專利名稱：平面磨床輔助上下料機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磨床，尤其是涉及一種高精度大口徑平面磨床的光學元件輔助上下料機構。
背景技術：
機床上下料機構或機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置。這類機械手越來越廣泛的得到了應用，在機械行業(yè)中它可用于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更普遍，實現(xiàn)加工過程上料、下料的自動化、無人化?，F(xiàn)有的機床自動或輔助上下料機械手均為獨立結構， 有地面底座型或頂棚懸掛式等安裝方式，通常用于機械粗加工領域。對磨削機床來講，傳統(tǒng)平面磨床用于加工各種零件的平面，隨著數(shù)控技術的發(fā)展， 現(xiàn)階段平面磨床不僅用于水平平面加工，而且轉向成形、三維空間表面等磨削加工。臥軸矩臺布局的大尺寸平面磨床，由于具有精度高和通用性好等特點在精密和超精密平面磨床中得到廣泛應用，用于加工國防、航天航空、天文等高端領域的現(xiàn)代光學(光電)系統(tǒng)所使用的大口徑平面、非球面等先進光學元件。對于大口徑的光學元件來說，在一臺平面磨床上要完成光學元件側邊及上下表面的粗磨、半精磨、精磨工藝，在整個加工過程中，工件不但需要被提升和水平搬運，而且需要 90°旋轉或180°翻轉。但工件質量大且加工后的面形精度高，加工過程中的人工上下料勞動強度大且易損傷工件加工表面。因此，本發(fā)明提出一種高精度大口徑平面磨床的光學元件輔助上下料機構，來完成平面磨削加工中光學元件提升、旋轉、翻轉等上下料動作，提高靈活性和可靠性，減輕操作人員勞動強度，提高加工效率。中國專利CN101417409公開一種磨床上下料機構，采用出料口套裝有工件導向套的輸料軟管輸送工件，軟管出料口前方設置擋料頭擋住軟管內的工件，工件導向套固定連接有導向套支桿，擋料頭與擋料頭支桿固定連接，導向套支桿和擋料頭支桿另一端與安裝支架軸連接，用抬升氣缸活塞桿支撐在導向套支桿中部調節(jié)軟管出料口上下位置，用定位支架上的支撐裝置限定擋料頭的最低位置，軟管出料口下降脫開擋料頭進行上料；用穿過磨床主軸中孔并固定連接在油缸活塞上的推料桿和設置在推料桿前下方的接料管進行下料。本發(fā)明結構簡單、穩(wěn)定可靠、加工效率高。中國專利C擬818066公開一種磨床單臂上下料機構。在基板裝有上料道和下料道，其改進之處是齒輪軸通過料臂座和料臂裝有料板，料板裝有上、下部料擋板，基板通過支座和銷軸裝有過渡板，過渡板上的下料擋條裝在基板上的孔內，過渡板通過支架和銷軸二裝有曲桿，曲桿通過銷軸三和支架固定在基板上，曲桿通過螺釘桿與齒輪軸上的槽凸輪連接，齒輪軸與安裝在油缸座一側的齒條活塞連接，油缸座上裝有帶油孔的上、下端蓋，撞桿通過油缸座上的槽孔裝在齒條活塞的中部，槽孔的一側裝有兩個行程開關組成。采用這種磨床單臂上下料機構可廣泛地應用于加工軸承內、外表面的磨床上。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對大尺寸精密及超精密平面磨床中大口徑光學玻璃元件的加工存在不同的工藝過程，造成靈活性和可靠性較差等問題，提供一種可保證高精度磨削加工中工件上下料操作的靈活性和可靠性，用于高精度大口徑平面磨床的光學元件加工的平面磨床輔助上下料機構。本發(fā)明設有左固定臂、右固定臂、固定臂端蓋、左提升臂、右提升臂、左夾持臂、右夾持臂、轉軸塊、轉軸塊端蓋和鎖緊螺釘；所述左固定臂和右固定臂安裝于平面磨床主軸箱上的砂輪外罩兩側上，所述左提升臂和右提升臂上設有圓孔，左提升臂和右提升臂對應安裝于左固定臂和右固定臂的凸圓臺軸上，所述圓孔與凸圓臺軸之間設有滾動軸承，左提升臂和右提升臂通過固定臂端蓋固定于左固定臂和右固定臂上；兩轉軸塊分別裝于左提升臂和右提升臂的前端，轉軸塊上的凸圓臺軸配有滾動軸承并裝入左提升臂和右提升臂前端的圓孔內，并通過轉軸塊端蓋固定在左提升臂和右提升臂上；用于裝夾工件的左夾持臂和右夾持臂上設有凸圓臺軸，左夾持臂和右夾持臂的內側貼有橡膠條，工件通過鎖緊螺釘鎖緊在左夾持臂和右夾持臂內；在裝夾好工件后將左夾持臂和右夾持臂放置于轉軸塊的圓形槽內。