一种四轴联动磨床及其使用方法与流程

1.本发明涉及磨床技术领域，特别涉及一种四轴联动磨床及其使用方法。


背景技术：

2.现有的对木工直刀的加工方法一般分为三次加工，第一步：手动磨前刀面；第二步：数控开后角；第三步：数控磨端齿；因为每次加工使所使用的刀片都是不同的，所以需要使用三台不同的设备来进行加工，每次加工前都需要将待加工的刀具装夹到筒夹上进行固定，但是在每次的装夹中都会有一定的误差产生，多次的装夹后所产生的累积误差就会影响待加工刀具的加工精度从而影响产品质量。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种四轴联动磨床及其使用方法，以解决上述问题。
4.本发明的技术方案是这样实现的：一种四轴联动磨床，包括：
5.x轴移动机构；
6.y轴移动机构；
7.z轴移动机构；
8.供料装置；
9.移料装置；
10.筒夹装置，所述筒夹装置用于夹持固定待加工刀具；
11.刀片轴，所述刀片轴安装在z轴移动机构上用于带动刀片旋转，所述刀片轴上至少设有三个刀片，相邻的所述刀片之间间隔设置，所述刀片轴的长度方向与y轴移动机构的移动方向平行；
12.下料通道；
13.其中，所述y轴移动机构位于x轴移动机构的一侧，所述z轴移动机构安装在y轴移动机构上，所述供料装置、移料装置和筒夹装置均安装在x轴移动机构上，所述移料装置用于供料装置和筒夹装置之间的物料搬运。
14.通过采用上述技术方案，移料装置将供料装置上的待加工刀具安装到筒夹装置上，通过刀片轴上的多个刀片依次分别对刀具进行加工，每个刀片负责加工不同的部位以及角度，一次性完成加工，有效的减少了再生产加工过程中，因为多次装夹而产生的累积误差，有效的提高了加工的精度和产品的品质，使产能更高。
15.本发明进一步设置为：所述移料装置包括：
16.横向驱动装置，所述横向驱动装置安装在x轴移动机构上；
17.纵向驱动装置，所述纵向驱动装置安装在横向驱动装置上；
18.旋转气缸，所述旋转气缸安装在纵向驱动装置的活动部上；
19.夹持气缸，所述夹持气缸并列设有两个，所述夹持气缸安装在旋转气缸的活动部
上；
20.其中，所述横向驱动装置的移动方向与x轴移动机构的移动方向平行，所述纵向驱动装置的移动方向与y轴移动机构的移动方向平行。
21.通过采用上述技术方案，横向驱动装置用于带动夹持气缸靠近或者远离供料装置和筒夹装置，纵向驱动装置用于带动夹持气缸靠近供料装置或者靠近筒夹装置，旋转气缸能有效将两个夹持气缸的位置进行互换，有效的提高了移料的效率。
22.本发明进一步设置为：所述纵向驱动装置包括：
23.驱动气缸；
24.纵向轨道，所述纵向轨道安装在横向驱动装置的活动部上；
25.纵向滑块，所述纵向滑块在纵向轨道上滑动连接；
26.其中，所述驱动气缸固定在纵向滑块上，所述驱动气缸的伸缩轴一端与纵向轨道的一端固定连接，所述旋转气缸安装在纵向滑块上。
27.通过采用上述技术方案，驱动气缸的伸缩轴伸出时，推动纵向滑块在纵向轨道上滑动，伸缩轴收缩时，拉动纵向滑块在纵向轨道上滑动，从而实现移动，结构简单、高效，减少了占用的空间。
28.本发明进一步设置为：所述供料装置和筒夹装置并列设置在x轴移动机构上，所述刀片轴靠近筒夹装置设置，所述刀片轴的长度方向与筒夹装置上待加工刀具的长度方向相垂直。
29.通过采用上述技术方案，刀片轴上的刀片能更加方便的对筒夹装置上的待加工刀具进行加工，使其加工更加的便捷、高效。
30.本发明进一步设置为：所述供料装置包括：
31.外壳，所述外壳圆筒形设置，所述外壳的一端设有开口且开口朝向移料装置设置，所述外壳的侧壁上开设有供待加工刀具进入的入口；
