CN104369056A - 一种全自动钻针研磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明一种全自动钻针研磨设备，包括上料装置、下料装置、研磨装置、清洁装置、旋转工作台和PLC控制装置，所述旋转工作台包括主轴和治具，所述治具固定在所述主轴内，所述PLC控制装置驱动上料装置将钻针安装于旋转工作台的治具上，旋转工作台将钻头随后依次运输到研磨装置、清洁检测装置和下料装置进行相应处理，本发明上下料、研磨和清洗自动化程度高，有效提高工作效率；摄像控制机构对工况进行监控，大大提高了可靠性，保证了各工位的正常运行。

Description

一种全自动钻针研磨设备

技术领域

本发明提出了一种研磨设备，尤其是涉及一种全自动钻针研磨设备。

背景技术

在机械制造行业中，数控车床被广泛用于钻针研磨设备当中。在加工这类零件时，由于钻针毛坯件体积小，加工工序复杂，自动化加工精度要求高，数控车床的自动化，极大限度地提高机床的加工效率。为满足全自动钻针研磨设备高精度，复杂工序的技术需求，就必须配备自动化程度更高的钻针研磨设备。

现有技术中，中国专利全自动化钻针研磨装置(公告号CN202053162U)公开了一种使用全自动化流程研磨钻针的装置，其具有一入料区、一排料区及一不良区，入料区上方设置有毛刷，入料区一侧设置有一取至模块，取至模块一侧设有夹持模块，夹持模块具有一钻针旋转夹座及一V形槽，旋转夹座一侧设有第一检测模块用以检测钻针的刃长、钻径、角度补正及进刀量，旋转夹座与第一检测模块的一侧倾斜设有第二检测模块，用以检测钻针的刃面，研磨模块设于该夹持模块的一侧。钻针结果第一次检测之后，合格者进入研磨模块进行第一次研磨，不合格者打入不良区，第一次研磨完毕的钻针会再进行第二次检测，合格者进入排料区，不合格者重复进行第一次检测和研磨。上述全自动研磨装置工作流程复杂，钻针在研磨时经过多道检测，降低了研磨的工作效率，此外，钻针在经过研磨之后也没有进行清洗，增加了不良品出现的概率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种全自动钻针研磨设备。

本发明采用的技术方案如下：

一种全自动钻针研磨设备，包括上料装置、下料装置、研磨装置、清洁检测装置、旋转工作台和PLC控制装置，所述旋转工作台包括主轴和治具，所述治具固定在所述主轴内，所述PLC控制装置驱动上料装置将钻针安装于旋转工作台的治具上，旋转工作台将钻头随后依次运输到研磨装置、清洁检测装置和下料装置进行相应处理。

进一步的，所述旋转工作台还包括转筒及安装在转筒上的主轴组，所述转筒由安装在所述转筒下方的伺服电机带动转动，所述伺服电机与PLC控制装置连接。

进一步的，所述上料装置包括置料台、机械臂机构、定位机构和第一摄像控制机构，所述置料台设置于旋转工作台的一侧，所述机械臂机构包括夹持组件，所述夹持组件固定于机械臂机构下方。

进一步的，所述下料装置包括置料台、机械臂机构、定位机构和第二摄像控制机构，所述置料台设置于旋转工作台的一侧，所述机械臂机构包括第一夹持组件和第二夹持组件，支架设置于置料台上方，所述第二夹持组件安装于第一夹持组件与旋转工作台之间，和治具的轴线处于同一水平线上，所述第二摄像控制机构安装于主轴和第二夹持组件之。

进一步的，所述研磨装置包括研磨定位机构、研磨机构和摄像控制机构，所述研磨定位机构设置于旋转工作台的一侧，靠近所述研磨定位机构设置有用于对进行输出的第三摄像控制机构，所述摄像控制机构上设置有摄像头，所述摄像头拍摄钻针的长度、直径影像并输出到PLC控制装置，所述PLC控制装置根据钻针影像控制研磨机构对钻针进行研磨。

