数控内螺纹机床接触式自动对位装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供数控内螺纹机床接触式自动对位装置，包括X轴移动机构、Z轴移动机构、具有工件夹持轴机构的C旋转轴机构、A旋转轴机构、M多工位切换机构和数控系统，M多工位切换机构包括多工位夹头、夹头切换机构和磨削主轴，磨削主轴包括电动主轴和锁紧夹头，C旋转轴和A旋转轴中心基准位于同一水平面上，磨削砂轮切换到磨削主轴上时磨削砂轮的几何中心处于A旋转轴的中心线上。本发明专利技术还提供数控内螺纹机床接触式自动对位方法。本发明专利技术使得数控内螺纹机床自动对位，无需人为操作，对位精准、快捷和安全，操作简单、可靠和快捷，装置整体先进，机构简单，测量头和砂轮切换精准效率高。特别是解决了小尺寸内螺纹机床的自动对位的技术难题。

Contact type automatic contraposition device and method for numerically controlled internal thread machine tool

The invention provides a screw machine CNC internal contact type automatic alignment device, including the Z axis X axis moving mechanism and moving mechanism, with the workpiece clamping shaft mechanism C rotating shaft mechanism, A rotating shaft mechanism, M multi station switching mechanism and control system, M multi station multi station switching mechanism comprises a chuck, chuck and switching mechanism grinding spindle, grinding spindle including electric spindle and locking chuck, C axis and A axis of rotation center datum at the same level, switch to the grinding wheel grinding spindle on the geometric center of the grinding wheel in the center line of the axis of rotation A. The invention also provides a contact automatic contraposition method for numerically controlled internal thread machine tools. The invention enables the automatic aligning thread of CNC machine tools, without manual operation, precise contraposition, fast and safe, simple, reliable and fast, the whole device is advanced, simple mechanism, measuring head and wheel precision high efficiency switch. In particular, the technical problem of automatic contraposition of small size internal thread machine tools is solved.

【技术实现步骤摘要】
数控内螺纹机床接触式自动对位装置和方法
本专利技术涉及数控机床领域，特别是涉及一种数控内螺纹机床接触式自动对位装置和方法。
技术介绍