32.第一容纳腔，所述第一容纳腔设在外壳远离入口的一侧内壁上；
33.第一转动盘，所述第一转动盘的中心上设有空腔，所述第一转动盘转动连接在外壳内，所述第一转动盘的外壁与外壳的内壁之间间隙设置，所述第一转动盘外壁与外壳内壁之间的间隙小于待加工刀具的直径，所述第一转动盘的外壁上周向设有多个与待加工刀具相对应的凹槽，所述凹槽槽底与外壳内壁之间的间隙不小于待加工刀具的直径；
34.顶出装置，所述顶出装置包括第一顶出机构和第二顶出机构，所述顶出装置用于将待加工刀具顶出凹槽；
35.第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动第一转动盘在外壳内转动；
36.振动送料盘；
37.其中，所述第一顶出机构动作带动第二顶出机构动作将待加工刀具顶出凹槽后进入第一容纳腔内等待移料装置夹取，所述入口与振动送料盘的送料轨道连接，所述第一顶出机构安装在空腔内，所述第二顶出机构安装在第一转动盘的侧壁上，所述第二顶出机构对应凹槽多个设置。
38.通过采用上述技术方案，待加工刀具在外壳与凹槽之间通过第一转动盘的旋转沿着外壳的内壁进行移动，能使振动送料盘送来的多个待加工刀具逐个进行分离，使夹持气缸对待加工刀具的夹取更加的方便、精准，无需人工进行操作，自动化的运行，有效的提高
了工作效率。
39.本发明进一步设置为：所述第一顶出机构包括：
40.第二转动盘，所述第二转动盘上设有偏心转动轴，所述偏心转动轴的中心轴和第二转动盘的中心轴不重合；
41.第二电机；
42.顶出外壳，所述顶出外壳设在空腔内，所述顶出外壳的一侧上设有固定轴；
43.转动环，所述转动环转动连接在偏心转动轴上；
44.第一顶杆，所述第一顶杆上设有腰型孔，所述腰型孔的长度方向与第一顶杆的长度方向垂直，所述第一顶杆的一端贯穿顶出外壳伸入空腔内且朝向第一容纳腔设置；
45.导向块，所述导向块固定在顶出外壳内，所述第一顶杆远离第一容纳腔的一端贯穿导向块滑动连接；
46.其中，所述第二电机固定在顶出外壳内，所述第二转动盘通过第二电机转动连接在顶出外壳内，所述转动环转动连接在腰型孔内。
47.通过采用上述技术方案，第二转动盘转动通过偏心设置的偏心转动轴，带动第一顶杆进行直线的往复移动，第二转动盘在转动时，转动环在腰型孔内移动相对于腰型孔进行竖直方向的移动，因为第一顶杆贯穿顶出外壳，所以第一顶杆只能进行直线移动，再通过导向块的作用，进一步的限制第一顶杆发生偏移使其只能进行直线移动；有效的使第一顶杆进行往复直线运动，与第二顶出机构相配合将待加工刀具顶出凹槽。
48.本发明进一步设置为：所述第二顶出机构包括：
49.第二容纳腔，所述第二容纳腔设在第一转动盘的侧壁内；
50.第二顶杆，所述第二顶杆滑动连接在第二容纳腔内，所述第二顶杆的两端均分别贯穿第二容纳腔的侧壁伸入空腔和凹槽内；
51.弹簧，所述弹簧套设在第二顶杆的外壁上；
52.限位块，所述限位块固定在第二顶杆的外壁上，所述限位块位于第二容纳腔内；
53.其中，所述弹簧设在限位块靠近凹槽的一侧上，所述第二顶杆的移动方向与第一顶杆的移动方向在同一直线上。
54.通过采用上述技术方案，第一顶杆顶出时，将第二顶杆向凹槽内顶出使待加工刀具进入第一容纳腔内等待夹取，同时通过限位块的作用挤压弹簧，当夹取完成后，第一顶杆退回，通过弹簧的作用第二顶杆也退回第二容纳腔内；与第一顶出机构的配合更加的紧密，有效的提高了工作效率。
55.本发明进一步设置为：所述第一驱动装置包括：
56.防护外壳，所述防护外壳中空设置，所述防护外壳固定在x轴移动机构上；