进一步的，其特征在于，所述清洁检测装置包括清洁机构、定位机构和摄像控制机构，所述摄像控制机构设置于旋转工作的一侧，所述第四摄像控制机构上设置有摄像头，所述摄像头拍摄钻针清洁状况的影像并输出到PLC控制装置，所述PLC控制装置根据钻针影像控制定位机构和清洁机构对钻针进行清洁。

进一步的，所述摄像控制机构，所述摄像控制机构包括底座、基板、摄像头和固定装置，所述底座两侧分别设置有前限位板和后限位板，所述前限位板和后限位板之间设置有所述基板，所述基板位于所述底座的上方，所述基板与所述底座之间设置有螺柱，所述螺柱的首端固定在所述基板上，所述螺柱的尾端与所述底座螺纹连接，所述螺柱的尾端通过螺母固定在所述底座上；所述螺柱的中端设置有便于扳手扳动的平面，所述固定装置固定在所述基板上，所述固定装置包括上固定块与下固定块，所述上固定块与所述下固定块配合形成放置所述摄像头的孔，所述摄像头放置在该孔内，所述上固定块与所述下固定块通过紧固件连接。

进一步的，所述定位机构包括底座、气缸和定位片，所述气缸固定所述在底座侧面，所述定位片固定在所述气缸上，所述定位片上设置有与钻针配合的定位U槽，钻针位于所述定位U槽的正上方。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

本发明一种全自动钻针研磨设备，包括上料装置、下料装置、研磨装置、清洁装置、旋转工作台和PLC控制装置，所述旋转工作台包括主轴和治具，所述治具固定在所述主轴内，所述PLC控制装置驱动上料装置将钻针安装于旋转工作台的治具上，旋转工作台将钻头随后依次运输到研磨装置、清洁检测装置和下料装置进行相应处理，本发明研磨和清洗自动化程度高，有效提高工作效率；摄像控制机构对工况进行监控，大大提高了可靠性，保证了各工位的正常运行。

附图说明

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。

图1是本发明一种全自动钻针研磨设备的立体图；

图2是本发明一种全自动钻针研磨设备的俯视图；

图3是本发明所述旋转工作台的立体图；

图4是图3的本发明所述主轴的立体图

图5是本发明所述上料装置的立体图；

图6是本发明所述下料装置的立体图；

图7是本发明所述研磨装置的立体图；

图8是本发明所述清洁检测装置的立体图；

图9和图10是本发明所述摄像控制机构的爆炸图；

图11是本发明定位机构的立体图。

具体实施方式

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。

参见图1至图11所示，一种全自动钻针研磨设备，包括上料装置1、下料装置4、研磨装置6、清洁检测装置8、旋转工作台5和PLC控制装置10，所述旋转工作台5包括主轴59和治具7，所述治具7固定在所述主轴59内，所述PLC控制装置驱动上料装置将钻针安装于旋转工作台的治具上，旋转工作台5将钻头随后依次运输到研磨装置6、清洁检测装置8和下料装置4进行相应处理。

进一步地，旋转工作台5主要包括转筒51及安装在转筒51上的主轴组52，转筒51由安装在转筒51下方的伺服电机带动转动，主轴组52外还设置有安全罩510，主轴组52包括主轴电机53、主轴安装板54、主轴59和主轴安全罩，主轴安装板54固定在转筒51上，主轴电机53固定在主轴安装板54的侧面，主轴安装板54上设置有孔，主轴电机53的输出轴从该孔内穿出与主轴59连接，主轴安全罩固定在安全罩510外，主轴安全罩上设置有治具7穿出的孔或槽。

主轴电机53带动主轴59转动，从而带动治具7转动，进而带动安装在治具7内的钻针9转动，结构简单，相对现有技术，通过一电机带动多个主轴转动，便于程序调试和控制，且主轴运行稳定。

更进一步地，主轴59包括主轴电机连接块510、治具连接块513和连接块514，主轴电机连接块514与治具连接块513通过连接块514连接，主轴电机连接块510设置有固定主轴电机53输出轴的主轴孔512，治具连接块513设置有固定治具7的治具孔514，主轴孔512轴线与治具孔514轴线位于同一条水平线上。

