本发明属于抛光设备,更具体地说,涉及一种多轴多工位抛光机。
背景技术:
1、抛光打磨是指利用机械、化学或电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法,抛光打磨是传动制造业的最后一道工序,通过抛光打磨可以进一步提高工件的表面质量。传统加工过程中抛光打磨主要是通过纯手工完成的,但其打磨效率相对较低,费时费力,而且人工成本非常高昂,导致工件加工成本较高。
2、随着通讯科技的不断发展,市场对手机、平板电脑、数码相机、智能手表等3c数码以及智能穿戴类的电子产品需求不断增加,为了提升产品的外观质量及表面工艺美感及触感,需要对这些产品的表面进行打磨抛光等表面处理。但传统手工抛光已无法满足上述产品对于抛光加工效率以及生产成本的要求,且随着社会的不断发展和科技的不断进步,机械化、自动化生产已经逐渐成为发展趋势,为了满足生产的需求,自动化生产逐渐被企业所重视,而机械自动化的发展与实现将机械生产引领向了一个新的领域。
3、但采用现有抛光设备通常一次性仅能对一个工件进行加工,加工效率仍较低;因此,如何进一步提高工件的抛光加工效率具有重要的意义。经检索,虽然也有专利研究公开了多工位抛光机,即可以同时对多个工件进行加工。如,中国专利申请号为2018105329456的申请案公开了一种多工位五轴联动数控抛光设备,采用该申请案的设备可以对多个工件进行同步加工,且其工件装夹座通过第一分割器、固定座、第二伺服电机、第一联轴器和第二联轴器之间的配合,在一定程度上可以提高多个工件转动的同步一致性。
4、但现有多工位智能抛光设备的加工精度相对较低,尤其是不能有效保证各工件加工的同步性和一致性,而对于一些对抛光质量要求较高的产品,尤其是对于一些硬质材料制成的产品(比如不锈钢、钛合金、铬钼钢等),则无法满足其对抛光精度的需求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有抛光设备通常一次性只能对一个工件进行抛光处理,加工效率较低,而现有多工位抛光设备的加工精度相对较低,无法满足一些对抛光质量要求较高产品的抛光需求的不足,而提供了一种多轴多工位抛光机。采用本发明的抛光机不仅可以同时对多个工件进行抛光,有效提高加工效率,同时还可以有效保证工件的抛光精度及抛光质量,满足一些对抛光质量要求较高产品的抛光需求。
2、为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
3、本发明第一方面提供了一种多轴多工位抛光机,包括:
4、基座,基座上安装有横向移动模组以及竖向移动模组,且横向移动模组上装配有能沿横向进行往复运动的纵向移动模组,竖向移动模组上设有打磨模块装配工位,用于装配打磨模块并驱动打磨模块沿竖直方向进行升降运动;
5、旋转模组,旋转模组可沿纵向往复滑动安装于纵向移动模组上,其上设有抛光夹具装配工位;通过旋转模组驱动抛光夹具进行自转,和/或围绕平行于横向移动模组的b轴进行翻转运动;其中:
6、所述旋转模组上设有沿横向间隔分布(即沿平行于横向移动模组的长度方向间隔分布且共线)的多个抛光夹具装配工位,每个工位均对应安装有一个用于带动抛光夹具进行自转的传动轴,且相邻传动轴之间的间距为60-110mm,通过旋转模组驱动多个抛光夹具一起进行同步自转,和/或同步翻转。
7、本发明通过在旋转模组上设置多个抛光夹具装配工位,从而可以对多个工件一起进行抛光加工,大大提高了加工效率。而每个工位均对应安装有一个用于带动抛光夹具进行自转的传动轴,通过对相邻传动轴之间的间距进行优化设计,从而一方面可以在尽可能减小设备尺寸和占用空间的基础上保证整体多工位的加工精度,另一方面还能够有效保证该抛光机的通用性,使其可以同时适用于各种不同部件的抛光加工,比如通用手表上表圈或者其他五金小件等的加工。
