一种全自动刀粒加工磨床的制作方法

1.本发明涉及自动化加工技术领域，尤其涉及一种全自动刀粒加工磨床。


背景技术：

2.市面上现有的刀片磨床的种类繁多，基本上刀片的每个加工工序，如开槽、磨圆弧、磨周边等，都需要更换不同的机台进行。因为每一个机台的结构不同，因此对各机台进行调试等工作会显得繁琐，产生大量的中间生产环节。同时，为每一道工序配置相应的机台，会导致投入的成本很高，并且也存在着维检麻烦的问题。现有的刀片加工磨床不是标准机床，因此每个公司的开槽磨床的设计差异非常大。但是在基本结构上，刀片开槽磨床都是具有三个相互垂直的直线加工轴xyz构成，主轴呈水平放置的卧式工具磨床。
3.现有的开槽磨床只能进行单工序的开槽工作，每次只能加工一个槽型，因此容易造成以下问题：
4.1、效率问题：由于每次只能加工一个槽型，因此刀片的加工时长有相当部分浪费在上下料以及空跑的时间上，因此效率难以跟上发展的需求；
5.2、刀片的加工精度：由于每次只加工一个槽型，而刀片所需要的成型加工的工位上的每个位置都有着相对的尺寸要求，这几个开槽位置一起组成刀片的刀尖部分，重复装夹导致刀片刀尖的开槽精度受到影响，因此无法满足越来越高的刀片刀尖加工精度的需求；
6.3、设备的单一性：目前刀片的开槽磨床只能进行刀片的开槽工序，而类似于给刀片进行倒角、倒圆弧角、磨周边等工作则无法通过开槽磨床进行，但是由于客户要求越来越高，要求对刀片的刀尖部分进行一次性加工成型，又比如圆弧和边需要一次加工完成，保证刀尖圆弧面与平面的相接质量，并且可以减少设备采购，提升生产效率。
7.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

8.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种全自动刀粒加工磨床。
9.本发明的技术方案如下：提供一种全自动刀粒加工磨床，包括：机台，所述机台上划分为四个区域，所述四个区域分别为：
10.供料区域，用于从料盘上夹取待加工件并将所述待加工件传送至下一区域与待加工件相匹配的夹具上，或者，将刀片进行旋转，加工完成的工件放置至料盘中；
11.功能区域，根据加工的需求装载对应的功能单元，对待加工件完成定位装夹，检测、调整、视觉投影、清洁中至少一项功能；
12.主轴区域，用于安装主轴单元的位移组件，所述位移组件上安装有主轴单元，所述主轴单元的输出端设有加工工具；
13.以及加工区域，利用所述加工工具对从功能区域传送过来的待加工件完成加工。
14.进一步地，所述供料区域包括：设置于所述机台上并用于装载料盘的上料组件、设
置于所述机台旁侧的料仓安装位、以及设于上所述供料区域与功能区域上方的取料机械手，所述取料机械手对应所述上料组件设置。
15.进一步地，所述功能区域包括：设置于所述机台上的送料模组、设置于所述送料模组上的夹具安装座、设置于所述夹具安装座上的夹具、设置于所述送料模组旁侧的刀片旋转模块、设置于所述机台上的至少一个检测模块、以及可拆卸地安装于所述机台上的至少一个功能单元，所述送料模组连接功能区域与加工区域，所述功能单元为根据加工的需求选用的功能单元。
16.进一步地，所述刀片旋转模块为刀片翻面模块或刀片转角模块；
17.所述检测模块包括：来料检测模块、测头检测模块和视觉成像检测模块中的一种或多种。
18.进一步地，所述功能单元为侧压头模块或吹气清洁模块。
19.进一步地，所述侧压头模块采用角度调节式侧压头模块、直角式侧压头模块或平移调节式侧压头模块；
20.所述侧压头模块包括：支架板、设置于所述支架板上的调节模块、设置于所述调节模块上的推力模块、以及设置于所述推力模块的输出端上的侧压头。
21.进一步地，所述主轴区域包括：设置于所述机台上的z轴模块、设置于所述z轴模块上的y轴模块、以及设置于所述y轴模块上的主轴单元，所述z轴模块设置于机台的台面下方，所述主轴单元的输出端上设置有加工工具，所述加工工具位于加工区域上方，所述z轴模块顶端靠近所述加工区域这一侧设有防水钣金，所述主轴单元输出端贯穿所述防水钣金延伸至所述加工区域，所述主轴单元上还设置有若干万向喷头，所述加工工具为一个或多个砂轮。
22.进一步地，所述加工区域中设置有修砂轮机构。
