CN111633280A - 铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其包括基座、工作台、去毛刺装置、以及电控装置，工作台包括固定座、转动架、悬臂、承载座，其中铸件通过定位工装定位在承载座上，去毛刺装置包括刀具座；去毛刺刀具；以及驱动刀具座分别沿着X、Y、Z轴方向运动设置在基座上的驱动机构。本发明一方面通过在三维坐标系内沿着X、Y、Z轴向的直线运动、绕着X轴向转动切换刀具、以及铸件的自转和绕着X轴360°旋转形成六轴联动，并在电控装置的控制下，各轴进行插补运动形成加工轨迹，以便于实现工件的去毛刺加工；另一方面能够根据浮动刀柄设置，使得刀具始终贴合去毛刺的侧边，进而有效避免刀具和工件的损坏。

Description

铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床

技术领域

本发明属于产品去毛刺设备领域，具体涉及一种铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床。

背景技术

去毛刺机床主要应用于有色金属和黑色金属铸件浇口、飞边、毛刺、合模线皮封等多余部分去除的机械加工和打磨加工。

目前国内大部分厂家的铸件去毛刺加工作业大多采用手工，或者使用手持气动和电动工具进打磨、研磨、锉等方式进行去毛刺加工作业，容易导致产品不良率上升、效率低下、加工后的产品表面粗糙不均匀、一致性不好等问题，生产现场粉尘严重环境恶劣，极容易产生“粉尘爆炸”事故，人长时间在该场合工作容易导致尘肺病等。

因此，也有一少部分厂家开始使用关节机器人安装电动或气动工具进行自动化打磨，但是该种方法换型麻烦、周期长、编程复杂、程序不通用、不能快速自动换刀、调试耗时、对调试人的要求非常高、通用性差、投入成本高，机器人机械臂刚性差，重复定位误差大，对不规则毛刺处理时容易出现断刀或者对工件造成损坏等情况发生或者加工不到的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其包括基座、工作台、去毛刺装置、以及电控装置，在基座上构成X、Y、Z轴的三维直角坐标工作区间，其中X轴为沿着基座的长度方向延伸，Y轴为沿着基座的宽度方向延伸，Z轴为沿着基座的高度方向延伸，

工作台包括固定在基座上的固定座、绕着X轴方向转动设置在固定座上的转动架、固定在转动架上且沿着X轴方向延伸的悬臂、设置在悬臂远离转动架的端部且绕着垂直于悬臂延伸方向自转的承载座，其中铸件通过定位工装定位在承载座上；

去毛刺装置包括刀具座；去毛刺刀具；以及驱动刀具座分别沿着X、Y、Z轴方向运动设置在基座上的驱动机构，其中去毛刺刀具包括轴心线沿着Y轴方向延伸的传动轴、沿着传动轴的径向延伸且能够自转的刀具本体、以及设置在刀具座上且驱动传动轴绕Y轴轴向转动的换刀机构，其中刀具本体有多把且绕着传动轴的周向间隔分布，每把刀具本体包括与传动轴相对固定连接的刀座、绕自身长度方向自转且浮动设置在所述刀座上的刀柄、固定在刀柄外端部的去毛刺刀头。

优选地，承载座自转的驱动部件暗藏在悬臂上。这样一来，在满足铸件自转的同时，降低重心，以便于实施绕着Y轴方向360°转向调节。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，刀具座包括沿着Y轴方向滑动设置在基座上的第一座体、沿着Z轴方向滑动设置在第一座体上的第二座体、沿着X轴方向滑动设置在第二座体上的第三座体，其中传动轴设置在第三座体上。因此，在第一座体、第二座体、第三座体相对基座的运动中，可实现X、Y、Z轴方向运动。

