统，替代光学投影检测系统，使检测结果定量化，避免了人为辨别的偏差，提高了对工件的检测精度。该机床充分利用开放式数控系统的优势，把多轴数字化控制与图像识别处理进行集成。因此，最多可控制八根轴，其中包括七个伺服旋转电机和一个伺服直线电机，最多可实现六轴联动，并能对控制轴进行不同的组合。该机床为封闭结构，具有外形美观大方，人机适宜性强的特点。适用于各种精密复杂轮廓的加工，如凹凸模具、成型刀具、卡规、滚轮等。附图说明图1是本技术的立体示意图；图2是本技术的主视图；图3是图2的右视图；图4是工作台结构示意图；图5是工作台回转座结构示意图；图6是图5的左剖视图；图7是砂轮架结构示意图；图8是图7俯剖视图；图9是滑座结构示意图. 具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1至3所示，数字化曲线磨床由主机和辅机站两部分组成。主机为全封闭结构，床身1上右边为多功能的工作台6，左边为砂轮架3和滑座2，上部为CCD检测系统4，电柜9位于主机后侧，并与主机组成一体；辅机站上有吸尘装置、冷却装置、空气平衡及刹车控制站等，平组成一体。方便运输与安装调试。全封闭罩8采用拼接式，各罩壳拼版既相互连接又与主机固定连接；全封闭罩8前右边设有电器操作控制箱10；前侧装外开式拉门12、左右两侧都有可向外打开的观察窗11，以便于工件安装与加工监测；封闭罩的顶部开有天窗，以便于主机吊运。如图1，4，5，6所示，多功能的工作台6由回转座7、十字拖板13组成，其中十字拖板13位于回转座7上并与回转座7固定连接。其中，回转座7由回转机座29及回转拖板27组成，回转机座29与回转拖板27之间设有一个回转连接轴28；回转拖板27采用滑动式镶钢导轨结构，回转拖板27下面设有由伺服电机30、蜗轮蜗杆副31组成的进给机构。十字拖板13是由下拖板20、中拖板22、上拖板24(即工作台面)构成，下拖板20与中拖板22下导轨沿纵向X轴方向布置；中拖板22上导轨与上拖板24沿横向Y轴方向布置，下拖板20与中拖板22和中拖板22与上拖板24之间设有直线滚动导轨付23和由伺服电机25、联轴器26、滚珠丝杠付21组成的进给机构，回转导轨面用滑动拉罩加以保护。台面的前部安装工件及附件。工作台纵(X轴)横(Y轴)向运动由CNC控制，作两轴插补运动，实现工件表面轮廓曲线的轨迹运动。X轴最大移动量400mmY轴最大移动量100mmX、Y轴进给速度 0.1～1000mm/minX、Y轴最小进给当量 0.0001mm/脉冲 C轴移动量 ±30°C轴回转速度0.1～1r/minC轴最小回转当量0.001°/脉冲工作台回转拖板27运动由CNC控制，为数控联动轴，实现加工的过程中砂轮跟部可被控制地避让，即加工的近似法向加工功能。如图7至9所示，砂轮架3由砂轮架体壳53、底座46、滑板回转座51及往复滑板47组成，其中底座46固定连接在砂轮架滑座2上；往复滑板47位于滑板回转座51的前端，滑板47上装有砂轮托架49，滑板47内置有平衡气缸48和气动刹车器54，滑板47与滑板回转座51之间设有驱动滑板47上下往复运动的直线伺服电机50，砂轮体壳53内滑板回转座51上设有蜗轮蜗杆付52，用于调整砂轮往复回转角。砂轮架3位于滑座2上，砂轮架滑板47上安装磨具。砂轮架滑板47的上下运动带动磨轮5作往复运动，由滑座2来带动磨轮作进给运动或对刀定位。砂轮架3为多自由度体，可实现滑板47的上下往复(Z轴)运动，及分别绕两水平轴(X、Y轴)回转。滑板47上下往复(Z轴)运动由CNC控制，为数控联动轴。滑板47带动磨具作上下往复运动，实现对工件的侧平面的加工。绕两水平轴回转可实现工件的主后角及两侧后角的加工。滑板47采用直线滚动式导轨结构，通过线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化曲线磨床，由主机和辅机站两部分组成，其特征在于，所述主机为全封闭结构，床身（１）上右边设有多功能的工作台（６），左边设有砂轮架（３）和滑座（２），上部为ＣＣＤ检测装置（４），电柜（９）位于主机后侧，并与主机组成一体；所述辅机站上集有吸尘装置、冷却装置、空气平衡及刹车控制站平组成一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范灏，陈伟，胡德金，石宏伟，陆旭红，陈惠德，曹月华，陈贤国，许黎明，裴景玉，
申请(专利权)人：上海第三机床厂，上海交通大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]