一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，采用A、B、C三個轉動或擺動軸與砂帶磨削裝置分離的六軸聯(lián)動機床布局；砂帶磨削裝置只做與接觸力方向垂直的兩個直線方向運動，Z向運動和回轉軸運動慣性力對砂帶機構接觸力無影響；以及多砂帶磨削裝置集成葉片磨削拋光成型。本實用新型的有益效果為：通過將砂帶磨削裝置單獨提出，不與任何一個轉動軸復合，從而杜絕了現(xiàn)有技術中回轉軸對磨削運動的負面影響，對厚度極?。ㄈ?.1-0.2mm）的片狀工件做到精確加工。通過多砂帶磨削裝置的設置，在一次加工中不再需要更換不同型號的砂帶，做到真正的自動化生產。
【專利說明】一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種磨削裝置，尤其涉及一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床。
【背景技術】
[0002]目前，葉片在銑削后的磨削拋光一般采用六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨削方式，相應地也有不同規(guī)格和型號的數(shù)控砂帶磨床。六軸數(shù)控砂帶磨削的工作的原理是在五軸聯(lián)動銑削的基礎上發(fā)展起來的，由三個直線軸運動形成刀具對加工點的空間位置定位，由兩個回轉軸形成刀具對加工點的法向姿態(tài)定位。對于砂帶磨削，由于采用有一定寬度的砂帶包裹接觸輪進行加工，因此接觸輪與被加工點是線接觸而不同于五軸銑削的點接觸，這就存在接觸線與凹曲面的干涉問題，為此數(shù)控砂帶磨削需要增加一個聯(lián)動軸，控制接觸輪軸線指向被加工點的主曲率方向并選取與此曲率相適應的接觸輪直徑和砂帶寬度，才能實現(xiàn)對曲面的磨削拋光加工。按照上述六軸砂帶磨削的原理，典型的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨削拋光機床有以下幾種結構形式:
[0003]德國IBS六軸砂帶磨床MTS系列，結構特點:AB軸形式五軸加C軸形成六軸機床布局，砂帶機構與BC兩個回轉軸復合，立式懸臂布置，重力對接觸力方向有影響，Z向運動和回轉軸運動慣性力對接觸力有影響。
[0004]重慶三磨海達六軸砂帶磨床，結構特點:AB軸形式五軸加C軸布形成六軸機床局，砂帶機構與BC兩個回轉軸復合，立式懸臂布置，重力對接觸力方向有影響，Z向運動和回轉軸運動慣性力對接觸力有影 響。
[0005]日本三菱六軸砂帶磨床專機，結構特點:AB軸形式五軸加C軸布形成六軸機床局，砂帶機構與BC兩個回轉軸復合，立式布置，懸臂小，重力對接觸力方向有影響，Z向運動和回轉軸運動慣性力對接觸力有影響。
[0006]北京勝為弘技TX6/2600六軸砂帶磨床，結構特點:AB軸形式五軸加C軸布形成六軸機床局，砂帶機構與BC兩個回轉軸復合，立式布置，中空C軸無懸臂，重力對接觸力方向有影響，Z向運動和回轉軸運動慣性力對接觸力有影響。
[0007]美國GE六軸砂帶磨床專機,結構特點:AB軸形式五軸加C軸布形成六軸機床局，砂帶機構與一個回轉軸復合，臥式布置，無懸臂，重力對接觸力方向無影響，Z向運動和回轉軸運動慣性力對接觸力有影響。
[0008]德國IBS小葉片六軸砂帶磨床SPE系列，結構特點:以六軸聯(lián)動為出發(fā)點形成機床布局，砂帶機構與BC兩個回轉軸復合，立臥轉換式布置，懸臂很長且疊加，重力對接觸力方向影響較小，Z向運動和回轉軸運動慣性力對接觸力影響較大。
[0009]綜合上述分析，現(xiàn)有技術存在的缺點是:對于已知的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床結構而言，選取適當直徑的接觸輪和適當粒度的砂帶，在編程系統(tǒng)的支持下，均可實現(xiàn)對葉片型
面的磨削拋光，但是對于較薄的葉片進排氣邊(厚度0.1mm----0.2mm),由于接觸輪接觸力
