[实用新型]一种精密内外曲线磨床

说明书

技术领域

本发明涉及一种内外曲线磨床，特别涉及一种采用悬臂梁结构，应用直驱技术，集在线检测，在线补偿功能的加工中小型零件内外曲线的二轴联动高精度数控磨床。

背景技术

目前，用于内曲线，外曲线，如径向液压马达凸轮环内曲线的磨削加工机床主要有光学曲线磨床、磨削加工中心以及龙门式曲线磨床。

光学曲线磨床的不足之处在于：1.加工过程中的在线检测是通过几何光学检测，不能实现砂轮磨损的量化反馈。2.参与联动的进给多采用滚珠丝杠驱动，易磨损，维护较麻烦，精度较低。

磨削加工中心的不足之处在于：1.参与联动轴过多，使对特定高精度内外曲线的磨削效果降低。2.回转工作台较小，不能满足实际生产需要。

龙门式曲线磨床的不足之处在于：1.龙门式结构使X轴一半以上行程浪费，导致传动部件和横梁过长，使刚度下降且成本增加。2.龙门式结构双立柱导致床身增大，承重增加，刚度下降且成本增加。

发明内容

本发明针对内外圆及内外曲线的磨削提出了一种采用悬臂梁结构，应用直驱技术，集在线检测，在线补偿功能的高精度数控磨床。

本发明采用的技术方案如下。

1.回转工作台(2)与立柱(3)分别固定于床身(1)上，立柱上方为悬臂梁(4)，悬臂梁左端为滑枕(5)，滑枕下方为砂轮(6)和CCD检测装置(7)，电柜(8)位于立柱两侧，与底座组成一体。

2.参与加工的X向联动轴采用悬臂梁式结构，所述悬臂梁(4)与立柱连接板(12)之间为直线导轨副(9)，立柱连接板固定在立柱(3)顶部，悬臂梁通过直线电机(26)驱动，由光栅(11)实现闭环控制。

3.滑枕(5)与悬臂梁连接板(13)之间为直线导轨副(14)，滑枕通过滚珠丝杠(15)驱动，伺服电机(16)安装在悬臂梁上，通过齿轮(10)驱动滚珠丝杠，电主轴安装在滑枕(5)内部，砂轮(6)由带编码器的高速电主轴(17)直接驱动。

4.CCD检测装置(7)由CCD摄像机(18)，支架(19)，旋转盘(20)和检测装置外壳(22)构成，其中CCD摄像机(18)和光源发生器(25)安装在检测装置外壳(22)内，并由支架(19)固定在旋转盘(20)上，旋转盘固定在滑枕(5)底部，CCD检测系统可转动180度，当到达位置后，由蝶形螺栓(21)紧固，防护板(24)的打开和关闭由舵机(23)驱动。

本发明结构简单，可靠性高，磨削质量易于保证，并且参与联动的进给均采用直驱技术，使机床能够解决精度要求较高的中小型零件内外曲线的磨削。

本发明的有益效果如下。

1.本发明能够实现中小型零件内外曲线的高精度磨削，尤其是解决了径向柱塞液压马达凸轮环内曲线的精密磨削难题。

2.机床采用2轴联动的工作方式，运动环节少，整机刚度较高，联动精度易得到保证。机床采用悬臂梁式结构，节省行程，减少驱动部件长度并且提高梁的刚度。

3.联动组件均采用直驱技术，即回转工作台由扭矩电机驱动，X轴进给采用直线电机驱动。

4.可转动的CCD检测装置可对砂轮进行在线检测，通过反馈可对砂轮的磨损进行在线补偿。可换刀式电主轴可装夹测量头，使机床对加工曲线进行检测无需二次装夹。

附图说明

图1为本发明的结构立体示意图；

图2、3所示为该磨床的进给系统；

图4、5为CCD检测系统结构图；

具体实施方式

图1所示为本发明的结构立体示意图，该图中所示的回转工作台(2)与立柱(3)分别固定于床身(1)上，立柱上方有悬臂梁(4)，悬臂梁左端为滑枕(5)，滑枕下方是砂轮(6)和CCD检测装置(7)，电柜(8)位于立柱两侧，固定于床身(1)上，与底座组成一体。

图2、3所示为该磨床的进给系统。该磨床X轴进给系统采用悬臂梁式结构，悬臂梁(4)与立柱连接板(12)之间为直线导轨副(9)，立柱连接板固定在立柱(3)上方。悬臂梁由直线电机(26)驱动，并通过光栅(11)实现闭环控制。滑枕(5)通过直线滑轨(14)安装在悬臂梁连接板(13)上，并由滚珠丝杠(15)驱动，伺服电机(16)安装在悬臂梁上，通过齿轮(10)驱动滚珠丝杠。由于Z向进给不参与联动，所以Z轴为开环控制，使响应更加快速。可换刀高速电主轴(17)安装在滑枕(5)内部，砂轮(6)由带编码器的高速电主轴(17)直接驱动。

图4和图5所示为CCD检测系统结构图。CCD检测装置(7)由CCD摄像机(18)，支架(19)，旋转盘(20)和检测装置外壳(22)构成。其中CCD摄像机(18)和光源发生器(25)安装在检测装置外壳(22)内，并由支架(19)固定在旋转盘(20)上，旋转盘固定在滑枕(5)底部。CCD检测系统可转动180度，当到达位置后，由蝶形螺栓(21)紧固。防护板(24)的打开和关闭由舵机(23)驱动，防止装置受磨削液和火花影响。