目前，数控内螺纹机床对位是行业公认最难解决的问题。特别是尺寸小的内螺纹，满足不了现有的非接触传感器的测量范围要求。数控内螺纹机床对位存在以下问题：内螺纹位于轴内，肉眼看不到内面螺纹实际情况，导致对位不精确，磨削加工困难，砂轮容易崩碎。传统内螺纹对位通过靠经验丰富的工人依靠感觉手动方式低速进给，通过磨削产生的火花进行对位，加工出来的螺纹难以满足加工精度，工件不统一且生产效率低。现有技术采用非接触式传感器放入螺纹孔内部，通过信号采集分析，但是这种方式只适用于比传感器外形尺寸大的内螺纹孔，因此磨削范围受到限定，并且磨削时的油雾环境会对传感器精度产生影响。因此，数控内螺纹机床对位是内螺纹机床行业深入发展急需解决的瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，通过提供数控内螺纹机床接触式自动对位装置和方法，对位过程为自动控制，无需人为操作，对位精准、快捷、安全。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术一方面提供一种数控内螺纹机床接触式自动对位装置，包括X轴移动机构、Z轴移动机构、C旋转轴机构、A旋转轴机构、M多工位切换机构和数控系统，所述C旋转轴机构包括工件夹持轴机构，其特征在于：所述A旋转轴机构连接到所述X轴移动机构，所述C旋转轴机构连接到所述Z轴移动机构，所述M多工位切换机构连接到A旋转轴机构；所述M多工位切换机构包括多工位夹头、夹头切换机构和磨削主轴，所述多工位夹头通过所述夹头切换机构切换到所述磨削主轴的位置；所述磨削主轴包括电动主轴和用于锁紧所述多工位夹头的锁紧夹头。优选地，所述多工位夹头的尺寸和形状使得切换时所述磨削主轴中心基准不变。优选地，C旋转轴和A旋转轴中心基准位于同一水平面上，磨削砂轮切换到所述磨削主轴上时，所述磨削砂轮的几何中心处于A旋转轴的中心线上。进一步地，所述数控内螺纹机床接触式自动对位装置还包括砂轮修整机构，所述砂轮修整机构连接到所述Z轴移动机构。进一步地，所述数控内螺纹机床接触式自动对位装置还包括校准传感器机构，所述校准传感器机构连接到所述Z轴移动机构。进一步地，所述X轴移动机构和所述Z轴移动机构分别设置有光栅尺。优选地，所述X轴移动机构、Z轴移动机构、C旋转轴机构和A旋转轴机构分别由伺服马达驱动。本专利技术的另一方面提供一种用于上述数控内螺纹机床接触式自动对位装置的数控内螺纹机床接触式自动对位方法，包括以下步骤：测量头工位上的测量头测量工件尺寸，获得磨削起点位置坐标；所述磨削主轴移动到安全位置并切换到磨具工位，根据所述磨削起点位置坐标调整所述磨具工位上的磨具，对准工件磨削起点，完成磨具的自动对位过程；其特征在于：所述测量头工位切换到所述电动主轴上时，C旋转轴和A旋转轴中心基准位于同一水平面上，而且当磨削砂轮切换到磨削主轴上时磨削砂轮的几何中心处于A旋转轴的中心线上。进一步地，所述测量头测量工件尺寸时，触碰被加工工件基准面自动计算砂轮Z轴原点位置，进入内螺纹，通过所述X、Z轴移动机构和A旋转轴机构的综合运动，带动测量头感知和测量两个相连螺牙槽顶端，测量两个相连螺牙槽顶端，发出触发信号，通过所述数控系统获得磨削起点位置坐标。本专利技术的有益效果是：1、对位过程为自动控制，无需人为操作，对位精准、快捷、安全；2、C旋转轴和A旋转轴中心基准位于同一水平面上，而且当磨削砂轮切换到磨削主轴上时磨削砂轮的几何中心处于A旋转轴的中心线上，保证不同内螺纹对位安全和精度；3、多个工位的切换具有基准精度不变、保证对位和磨削切换不产生误差的特点，解决了对位与磨具磨削独立分开产生的误差；4、磨削主轴固定在A旋转轴机构上，使得对位和磨削一体，简单可靠快捷；5、X轴移动机构和Z轴移动机构设置有光栅尺，保证了移动精度；6、具有工件夹持轴机构的C旋转轴机构固定在Z轴移动机构上，保证工件加工和对位一致性；7、多个工位的切换可以实现先粗加工再切换精加工，也可以使用不同的磨具实现磨削内外圆和端面。附图说明图1所示为根据本专利技术一实施例的数控内螺纹机床接触式自动对位装置的示意图；图2所示为根据本专利技术一实施例的X轴移动机构和A旋转轴机构的示意图；图3所示为根据本专利技术一实施例的多工位切换机构的示意图；图4所示为根据本专利技术一实施例的Z轴移动机构和夹持轴机构的示意图；图5所示为根据本专利技术一实施例的内螺纹两点接触对位顺序的示意图；图6所示为根据本专利技术一实施例的多工位切换机构和磨削主轴原理的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1所示为根据本专利技术一实施例的数控内螺纹机床接触式自动对位装置的示意图：本专利技术的数控内螺纹机床接触式自动对位装置，包括X轴移动机构、Z轴移动机构、C旋转轴机构、A旋转轴机构、M多工位切换机构和数控系统，所述C旋转轴机构包括工件夹持轴机构，其特征在于：所述A旋转轴机构连接到所述X轴移动机构，所述C旋转轴机构连接到所述Z轴移动机构，所述M多工位切换机构连接到A旋转轴机构；所述M多工位切换机构包括多工位夹头、夹头切换机构和磨削主轴，所述多工位夹头通过所述夹头切换机构切换到所述磨削主轴的位置；所述磨削主轴包括电动主轴和用于锁紧所述多工位夹头的锁紧夹头。