難以實現(xiàn)精確控制，磨削效果均不理想；并且，由于磨削過程中需要更換不同粒度的砂帶，難以實現(xiàn)在一次裝夾中完成不同加工部位的磨削拋光加工，難以實現(xiàn)葉片集成加工自動化生產。從結構分析可知，主要是由以下結構缺點造成的:①多數(shù)機床結構采用砂帶機構立式布局且與至少一個轉動(擺動軸復合)，運動中由于轉動(擺動軸)運動，砂帶機構隨擺角變化重力分力也在變化，接觸力受此影響也發(fā)生變化；②砂帶裝置與轉動(擺動軸)的復合，使砂帶裝置受運動慣性力影響，造成接觸力變化；砂帶裝置與轉動(擺動軸)的復合，難以布置多砂帶機構，實現(xiàn)葉片不同部位集成磨削和自動化生產。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的是提供一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，以克服目前現(xiàn)有技術存在的上述不足。
[0011]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0012]一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，包括臥式床身和臥式床身上右側的立式床身，所述臥式床身上滑動連接有Z向移動裝置，所述Z向移動裝置上設有B軸裝置，所述B軸裝置上方右側設有C軸裝置，所述C軸裝置的右側設有A軸裝置，所述A軸裝置上設有工件夾持裝置，所述B軸裝置和C軸裝置的中心部位以及A軸裝置上的工件夾持裝置均為可360度旋轉的轉動機構；所述立式床身的左側滑動連接有X向移動裝置，所述X向移動裝置上滑動連接有Y向移動裝置，所述Y向移動裝置上均勻設有若干個砂帶磨削裝置，所述砂帶磨削裝置與工件夾持裝置的中心相對應；所述臥式床身的一側設有電氣控制系統(tǒng)，所述電氣控制系統(tǒng)配置有程序存儲器和執(zhí)行電路，以控制A軸裝置、B軸裝置、C軸裝置、X向移動裝置、Y向移動裝置以及Z向移動裝置的運動。
[0013]進一步的，所述B軸裝置上通過轉動軸連接有B軸轉盤，所述C軸裝置安裝在B軸轉盤上左側，所述A軸裝置位于B軸轉盤右側的上方。所述C軸裝置通過轉動軸與C軸懸臂連接，所述C軸懸臂的右側上、下對應設有兩個A軸裝置。
[0014]優(yōu)選的，兩個所述A軸裝置與C軸懸臂的連接部位均設有調節(jié)裝置，以調節(jié)兩個A軸裝置之間的距離。
[0015]進一步的，所述砂帶磨削裝置由安裝板、驅動電機、接觸輪和砂帶組成，所述接觸輪上轉動連接有砂帶，所述驅動電機驅動砂帶轉動以及砂帶磨削裝置伸縮運動。所述砂帶磨削裝置水平放置。所述電氣控制系統(tǒng)根據(jù)工件狀況選擇多個砂帶磨削裝置中的一個與工件磨削工作。
[0016]本實用新型的有益效果為:通過將砂帶磨削裝置單獨提出，不與任何一個轉動軸復合，從而杜絕了現(xiàn)有技術中回轉軸對磨削運動的負面影響，對厚度極小(如0.1-0.2mm)的片狀工件做到精確加工。通過多砂帶磨削裝置的設置，在一次加工中不再需要更換不同型號的砂帶，做到真正的自動化生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面根據(jù)附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0018]圖1是本實用新型實施例所述水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型實施例所述水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床的六軸運動示意圖。
[0020]圖中:
[0021]1、臥式床身；2、立式床身；3、Z向移動裝置；4、B軸裝置；5、C軸裝置；6、A軸裝置；
7、工件夾持裝置；8、X向移動裝置；9、Y向移動裝置；10、砂帶磨削裝置；11、電氣控制系統(tǒng)；12、B軸轉盤；13、C軸懸臂；14、工件。
【具體實施方式】
