[发明专利]基于并联机构的三自由度砂轮修整器

说明书

技术领域

本发明属于一种基于并联机构的三自由度砂轮修整器，特别是一种能修整具有复杂截面形状的成型砂轮的新型砂轮修整装置。

背景技术

在成型磨削加工中，磨削工件用成型砂轮不可避免会发生磨损，其磨损到一定程度就会严重影响工件的磨削质量。因此，在用成型砂轮对工件进行磨削加工过程中，必须根据成型砂轮的磨损状况适时对其进行修整，重新使其恢复设定的形状精度和表面质量，来保证工件的磨削质量。

目前用于成型砂轮修整的方法主要有两种：一种是采用靠模修整方法，它采用预先制好的与被加工工件磨削截面形状相同的模板，利用靠模运动让金刚石成形修整滚轮或金刚笔产生所要求的运动轨迹，来修整出符合加工工件要求的成型砂轮。由于靠模修整只能修整出与模板相同的砂轮截面形状，当砂轮截面改变时必须更换模板并重新定位，不能快速适应各种不同截面的成型砂轮。另一种是数控砂轮修整器，它是靠编制应用程序控制金刚石修整轮或金刚笔的多维联动来加工出成型砂轮所要求的截面形状。目前运用较为成熟的是具有两维移动的数控砂轮修整器，但其修整复杂型面的砂轮时可能发生干涉。从解决这一问题出发，近年来多种同时具有两维移动和一个摆动轴的三自由度数控砂轮修整器被提出，它们基本上都具备修整任意复杂型面的砂轮而不发生干涉的能力。厦门大学公开号101121250的发明专利提供一种杯状砂轮修整器，底座安装于磨床工作台上，其本身具有两移动轴和摆动功能，加上磨床床身的移动轴，可实现相对于砂轮做三移动轴和一转动轴的功能。厦门大学公开号1974132的发明专利提供一种多功能数控砂轮修整装置，包括控制系统和修整器两部分，修整器设有修整砂轮、转角控制机构、进给机构、修整送进机构和基座传动机构。相对砂轮具有三移动轴和一转动轴的功能。汕头大学公开号1428225的发明专利提供一种磨床砂轮修整器，包括修整工具、底座及数控系统，底座安装于磨床工作台上，底座上面设有一转盘数控系统控制伺服电机驱动转盘转动修整工具安装在转盘上，借助于磨床工作台的两移动轴可直接修整砂轮。但在上述的三自由度数控砂轮修整器中，其多维联动机构基本上都采用串联形式，结构较为复杂、且各个运动的误差具有累积效应。因此，有必要设计一种基于并联机构的三自由度砂轮修整器，在简化修整器结构的同时减轻多维联动中的误差累积效应。

发明内容

本发明的目的在于针对现有三自由度砂轮修整器结构较复杂、各个运动误差具有累积效应等缺点，提供一种基于并联机构的三自由度砂轮修整器，该砂轮修整器采用两个移动加上一个摆动的三自由度并联机构，摆动自由度用来对金刚石修整轮或金刚笔的姿态进行调整，并配合两个移动实现对具有复杂截面形状的成型砂轮的修整。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于并联机构的三自由度砂轮修整器，包括底板、左驱动单元、滑动导轨、左滑块、右滑块、右驱动单元、立柱、伸缩驱动单元、伸缩杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、横架、转动轴、旋转固定座、金刚石修整轮驱动单元和金刚石修整轮，其中，左驱动单元和右驱动单元对称固定安装在底板上并且其回转中心线重合，滑动导轨固定于底板上，该滑动导轨上设置有左滑块和右滑块，第三连杆、第四连杆的一端与左滑块铰接，第一连杆、第二连杆的一端和右滑块铰接，第三连杆、第四连杆、第一连杆、第二连杆的另一端与横架铰接，由此，左驱动单元和右驱动单元分别驱动左滑块和右滑块在滑动导轨上移动，并通过第一、二、三、四连杆带动横架进行二维平动；旋转固定座通过转动轴与横架连接并可绕转动轴摆动，在旋转固定座上设置有金刚石修整轮和金刚石修整轮驱动单元，金刚石修整轮驱动单元与金刚石修整轮相连并用于驱动金刚石修整轮旋转；此外，底板上垂直安装有立柱，该立柱上铰接有伸缩驱动单元，伸缩杆一端铰接于旋转固定座上，另一端设置在伸缩驱动单元内并可沿其上设置的导向槽移动，由此，伸缩驱动单元可通过驱动伸缩杆作伸缩运动从而推动旋转固定座绕转动轴转动，并对金刚石修整轮修整成型砂轮时的切入角度进行调整，保证金刚石修整轮始终以最佳切入角；综上所述，左驱动单元和右驱动单元用于驱动横架实现二维平动，伸缩驱动单元用于驱动旋转固定座摆动对金刚石修整轮的切入角度进行调整，同时金刚石修整轮驱动单元驱动金刚石修整轮实现高速旋转，上述运动综合起来可实现对具有复杂截面形状的成型砂轮的精密修整。