优选地，驱动机构包括设置在基座上且用于驱动第一座体沿着Y轴方向运动的第一机构、设置在第一座体上且用于驱动第二座体沿着Z轴方向运动的第二机构、设置在第二座体上且用于驱动第三座体沿着X轴方向运动的第三机构。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，在基座上开设有沿着Y轴方向延伸的第一滑槽，第一机构暗藏在第一滑槽中，且包括沿着Y轴方向延伸且对应设置在第一滑槽槽壁上的两根第一滑轨、与第一滑轨平行设置且位于两个第一滑轨之间的第一丝杆、与第一丝杆配合的第一滑座、以及第一马达，其中第一滑座与第一滑轨匹配对接，第一滑座固定在第一座体底部，并在第一丝杆的自转下，第一滑座沿着第一滑轨的长度方向滑动。在此，通过第一滑座和第一滑轨配合，不仅起到导向作用，而且还能够配合丝杆和螺母的方式，实现第一座体、第二座体和第三座体一起沿着Y轴方向运动。

优选地，第二机构包括设置在第一座体上且沿着Z轴方向延伸的两根第二滑轨、与第二滑轨平行设置且位于两个第二滑轨之间的第二丝杆、与第二丝杆配合的第二滑座、以及第二马达，其中第二滑座与第二滑轨匹配对接，第二滑座固定在第二座体上，并在第二丝杆的自转下，第二滑座沿着第二滑轨的长度方向滑动。在此，通过第二滑座和第二滑轨配合，不仅起到导向作用，而且还能够配合丝杆和螺母的方式，实现第二座体和第三座体沿着Z轴方向运动。

进一步的，在第一座体上形成有沿着Z轴方向延伸的第二滑槽，两根第二滑轨对应设置在第二滑槽的相对两侧，第二丝杆设置在第二滑槽内，第二滑座具有与第二滑轨匹配的两条辅助轨，其中辅助轨和第二滑轨的扣合，使得第二座体只能沿着Z轴方向运动。

第二马达位于第一座体的顶部。

优选地，第三机构包括设置在第二座体上且沿着x轴方向延伸的两根第三滑轨、与第三滑轨平行设置且位于两个第三滑轨之间的第三丝杆、与第三丝杆配合的第三滑座、以及第三马达，其中第三滑座与第三滑轨匹配对接，第三滑座固定在第三座体上，并在第三丝杆的自转下，第三滑座沿着第三滑轨的长度方向滑动。

进一步的，在第二座体上开设有沿着X轴方向延伸的第三滑槽，第三丝杆位于第三滑槽中，两根第三滑轨平行设置且分别位于第三座体的顶部和侧部，第三滑座上对应设有与第三滑轨匹配的匹配部。

此外，在基座对应工作区间的位置处设有碎屑漏孔。以便于加工后机床的清洁。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明一方面通过在三维坐标系内沿着X、Y、Z轴向的直线运动、绕着X轴向转动切换刀具、以及铸件的自转和绕着X轴360°旋转形成六轴联动，并在电控装置的控制下，各轴进行插补运动形成加工轨迹，以便于实现工件的去毛刺加工；另一方面能够根据浮动刀柄设置，使得刀具始终贴合去毛刺的侧边，进而有效避免刀具和工件的损坏。

附图说明

图1为本发明中去毛刺机床的结构示意图；

其中：1、基座；10、碎屑漏孔；

2、工作台；20、固定座；21、转动架；22、悬臂；23、承载座；

3、去毛刺装置；30、刀具座；301、第一座体；302、第二座体；303、第三座体；31、去毛刺刀具；310、传动轴；311、刀具本体；a、刀座；b、刀柄；c、去毛刺刀头；32、驱动机构；321、第一机构；h1、第一滑槽；g1、第一滑轨；s1、第一丝杆；z1、第一滑座；m1、第一马达；322、第二机构；h2、第二滑槽；g2、第二滑轨；s2、第二丝杆；z2、第二滑座；m2、第二马达；323、第三机构；h3、第三滑槽；g3、第三滑轨；s3、第三丝杆；z3、第三滑座；m3、第三马达。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本实施例涉及铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其包括基座1、工作台2、去毛刺装置3、以及电控装置。