57.旋转轴，所述旋转轴中空设置，所述旋转轴的一端贯穿外壳和防护外壳固定连接在第一转动盘的一侧上；
58.第一齿轮，所述第一齿轮固定套设在旋转轴的外壁上，所述第一齿轮的外壁上设有第一齿纹；
59.第二齿轮，所述第二齿轮外壁上的十二分之一区域上设有连续的第二齿纹，所述第二齿纹与第一齿纹相啮合；
60.第一电机，所述第一电机固定在防护外壳内；
61.其中，所述第二齿轮与第一电机的输出轴连接，所述第二齿轮旋转一周带动第一齿轮旋转
°
，所述固定轴与防护外壳固定连接，所述旋转轴套设在固定轴外侧。
62.通过采用上述技术方案，当第二齿轮旋转一周，第一齿轮旋转的角度只能与第二齿轮上第二齿纹所占的角度相同，从而能使第一转动盘周期性的旋转一定的角度，第一齿轮每旋转一次第一转动盘上的凹槽就能与入口以及第一容纳腔相对应，从而保证待加工刀具能准确的进入凹槽或者第一容纳腔内。
63.本发明进一步设置为：所述旋转轴与固定轴之间设有旋转轴承。
64.通过采用上述技术方案，使旋转轴在转动时更加的轻松、方便，减少磨损。
65.一种四轴联动磨床的使用方法，包括如下步骤：
66.s1：待加工刀具通过振动送料盘排列送入入口内，第一个待加工刀具被后面的待加工刀具挤入凹槽内，第一电机运行通过第二齿轮旋转一周带动第一齿轮旋转
°
，从而带动第一转动盘旋转
°
，第一个待加工刀具通过凹槽的作用跟随第一转动盘移动，使第一个待加工刀具在第一转动盘和外壳之间移动；
67.s2：当第一个待加工刀具移动到外壳远离入口的一侧时，第二电机运行带动第二转动盘旋转，第二转动盘通过固定轴带动转动环在腰型孔内沿着腰型孔的长度方向进行移动，从而带动第一顶杆向第二顶出机构进行移动，第一顶杆通过导向块以及顶出外壳的限制只能进行直线运动；
68.s3：第一顶杆逐渐向第二顶出机构靠近后，第一顶杆将第二顶杆向第一容纳腔方向推动，并且压缩弹簧，第二顶杆将待加工刀具推出凹槽使其进入第一容纳腔内并压紧；
69.s4：横向驱动装置和纵向驱动装置运行带动夹持气缸向第一容纳腔移动，其中一个夹持气缸夹出第一容纳腔内的待加工刀具，通过旋转气缸动作旋转
°
将两个夹持气缸的位置互换，如何向筒夹装置移动，移动到指定的位置后，另一个夹持气缸将筒夹装置内加工完成的刀具夹出，然后通过旋转气缸动作旋转
°
将两个夹持气缸的位置互换，再将待加工刀具插入筒夹装置内夹紧固定；
70.s5：y轴移动机构和z轴移动机构动作带动刀片轴上的刀片向待加工刀具移动对待加工刀具进行加工，刀片轴上的刀片逐个依次对待加工刀具进行加工；
71.s6：加工完成后移料装置将刀具夹出放入下料通道内，并放入新的待加工刀具进行加工。
72.通过采用上述技术方案，能一次性的完成三道工序，有效的减少了在生产过程中因为多次装夹而产生的累积误差，有效的提高了产品的品质，以及工作效率。
附图说明
73.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
74.图1为本发明具体实施方式结构正视图。
75.图2为本发明具体实施方式结构俯视图。
76.图3为本发明具体实施方式a
‑
a方向的结构剖视图。
77.图4为本发明具体实施方式b
‑
b方向的结构剖视图。
78.图5为本发明具体实施方式中a的结构示意图。
79.图6为本发明具体实施方式中第一齿轮和第人齿轮配合时的结构示意图。
80.图7为本发明具体实施方式中顶出装置的使用状态图。
具体实施方式
81.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
82.如图1
‑
图7所示，本发明公开了一种四轴联动磨床，包括：
83.x轴移动机构1；
