一种自动换砂轮的打磨装置制造方法及图纸

技术编号:24321535 阅读:67 留言:0更新日期:2020-05-29 16:53
本发明专利技术一种自动换砂轮的打磨装置,包括第一支座、伺服电机、换刀轴、砂轮柄、夹紧组件及螺线管;砂轮柄包括连接轴,连接轴的末端固定砂轮,连接轴的顶部设有圆台,圆台的中部开有环形凹槽;换刀轴包括轴头和轴身;轴头固定在伺服电机输出轴的末端;轴身内部开有锥形孔,轴身沿径向开有对称的与锥形孔相通的两个矩形通孔;砂轮柄的圆台能伸入到锥形孔中,圆台上的环形凹槽正对轴身的矩形通孔;每个矩形通孔内均设置有夹紧组件,夹紧组件的一端位于环形凹槽内;每个夹紧组件远离轴身轴心的一端安装有磁铁,与磁铁对应高度的位置上设置有螺线管。该装置提高了砂轮柄夹紧的稳定性,避免砂轮柄的振颤现象,提高打磨精度。

A grinding device for automatically changing grinding wheel

【技术实现步骤摘要】
一种自动换砂轮的打磨装置
本专利技术属于磨削加工
,具体涉及一种自动换砂轮的打磨装置。
技术介绍
目前随着数控自动化设备的不断发展,机械臂自动化打磨设备的应用也越来越多,目前的打磨设备能实现各种不同形状尺寸曲面的打磨。而在对一些大型非均匀曲面的打磨时,由于各个区域的曲面的曲率都不尽相同,所以需要不同型号和尺寸的磨具对曲面进行分区域打磨,进而需要对不同的磨具进行换刀操作;而且机械臂打磨砂轮使用报废后需要更换砂轮,人工手动拆卸、安装费时费力,影响换刀操作的便利性和准确度,自动化程度低,严重影响加工效率。申请号为201710721198.6的中国专利公开了一种气动式立卧复合自动换砂轮机械手,该机械手通过换砂轮手爪抓取砂轮,并通过相应的气缸将砂轮运送至相应的位置,并将砂轮装到立磨头上,进而完成换砂轮的操作;该机械手只能用于立卧复合式磨床上的砂轮的自动更换,对于机械臂末端的打磨装置的砂轮更换来说,操作复杂,会增加换砂轮的时间,降低换砂轮的效率,而且装置复杂,因此需要一种集自动换砂轮和打磨于一体的打磨装置。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术拟解决的技术问题是,提供一种自动换砂轮的打磨装置。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是,提供一种自动换砂轮的打磨装置,包括与打磨机械臂末端固连的第一支座以及安装在第一支座上的伺服电机;其特征在于,该装置包括换刀轴、砂轮柄、夹紧组件及螺线管;所述砂轮柄包括连接轴,连接轴的末端固定砂轮,连接轴的顶部设有圆台,圆台的中部开有环形凹槽;<br>所述换刀轴为阶梯轴,包括轴头和轴身;轴头通过联轴器固定在伺服电机输出轴的末端;轴身内部开有下部开口大上部开口小的锥形孔,轴身沿径向开有对称的与锥形孔相通的两个矩形通孔;锥形孔的形状尺寸与砂轮柄的圆台直径尺寸相匹配,砂轮柄的圆台能伸入到锥形孔中,圆台上的环形凹槽正对轴身的矩形通孔;每个矩形通孔内均设置有夹紧组件,夹紧组件的一端位于环形凹槽内,夹紧组件能在各自的矩形通孔内径向移动;每个夹紧组件远离轴身轴心的一端安装有弧形磁铁,与弧形磁铁对应高度的位置上设置有螺线管;螺线管与外接电源连接,螺线管不通电时,两个弧形磁铁具有排斥力,使夹紧组件夹紧砂轮柄;螺线管通电与弧形磁铁产生排斥力,推动夹紧组件松开砂轮柄,砂轮柄由于重力作用下落。所述换刀轴还包括轴颈;轴颈和轴身内共同开有沿轴向的锥形孔,该锥形孔与砂轮柄的圆台部分的高度及直径一致;在轴颈外套设轴承,轴承的内圈过盈配合在轴颈上,轴承的外圈加装冷却环;加装冷却环后的轴承外由一对轴承夹夹紧,轴承的顶部粘贴有温度传感器。所述轴头的下部设有多个导向孔和一个键槽,键槽位于所有导向孔的下端,每个导向孔内均嵌有一号弹簧;所述砂轮柄还包括花键和导向杆;连接轴的上部圆台的顶部固定花键;多个导向杆固定在花键的顶部;导向杆与导向孔对应插接,并压缩一号弹簧,花键与键槽配合。两个矩形通孔沿轴身径向两个左、右对称;一个矩形通孔的上部设有一个导轨槽,另一个矩形通孔的下部设有一个导轨槽;对称的两个夹紧组件上下表面相扣连接在一起,两个夹紧组件相扣后,在中间形成容纳砂轮柄进出的孔,该孔两侧的两个夹紧组件的相对侧面通过二号弹簧连接在一起;一个夹紧组件在上部有滑台的矩形通孔内径向移动,另一个夹紧组件在下部有滑台的矩形通孔内径向移动。所述夹紧组件包括连接架、弧面夹手、弧形磁铁、滑台和导轨;所述连接架的中部镂空,连接架的一端具有弧形板,弧形磁铁固定在弧形板的顶部;滑台固定在弧形板的底部,滑台嵌套在导轨内,与导轨的滑轨滑动连接;弧面夹手固定在连接架的另一端;对称的两个夹紧组件的弧面夹手内凹的一侧形成砂轮柄进出的孔,两个弧面夹手内凹侧的连接架通过两个二号弹簧连接在一起;两个弧面夹手位于砂轮柄的环形凹槽内,对砂轮柄圆台部分进行抱紧。第一支座的底部呈圆周均匀设有多个支撑杆,所有支撑杆的自由端固连第二支座;第一支座的底部中心处固定有伺服电机,换刀轴的轴头穿过第二支座,与伺服电机的输出轴固连;第二支座的底部对称固定有支架,每个支架与夹紧组件上弧形磁铁同高度位置固定有螺线管。