更加进一步地，转筒51上设置有一个或多个主轴组52。

主轴组52对应各个工位，由于主轴组52结构简单，体积小，便于在转筒51上安装一个或多个主轴组52。

进一步地，还包括锁紧机构58，锁紧机构58包括传感器片55、传感器56和固定条57，传感器片55固定在转筒51上，传感器56固定在固定条57上，实现传感器56能够感应传感器片55。钻针9通过旋转工作台5旋转至各工位，由于电机的不稳定性，难免造成钻针与工位之间的偏差，通过锁紧机构有效保证安装在主轴上的钻针能够移动到工位，有效避免钻针不能实现各工位对钻针进行工作。

所述上料装置1包括置料台12、机械臂机构2、定位机构4、限位机构13和摄像控制机构3。

进一步的，所述置料台12设置于前后移动组件11之上，所述前后移动组件11包括电机112、丝杠113和滑块112，电机112与丝杠113连接，滑块112套接于丝杠113外，滑块112与置料台12相连接。

进一步的，所述机械臂机构2包括支架23、左右移动组件21、上下移动组件22和夹具224。所述支架23安装于置料台12的上方，所示左右移动组件21安装于支架23之上，所述左右移动装置23包括电机211、丝杠233和滑块212，所述电机211与丝杠233连接，滑块212套接于丝杠233外，滑块与上下移动组件22连接。所述上下移动组件22包括气缸221，气缸35底部连接夹具224。

进一步的，所述夹具还连接有转动电机223，转动轴222，所述转动电机223与转动轴222连接，所述夹具224固定于转动轴222之上。

进一步地，摄像控制机构3包括底座35、基板33、摄像头31和固定装置，底座35两侧分别设置有前限位板36和后限位板34，前限位板36和后限位板34之间还设置有基板33，基板33位于底座35的上方，基板33与底座35之间设置有螺柱37，螺柱37的首端固定在基板33上，螺柱37的尾端与底座35螺纹连接，螺柱37的尾端通过螺母固定在底座35上，螺柱37的中端设置有便于扳手扳动的平面38，固定装置固定在基板33上，固定装置包括上固定块311与下固定块312，上固定块311与下固定块312配合形成放置摄像头的孔，摄像头31放置在该孔内，上固定块311与下固定块312通过紧固件连接。

用户通过扳手转动螺柱37实现基板33在前限位板36和后限位板34之间上下移动，从而带动摄像头31上下移动，使基板33沿着前限位板36和后限位板34向上或向下移动，有效保证基板33在上下运动时的左右位移偏差，保证了精度。同时，摄像头31通过上固定块311与下固定块312固定，且上固定块311与下固定块312固定通过紧固件连接，有利于摄像头的安装和拆卸，使用方便，且结构简单。

更进一步地，基板33与下固定块312之间还设置有调节板39，基板33上设置有基板凹槽38，调节板39设置在该基板凹槽38内，调节板39上设置有调节凹槽310，下固定块312设置在调节凹槽310内，基板凹槽38与调节凹槽310垂直。

调节板39沿着基板凹槽38移动，下固定块312沿着调节凹槽310移动，同时基板凹槽38与调节凹槽310垂直，使得摄像头31能够左右或者前后移动，有效防止组装或加工时造成的位移偏差，防止摄像头31影像对焦时，造成不能对焦现象。

更进一步地，基板凹槽38一侧设置有凸块313，凸块313上设置有通孔，靠近凸块313的调节板39侧面设置有与通孔配合的螺纹孔；调节凹槽310一侧设置有凸块314，凸块314上设置有通孔，靠近凸块314的下固定块312侧面设置有与通孔配合的螺纹孔。