在基座1上构成X、Y、Z轴的三维直角坐标工作区间，其中X轴为沿着基座1的长度方向延伸，Y轴为沿着基座1的宽度方向延伸，Z轴为沿着基座1的高度方向延伸。

工作台2包括固定在基座1上的固定座20、绕着X轴方向转动设置在固定座20上的转动架21、固定在转动架21上且沿着X轴方向延伸的悬臂22、设置在悬臂22远离转动架21的端部且绕着垂直于悬臂22延伸方向自转的承载座23，其中铸件通过定位工装定位在承载座23上。

承载座23自转的驱动部件暗藏在悬臂22上。这样一来，在满足铸件自转的同时，降低重心，以便于实施绕着Y轴方向360°转向调节。

针对上述的转动架21，其为转动轮盘，悬臂22的端部通过缺口座固定夹持在转动轮盘的正背面。

去毛刺装置3包括刀具座30；去毛刺刀具31；以及驱动刀具座30分别沿着X、Y、Z轴方向运动设置在基座1上的驱动机构32。

刀具座30包括沿着Y轴方向滑动设置在基座1上的第一座体301、沿着Z轴方向滑动设置在第一座体301上的第二座体302、沿着X轴方向滑动设置在第二座体302上的第三座体303，其中传动轴310设置在第三座体303上。因此，在第一座体301、第二座体302、第三座体303相对基座1的运动中，可实现X、Y、Z轴方向运动。

去毛刺刀具31包括轴心线沿着Y轴方向延伸的传动轴310、沿着传动轴310的径向延伸且能够自转的刀具本体311、以及设置在刀具座30上且驱动传动轴310绕Y轴轴向转动的换刀机构。

刀具本体311有多把且绕着传动轴的周向间隔分布。

每把刀具本体311包括与传动轴310相对固定连接的刀座a、绕自身长度方向自转且浮动设置在刀座a上的刀柄b、固定在刀柄b外端部的去毛刺刀头c。

本例中，所谓浮动的刀柄，简单理解为能够在相应的角度可弹性的偏转，这样一来，能够保持一定的恒定接触力矩，使得去毛刺刀头与毛刺接触，同时，在不规则形状侧边去毛刺时，刀柄能够随着不规则形状侧边的变化对应调整角度偏转，如同人手滑过工件毛刺般进行柔性去除毛刺，这样才能完全可以克服由于不规则形状侧边的变形所造成的过度加工或加工不到的情况发生（也就是，去毛刺刀头过切或少切），进而有效避免刀具和工件的损坏。

驱动机构32包括设置在基座1上且用于驱动第一座体301沿着Y轴方向运动的第一机构321、设置在第一座体301上且用于驱动第二座体302沿着Z轴方向运动的第二机构322、设置在第二座体302上且用于驱动第三座体303沿着X轴方向运动的第三机构323。

在基座1上开设有沿着Y轴方向延伸的第一滑槽h1，第一机构321暗藏在第一滑槽h1中，且包括沿着Y轴方向延伸且对应设置在第一滑槽h1槽壁上的两根第一滑轨g1、与第一滑轨g1平行设置且位于两个第一滑轨g1之间的第一丝杆s1、与第一丝杆s1配合的第一滑座z1、以及第一马达m1，其中第一滑座z1与第一滑轨g1匹配对接，第一滑座z1固定在第一座体301底部，并在第一丝杆s1的自转下，第一滑座z1沿着第一滑轨g1的长度方向滑动。在此，通过第一滑座和第一滑轨配合，不仅起到导向作用，而且还能够配合丝杆和螺母的方式，实现第一座体、第二座体和第三座体一起沿着Y轴方向运动。