84.y轴移动机构2；
85.z轴移动机构3；
86.供料装置4；
87.移料装置5；
88.筒夹装置6，所述筒夹装置6用于夹持固定待加工刀具9；
89.刀片轴7，所述刀片轴7安装在z轴移动机构3上用于带动刀片8旋转，所述刀片轴7上至少设有三个刀片8，相邻的所述刀片8之间间隔设置，所述刀片轴7的长度方向与y轴移动机构2的移动方向平行；
90.下料通道10；
91.其中，所述y轴移动机构2位于x轴移动机构1的一侧，所述z轴移动机构3安装在y轴移动机构2上，所述供料装置4、移料装置5和筒夹装置6均安装在x轴移动机构1上，所述移料装置5用于供料装置4和筒夹装置6之间的物料搬运。
92.通过采用上述技术方案，移料装置将供料装置上的待加工刀具安装到筒夹装置上，通过刀片轴上的多个刀片依次分别对刀具进行加工，每个刀片负责加工不同的部位以及角度，一次性完成加工，有效的减少了再生产加工过程中，因为多次装夹而产生的累积误差，有效的提高了加工的精度和产品的品质，使产能更高。
93.在本发明实施例中，所述移料装置5包括：
94.横向驱动装置50，所述横向驱动装置50安装在x轴移动机构1上；
95.纵向驱动装置51，所述纵向驱动装置51安装在横向驱动装置50上；
96.旋转气缸52，所述旋转气缸52安装在纵向驱动装置51的活动部上；
97.夹持气缸53，所述夹持气缸53并列设有两个，所述夹持气缸53安装在旋转气缸52的活动部上；
98.其中，所述横向驱动装置50的移动方向与x轴移动机构1的移动方向平行，所述纵向驱动装置51的移动方向与y轴移动机构2的移动方向平行。
99.通过采用上述技术方案，横向驱动装置用于带动夹持气缸靠近或者远离供料装置和筒夹装置，纵向驱动装置用于带动夹持气缸靠近供料装置或者靠近筒夹装置，旋转气缸能有效将两个夹持气缸的位置进行互换，有效的提高了移料的效率。
100.在本发明实施例中，所述纵向驱动装置51包括：
101.驱动气缸510；
102.纵向轨道511，所述纵向轨道511安装在横向驱动装置50的活动部上；
103.纵向滑块512，所述纵向滑块512在纵向轨道511上滑动连接；
104.其中，所述驱动气缸510固定在纵向滑块512上，所述驱动气缸510的伸缩轴一端与纵向轨道511的一端固定连接，所述旋转气缸52安装在纵向滑块512上。
105.通过采用上述技术方案，驱动气缸的伸缩轴伸出时，推动纵向滑块在纵向轨道上滑动，伸缩轴收缩时，拉动纵向滑块在纵向轨道上滑动，从而实现移动，结构简单、高效，减少了占用的空间。
106.在本发明实施例中，所述供料装置4和筒夹装置6并列设置在x轴移动机构1上，所述刀片轴7靠近筒夹装置6设置，所述刀片轴7的长度方向与筒夹装置6上待加工刀具9的长度方向相垂直。
107.通过采用上述技术方案，刀片轴上的刀片能更加方便的对筒夹装置上的待加工刀具进行加工，使其加工更加的便捷、高效。
108.在本发明实施例中，所述供料装置4包括：
109.外壳40，所述外壳40圆筒形设置，所述外壳40的一端设有开口且开口朝向移料装置5设置，所述外壳40的侧壁上开设有供待加工刀具9进入的入口400；
110.第一容纳腔401，所述第一容纳腔401设在外壳40远离入口400的一侧内壁上；
111.第一转动盘41，所述第一转动盘41的中心上设有空腔411，所述第一转动盘41转动连接在外壳40内，所述第一转动盘41的外壁与外壳40的内壁之间间隙设置，所述第一转动盘41外壁与外壳40内壁之间的间隙小于待加工刀具9的直径，所述第一转动盘41的外壁上周向设有多个与待加工刀具9相对应的凹槽410，所述凹槽410槽底与外壳40内壁之间的间隙不小于待加工刀具9的直径；