8、其中,通过横向移动模组和纵向移动模组可以分别带动旋转模组以及待抛光工件一起沿横向或纵向进行移动,通过竖向移动模组可以带动打磨模块沿竖直方向进行升降运动,从而对待抛光工件以及打磨模块的相对位置进行调节;而通过旋转模组可以带动多个工件一起进行自转或者围绕b轴进行翻转,从而可以同时对多个工件上的不同位置进行加工。本发明的抛光机可以实现五轴运动,尤其是可以同时实现工件的四轴运动,从而有利于进一步保证多个工件同步加工时的加工精度,尤其是可以直接对工件的拐角处等进行精确抛光加工,保证抛光加工无死角。
9、作为本发明第一方面的任一技术方案的更进一步的改进,所述旋转模组包括:
10、固定座,可滑动安装于纵向移动模组上;
11、翻转座,翻转座的两端通过b轴转动安装于固定座上,且翻转座上设有沿横向间隔分布的多个抛光夹具装配工位;
12、第一旋转驱动单元,安装于固定座上并与翻转座的一端传动相连,用于驱动翻转座带动多个抛光夹具一起围绕b轴进行同步转动;
13、第二旋转驱动单元,安装于翻转座上,用于驱动多个传动轴带动工件一起进行同步自转。
14、作为本发明第一方面的任一技术方案的更进一步的改进,所述翻转座包括沿竖向平行间隔分布的转动顶板与转动底板,所述转动顶板用于装配抛光夹具,传动轴转动安装于转动顶板上;所述转动底板用于安装第二旋转驱动单元,第二旋转驱动单元采用电机,且电机输出轴与传动轴平行并沿纵向错开分布。通过设置平行间隔分布的转动顶板与转动底板,以分别安装抛光夹具与电机并使其沿纵向错开分布,从而可以进一步提高整个翻转座的结构强度与结构稳定性,尤其是提高翻转座转动时的结构稳固性,防止发生变形,因而保证多个工件同时加工时的精工精度。
15、作为其中一种实现方式,所述第二旋转驱动单元包括至少一个电机,电机输出轴上安装有主动同步轮,每个传动轴上均安装有从动同步轮,主动同步轮通过同步带与多个从动同步轮对称传动相连。一个电机通过同步轮与同步带的配合可以同时带动多个工件一起进行自转,从而有利于保证各工件转动以及加工的同步性和一致性。
16、更进一步的,所述第二旋转驱动单元包括至少两个电机,每个电机通过同步带带动两个传动轴进行同步转动,所有电机沿横向间隔安装于转动底板的底部并进行联动控制,且所有电机输出轴对称分布于传动轴的同一侧,从而进一步提高翻转结构的稳固性。
17、作为另一种实现方式,每个传动轴分别通过一个减速机与一个电机传动相连,且所有电机沿纵向对称交错分布于传动轴的两侧并进行联动控制。当一个电机通过同步带带动多个传动轴进行转动时,由于同步带与同步轮之间有间隙,因此扭动时会存在间隙,导致传动轴角度找不准,影响加工精度。本发明进一步优选为每个传动轴分别通过一个减速机与一个电机传动相连,且所有电机之间进行联动控制,从而有利于保证各传动轴的精确对准,并提高抛光加工时的扭力作用,保证抛光效果。
18、更进一步的,所述电机均安装于转动底板的顶部,且转动顶板上安装有轴承座,转动底板上安装有与轴承座同轴设置的法兰,传动轴的上端通过轴承座与转动顶板转动相连,其下端通过法兰与转动底板转动相连。通过对传动轴的安装结构进行优化设计,尤其是通过轴承座与法兰的配合作用,从而有利于进一步保证整个结构的水平度以及各轴的同心度、一致性,因而可以保证多工位同时抛光的抛光精度,使该设备能够适用于一些对抛光质量要求较高的产品抛光加工,尤其是可以实现由硬质材料(比如不锈钢、钛合金、铬钼钢等)制成的产品的硬抛光。
19、作为本发明第一方面的任一技术方案的更进一步的改进,所述传动轴的顶部连接有锁紧夹头,通过锁紧夹头对抛光夹具进行安装与锁紧。
20、作为本发明第一方面的任一技术方案的更进一步的改进,所述竖向移动模组上设有沿横向间隔分布的多个打磨模块装配工位,从而可以对工件依次进行不同道次的抛光加工,有利于进一步提高工件的抛光加工效率,实现其连续抛光。更进一步优选为竖向移动模组上设有沿横向间隔分布的两个打磨模块装配工位,从而可以有效提高抛光机的架动率。
