申请/专利权人：焦作大学

申请日：2018-11-17

公开（公告）日：2024-02-20

公开（公告）号：CN109551326B

主分类号：B24B9/00

分类号：B24B9/00;B24B41/04;B24B47/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.20#授权;2019.04.26#实质审查的生效;2019.04.02#公开

摘要：本发明涉及一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，包括转台机构、升降驱动机构、机械臂、刀座、定位机构、磨削驱动电机、磨头及控制电路，升降驱动机构上端面和下端面均设转台机构，升降驱动机构通过下端面的转台机构与外部设备连接，通过上端面转台机构与机械臂后端相互铰接，机械臂前端通过转台机构与刀座后端面铰接，磨削驱动电机嵌于刀座前端面并通过传动轴与磨头相互连接，定位机构环绕刀座轴线均布在刀座侧表面。本发明一方面极大的简化了刀架结构，将其了刀架自重，并有效的提高了刀架调整和控制响应的速度和控制精度，另一方面极大的提高了刀架运行时进给方向调整的灵活性。

主权项：1.一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统包括转台机构、升降驱动机构、机械臂、刀座、定位机构、磨削驱动电机、磨头及控制电路，所述的升降驱动机构上端面和下端面均设转台机构，升降驱动机构通过下端面的转台机构与外部设备连接，通过上端面转台机构与机械臂后端相互铰接，其中所述的升降驱动机构轴线与水平面及机械臂轴线呈0°—180°夹角，所述的机械臂前端通过转台机构与刀座后端面铰接，所述的机械臂和刀座均可环绕转台机构轴线进行0°—360°圆周旋转，机械臂和刀座轴线与水平面呈0°—180°夹角，所述的磨削驱动电机嵌于刀座前端面并通过传动轴与磨头相互连接，所述的磨削驱动电机轴线与刀座轴线平行分布，并与磨头轴线呈0°—90°夹角，所述的定位机构至少两个，环绕刀座轴线均布在刀座侧表面，其中一个定位机构轴线与磨头磨削作业面相交，其余各定位机构轴线与刀座轴线平行分布，所述的控制电路嵌于刀座内并分别与转台机构、升降驱动机构、机械臂、定位机构、磨削驱动电机电气连接；所述的升降驱动机构为电动伸缩结构、液压伸缩结构及气压伸缩结构中的任意一种，且所述的升降驱动机构上设至少一个行程传感器，所述的行程传感器与控制电路电气连接；所述的刀座包括底板、承载柱、工作面板，其中所述的工作面板与底板间通过至少三条承载柱相互连接，所述的承载柱环绕底板和工作面板轴线分布，并与底板及工作面板轴线呈0°—90°夹角。