112.顶出装置，所述顶出装置包括第一顶出机构42和第二顶出机构44，所述顶出装置用于将待加工刀具9顶出凹槽410；
113.第一驱动装置43，所述第一驱动装置43用于驱动第一转动盘41在外壳40内转动；
114.振动送料盘；
115.其中，所述第一顶出机构42动作带动第二顶出机构44动作将待加工刀具9顶出凹槽410后进入第一容纳腔401内等待移料装置5夹取，所述入口400与振动送料盘的送料轨道连接，所述第一顶出机构42安装在空腔411内，所述第二顶出机构44安装在第一转动盘41的侧壁上，所述第二顶出机构44对应凹槽410多个设置。
116.通过采用上述技术方案，待加工刀具在外壳与凹槽之间通过第一转动盘的旋转沿着外壳的内壁进行移动，能使振动送料盘送来的多个待加工刀具逐个进行分离，使夹持气缸对待加工刀具的夹取更加的方便、精准，无需人工进行操作，自动化的运行，有效的提高了工作效率。
117.在本发明实施例中，所述第一顶出机构42包括：
118.第二转动盘420，所述第二转动盘420上设有偏心转动轴421，所述偏心转动轴421的中心轴和第二转动盘420的中心轴不重合；
119.第二电机422；
120.顶出外壳423，所述顶出外壳423设在空腔411内，所述顶出外壳423的一侧上设有固定轴424；
121.转动环425，所述转动环425转动连接在偏心转动轴421上；
122.第一顶杆426，所述第一顶杆426上设有腰型孔427，所述腰型孔427的长度方向与第一顶杆426的长度方向垂直，所述第一顶杆426的一端贯穿顶出外壳423伸入空腔411内且朝向第一容纳腔401设置；
123.导向块428，所述导向块428固定在顶出外壳423内，所述第一顶杆426远离第一容纳腔401的一端贯穿导向块428滑动连接；
124.其中，所述第二电机422固定在顶出外壳423内，所述第二转动盘420通过第二电机422转动连接在顶出外壳423内，所述转动环425转动连接在腰型孔427内。
125.通过采用上述技术方案，第二转动盘转动通过偏心设置的偏心转动轴，带动第一顶杆进行直线的往复移动，第二转动盘在转动时，转动环在腰型孔内移动相对于腰型孔进行竖直方向的移动，因为第一顶杆贯穿顶出外壳，所以第一顶杆只能进行直线移动，再通过导向块的作用，进一步的限制第一顶杆发生偏移使其只能进行直线移动；有效的使第一顶杆进行往复直线运动，与第二顶出机构相配合将待加工刀具顶出凹槽。
126.在本发明实施例中，所述第二顶出机构44包括：
127.第二容纳腔440，所述第二容纳腔440设在第一转动盘41的侧壁内；
128.第二顶杆441，所述第二顶杆441滑动连接在第二容纳腔440内，所述第二顶杆441的两端均分别贯穿第二容纳腔440的侧壁伸入空腔411和凹槽410内；
129.弹簧442，所述弹簧442套设在第二顶杆441的外壁上；
130.限位块443，所述限位块443固定在第二顶杆441的外壁上，所述限位块443位于第二容纳腔440内；
131.其中，所述弹簧442设在限位块443靠近凹槽410的一侧上，所述第二顶杆441的移动方向与第一顶杆426的移动方向在同一直线上。
132.通过采用上述技术方案，第一顶杆顶出时，将第二顶杆向凹槽内顶出使待加工刀具进入第一容纳腔内等待夹取，同时通过限位块的作用挤压弹簧，当夹取完成后，第一顶杆退回，通过弹簧的作用第二顶杆也退回第二容纳腔内；与第一顶出机构的配合更加的紧密，有效的提高了工作效率。
133.在本发明实施例中，所述第一驱动装置43包括：