所述夹头切换机构包括马达驱动切换机构。所述X轴移动机构带动所述A旋转轴机构前进后退，所述Z轴移动机构带动C旋转轴机构左右移动，所述夹持轴机构夹住被加工工件。自动对位开始时，测量头工位上的测量头测量工件尺寸，获得磨削起点位置坐标。接着，所述磨削主轴移动到安全位置并切换到磨具工位，根据所获得的磨削起点位置坐标调整所述磨具工位上的磨具，对准工件磨削起点，完成磨具的自动对位过程。所述安全位置为使得所述磨削主轴的旋转切换是安全的。测量头测量工件尺寸时相对工件所需的角度调整和位置移动通过所述A旋转轴机构的倾斜旋转、所述X轴移动机构的运动或所述Z轴移动机构的运动或者至少两者的组合实现。所述磨削主轴移动到所述安全位置通过所述A旋转轴机构的倾斜旋转、所述X轴移动机构的运动或所述Z轴移动机构的运动或者至少两者的组合实现。所述测量头测量工件尺寸时，根据机床预置中心点位置，调整和移动所述测量头，所述测量头测量工件尺寸时相对工件所需的角度调整和位置移动通过所述A旋转轴机构的倾斜旋转、所述X轴移动机构的运动或所述Z轴移动机构的运动或者至少两者的组合实现。所述测量头测量工件尺寸时，触碰被加工工件基准面自动计算砂轮Z轴原点位置。接着，所述测量头进入内螺纹，采用两点接触式对刀技术，测量两个相连螺牙槽顶端触发，发出触发信号，数控系统自动记录坐标，通过测量所得参数运算得出两牙距中心，从而自动计算两个螺牙的中心位置，获得磨削起点位置坐标，得到内螺纹磨削对位位置。该对刀过程为自动控制，无需人为操作，对位精准、快捷、安全。优选地，所述测量头沿工件中心点进入内螺纹。优选地，C旋转轴和A旋转轴中心基准位于一为同一水平面上，而且当磨削砂轮切换到磨削主轴上时磨削砂轮的几何中心处于A旋转轴的中心线上。优选地，所述多个工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控内螺纹机床接触式自动对位装置，包括X轴移动机构、Z轴移动机构、C旋转轴机构、A旋转轴机构、M多工位切换机构和数控系统，所述C旋转轴机构包括工件夹持轴机构，其特征在于：所述A旋转轴机构连接到所述X轴移动机构，所述C旋转轴机构连接到所述Z轴移动机构，所述M多工位切换机构连接到A旋转轴机构；所述M多工位切换机构包括多工位夹头、夹头切换机构和磨削主轴，所述多工位夹头通过所述夹头切换机构切换到所述磨削主轴的位置；所述磨削主轴包括电动主轴和用于锁紧所述多工位夹头的锁紧夹头。

【技术特征摘要】
1.一种数控内螺纹机床接触式自动对位装置，包括X轴移动机构、Z轴移动机构、C旋转轴机构、A旋转轴机构、M多工位切换机构和数控系统，所述C旋转轴机构包括工件夹持轴机构，其特征在于：所述A旋转轴机构连接到所述X轴移动机构，所述C旋转轴机构连接到所述Z轴移动机构，所述M多工位切换机构连接到A旋转轴机构；所述M多工位切换机构包括多工位夹头、夹头切换机构和磨削主轴，所述多工位夹头通过所述夹头切换机构切换到所述磨削主轴的位置；所述磨削主轴包括电动主轴和用于锁紧所述多工位夹头的锁紧夹头。2.根据权利要求1所述的数控内螺纹机床接触式自动对位装置，其特征在于：所述多工位夹头的尺寸和形状使得切换时所述磨削主轴中心基准不变。3.根据权利要求1所述的数控内螺纹机床接触式自动对位装置，其特征在于：C旋转轴和A旋转轴中心基准位于同一水平面上，磨削砂轮切换到所述磨削主轴上时，所述磨削砂轮的几何中心处于A旋转轴的中心线上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的数控内螺纹机床接触式自动对位装置，其特征在于：所述数控内螺纹机床接触式自动对位装置还包括砂轮修整机构，所述砂轮修整机构连接到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏伟，
申请(专利权)人：梅木精密工业珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44