全文数据：一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统技术领域本发明涉及一种磨床刀架结构，确切地说是一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统。背景技术目前在对凸轮轴工件的侧棱等位置进行毛刺清理、倒钝作业及表面精度加工等磨削作业时，当前主要是通过传统的磨床或运行自动化程度相对较高的数控磨床设备进行的，虽然可以一定程度满足使用的需要，但在磨削作业时法相，无论是统的磨床还是数控磨床设备，在运行中，均采用的刀架结构对磨削用磨头、砂轮等磨削刀具进行定位及调整磨削作业面等操作，由于传统的刀架结构往往是通过一条或多条直线导轨为调整控制基础，严重限制了刀架最磨削作业时对磨削角度、方向等参数调整的灵活性，此外由于传统的刀架结采用的导轨驱动结构，从而也导致刀架需要配备与导轨结构匹配的行走驱动机构，从而导致刀架的结构体积及重量均相对较大，从而严重相知了对凸轮轴侧棱等位置进行毛刺清理、倒钝作业及表面精度加工等磨削作业时调整的灵活性，同时也导致一些凸轮轴结构相对较小、较为复杂的侧棱等位置无法得到有效的磨削加工，因此导致往往需要经过对凸轮轴多次夹装才能完成对侧棱对部位的倒钝等作业，或导致在经过磨床设备对凸轮轴侧棱对部位磨削加工后，还需要其他设备，甚至工作人员手动对凸轮轴局部位置进行而次磨削加工，从而严重影响了凸轮轴磨削作业的灵活性、便捷性及磨削作业的加工质量和效率，因此针对这一现状，迫切需要开发一种凸轮轴倒钝刀架设备，以满足实际使用的需要。发明内容针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，该新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，自动化程度高，一方面极大的简化了刀架结构，将其了刀架自重，并有效的提高了刀架调整和控制响应的速度和控制精度，同时具有良好的协同运行能力，可有效满足与各类不同磨削设备配套作业和多个本新型设备间系统作业的需要，另一方面极大的提高了刀架运行时进给方向调整的灵活性，从而有效的满足在磨削作业时对复杂结构磨削面进行磨削倒钝作业的需要，从而达到提高磨削作业灵活性和磨削作业的质量及效率。为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，包括转台机构、升降驱动机构、机械臂、刀座、定位机构、磨削驱动电机、磨头及控制电路，升降驱动机构上端面和下端面均设转台机构，升降驱动机构通过下端面的转台机构与外部设备连接，通过上端面转台机构与机械臂后端相互铰接，其中升降驱动机构轴线与水平面及机械臂轴线呈0°—180°夹角，机械臂前端通过转台机构与刀座后端面铰接，机械臂和刀座均可环绕转台机构轴线进行0°—360°圆周旋转，机械臂和刀座轴线与水平面呈0°—180°夹角，磨削驱动电机嵌于刀座前端面并通过传动轴与磨头相互连接，磨削驱动电机轴线与刀座轴线平行分布，并与磨头轴线呈0°—90°夹角，定位机构至少两个，环绕刀座轴线均布在刀座侧表面，其中一个定位机构轴线与磨头磨削作业面相交，其余各定位机构轴线与刀座轴线平行分布，控制电路嵌于刀座内并分别转台机构、升降驱动机构、机械臂、定位机构、磨削驱动电机电气连接。进一步的，所述的转台机构为伺服电动机驱动的三维转台结构，所述的转台机构上设至少一个角度传感器。进一步的，所述的升降驱动机构为电动伸缩结构、液压伸缩结构及气压伸缩结构中的任意一种，且所述的升降驱动机构上设至少一个行程传感器，所述的行程传感器与控制电路电气连接。进一步的，所述的刀座包括底板、承载柱、工作面板，其中所述的工作面板与底板间通过至少三条承载柱相互连接，所述的承载柱环绕底板和工作面板轴线分布，并与底板及工作面板轴线呈0°—90°夹角。进一步的，所述的承载柱为电动、气动及液压驱动任意一种的为少两级伸缩杆结构，且所述的承载柱两端分别与底板、工作面板相互铰接，所述的承载柱上另设至少一个行程传感器，所述的承载柱及行程传感器均与控制电路电气连接。进一步的，所述的工作面板后端面及底板前端面均布若干弹性垫块，所述的底板与工作面板间另通过柔性护套相互连接并构成密闭腔体结构。进一步的，所述的磨削驱动电机上另设至少一转速传感器和至少一个扭矩传感器，所述的转速传感器和扭矩传感器均与控制电路电气连接。进一步的，所述的定位机构为压力传感器、行程传感器、霍尔传感器、光电传感器、激光测距装置及超声波测距装置中的任意一种或任意几种同时使用。进一步的，所述的控制电路为基于可编程控制器、工业单片机中任意一种或两种共用为基础的数字控制电路系统。进一步的，所述的控制电路另设至少一个串口通讯端口及至少一个无线数据通讯端口。