134.防护外壳430，所述防护外壳430中空设置，所述防护外壳430固定在x轴移动机构1上；
135.旋转轴431，所述旋转轴431中空设置，所述旋转轴431的一端贯穿外壳40和防护外壳430固定连接在第一转动盘41的一侧上；
136.第一齿轮432，所述第一齿轮432固定套设在旋转轴431的外壁上，所述第一齿轮432的外壁上设有第一齿纹4320；
137.第二齿轮433，所述第二齿轮433外壁上的十二分之一区域上设有连续的第二齿纹4330，所述第二齿纹4330与第一齿纹4320相啮合；
138.第一电机434，所述第一电机434固定在防护外壳430内；
139.其中，所述第二齿轮433与第一电机434的输出轴连接，所述第二齿轮433旋转一周
带动第一齿轮432旋转30
°
，所述固定轴424与防护外壳430固定连接，所述旋转轴431套设在固定轴424外侧。
140.通过采用上述技术方案，当第二齿轮旋转一周，第一齿轮旋转的角度只能与第二齿轮上第二齿纹所占的角度相同，从而能使第一转动盘周期性的旋转一定的角度，第一齿轮每旋转一次第一转动盘上的凹槽就能与入口以及第一容纳腔相对应，从而保证待加工刀具能准确的进入凹槽或者第一容纳腔内。
141.在本发明实施例中，所述旋转轴431与固定轴424之间设有旋转轴承435。
142.通过采用上述技术方案，使旋转轴在转动时更加的轻松、方便，减少磨损。
143.一种四轴联动磨床的使用方法，包括如下步骤：
144.s1：待加工刀具9通过振动送料盘排列送入入口400内，第一个待加工刀具9被后面的待加工刀具9挤入凹槽410内，第一电机434运行通过第二齿轮433旋转一周带动第一齿轮432旋转30
°
，从而带动第一转动盘41旋转30
°
，第一个待加工刀具9通过凹槽410的作用跟随第一转动盘41移动，使第一个待加工刀具9在第一转动盘41和外壳40之间移动；
145.s2：当第一个待加工刀具9移动到外壳40远离入口400的一侧时，第二电机422运行带动第二转动盘420旋转，第二转动盘420通过固定轴424带动转动环425在腰型孔427内沿着腰型孔427的长度方向进行移动，从而带动第一顶杆426向第二顶出机构44进行移动，第一顶杆426通过导向块428以及顶出外壳423的限制只能进行直线运动；
146.s3：第一顶杆426逐渐向第二顶出机构44靠近后，第一顶杆426将第二顶杆441向第一容纳腔401方向推动，并且压缩弹簧442，第二顶杆441将待加工刀具9推出凹槽410使其进入第一容纳腔401内并压紧；
147.s4：横向驱动装置50和纵向驱动装置51运行带动夹持气缸53向第一容纳腔401移动，其中一个夹持气缸53夹出第一容纳腔401内的待加工刀具9，通过旋转气缸52动作旋转180
°
将两个夹持气缸53的位置互换，如何向筒夹装置6移动，移动到指定的位置后，另一个夹持气缸53将筒夹装置6内加工完成的刀具夹出，然后通过旋转气缸52动作旋转180
°
将两个夹持气缸53的位置互换，再将待加工刀具9插入筒夹装置6内夹紧固定；
148.s5：y轴移动机构2和z轴移动机构3动作带动刀片轴7上的刀片8向待加工刀具9移动对待加工刀具9进行加工，刀片轴7上的刀片8逐个依次对待加工刀具9进行加工；
149.s6：加工完成后移料装置5将刀具夹出放入下料通道10内，并放入新的待加工刀具9进行加工。
150.通过采用上述技术方案，能一次性的完成三道工序，有效的减少了在生产过程中因为多次装夹而产生的累积误差，有效的提高了产品的品质，以及工作效率。
151.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。