[0022]如圖1-2所示，本實用新型實施例所述的一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，針對傳統(tǒng)六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床的缺點，采用工件(葉片)與ABC三個回轉軸和Z軸復合，砂帶裝置與XY兩個直線軸復合、水平布置砂帶機構的結構，解決了傳統(tǒng)六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床現(xiàn)有不足。本實用新型的水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床包括機械執(zhí)行系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)兩部分，其中機械執(zhí)行系統(tǒng)包括臥式床身1、立式床身2、ΧΥ滑板基礎部分，三個回轉軸運動裝置、三個直線軸運動裝置和一個并列的多個砂帶磨削裝置10，電氣控制系統(tǒng)包括數(shù)控系統(tǒng)、各軸驅動和電機。
[0023]本實用新型實施例所述的一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，其具體工作流程是，工件14 (葉片)裝夾于A軸裝置6上，工件夾持裝置7 (尾座頂尖)沿A軸裝置6的回轉中心頂緊，A軸裝置6安裝于C軸擺臂13上，A軸裝置6的端面和尾座頂尖與C軸擺臂13的中心距離可調，以便于不同長度葉片的裝夾。C軸裝置5安裝在B軸轉盤12上，B軸裝置4基座底部安裝于Z向移動裝置3上，絲杠螺母與B軸裝置4基座連接，在伺服電機和絲杠的帶動下，ABC軸和工件做Z向直線軸運動。水平布置砂帶磨削裝置10的多砂帶裝置安裝于Y向移動裝置9上，滑板與Y向移動裝置9的絲杠螺母連接，在伺服電機和絲杠的帶動下，滑板帶動砂帶裝置做上下方向的運動；Υ向移動裝置9安裝在后床身上，滑板底部與X向移動裝置8的絲杠螺母連接，在伺服電機和絲杠的帶動下做X方向直線運動。XYZ三個直線運動軸和ABC三個回轉運動軸在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，按照編程系統(tǒng)的生成的數(shù)控加工程序，完成砂帶接觸輪與葉片工件表面的相對運動加工，完成葉片六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨削拋光。
[0024]由XYZ三個直線軸運動形成砂帶支撐軸矢量(加工點法矢量)對加工點的空間位置定位，由AB兩個回轉軸形成砂帶支撐軸矢量對加工點的法向姿態(tài)定位，回轉軸C的回轉運動使接觸輪軸線矢量指向被加工點的主曲率方向，對曲面上不同的點連續(xù)按照上述原理動作，即可通過砂帶與被加工點的相對運動形成葉片曲面磨削拋光成型。其具體工作步驟為:
[0025]I)工件裝夾在A軸裝置上后，A軸裝置在C軸擺臂帶動下運動，A軸軸線與X軸軸線平行，工件處于待加工狀態(tài)；
[0026]2)砂帶機構在氣動執(zhí)行元件的推動下，伸出，砂帶旋轉；
[0027]3)機床在六軸聯(lián)動程序控制下動作，葉片A BC三個方向旋轉到位，三個直線軸同時速度環(huán)、位置環(huán)與三個旋轉軸同步，使砂帶接觸輪到達被加工點位置和姿態(tài)均符合六軸聯(lián)動砂帶磨削原理，在氣動系統(tǒng)壓力的作用下，砂帶接觸葉片表面，砂帶旋轉運動在工件表面去除金屬；
[0028]4)連續(xù)不同點的相對運動，實現(xiàn)葉片表面的連續(xù)磨削拋光加工；[0029]5)對于不同部位，切換多砂帶機構，實現(xiàn)不同粒度砂帶對不同部位的加工要求；
[0030]6)完成葉片集成加工。