本新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，自动化程度高，一方面极大的简化了刀架结构，将其了刀架自重，并有效的提高了刀架调整和控制响应的速度和控制精度，同时具有良好的协同运行能力，可有效满足与各类不同磨削设备配套作业和多个本新型设备间系统作业的需要，另一方面极大的提高了刀架运行时进给方向调整的灵活性，从而有效的满足在磨削作业时对复杂结构磨削面进行磨削倒钝作业的需要，从而达到提高磨削作业灵活性和磨削作业的质量及效率。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。图1为本发明结构示意图。具体实施方式为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。如图1所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，包括转台机构1、升降驱动机构2、机械臂3、刀座4、定位机构5、磨削驱动电机6、磨头7及控制电路8，升降驱动机构2上端面和下端面均设转台机构1，升降驱动机构2通过下端面的转台机构1与外部设备连接，通过上端面转台机构1与机械臂3后端相互铰接，其中升降驱动机构2轴线与水平面及机械臂3轴线呈0°—180°夹角，机械臂3前端通过转台机1构与刀座4后端面铰接，机械臂3和刀座4均可环绕转台机构1轴线进行0°—360°圆周旋转，机械臂3和刀座4轴线与水平面呈0°—180°夹角，磨削驱动电机6嵌于刀座4前端面并通过传动轴9与磨头相互连接，磨削驱动电机6轴线与刀座4轴线平行分布，并与磨头7轴线呈0°—90°夹角，定位机构5至少两个，环绕刀座4轴线均布在刀座4侧表面，其中一个定位机构5轴线与磨头7磨削作业面相交，其余各定位机构5轴线与刀座4轴线平行分布，控制电路8嵌于刀座4内并分别转台机构1、升降驱动机构2、机械臂3、定位机构5、磨削驱动电机6电气连接。其中，所述的转台机构1为伺服电动机驱动的三维转台结构，所述的转台机构1上设至少一个角度传感器10，所述的升降驱动机构2为电动伸缩结构、液压伸缩结构及气压伸缩结构中的任意一种，且所述的升降驱动机构2上设至少一个行程传感器11，所述的行程传感器11与控制电路8电气连接。此外，所述的刀座4包括底板、承载柱、工作面板，其中所述的工作面板与底板间通过至少三条承载柱相互连接，所述的承载柱环绕底板和工作面板轴线分布，并与底板及工作面板轴线呈0°—90°夹角，所述的承载柱为电动、气动及液压驱动任意一种的为少两级伸缩杆结构，且所述的承载柱两端分别与底板、工作面板相互铰接，所述的承载柱上另设至少一个行程传感器，所述的承载柱及行程传感器11均与控制电路8电气连接，所述的工作面板后端面及底板前端面均布若干弹性垫块12，所述的底板与工作面板间另通过柔性护套相互连接并构成密闭腔体结构。与此同时，所述的磨削驱动电机6上另设至少一转速传感器13和至少一个扭矩传感器14，所述的转速传感器13和扭矩传感器14均与控制电路8电气连接，所述的定位机构5为压力传感器、行程传感器、霍尔传感器、光电传感器、激光测距装置及超声波测距装置中的任意一种或任意几种同时使用。进一步优化的，所述的控制电路8为基于可编程控制器、工业单片机中任意一种或两种共用为基础的数字控制电路系统，所述的控制电路另设至少一个串口通讯端口及至少一个无线数据通讯端口。本新型在具体实施中，首先根据需要，选择在结构上满足磨削加工作业的本新型，然后对转台机构、升降驱动机构、机械臂、刀座、定位机构、磨削驱动电机、磨头及控制电路进行组装，完成本新型装配，最后将本新型通过升降驱动机构下端面的转台机构与磨床设备连接，同时将控制电路与磨床设备的电路系统建立电气连接和数据交互连接，若需要多个本新型所设计的刀架系统时，进行根据作业需要对组装好的多个本新型直接安装刀磨床设备指定位置，并与磨床设备的电路系统建立电气连接和数据交互连接即可。在进行磨削作业时，首先由控制电路在磨床设备电路系统驱动下，调整磨削驱动电机的转速，从而驱动磨头处于运行状态，然后根据磨削作业面的位置，由控制电路驱动各转台结构运行，调整升降驱动机构、机械臂、刀座的工作位置，在调整过程中，由定位机构同时对刀座与凸轮轴磨削作业面的位置及磨头与凸轮轴磨削作业面的位置进行监控，从而实现在满足对复杂磨削作业面进行磨削加工作业的同时，另有效的提高磨削作业的精度。此外，在磨削作业中，另可根据使用需要，灵活增加或减少本新型的数量，也可对发生故障或因工艺调整后，灵活对本新型进行调整和更换作业，从而极大的提高运行的灵活性和可靠性。本新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，自动化程度高，一方面极大的简化了刀架结构，将其了刀架自重，并有效的提高了刀架调整和控制响应的速度和控制精度，同时具有良好的协同运行能力，可有效满足与各类不同磨削设备配套作业和多个本新型设备间系统作业的需要，另一方面极大的提高了刀架运行时进给方向调整的灵活性，从而有效的满足在磨削作业时对复杂结构磨削面进行磨削倒钝作业的需要，从而达到提高磨削作业灵活性和磨削作业的质量及效率。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