用户可通过螺钉穿过设置在基板凹槽38上凸块313的通孔拧到靠近该凸块的调节板39上的螺纹孔，拧螺钉，起到调节板39沿着基板凹槽38移动的微调；或通过螺钉穿过设置在调节凹槽310上的凸块314的通孔拧到靠近该凸块314的下固定块312上的螺纹孔，拧螺钉，起到下固定块312沿着调节凹槽310移动的微调，有效证调节板39或下固定块312的位移精度，从而保证摄像头31左右，前后移动的精度，且使用方便。

进一步地，还包括光源机构19，由于现场环境的影像，难免会造成摄像控制机构影像输出时影像模糊等，造成计算机误判断和误执行，造成加工失误，通过设置光源机构19，增加光源，有效避免了该现象。

进一步地，光源机构19和摄像控制机构3位于定位机构4的两侧。

更进一步地，光源装置192可以为LED灯、闪光灯、聚光板等中的一种。

进一步地，所述下料装置4包括置料台41和机械臂机构42，所述置料台41设置于前后移动组件43之上，所述机械臂机构42包括支架44，左右移动组件45，上下移动组件46、第一夹持组件47和第二夹持组件48，支架44设置于置料台41上方，支架44上设置有左右移动组件45，所述上下移动组件46安装于左右移动组件45之上，所述第一夹持组件47固定于上下移动组件46下方。所述第二夹持组件48安装于第一夹持组件47与旋转工作台5之间，所述第一夹持组件47的轴线、第二夹持组件48的轴线和治具7的轴线处于同一水平线上。

更进一步的，所述第二夹持组件48包括底座481、基板482、转动电机483，转动轴484与夹具485，所述底座481固定于支架44一侧，底座481上安装有基板482，基板482上固定有转动电机483，所述转动电机483与转动轴484连接，所述夹具485固定于转动轴484之上。所述夹具41可通过转动电机43的驱动进行顺时针和逆时针方向的转动。

进一步的，所述研磨装置6设置在旋转工作台5的一侧，靠近研磨装置6设置有用于对钻针长度、直径影像输出的摄像控制机构63和研磨定位机构62。在研磨装置6对钻针9进行研磨前，先由研磨定位机构62对钻针进行定位，防止研磨装置6对钻针9进行研磨时，造成钻针9位置的偏移，影响钻针9研磨的结果和后续操作。

进一步地，研磨定位机构12包括上下移动装置38、定位块57和定位块支撑件56，定位块57固定在定位块支撑件56上，定位块支撑件56固定在上下移动装置38，定位块57上设置有固定钻针7的定位槽58。

旋转工作台带动钻针转动至研磨工位，先通过摄像控制机构对钻针进行影像输出后，通过计算机控制调整研磨装置6进行位置调整，在研磨装置6进行研磨之前，上下移动装置带动定位块上移，使得钻针固定在定位槽内，满足钻针能够在该定位槽内转动，通过设置研磨定位机构，有效防止研磨装置对钻针进行研磨时，造成钻针位置偏移，造成钻针的研磨结果，造成钻针不良品的产生，造成生产浪费。

进一步地，研磨装置1包括左右移动装置20、前后移动装置18、砂轮固定装置13和砂轮装置，左右移动装置20设置在前后移动装置18上，砂轮固定装置13设置在左右移动装置20上，砂轮装置设置在砂轮固定装置13上。

砂轮装置通过左右移动装置和前后移动装置实现左右前后移动。

更进一步地，砂轮固定装置13包括上侧板14，及分别设置在上侧板14两侧的左侧板38和右侧板19，左侧板38和右侧板19设置在左右移动装置20上，砂轮装置包括左砂轮15、右砂轮17、左电机41和右电机28，左侧板38内侧可旋转设置有左电机安装板35，左侧板38外侧设置有上下旋转刻度37，左电机安装板35设置有指针36，指针36能够在左侧板38外侧的上下旋转刻度37上显示，左电机41安装在左电机安装板35上，左砂轮15连接左电机41于砂轮固定装置13的前端，右侧板19内侧可旋转设置有右电机安装板29，右侧板19外侧设置有上下旋转刻度25，右电机安装板29设置有指针24，指针24能够在右侧板19外侧的上下旋转刻度25上显示，右电机28安装在右电机安装板29上，右砂轮17连接右电机28于砂轮固定装置13的前端。