第二机构322包括设置在第一座体301上且沿着Z轴方向延伸的两根第二滑轨g2、与第二滑轨g2平行设置且位于两个第二滑轨g2之间的第二丝杆s2、与第二丝杆s2配合的第二滑座z2、以及第二马达m2，其中第二滑座z2与第二滑轨g2匹配对接，第二滑座z2固定在第二座体302上，并在第二丝杆s2的自转下，第二滑座z2沿着第二滑轨g2的长度方向滑动。在此，通过第二滑座和第二滑轨配合，不仅起到导向作用，而且还能够配合丝杆和螺母的方式，实现第二座体和第三座体沿着Z轴方向运动。

进一步的，在第一座体301上形成有沿着Z轴方向延伸的第二滑槽h2，两根第二滑轨g2对应设置在第二滑槽h2的相对两侧，第二丝杆s2设置在第二滑槽h2内，第二滑座z2具有与第二滑轨g2匹配的两条辅助轨f2，其中辅助轨f2和第二滑轨g2的扣合，使得第二座体302只能沿着Z轴方向运动。

第二马达m2位于第一座体301的顶部。

第三机构323包括设置在第二座体302上且沿着x轴方向延伸的两根第三滑轨g3、与第三滑轨g3平行设置且位于两个第三滑轨g3之间的第三丝杆s3、与第三丝杆s3配合的第三滑座z3、以及第三马达m3，其中第三滑座z3与第三滑轨g3匹配对接，第三滑座z3固定在第三座体303上，并在第三丝杆s3的自转下，第三滑座z3沿着第三滑轨g3的长度方向滑动。

进一步的，在第二座体302上开设有沿着X轴方向延伸的第三滑槽h3，第三丝杆s3位于第三滑槽h3中，两根第三滑轨g3平行设置且分别位于第三座体303的顶部和侧部，第三滑座z3上对应设有与第三滑轨g3匹配的匹配部。

本例中，匹配部也采用相互扣合的模式进行对接，使得第三滑座z3只能沿着第三滑轨g3的长度方向运动。

此外，在基座1对应工作区间的位置处设有碎屑漏孔10。以便于加工后机床的清洁。

同时，需要说明的是电控装置，其包括了与各个驱动与电路连通的电路控制型材板和数控系统、以及用于工件定位校准原点的工业CCD，也就是说，每次加工前都会对工件待加工面进行拍照扫描，校准零件的坐标原点或程序参考点，将所测量坐标等数据自动补偿到数控系统进行随时调整，确保加工程序和铸件毛坯所需要加工去毛刺的轨迹保持完全一致性，能有效提高生产效率、降低成本、提高加工后的一致性和产品合格率、减少粉尘的产生改善生产车间环境、换型速度快、编程简单（和普通数控机床一样），操作方便、通用性好、刚性好精度高等特点，从而一人可操作多台设备，实现与机器人联机自动上下料，真正实现智能的无人化、自动化。

综上，本实施例的优势：通过在三维坐标系内沿着X、Y、Z轴向的直线运动、绕着X轴向转动切换刀具、以及铸件的自转和绕着X轴360°旋转形成六轴联动，并在电控装置的控制下，各轴进行插补运动形成加工轨迹，以便于实现工件的去毛刺加工；另一方面能够根据浮动刀柄设置，使得刀具始终贴合去毛刺的侧边，进而有效避免刀具和工件的损坏。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其包括基座、工作台、去毛刺装置、以及电控装置，在所述基座上构成X、Y、Z轴的三维直角坐标工作区间，其中X轴为沿着所述基座的长度方向延伸，Y轴为沿着所述基座的宽度方向延伸，Z轴为沿着所述基座的高度方向延伸，其特征在于：

所述工作台包括固定在所述基座上的固定座、绕着Y轴方向转动设置在所述固定座上的转动架、固定在所述转动架上且沿着Y轴方向延伸的悬臂、设置在所述悬臂远离所述转动架的端部且绕着垂直于所述悬臂延伸方向自转的承载座，其中铸件通过定位工装定位在所述承载座上；

