自动磨床的制作方法

1.本实用新型涉及锯片基体加工设备领域，特别是一种自动磨床。


背景技术：

2.现有的磨床在加工锯片基体时，多采用人工上料、测量、翻面和下料，每人通常仅能操作两台磨床，劳动强度高，加工效率较低。cn102328251a记载了一种智能化卧轴圆台平面磨床，通过在工作台、翻面装置和工件存储位的上方设有机械手，实现了锯片的自动上料、测量、翻面和下料。但是该结构的机械手工作路径为一条直线，自动测厚装置需要伸缩以适配机械手的动作，这对测量精度有一定影响。cn212885441u记载了一种自动化锯片磨床，该方案记载了一台六轴机械手给四台磨床同时实现上料和下料的方案，能够提高工作效率，但是该方案中缺少精确控制锯片磨削厚度的测量装置，而且，六轴机械手具有六个关节，且每个关节都有独立的伺服电机和rv高精度减速器，设备成本也较高。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动磨床，能够便利的实现锯片基体的自动化上料、下料、翻面和厚度测量，能够提高设备的自动化水平，大幅降低劳动成本，提高加工效率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种自动磨床，包括第一工位、第二工位、测厚装置、翻面装置和机械臂；
5.所述的第一工位和第二工位位于磨床的磨床工作台附近，用于分别放置待加工和已加工的锯片基体；
6.测厚装置位于磨床工作台附近，测厚装置设有位移传感器，用于检测锯片基体的厚度；
7.翻面装置位于磨床工作台的一侧，用于将锯片基体翻面后放置在磨床工作台上；
8.机械臂位于磨床的一侧，用于在第一工位、第二工位、测厚装置和翻面装置之间输送锯片基体；
9.所述的机械臂采用四轴五关节机械臂。
10.优选的方案中，机械臂的结构为：底座与竖直的第一轴构件可转动的连接，第一轴构件通过水平的第二轴构件与第一臂可转动的连接，第一臂通过水平的第三轴构件与第二臂可转动的连接，第二臂通过从动关节与第二三角件铰接，第二三角件与第四轴构件连接，第四轴构件底部设有机械手，机械手的底部设有负压或电磁吸取装置；
11.第一轴构件设有第一轴驱动装置,用于驱动第一轴构件沿竖直轴旋转；第二轴构件设有第二轴驱动装置，用于驱动第一臂的一端沿水平轴旋转；第三轴构件设有第三轴驱动装置，用于驱动第二臂的一端沿水平轴旋转；第四轴构件设有第四轴驱动装置，用于驱动机械手沿竖直轴旋转；
12.第一连杆的一端与第一轴构件铰接，第一连杆的另一端与第一三角连接件的一端
铰接，第一三角连接件的另外两端分别与第三轴构件和第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与第二三角件的一端铰接，以使机械手的底部始终保持水平。
13.优选的方案中，所述的翻面装置包括一托盘，托盘上设有负压或电磁吸取装置,托盘通过连接杆与转轴连接，转轴由气缸或电机驱动旋转，以使托盘在磨床工作台的一侧和磨床工作台上方两个位置之间翻转摆动。
14.优选的方案中，测厚装置位于磨床工作台的一侧，测厚装置的结构为，在检测台板靠近边缘的上方设有升降装置，升降装置的底部设有测量杆，升降装置内设有位移传感器。
15.优选的方案中，检测台板表面设有多个凸出的支撑柱，各个支撑柱排列成三角形，排列成三角形的支撑柱共用一个顶点，顶点位于测量杆附近，三角形两侧设有多个支撑柱，以对应不同直径的锯片基体。
16.优选的方案中，还包括磨床，所述的磨床包括磨床砂轮主轴,磨床工作台,升降底座和横动底座；
17.磨床砂轮主轴采用轴承结构主轴或者静压高速主轴；磨床砂轮主轴安装在主轴座上，主轴座安装在升降底座上；
18.磨床工作台设有电机，以通过多楔带驱动电磁磁盘旋转，磨床工作台的转盘底座设有倾斜角调节机构，所述的倾斜角调节机构采用多个沿圆周布置的螺栓进行调节；在电磁磁盘上设有顶起机构，所述的顶起机构为气缸，用于将加工好的锯片基体顶起；
19.升降底座和磨床工作台安装在横动底座上。
20.优选的方案中，第一工位和第二工位设置在磨床靠近磨床工作台的一端，在第一工位和第二工位设有工件定位板，工件定位板上设有开口槽，在上料车上设有工件座，工件座与开口槽定位配合，工件座顶部固设有竖直的分片杆，用于实现锯片基体分片和锯片基体的定位。
21.优选的方案中，上料车的车体底部设有轮子，工件座与车体之间可升降的滑动连接，以使工件座在工件定位板的开口槽定位；
22.工件座与车体之间设有气缸、液压缸、齿轮齿条机构、杠杆机构、凸轮机构或丝杠螺母机构，用于驱动工件座升降；
23.在第一工位或第二工位设有检测传感器，检测传感器包括光电传感器、磁传感器或接近开关，检测传感器用于检测锯片基体。