更进一步地，左电机安装板38通过紧固件固定在左侧板38上，右电机安装板29通过紧固件固定在右侧板19上。

用户可根据旋转刻度单个或两个调节左砂轮或右砂轮的上下旋转角度，便于加工不同尺寸的钻针的需要。

更进一步地，还包括左螺栓17和右螺栓26，左电机安装板35上还设置有螺栓调节块34，左螺栓17的一端固定在上侧板14上，左螺栓17的另一端与螺栓调节块34螺纹连接；右电机安装板29上还设置有螺栓调节块30，右螺栓26的一端固定在上侧板14上，右螺栓26的另一端与螺栓调节块30螺纹连接。

调节左砂轮或右砂轮上下旋转角度时，需要拧下紧固件，调整位置在通过紧固件固定，电机安装板通过与螺栓螺纹连接，使得电机安装板一端能够与上侧板连接，便于电机安装板的上下旋转调节安装和拆卸，同时，安装在电机安装板上的螺栓调节块与螺栓螺纹连接，只要推动电机安装板沿着螺栓上移或下移，实现连接电机的砂轮上下旋转角度的调节，而且可根据上下旋转刻度调节，实用方便，且结构简单。

更进一步地，前后移动装置18包括下底板39、电机23、联轴器、丝杠和滑块，电机23安装在下底板39上，电机23通过联轴器与丝杠连接，滑块套接于丝杠外，滑块与左右移动装置(下底板40)连接。

更进一步地，左右移动装置20包括上底板22、下底板40、电机21、联轴器、丝杠和滑块，电机21安装在下底板22上，丝杠通过联轴器与电机21连接，滑块套接于丝杠外，滑块与上底板22连接，砂轮固定装置13设置在上底板22上。

更进一步地，左侧板38和右侧板19设置在上底板22上。

更加进一步地，前后移动装置18下还设置有滑板33，滑板33上设置有指针32，靠近滑板33设置有左右旋转刻度31，指针32能够在左右旋转刻度31上显示。

清洁装置通过左右移动装置和前后移动装置实现清洁装置左右和前后的移动到已研磨加工的钻针上的对切削屑进行黏取清除。

进一步地，左右移动装置包括第一气缸33及位于在第一气缸33上的第一滑板32，第一气缸33连接第一滑板32的一端；前后移动装置包括第二气缸30及位于在第二气缸30上的第二滑板29，第二气缸30连接第二滑板29的一端，第二气缸30固定在第一滑板32上，第一气缸33与第二气缸30垂直，清洁装置固定在第二滑板29上。

通过气缸带动清洁装置左右前后移动，气缸可固定运动行程，使摄像头运行简单化，有利于全自动化编程运行能够简单，且运行方便。

更进一步地，清洁装置53包括电机10，清洁转盘，小齿轮52和固定板36，固定板36固定在前后移动装置(第二滑板29)上，电机10固定在固定板36的后侧面，电机10的输出轴从固定板36穿出至固定板36的前侧面，小齿轮52套接电机10的输出轴于固定板36的前侧面，清洁转盘可旋转的固定在固定板36的前侧面，清洁转盘与小齿轮52齿轮连接。

电机带动小齿轮转动，小齿轮带动清洁转盘转动，这时，主轴转动，带动固定在治具内的钻针转动，清洁转盘通过左右移动装置和前后移动装置移动至钻针于清洁转盘外表面上，钻针与清洁转盘相互转动，实现清洁转盘旋转清洁钻针上的切削屑，有效保证清洁转盘能够360度围着钻针清洁切屑。

更进一步地，清洁转盘包括齿轮盘37和黏盘9，黏盘9设置有凸台54，凸台54固定在固定板36上，齿轮盘37套接凸台54于黏盘9与固定板36之间。便于黏盘的替换，当黏盘上切削较多时，替换黏盘，黏盘通过清洁可循环使用。