23.进一步地，还包括一防护钣金，所述防护钣金将所述供料区域、所述功能区域、所述主轴区域及所述加工区域划分为呈“田”字型分布，所述加工区域与主轴区域之间的防护钣金上设置有主轴孔，所述主轴孔的旁侧设置有灭火器，所述功能区域与加工区域之间的防护钣金上设置有防护门机构，所述防护门机构包括：设置于所述防护钣金上的移动模组、以及可上下滑动地设置于所述移动模组上的防护门，所述防护门采用双轨滑动方式安装于所述防护钣金上。
24.进一步地，还包括：罩设于所述机台上的机罩、设置于所述机罩上的操作面板、设置于所述机罩上的电控箱、以及设置于所述机罩上的辅助控制箱，所述机罩上设置有若干安全门，所述安全门上设置有视窗。
25.采用上述方案，本发明使得刀片可以在不同类型的生产工序中共用同一机台，并提供不同的配置要求，使得对应加工需求范围广泛，可以根据不同的生产工序提供不同的配置，以此满足生产需求。对于很多刀片的很多类型的生产情况，可以通过本发明提供的磨床的一次性装夹中进行加工成型，剔除了对刀片重复装夹产生的尺寸不稳定的情况，大幅改善加工精度，提升产品质量。由于一次性装夹加工成型，设备在生产刀片的过程减少了很多上下料和设备空跑的时间，大幅提升生产效率。在兼具高性能的同时，由于共用同一机台，磨床可以进行流水化生产，后期再进行不同配置的更换，大量的零部件和生产活动可以在不同的工序中通用，因此不论是生产、装配等环节，还是后期的维护售后的环节，所需成
本都大幅减少，在满足生产活动的同时大幅缩减了生产和维检的成本。与其他类型的设备相比，本发明提供的磨床具有更为广泛的应用范围，更高的精度、效率，以及更低的生产运维成本，因此更具有市场竞争力。
附图说明
26.图1为本发明的内部结构示意图。
27.图2为本发明的俯视图。
28.图3为本发明的局部放大示意图。
29.图4为刀片翻面模块的结构示意图。
30.图5为刀片转角模块的结构示意图。
31.图6为角度调节式侧压头模块的结构示意图。
32.图7为直角式侧压头模块的结构示意图。
33.图8为平移调节式侧压头模块的结构示意图。
34.图9为主轴区域的结构示意图。
35.图10为防护钣金的结构示意图。
36.图11为本发明的外部结构示意图。
具体实施方式
37.以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
38.请参阅图1和图2，本发明提供一种全自动刀粒加工磨床，包括：机台1，所述机台1上划分为四个区域，所述四个区域分别为：
39.供料区域11，用于从料盘上夹取待加工件并将所述待加工件传送至下一区域与待加工件相匹配的夹具上，或者将刀片进行旋转、加工完成的工件放置至料盘中；
40.功能区域12，根据加工的需求装载对应的功能单元35，对待加工件完成定位装夹，检测、调整、视觉投影、清洁中至少一项功能；
41.主轴区域13，用于安装主轴单元43的位移组件，所述位移组件上安装有主轴单元43，所述主轴单元43的输出端设有加工工具44；
42.以及加工区域14，利用所述加工工具44对从功能区域传送过来的待加工件完成加工。
43.四个区域分别行使不同的功能，且在空间上可以达到最大的利用效果，没有一个空置的空间或空间不均衡的区域。
44.所述供料区域11包括：设置于所述机台1上并用于装载料盘的上料组件21、设置于所述机台1旁侧的料仓安装位23、以及设于上所述供料区域11与功能区域12上方的取料机械手22，所述取料机械手22对应所述上料组件21设置。
45.所述功能区域12包括：设置于所述机台1上的送料模组31、设置于所述送料模组31上的夹具安装座32、设置于所述夹具安装座32上的夹具、设置于所述送料模组31旁侧的刀片旋转模块33、设置于所述机台1上的至少一个检测模块34、以及可拆卸地安装于所述机台1上的至少一个功能单元35，所述送料模组31连接功能区域12与加工区域14，用于在功能区域12与加工区域14之间往返输送加工件，以及参与加工动作。
46.在供料区域11的上料组件21上放置装盛有待加工刀片的料盘，通过上料组件21驱动料盘沿x轴进行移动，即往取料机械手22的方向做水平移动，以便于取料机械手22从料盘上进行取料并放置于夹具上，或从夹具上取出已加工好的刀片。在这里可以通过控制上料组件21沿x轴方向的运动以及控制取料机械手22沿y轴方向的运动，两者相互配合从而可以对整个料盘上的待加工刀片进行取料，或者，可以将加工完成的刀片放置满整个料盘。取料机械手22在料盘上进行取料后，将刀片放置到功能区域12中的夹具上。功能区域12可以通过检测模块对来料进行检测，并通过刀片旋转模块33对刀片的朝向进行调节。同时，根据对产品的装夹、精度、表面洁净度等的需求，可以配置相应的夹具、检测模块34或功能单元35进行装夹、测量或清洁。然后通过送料模组31将夹具送至加工区域14进行相应的磨削加工。因为刀片的各加工工序之间，主要是加工面和刀片类型的区别，因此，通过更换夹具，并在功能区域12配置相应工序所需的辅助模块，从而实现刀片的装夹、旋转，以便于对刀片的相应加工面进行磨削加工，满足不同规格的刀片不同工序的磨削加工需求。通过更换相应模块，以改变磨床对应的磨削加工工序，以此减少设备投入的成本，并且便于调试、维检，提高整体生产效率。