21、作为本发明第一方面的任一技术方案的替代方案,相邻传动轴之间的间距d为旋转模组长度l的1/3~1/7,从而可以有效防止因旋转模组跨度过大在旋转过程中发生弯曲变形,因而影响多个工件同时加工的加工精度,有利于进一步同时保证整个设备的结构稳定性、设备产能以及通用性。
22、本发明另一方面还提供了一种多轴多工位抛光机,包括:
23、基座,基座上安装有横向移动模组以及竖向移动模组,且横向移动模组上装配有能沿横向进行往复运动的纵向移动模组,竖向移动模组上设有打磨模块装配工位,用于装配打磨模块并驱动打磨模块沿竖直方向进行升降运动;
24、旋转模组,旋转模组可沿纵向往复滑动安装于纵向移动模组上,其上设有沿横向间隔分布的多个抛光夹具装配工位,每个工位分别对应安装有一个用于带动工件进行自转的传动轴以及一个用于驱动传动轴进行转动的电机;通过旋转模组驱动多个抛光夹具进行同步自转,和/或围绕平行于横向移动模组的b轴进行同步翻转运动;
25、其中,所述旋转模组包括固定座和翻转座,固定座可沿纵向滑动安装于纵向移动模组上,翻转座的两端转动安装于固定座上,其包括沿竖向平行间隔分布的转动顶板与转动底板,转动顶板上安装有沿横向间隔分布的多个轴承座,转动底板上安装有沿横向间隔分布的,且与多个轴承座分别对应同轴设置的多个法兰,每个传动轴的上端与下端分别与轴承座及法兰转动连接,且驱动所有传动轴进行转动的电机进行联动控制。
26、通过将翻转座设计为包括沿竖向平行间隔分布的转动顶板与转动底板,并使多个传动轴的上端通过轴承座与转动顶板转动配合,使多个传动轴的下端与转动底板转动配合,从而可以有效保证多个传动轴安装以及转动过程中的平行度与同心度,进而保证加工精度。
27、作为本发明第二方面的任一技术方案的更进一步的改进,每个传动轴分别通过一个减速机与一个电机传动相连,从而不仅可以提高各个传动轴的对准精度,同时还可以提高抛光时的扭力作用。进一步保证加工质量与加工精度。
28、作为本发明第二方面的任一技术方案的更进一步的改进,所述减速机采用平行轴减速机,多个电机的输出轴沿纵向交错对称分布于传动轴的两侧,从而有利于提高整个翻转座在转动过程中的结构稳固性,防止发生变形。
29、作为本发明第二方面的任一技术方案的更进一步的改进,所述减速机固定安装于转动底板上,减速机与传动轴通过平键销进行固定,且法兰安装于减速机输出端的底部。
30、作为本发明第二方面的任一技术方案的更进一步的改进,相邻传动轴之间的间距为60-110mm,进一步优选为80-90mm,以进一步保证多个工件同时抛光时的抛光精度,并提高该抛光机的通用性。
31、综上所述,采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
32、(1)本发明通过设置多个抛光夹具装配工位,通过将多个抛光夹具装配工位沿横向间隔分布,并对相邻传动轴之间的间距进行优化设计,从而既有利于提高加工精度,同时还可以提高该抛光机的通用性;而通过五轴的设置以及分布优化,可以对各种不同形状工件上的不同位置进行抛光加工,保证抛光无死角,并有利于进一步保证多个工件同步加工时的加工精度。
33、(2)本发明通过对翻转座的结构与布局进行优化设计,将抛光夹具与其自转用驱动电机分别安装于平行间隔分布的转动顶板与转动底板上,并使电机输出轴与传动轴平行并沿纵向错开分布,从而可以借助于电机的作用对整个翻转结构进行平衡,从而提高翻转结构的结构稳固性,尤其是防止转动过程中翻转座发生弯曲变形而影响多个传动轴安装的同心度及平行度。
34、(3)本发明中每个传动轴分别通过一个减速机与一个伺服电机传动相连,且各电机之间进行联动控制,从而既可以保证各工件加工的同步性,同时还有利于进一步提高工件的抛光精度,并可以提高抛光时的扭力,保证抛光效果。
35、(4)本发明进一步对各传动轴的安装结构进行优化设计,尤其是通过轴承座与法兰的共同配合,从而有利于保证多个传动轴与工件安装的水平度、平行度以及同心度,进一步提高了多个工件同时加工的加工精度,保证可以实现硬抛光(硬性切削)。