支架的下部设有半圆形的轴承夹,两个轴承夹的端耳处螺栓连接,共同对轴承的外圈进行夹紧。该装置还设有防尘罩,防尘罩底部固定有进气底板,第一支座、防尘罩、第一进气底板形成封闭空间,防尘罩将砂轮柄连接轴以上的区域全部包裹在该封闭空间内;所述防尘罩由三个同心的环形隔音筒构成,相邻两个环形隔音筒之间均填充有吸音棉;所述进气底板的中心处开有圆孔,砂轮柄的上部穿过进气底板的圆孔,圆孔的周围设有多个用于通入干冰喷雾的进气口。本专利技术还提供一种自动换砂轮的打磨装置的使用方法,该方法使用上述装置,包括如下步骤:S1.安装砂轮柄:机械臂带动换刀轴一起运动至砂轮柄的正上方,然后机械臂向下移动,带动换刀轴向下压,首先砂轮柄的圆台与两个夹紧组件的弧面夹手接触,然后圆台挤压两个弧面夹手,两个弧面夹手之间的空间被撑开,此时二号弹簧被拉伸;换刀轴继续向下压,导向杆插入各自的导向孔中并挤压导向孔中的一号弹簧,直至砂轮柄上的花键与换刀轴中的键槽相配合,两个弧面夹手位于砂轮柄的环形凹槽内,对砂轮柄进行轴向限位,此时二号弹簧收缩恢复原状,两个弧面夹手夹紧砂轮柄,完成砂轮柄的安装;S2.退砂轮柄:砂轮完成打磨工作后,伺服电机停止旋转,此时每个弧形磁铁正对各自的螺线管;两个螺线管均通电产生磁场,每个螺线管与各自的弧形磁铁相斥,使两个连接架向着换刀轴的轴心移动,两个弧面夹手之间的空间变大并松开砂轮柄,换刀轴的导向孔内被压缩的一号弹簧恢复原状,给砂轮柄向下的推力同时结合砂轮柄自身重力,把砂轮柄从换刀轴中推出来,使砂轮柄从换刀轴内脱落,完成退砂轮柄;然后螺线管断电,两个弧面夹手在二号弹簧的作用下恢复原状;S3.更换砂轮:将砂轮柄上的砂轮更换后,返回步骤S1即可进行下一轮打磨工作。与现有技术相比,本专利技术有益效果在于:本专利技术装置中砂轮柄的圆台与换刀轴的锥形孔配合,锥形孔上小下大,通过两个弧形磁铁的排斥力对砂轮柄夹紧,再通过电磁力以及重力使砂轮柄落下,完成落刀;由于机械臂的向下压力作用,使砂轮柄进入锥形孔配合夹紧组件实现上刀。本专利技术具有定位精度高、拆卸更换方便、自锁性好、能传递较大扭矩等优点,能够提高砂轮柄夹紧的稳定性,同时可以有效避免砂轮柄的振颤现象,提高了打磨精度。本专利技术集自动换砂轮和打磨于一体,通过螺线管通电产生磁场,螺线管与弧形磁铁相斥,使两个连接架向着换刀轴的轴心移动,砂轮柄从换刀轴内脱落,实现自动换砂轮,省去了现有技术的夹紧卡头的相关操作,简化了操作步骤,节约了更换砂轮的时间,提高了效率。本专利技术的砂轮柄由两个夹紧组件的弧面夹手进行夹紧,在连接架高速转动过程中会受到离心力,离心力使得两个弧面夹手对砂轮柄夹得更紧,而且离心力越大砂轮柄被夹得越紧,该结构充分利用了换刀轴的离心力作用,保证了砂轮柄夹紧的牢靠性。通过防尘罩将防尘罩内的零件与外部环境隔离,可以防止切屑残留在零件上,从而提高换刀效率和打磨效率;与此同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动换砂轮的打磨装置,包括与打磨机械臂末端固连的第一支座以及安装在第一支座上的伺服电机;其特征在于,该装置包括换刀轴、砂轮柄、夹紧组件及螺线管;/n所述砂轮柄包括连接轴,连接轴的末端固定砂轮,连接轴的顶部设有圆台,圆台的中部开有环形凹槽;/n所述换刀轴为阶梯轴,包括轴头和轴身;轴头通过联轴器固定在伺服电机输出轴的末端;轴身内部开有下部开口大上部开口小的锥形孔,轴身沿径向开有对称的与锥形孔相通的两个矩形通孔;锥形孔的形状尺寸与砂轮柄的圆台直径尺寸相匹配,砂轮柄的圆台能伸入到锥形孔中,圆台上的环形凹槽正对轴身的矩形通孔;每个矩形通孔内均设置有夹紧组件,夹紧组件的一端位于环形凹槽内,夹紧组件能在各自的矩形通孔内径向移动;每个夹紧组件远离轴身轴心的一端安装有弧形磁铁,与弧形磁铁对应高度的位置上设置有螺线管;螺线管与外接电源连接,螺线管不通电时,两个弧形磁铁具有排斥力,使夹紧组件夹紧砂轮柄;螺线管通电与弧形磁铁产生排斥力,推动夹紧组件松开砂轮柄,砂轮柄由于重力作用下落。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动换砂轮的打磨装置,包括与打磨机械臂末端固连的第一支座以及安装在第一支座上的伺服电机;其特征在于,该装置包括换刀轴、砂轮柄、夹紧组件及螺线管;
所述砂轮柄包括连接轴,连接轴的末端固定砂轮,连接轴的顶部设有圆台,圆台的中部开有环形凹槽;
所述换刀轴为阶梯轴,包括轴头和轴身;轴头通过联轴器固定在伺服电机输出轴的末端;轴身内部开有下部开口大上部开口小的锥形孔,轴身沿径向开有对称的与锥形孔相通的两个矩形通孔;锥形孔的形状尺寸与砂轮柄的圆台直径尺寸相匹配,砂轮柄的圆台能伸入到锥形孔中,圆台上的环形凹槽正对轴身的矩形通孔;每个矩形通孔内均设置有夹紧组件,夹紧组件的一端位于环形凹槽内,夹紧组件能在各自的矩形通孔内径向移动;每个夹紧组件远离轴身轴心的一端安装有弧形磁铁,与弧形磁铁对应高度的位置上设置有螺线管;螺线管与外接电源连接,螺线管不通电时,两个弧形磁铁具有排斥力,使夹紧组件夹紧砂轮柄;螺线管通电与弧形磁铁产生排斥力,推动夹紧组件松开砂轮柄,砂轮柄由于重力作用下落。