47.请参阅图4、图5，所述刀片旋转模块33为刀片翻面模块331或刀片转角模块332。根据刀片工序的加工需求，选配刀片翻面模块331或刀片转角模块332，以满足刀片的翻面或旋转的需求，便于对刀片多个加工面进行加工。
48.请参阅图3，所述检测模块34包括：来料检测模块341、测头检测模块342和视觉成像检测模块343中的一种或多种。来料检测模块341可检测取料机械手22上是否夹持有刀片物料，以输出信号激活后续模块的工作。所述测头检测模块342可以检测刀片的毛坯尺寸以及成品检测，从而对进给量进行补偿，以此提高刀片加工精度。视觉成像检测模块343可以对刀片进行拍摄识别，从而寻找刀片的加工基准。
49.请参阅图6至图8，所述功能单元35为根据加工的需求选用的功能单元35，从而可以使得本加工磨床的加工范围更广泛。在本实施例中，所述功能单元35为侧压头模块351或吹气清洁模块352。侧压头模块351可以对夹具上的刀片位置进行调整，使得刀片每次加工的位置保持一致，提高磨削加工精度。
50.所述侧压头模块351采用角度调节式侧压头模块、直角式侧压头模块或平移调节式侧压头模块。所述侧压头模块351包括：支架板3511、设置于所述支架板3511上的调节模块3512、设置于所述调节模块3512上的推力模块3513、以及设置于所述推力模块3513的输出端上的侧压头3514。通过调节模块3512调节推力模块3513的角度或相对位置，并在工作时通过推力模块3513将侧压头3514推出，从而满足不同规格的刀片的位置调整需求。根据夹具上刀片的夹持位置，或根据刀片的夹持方向，选用相应的侧压头模块351，并对侧压头3514的位置进行调整，从而实现对不同规格尺寸的刀片的导向及夹紧作用，提高磨床的适用范围。
51.角度调节式侧压头模块适用于需要调节侧压头3514推入角度的场合，以便于根据加工需求从相应的角度位置推入，从而调整刀片在夹具上的位置。直角式侧压头模块适用于需要从相互垂直的两个方向对刀片进行调整定位的场合，实现从两个方向为刀片提供定位，满足刀片的装夹需求。平移调节式侧压头模块可以在水平方向或竖直方向上进行调整，以便于应对不同尺寸的刀片或夹具的推入定位的需求，便于将刀片推入夹具中进行夹紧。
52.请参阅图9，所述主轴区域13包括：设置于所述机台1上的z轴模块41、设置于所述z轴模块41上的y轴模块42、以及设置于所述y轴模块42上的主轴单元43。所述z轴模块41设置于机台1的台面下方。所述主轴单元43的输出端上设置有加工工具44，所述加工工具44位于加工区域14上方。所述z轴模块41顶端靠近所述加工区域14这一侧设有防水钣金45，所述主轴单元43输出端贯穿所述防水钣金45延伸至所述加工区域14，所述主轴单元43上还设置有若干万向喷头46，所述加工工具44为一个或多个砂轮。将z轴模块41设置在机台下方的腔体中，既可以起到对z轴模块41的防护作用，又可以减少此部分对主轴区域13的占用空间，同时可以优化z轴模块41的受力结构，使得z轴模块41几乎只受上下方向的正压力。因为z轴模块41设置于最下方不便于进行维检更换，因此改善其防护能力和受力结构可以大幅提升z轴模块41的使用寿命。
53.工作时，主轴单元43启动，驱动加工工具44进行高速旋转，从而在加工区域14内对刀片进行磨削加工。在加工的过程中，可以通过万向喷头46喷出切削液降低磨削区域温度，带走砂轮脱落的磨粒以及产品被磨削下来的部分，清洗砂轮和工件表面和作为砂轮和工件之间的中间介质，起到润滑的作用，提高磨削加工的安全性，改善切削性能，提高切削精度和质量。防水钣金45用来隔绝加工过程中油雾和切削液的飞溅，避免对主轴区域13内的z轴模块41、y轴模块42等机构的工作造成影响，保证内部的洁净度。
54.在一些实施例中，所述加工区域14中可以设置修砂轮机构。通过修砂轮机构可以对主轴单元43上的加工工具44进行修正，从而提高加工工具44的加工精度。