更加进一步地，黏盘9上设置有凹槽。黏盘只要黏盘的外表面有黏性，通过黏盘的外面黏取钻针的切削屑，通过减少黏盘的重量，使得黏盘转动更加稳定，有效防止黏盘离心转动对钻针造成损坏。

更进一步地，左右移动装置(第一滑板32)上设置有聚光镜38，聚光镜38轴线能够与摄像头3轴线位于同一条水平线上。

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。

Claims (8)

1.一种全自动钻针研磨设备，其特征在于，包括上料装置、下料装置、研磨装置、清洁检测装置、旋转工作台和PLC控制装置，所述旋转工作台包括主轴和治具，所述治具固定在所述主轴内，所述PLC控制装置驱动上料装置将钻针安装于旋转工作台的治具上，旋转工作台将钻头随后依次运输到研磨装置、清洁检测装置和下料装置进行相应处理。

2.根据权利要求1所述的一种全自动钻针研磨设备，其特征在于，所述旋转工作台还包括转筒及安装在转筒上的主轴组，所述转筒由安装在所述转筒下方的伺服电机带动转动，所述伺服电机与PLC控制装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种全自动钻针研磨设备，其特征在于，所述上料装置包括置料台、机械臂机构、定位机构和第一摄像控制机构，所述置料台设置于旋转工作台的一侧，所述机械臂机构包括夹持组件，所述夹持组件固定于上下移动组件下方，所述第一摄像控制机构安装于主轴和夹持组件之间。

4.根据权利要求1所述的一种全自动钻针研磨设备，其特征在于，所述下料装置包括置料台、机械臂机构、定位机构和第二摄像控制机构，所述置料台设置于旋转工作台的一侧，所述机械臂机构包括第一夹持组件和第二夹持组件，支架设置于置料台上方，所述第二夹持组件安装于第一夹持组件与旋转工作台之间，和治具的轴线处于同一水平线上，所述第二摄像控制机构安装于主轴和第二夹持组件之间。

5.根据权利要求1所述的一种全自动钻针研磨设备，其特征在于，所述研磨装置包括研磨定位机构、研磨机构和摄像控制机构，所述研磨定位机构设置于旋转工作台的一侧，靠近所述研磨定位机构设置有用于对进行输出的第三摄像控制机构，所述摄像控制机构上设置有摄像头，所述摄像头拍摄钻针的长度、直径影像并输出到PLC控制装置，所述PLC控制装置根据钻针影像控制研磨机构对钻针进行研磨。

6.根据权利要求1所述的一种全自动钻针研磨设备，其特征在于，所述清洁检测装置包括清洁机构、定位机构和摄像控制机构，所述摄像控制机构设置于旋转工作的一侧，所述第四摄像控制机构上设置有摄像头，所述摄像头拍摄钻针清洁状况的影像并输出到PLC控制装置，所述PLC控制装置根据钻针影像控制定位机构和清洁机构对钻针进行清洁。

7.根据权利要求3到6的任一种全自动钻针研磨设备，其特征在于，所述摄像控制机构，所述摄像控制机构包括底座、基板、摄像头和固定装置，所述底座两侧分别设置有前限位板和后限位板，所述前限位板和后限位板之间设置有所述基板，所述基板位于所述底座的上方，所述基板与所述底座之间设置有螺柱，所述螺柱的首端固定在所述基板上，所述螺柱的尾端与所述底座螺纹连接，所述螺柱的尾端通过螺母固定在所述底座上；所述螺柱的中端设置有便于扳手扳动的平面，所述固定装置固定在所述基板上，所述固定装置包括上固定块与下固定块，所述上固定块与所述下固定块配合形成放置所述摄像头的孔，所述摄像头放置在该孔内，所述上固定块与所述下固定块通过紧固件连接。

8.根据权利要求3到6的任一种全自动钻针研磨设备，其特征在于，所述定位机构包括底座、气缸和定位片，所述气缸固定所述在底座侧面，所述定位片固定在所述气缸上，所述定位片上设置有与钻针配合的定位U槽，钻针位于所述定位U槽的正上方。