所述左固定臂和右固定臂、左提升臂和右提升臂以及轉軸塊連接安裝成一整體， 而左夾持臂和右夾持臂獨立放置。在未進行輔助上下料操作時，輔助上下料機構的左右提升臂以及轉軸塊旋轉放置固定于砂輪外罩兩側，而左右夾持臂置于機床外單獨存放。需要進行輔助上下料操作時，操作人員用左右夾持臂裝夾好工件后，將左右夾持臂搬運放置于轉軸塊的圓形槽內，由平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪控制三個直線軸運動來帶動工件的移動在磨床工作臺面上完成上下料。工件上下料具體過程如下對于磨削加工開始前的上料操作，將輔助上下料機構的左右提升臂以及轉軸塊旋轉至與磨床工作臺平面水平放置，通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪使磨床主軸箱伸出并降至略高于磨床工作臺平面位置。然后取出左右夾持臂裝夾工件，并用鎖緊螺釘將工件鎖緊于左右夾持臂內。將裝夾有工件的左右夾持臂搬至轉軸塊的圓形槽內，并用定位螺釘將左右夾持臂的凸圓臺軸固定，使工件處于水平位置。再通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板將磨床主軸箱縮進，并調整好工件在磨床工作臺上的放置位置，利用手輪微進給將工件下降完全放置于工作臺平面上，完成上料操作。收起左右夾持臂，并將輔助上下料機構的左右提升臂以及轉軸塊，旋轉放置固定于砂輪外罩兩側。對于磨削加工過程中的工件90°旋轉，將輔助上下料機構的左右提升臂以及轉軸塊旋轉至與磨床工作臺平面水平放置，通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪調整磨床主軸箱伸出至合適位置并降至磨床工作臺平面位置。取出左右夾持臂放置于轉軸塊圓形槽內， 用鎖緊螺釘將工件鎖緊于左右夾持臂內。然后利用平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將裝夾有工件的輔助上下料機構的提升一定高度，拔出左右提升臂與轉軸塊之間的定位銷，水平旋轉工件90°后，重新插入定位銷固定。再通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將工件放置于原來的位置上，完成工件旋轉操作。收起左右夾持臂，并將輔助上下料機構的左右提升臂以及轉軸塊，旋轉放置固定于砂輪外罩兩側。
對于磨削加工過程中的工件180°翻轉，與工件90°旋轉的操作類似，在左右提升臂水平放置及裝夾好工件后，利用平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將裝夾有工件的輔助上下料機構的提升一定高度，旋出轉軸塊與左右夾持臂凸圓臺軸之間的定位螺釘，翻轉工件180°后，重新旋入定位螺釘固定。再通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將工件放置于原來的位置上，完成工件翻轉操作。收起左右夾持臂，并將輔助上下料機構的左右提升臂以及轉軸塊，旋轉放置固定于砂輪外罩兩側。對于磨削加工完成后的下料操作，將輔助上下料機構的左右提升臂以及轉軸塊旋轉至與磨床工作臺平面水平放置，通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪調整磨床主軸箱伸出至合適位置并降至磨床工作臺平面位置。取出左右夾持臂放置于轉軸塊圓形槽內，用鎖緊螺釘將工件鎖緊于左右夾持臂內。然后利用平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將裝夾有工件的輔助上下料機構的提升一定高度，并繼續(xù)控制磨床主軸箱伸出至最大位置。旋出轉軸塊與左右夾持臂凸圓臺軸之間的定位螺釘，將左右夾持臂連同工件抬出轉軸塊圓形槽即可，完成工件輔助下料操作。本發(fā)明利用平面磨床的3個直線軸運動來輔助實現(xiàn)輔助上下料過程，能有效避免大口徑光學元件在人工上下料過程中的表面損傷。同時由于大口徑光學元件加工具有很高精度，工件下表面與工作臺表面的接觸極為緊密，有很大吸緊力，且工件質量大，因此利用磨床本身的三個直線軸運動來提升工件，能極大減輕大口徑光學元件人工上下料過程的勞動強度。此外利用磨床的主軸箱伸出，使工件基本移出磨床空間，十分方便人工搬運工件。本發(fā)明的輔助上下料機構能實現(xiàn)工件上下料過程中的提升、90°旋轉及180°翻轉等功能。此外輔助上下料機構的左右固定臂、左右提升臂以及轉軸塊連接安裝成一整體， 在不使用時可旋轉放置固定于砂輪外罩兩側，而左右夾持臂可置于機床外單獨存放，結構簡單方便。本發(fā)明的輔助上下料機構是依靠平面磨床的3個直線軸運動來實現(xiàn)輔助上下料過程。