55.还包括一防护钣金5，所述防护钣金5将所述供料区域11、所述功能区域12、所述主轴区域13及所述加工区域14划分为呈“田”字型分布，所述加工区域14与主轴区域13之间的防护钣金5上设置有主轴孔52，所述主轴孔52的旁侧设置有灭火器，所述功能区域12与加工区域13之间的防护钣金5上设置有防护门机构51，所述防护门机构51包括：设置于所述防护钣金5上的移动模组511、以及可上下滑动地设置于所述移动模组511上的防护门512，所述防护门512采用双轨滑动方式安装于所述防护钣金5上。所述移动模组511与所述防护门512相连接。在本实施例中，所述防护门512在所述移动模组511的启动下作上下运动，并且，所述防护门512采用双滑轨的方式在所述防护钣金5上滑动，稳定性高，所述移动模组511设于两滑轨之间。通过防护钣金5将各区域进行防护、隔离、密封和便于各模块的安装，在主轴单元43工作时，将防护门512降下，可防止切削液到处飞溅，保证其他区域的洁净，并在送料模组31移动夹具时将防护门512升起，以便于夹具通过。主轴孔52的侧上方设置有灭火器，在设备磨削过程中起火点燃切削油的情况下，可以通过自身的温控开关来实现自主灭火的功能。
56.请参阅图11，本发明还包括：罩设于所述机台1上的机罩6、设置于所述机罩6上的操作面板7、设置于所述机罩6上的电控箱8、以及设置于所述机罩6上的辅助控制箱9。所述机罩6上的三个方向均设置有若干安全门61，所述安全门61上设置有若干视窗62。机罩6用于设备的防护、隔离，提高安全性，并可通过视窗62对磨床上各区域的工作进行观察，或通过安全门61进行上下料或维检等工作。操作面板7可以实现对磨床的各项工作参数进行设定，并控制磨床的工作状态，进行人机交互。电控箱8集中了磨床的电控部分，作为磨床的电力与控制的平台。辅助控制箱9内配置有润滑系统、主轴冷却系统、冷却液供给及回流、以及气路控制及稳定系统等，满足磨床工作中的各项工作的供应及控制需求。辅助控制箱9与电
控箱8相独立，从而提高磨床的安全性。
57.在供料区域11上的上料组件21上放置装盛有待加工刀片的料盘，通过上料组件21驱动料盘沿x轴进行移动，以便于取料机械手22从料盘上进行取料并放置于夹具。功能区域12可以通过检测模块对来料进行检测，并通过刀片旋转模块33对刀片的朝向进行调节。同时，根据对产品的装夹、精度、表面洁净度等的需求，可以配置相应的夹具、检测模块34或功能模块35进行装夹、测量或清洁。然后通过送料模组31将夹具送至加工区域14进行相应的磨削加工。当夹具移动至加工区域14中对应的加工位置时，z轴模块41及y轴模块42驱动主轴单元43进行移动，使得加工工具44接近刀片，并在刀片上相应的加工位置进行磨削加工。在进行加工的过程中，通过万向喷头46喷出切削液，满足加工的冷却，润滑和中间介质作用。同时，当出现火险时，主轴上方的灭火器可以通过热感应喷头喷出相应的流体将火焰扑灭，提高安全性。完成刀片一个面的加工后，将夹具送回到功能区域12中，通过取料机械手22或刀片旋转模块33对刀片进行转动或翻动，再送入到加工区域14中进行加工。当刀片的各个加工位置都完成加工后，将夹具送回功能区域12中，通过取料机械手22取走刀片，并放置于料盘或出料仓中，以进行出料。
58.综上所述，本发明使得刀片可以在不同类型的生产工序中共用同一机台，并提供不同的配置要求，使得对应加工需求范围广泛，可以根据不同的生产工序提供不同的配置，以此满足生产需求。对于很多刀片的很多类型的生产情况，可以通过本发明提供的磨床的一次性装夹中进行加工成型，剔除了对刀片重复装夹产生的尺寸不稳定的情况，大幅改善加工精度，提升产品质量。由于一次性装夹加工成型，设备在生产刀片的过程减少了很多上下料和设备空跑的时间，大幅提升生产效率。在兼具高性能的同时，由于共用同一机台，磨床可以进行流水化生产，后期再进行不同配置的更换，大量的零部件和生产活动可以在不同的工序中通用，因此不论是生产、装配等环节，还是后期的维护售后的环节，所需成本都大幅减少，在满足生产活动的同时大幅缩减了生产和维检的成本。与其他类型的设备相比，本发明提供的磨床具有更为广泛的应用范围，更高的精度、效率，以及更低的生产运维成本，因此更具有市场竞争力。
59.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。