权利要求：1.一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统包括转台机构、升降驱动机构、机械臂、刀座、定位机构、磨削驱动电机、磨头及控制电路，所述的升降驱动机构上端面和下端面均设转台机构，升降驱动机构通过下端面的转台机构与外部设备连接，通过上端面转台机构与机械臂后端相互铰接，其中所述的升降驱动机构轴线与水平面及机械臂轴线呈0°—180°夹角，所述的机械臂前端通过转台机构与刀座后端面铰接，所述的机械臂和刀座均可环绕转台机构轴线进行0°—360°圆周旋转，机械臂和刀座轴线与水平面呈0°—180°夹角，所述的磨削驱动电机嵌于刀座前端面并通过传动轴与磨头相互连接，所述的磨削驱动电机轴线与刀座轴线平行分布，并与磨头轴线呈0°—90°夹角，所述的定位机构至少两个，环绕刀座轴线均布在刀座侧表面，其中一个定位机构轴线与磨头磨削作业面相交，其余各定位机构轴线与刀座轴线平行分布，所述的控制电路嵌于刀座内并分别转台机构、升降驱动机构、机械臂、定位机构、磨削驱动电机电气连接。2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的转台机构为伺服电动机驱动的三维转台结构，所述的转台机构上设至少一个角度传感器。3.根据权利要求1所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的升降驱动机构为电动伸缩结构、液压伸缩结构及气压伸缩结构中的任意一种，且所述的升降驱动机构上设至少一个行程传感器，所述的行程传感器与控制电路电气连接。4.根据权利要求1所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的刀座包括底板、承载柱、工作面板，其中所述的工作面板与底板间通过至少三条承载柱相互连接，所述的承载柱环绕底板和工作面板轴线分布，并与底板及工作面板轴线呈0°—90°夹角。5.根据权利要求4所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的承载柱为电动、气动及液压驱动任意一种的为少两级伸缩杆结构，且所述的承载柱两端分别与底板、工作面板相互铰接，所述的承载柱上另设至少一个行程传感器，所述的承载柱及行程传感器均与控制电路电气连接。6.根据权利要求4所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的工作面板后端面及底板前端面均布若干弹性垫块，所述的底板与工作面板间另通过柔性护套相互连接并构成密闭腔体结构。7.根据权利要求1所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的磨削驱动电机上另设至少一转速传感器和至少一个扭矩传感器，所述的转速传感器和扭矩传感器均与控制电路电气连接。8.根据权利要求1所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的定位机构为压力传感器、行程传感器、霍尔传感器、光电传感器、激光测距装置及超声波测距装置中的任意一种或任意几种同时使用。9.根据权利要求1所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的控制电路为基于可编程控制器、工业单片机中任意一种或两种共用为基础的数字控制电路系统。10.根据权利要求1所述的一种凸轮轴锐边倒钝磨床复合刀架系统，其特征在于：所述的控制电路另设至少一个串口通讯端口及至少一个无线数据通讯端口。

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