圖1為本發(fā)明實施例的三維結構示意圖。圖2為本發(fā)明實施例的平面磨床輔助上下料機構主視圖。圖3為圖2的左視圖。圖4為圖2的俯視圖。圖5為左固定臂結構示意圖。圖6為轉軸塊結構示意圖。
具體實施例方式以下實施例將結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。參見圖1 6，本發(fā)明實施例設有磨床工作臺1、轉軸塊2、左提升臂3、固定臂端蓋 4、磨床立柱5、左固定臂6、磨床主軸箱7、砂輪外罩8、右固定臂9、砂輪10、右提升臂11、轉軸塊端蓋12、定位銷13、右夾持臂14、鎖緊螺釘15、工件16、左夾持臂17、定位螺釘18。輔助上下料機構的左固定臂6、右固定臂9安裝于平面磨床主軸箱7上的砂輪外罩8兩側上。左提升臂3、右提升臂11上均設有圓孔，對應安裝于左固定臂6、右固定臂9的凸圓臺軸上，圓孔與凸圓臺軸之間設有滾動軸承，左提升臂3、右提升臂11通過固定臂端蓋4 分別固定于左固定臂6、右固定臂9上。兩轉軸塊2分別裝于左提升臂3、右提升臂11的前端，轉軸塊2上的凸圓臺軸配有滾動軸承裝入左提升臂3、右提升臂11前端的圓孔內，并通過轉軸塊端蓋12固定在左提升臂3、右提升臂11上。用于裝夾工件16的兩L形的左夾持臂17、右夾持臂14上設有凸圓臺軸，內側貼有橡膠條，并用鎖緊螺釘15將工件16鎖緊于左夾持臂17、右夾持臂14內。在裝夾好工件16后將左夾持臂17、右夾持臂14放置于轉軸塊 2的圓形槽內。輔助上下料機構是由平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪控制三個直線軸運動來帶動工件的移動在磨床工作臺面上完成上下料。對于磨削加工開始前的上料操作，將輔助上下料機構的左提升臂3、右提升臂11 以及轉軸塊2旋轉至與磨床工作臺1平面水平放置的左固定臂6、右固定臂9底端凸矩臺上，使得左提升臂3、右提升臂11有水平支撐，通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪使磨床主軸箱7伸出并降至略高于磨床工作臺1平面位置。然后取出左夾持臂17、右夾持臂14裝夾工件16，并用鎖緊螺釘15將工件16鎖緊于左夾持臂17、右夾持臂14內。將裝夾有工件 16的左夾持臂17、右夾持臂14搬至轉軸塊2的圓形槽內，并用定位螺釘18將左夾持臂17、 右夾持臂14上的凸圓臺軸固定，使工件16處于水平位置。再通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板將磨床主軸箱7縮進，并調整好工件16在磨床工作臺1上的放置位置，利用手輪微進給將工件16下降完全放置于磨床工作臺1平面上，完成上料操作。收起左夾持臂17、右夾持臂14，并將輔助上下料機構的左提升臂3、右提升臂11以及轉軸塊2，旋轉放置固定于砂輪外罩8兩側。對于磨削加工過程中的工件90°旋轉，將輔助上下料機構的左提升臂3、右提升臂11以及轉軸塊2旋轉至與磨床工作臺1平面水平放置，通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪調整磨床主軸箱7伸出至合適位置并降至磨床工作臺1平面位置。取出左夾持臂17、 右夾持臂14放置于轉軸塊2圓形槽內，用鎖緊螺釘15將工件16鎖緊于左夾持臂17、右夾持臂14內。然后利用平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將裝夾有工件16的輔助上下料機構的提升一定高度，拔出左提升臂3、右提升臂11與轉軸塊2之間的定位銷13，水平90°旋轉工件16后，重新插入定位銷13固定。再通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將工件16放置于原來的位置上，完成工件16旋轉操作。