所述去毛刺装置包括刀具座；去毛刺刀具；以及驱动所述刀具座分别沿着X、Y、Z轴方向运动设置在所述基座上的驱动机构，其中所述去毛刺刀具包括轴心线沿着X轴方向延伸的传动轴、沿着所述的传动轴的径向延伸且能够自转的刀具本体、以及设置在所述刀具座上且驱动所述传动轴绕X轴轴向转动的换刀机构，其中所述刀具本体有多把且绕着所述传动轴的周向间隔分布，每把所述的刀具本体包括与所述传动轴相对固定连接的刀座、绕自身长度方向自转且浮动设置在所述刀座上的刀柄、固定在所述刀柄外端部的去毛刺刀头。

2.根据权利要求1所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：所述承载座自转的驱动部件暗藏在所述悬臂上。

3.根据权利要求1所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：所述刀具座包括沿着Y轴方向滑动设置在所述基座上的第一座体、沿着Z轴方向滑动设置在所述第一座体上的第二座体、沿着X轴方向滑动设置在所述第二座体上的第三座体，其中所述的传动轴设置在所述第三座体上。

4.根据权利要求3所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：所述驱动机构包括设置在所述基座上且用于驱动所述第一座体沿着Y轴方向运动的第一机构、设置在所述第一座体上且用于驱动所述第二座体沿着Z轴方向运动的第二机构、设置在所述的第二座体上且用于驱动所述第三座体沿着X轴方向运动的第三机构。

5.根据权利要求4所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：在所述基座上开设有沿着Y轴方向延伸的第一滑槽，所述第一机构暗藏在所述的第一滑槽中，且包括沿着Y轴方向延伸且对应设置在所述第一滑槽槽壁上的两根第一滑轨、与所述第一滑轨平行设置且位于两个所述第一滑轨之间的第一丝杆、与所述第一丝杆配合的第一滑座、以及第一马达，其中所述第一滑座与所述第一滑轨匹配对接，所述第一滑座固定在所述第一座体底部，并在所述第一丝杆的自转下，所述第一滑座沿着所述第一滑轨的长度方向滑动。

6.根据权利要求4所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：所述第二机构包括设置在所述第一座体上且沿着Z轴方向延伸的两根第二滑轨、与所述第二滑轨平行设置且位于两个所述第二滑轨之间的第二丝杆、与所述第二丝杆配合的第二滑座、以及第二马达，其中所述第二滑座与所述第二滑轨匹配对接，所述第二滑座固定在所述第二座体上，并在所述第二丝杆的自转下，所述第二滑座沿着所述第二滑轨的长度方向滑动。

7.根据权利要求6所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：在所述第一座体上形成有沿着Z轴方向延伸的第二滑槽，两根所述第二滑轨对应设置在所述第二滑槽的相对两侧，所述第二丝杆设置在所述第二滑槽内，所述第二滑座具有与所述第二滑轨匹配的两条辅助轨。

8.根据权利要求4所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：所述第三机构包括设置在所述第二座体上且沿着x轴方向延伸的两根第三滑轨、与所述第三滑轨平行设置且位于两个所述第三滑轨之间的第三丝杆、与所述第三丝杆配合的第三滑座、以及第三马达，其中所述第三滑座与所述第三滑轨匹配对接，所述第三滑座固定在所述第三座体上，并在所述第三丝杆的自转下，所述第三滑座沿着所述第三滑轨的长度方向滑动。

9.根据权利要求8所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：在所述的第二座体上开设有沿着X轴方向延伸的第三滑槽，所述第三丝杆位于所述的第三滑槽中，两根所述第三滑轨平行设置且分别位于所述第三座体的顶部和侧部，所述第三滑座上对应设有与所述第三滑轨匹配的匹配部。

10.根据权利要求1所述的铸件加工用的六轴联动式去毛刺机床，其特征在于：在所述基座对应所述工作区间的位置处设有碎屑漏孔。

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