[0031]上述方案與機器人葉片磨削拋光運動方式接近，但機器人空間精度較差，編程空間點是多解的，運動軌跡需要優(yōu)化；并且，機器人關節(jié)臂剛性不足，難以實現(xiàn)對葉片型面的精確磨削成型。其帶來的最終的加工缺陷實質上跟【背景技術】部分的缺陷是一致的。由此本實用新型提供的水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床只要優(yōu)點在于:
[0032]I)以六軸聯(lián)動為出發(fā)點形成機床布局，ABC三個轉動或擺動軸與砂帶機構分離而與工件(葉片)結合,砂帶機構只做與接觸力方向垂直的兩個直線運動,Z向運動和回轉軸運動慣性力對砂帶機構接觸力無影響；
[0033]2)水平放置砂帶磨削裝置10，且砂帶磨削裝置10與回轉軸分離，便于布置多砂帶機構和并列式法向檢測裝置；
[0034]3) ABC軸均可大范圍回轉或擺動，便于大幅度彎扭葉片加工；
[0035]4)ABC軸可360°回轉，便于實現(xiàn)凸臺、葉根圓角等加工內容集成磨削；
[0036]5)ABC軸可360°旋轉，使用機械手式刀庫即可實現(xiàn)工件自動交換。
[0037]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，包括臥式床身(I)和設在臥式床身(I)上右側的立式床身(2)，其特征在于: 所述臥式床身(I)上滑動連接有Z向移動裝置(3)，所述Z向移動裝置(3)上設有B軸裝置(4)，所述B軸裝置(4)上方右側設有C軸裝置(5)，所述C軸裝置(5)的右側設有A軸裝置(6 )，所述A軸裝置(6 )上設有工件夾持裝置(7 )，所述B軸裝置(4 )和C軸裝置(5 )的中心部位以及A軸裝置(6)上的工件夾持裝置(7)均為可360度旋轉的轉動機構； 所述立式床身(2)的左側滑動連接有X向移動裝置(8)，所述X向移動裝置(8)上滑動連接有Y向移動裝置(9)，所述Y向移動裝置(9)上均勻設有若干個砂帶磨削裝置(10)； 所述臥式床身(I)的一側設有電氣控制系統(tǒng)(11 )，所述電氣控制系統(tǒng)配置有程序存儲器和執(zhí)行電路以控制A軸裝置(6 )、B軸裝置(4 )、C軸裝置(5 )、X向移動裝置(8 )、Y向移動裝置(9)以及Z向移動裝置(3)的運動。
2.根據(jù)權利要求1所述的水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，其特征在于:所述B軸裝置(4 )上通過轉動軸連接有B軸轉盤(12 )，所述C軸裝置(5 )安裝在B軸轉盤(12 )上左側，所述A軸裝置(6)位于B軸轉盤(4)右側的上方。
3.根據(jù)權利要求2所述的水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，其特征在于:所述C軸裝置(5)通過轉動軸與C軸懸臂(13)連接，所述C軸懸臂(13)的右側上、下對應設有兩個A軸裝置(6)。
4.根據(jù)權利要求3所述的水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，其特征在于:兩個所述A軸裝置(6)與C軸懸臂(13)的連接部位均設有調節(jié)裝置，以調節(jié)兩個A軸裝置(6)之間的距離。
5.根據(jù)權利要求4所述的水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，其特征在于:所述砂帶磨削裝置(10)由安裝板、驅動電機、接觸輪和砂帶組成，所述接觸輪上轉動連接有砂帶，所述驅動電機驅動砂帶轉動以及砂帶磨削裝置(10)伸縮運動。
6.根據(jù)權利要求5所述的水平多砂帶機構的六軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床，其特征在于:所述砂帶磨削裝置(10)水平放置。
【文檔編號】B24B41/06GK203485005SQ201320437327
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權日:2013年7月22日
【發(fā)明者】劉樹生 申請人:北京勝為弘技數(shù)控裝備有限公司