收起左夾持臂17、右夾持臂14，并將輔助上下料機構的左提升臂3、右提升臂11以及轉軸塊2，旋轉放置固定于砂輪外罩8兩側。對于磨削加工過程中的工件180°翻轉，將輔助上下料機構的左提升臂3、右提升臂11以及轉軸塊2旋轉至與磨床工作臺1平面水平放置，通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪調整磨床主軸箱7伸出至合適位置并降至磨床工作臺1平面位置。取出左夾持臂17、 右夾持臂14放置于轉軸塊2圓形槽內，用鎖緊螺釘15將工件16鎖緊于左夾持臂17、右夾持臂14內。然后利用平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將裝夾有工件16的輔助上下料機構的提升一定高度，旋出轉軸塊2與左夾持臂17、右夾持臂14上的凸圓臺軸之間的定位螺釘 18，180°翻轉工件16后，重新旋入定位螺釘18固定。再通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將工件16放置于原來的位置上，完成工件16翻轉操作。收起左夾持臂17、右夾持臂 14，并將輔助上下料機構的左提升臂3、右提升臂11以及轉軸塊2，旋轉放置固定于砂輪外罩8兩側。
對于磨削加工完成后的下料操作，將輔助上下料機構的左提升臂3、右提升臂11 以及轉軸塊2旋轉至與磨床工作臺1平面水平放置，通過平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪調整磨床主軸箱7伸出至合適位置并降至磨床工作臺1平面位置。取出左夾持臂17、右夾持臂14放置于轉軸塊2的圓形槽內，用鎖緊螺釘15將工件16鎖緊于左夾持臂17、右夾持臂14內。然后利用平面磨床的數(shù)控系統(tǒng)面板和手輪將裝夾有工件16的輔助上下料機構的提升一定高度，并繼續(xù)控制磨床主軸箱7伸出至最大位置。旋出轉軸塊2與左夾持臂17、右夾持臂14上的凸圓臺軸之間的定位螺釘18，將左夾持臂17、右夾持臂14連同工件16抬出轉軸塊2的圓形槽即可，完成工件16輔助下料操作。
權利要求
1.平面磨床輔助上下料機構，其特征在于設有左固定臂、右固定臂、固定臂端蓋、左提升臂、右提升臂、左夾持臂、右夾持臂、轉軸塊、轉軸塊端蓋和鎖緊螺釘；所述左固定臂和右固定臂安裝于平面磨床主軸箱上的砂輪外罩兩側上，所述左提升臂和右提升臂上設有圓孔，左提升臂和右提升臂對應安裝于左固定臂和右固定臂的凸圓臺軸上，所述圓孔與凸圓臺軸之間設有滾動軸承，左提升臂和右提升臂通過固定臂端蓋固定于左固定臂和右固定臂上；兩轉軸塊分別裝于左提升臂和右提升臂的前端，轉軸塊上的凸圓臺軸配有滾動軸承并裝入左提升臂和右提升臂前端的圓孔內，并通過轉軸塊端蓋固定在左提升臂和右提升臂上；用于裝夾工件的左夾持臂和右夾持臂上設有凸圓臺軸，左夾持臂和右夾持臂的內側貼有橡膠條，工件通過鎖緊螺釘鎖緊在左夾持臂和右夾持臂內；在裝夾好工件后將左夾持臂和右夾持臂放置于轉軸塊的圓形槽內。
2.如權利要求1所述的平面磨床輔助上下料機構，其特征在于所述左固定臂和右固定臂、左提升臂和右提升臂以及轉軸塊連接安裝成一整體，而左夾持臂和右夾持臂獨立放置。
全文摘要
平面磨床輔助上下料機構，涉及一種磨床。提供一種可保證高精度磨削加工中工件上下料操作的靈活性和可靠性，用于高精度大口徑平面磨床的光學元件加工的平面磨床輔助上下料機構。設有左固定臂、右固定臂、固定臂端蓋、左提升臂、右提升臂、左夾持臂、右夾持臂、轉軸塊、轉軸塊端蓋和鎖緊螺釘；左右提升臂上設有圓孔并安裝于左右固定臂的凸圓臺軸上，圓孔與凸圓臺軸之間設有滾動軸承，左右提升臂通過固定臂端蓋固定于左右固定臂上；兩轉軸塊分別裝于左右提升臂前端，轉軸塊上的凸圓臺軸配有滾動軸承并裝入左右提升臂前端的圓孔內，并通過轉軸塊端蓋固定在左右提升臂上；左右夾持臂上設有凸圓臺軸，左右夾持臂的內側貼有橡膠條。
文檔編號B24B41/00GK102490119SQ20111041004
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權日2011年12月9日
發(fā)明者潘日, 王振忠, 郭隱彪 申請人:廈門大學