36、(5)本发明进一步在竖向移动模组上设有沿横向间隔分布的多个打磨模块装配工位,从而可以对同一工件依次进行不同道次的抛光加工,有利于实现其抛光加工的连续化。
1.一种多轴多工位抛光机,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,所述旋转模组(5)包括:
3.根据权利要求2所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,所述翻转座(504)包括沿竖向平行间隔分布的转动顶板(5042)与转动底板(5043),所述转动顶板(5042)用于装配抛光夹具,传动轴(505)转动安装于转动顶板(5042)上;所述转动底板(5043)用于安装第二旋转驱动单元(507),第二旋转驱动单元(507)采用电机,且电机输出轴与传动轴(505)平行并沿纵向错开分布。
4.根据权利要求3所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,所述第二旋转驱动单元(507)包括至少一个电机,电机输出轴上安装有主动同步轮(508),每个传动轴(505)上均安装有从动同步轮(509),主动同步轮(508)通过同步带与多个从动同步轮(509)对称传动相连。
5.根据权利要求4所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,所述第二旋转驱动单元(507)包括至少两个电机,每个电机通过同步带带动两个传动轴(505)进行同步转动,且所有电机之间进行联动控制;所有电机沿横向间隔安装于转动底板(5043)的底部,且所有电机输出轴对称分布于传动轴(505)的同一侧。
6.根据权利要求3所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,每个传动轴(505)分别通过一个减速机(515)与一个电机传动相连,且所有电机沿纵向对称交错分布于传动轴(505)的两侧并进行联动控制。
7.根据权利要求6所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,所述电机均安装于转动底板(5043)的顶部,且转动顶板(5042)上安装有轴承座(513),转动底板(5043)上安装有与轴承座(513)同轴设置的法兰(514),传动轴(505)的上端通过轴承座(513)与转动顶板(5042)转动相连,其下端通过法兰(514)与转动底板(5043)转动相连。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,所述竖向移动模组(4)上设有沿横向间隔分布的多个打磨模块装配工位。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,相邻传动轴(505)之间的间距d为旋转模组(5)长度l的1/3~1/7。
10.一种多轴多工位抛光机,其特征在于,包括:
11.根据权利要求10所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,每个传动轴(505)分别通过一个减速机(515)与一个电机传动相连。
12.根据权利要求11所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,所述减速机(515)采用平行轴减速机,多个电机的输出轴沿纵向交错对称分布于传动轴(505)的两侧。
13.根据权利要求11或12所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,所述减速机(515)固定安装于转动底板(5043)上,减速机(515)与传动轴(505)通过平键销进行固定,且法兰(514)安装于减速机(515)输出端的底部。
14.根据权利要求10-12中任一项所述的多轴多工位抛光机,其特征在于,相邻传动轴(505)之间的间距为60-110mm。