2.根据权利要求1所述的自动换砂轮的打磨装置,其特征在于,所述换刀轴还包括轴颈;轴颈和轴身内共同开有沿轴向的锥形孔,该锥形孔与砂轮柄的圆台部分的高度及直径一致;在轴颈外套设轴承,轴承的内圈过盈配合在轴颈上,轴承的外圈加装冷却环;加装冷却环后的轴承外由一对轴承夹夹紧,轴承的顶部粘贴有温度传感器。


3.根据权利要求1所述的自动换砂轮的打磨装置,其特征在于,所述轴头的下部设有多个导向孔和一个键槽,键槽位于所有导向孔的下端,每个导向孔内均嵌有一号弹簧;
所述砂轮柄还包括花键和导向杆;连接轴的上部圆台的顶部固定花键;多个导向杆固定在花键的顶部;导向杆与导向孔对应插接,并压缩一号弹簧,花键与键槽配合。


4.根据权利要求3所述的自动换砂轮的打磨装置,其特征在于,两个矩形通孔沿轴身径向两个左、右对称;一个矩形通孔的上部设有一个导轨槽,另一个矩形通孔的下部设有一个导轨槽;对称的两个夹紧组件上下表面相扣连接在一起,两个夹紧组件相扣后,在中间形成容纳砂轮柄进出的孔,该孔两侧的两个夹紧组件的相对侧面通过二号弹簧连接在一起;一个夹紧组件在上部有滑台的矩形通孔内径向移动,另一个夹紧组件在下部有滑台的矩形通孔内径向移动。


5.根据权利要求4所述的自动换砂轮的打磨装置,其特征在于,所述夹紧组件包括连接架、弧面夹手、弧形磁铁、滑台和导轨;所述连接架的中部镂空,连接架的一端具有弧形板,弧形磁铁固定在弧形板的顶部;滑台固定在弧形板的底部,滑台嵌套在导轨内,与导轨的滑轨滑动连接;弧面夹手固定在连接架的另一端;对称的两个夹紧组件的弧面夹手内凹的一侧形...

【专利技术属性】
技术研发人员:张慧博李鹏伟戴士杰祖静湾王小军肖洋
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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