24.优选的方案中，压把通过压把轴与车体连接，压把的端头成“l”形弯折，在压把的自由端设有顶升轮，顶升轮位于工件座的底部，以使压下压把后，顶升轮将工件座顶起。
25.另一可选的方案中，在工件定位板两侧设有竖直布置的工位侧板，工位侧板上设有顶升槽，顶升槽为倒“l”形弯折槽；
26.压把通过抬升轴与车体连接，在压把上还设有抬升轮，压把的端头成“l”形弯折，抬升轮在抬升时位于顶升槽内，以使压下压把后，抬升轮使整个车体抬起离开地面。
27.优选的方案中，在开口槽的底部设有锥孔，锥孔的底部设有阶台孔；
28.在工件座的顶部设有导向锥，导向锥的底部设有定位阶台，定位阶台与阶台孔接触，用于实现工件座与开口槽之间的定位。
29.本实用新型提供的一种自动磨床，能够利用机械臂实现锯片基体的自动上料、自动翻面、自动精确测厚。测厚装置、第一工位和第二工位的位置设置，能够大幅减少设备的
占用空间，且整个加工流程顺畅，加工效率高。采用的四轴五关节机械臂能够在确保完成自动化输送锯片基体的基础上，大幅降低设备成本。
附图说明
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
31.图1为本实用新型的立面结构示意图。
32.图2为本实用新型的俯视结构示意图。
33.图3为本实用新型的侧视图。
34.图4为本实用新型的中机械臂的主视图。
35.图5为本实用新型的中机械臂的右视图。
36.图6为本实用新型的上料车的主视图。
37.图7为本实用新型的上料车另一优选结构的主视图。
38.图8为本实用新型的上料车的工件座与工件定位板定位配合的结构示意图。
39.图9为本实用新型的测厚装置的俯视图。
40.图中：磨床1，磨床工作台2，测厚装置3，锯片基体4，第一工位5，工件定位板51，工位侧板52，顶升槽53，锥孔54，开口槽55，上料车6，分片杆61，压把62，工件座63，顶升轮64，压把轴65，车体66，轮子67，导向锥68，定位阶台69，检测传感器7，翻面装置8，机械臂9，底座901，第一轴驱动装置902，第一轴构件903，第二轴构件904，第一连杆905，第一臂906，第一三角连接件907，第二臂908，从动关节909，第三轴构件910，第二三角件911，第四轴构件912，第二连杆913，机械手914，第二轴驱动装置915，第三轴驱动装置916，第四轴驱动装置917，支撑柱10，第二工位11，检测台板12。
具体实施方式
41.实施例1：
42.如图1~3中，一种自动磨床，包括第一工位5、第二工位11、测厚装置3、翻面装置8和机械臂9；
43.优选的，还包括磨床1，所述的磨床包括磨床砂轮主轴101,磨床工作台2,升降底座102和横动底座103；
44.磨床砂轮主轴101采用轴承结构主轴或者静压高速主轴；磨床砂轮主轴101安装在主轴座上，主轴座安装在升降底座102上；
45.磨床工作台2设有电机，以通过多楔带驱动电磁磁盘旋转，磨床工作台2的转盘底座104设有倾斜角调节机构，所述的倾斜角调节机构采用多个沿圆周布置的螺栓进行调节；在电磁磁盘上设有顶起机构，所述的顶起机构为气缸，用于将加工好的锯片基体4顶起；
46.升降底座102和磨床工作台2安装在横动底座103上。
47.所述的第一工位5和第二工位11位于磨床1的磨床工作台2附近，用于分别放置待加工和已加工的锯片基体4；
48.测厚装置3位于磨床工作台2附近，测厚装置3设有位移传感器，用于检测锯片基体4的厚度；
49.翻面装置8位于磨床工作台2的一侧，用于将锯片基体4翻面后放置在磨床工作台2
上；
50.机械臂9位于磨床1的一侧，用于在第一工位5、第二工位11、测厚装置3和翻面装置8之间输送锯片基体4；
51.所述的机械臂9采用四轴五关节机械臂。由此结构，实现由机械臂9上料到磨床工作台2，磨床1的磨头对磨床工作台2上的锯片基体4进行磨削加工。然后再由机械臂9将锯片基体4取下在测厚装置3进行厚度测量，测量后的锯片基体4放置在翻面装置8将锯片基体4翻面后放到磨床工作台2上。磨头对锯片基体4的另一面进行磨削加工，达到预设厚度后，机械臂9将锯片基体4取下下料。
52.优选的方案如图4、5中，机械臂9的结构为：底座901与竖直的第一轴构件903可转动的连接，第一轴构件903通过水平的第二轴构件904与第一臂906可转动的连接，第一臂906通过水平的第三轴构件910与第二臂908可转动的连接，第二臂908通过从动关节909与第二三角件911铰接，第二三角件911与第四轴构件912连接，第四轴构件912底部设有机械手914，机械手914的底部设有负压或电磁吸取装置；
53.第一轴构件903设有第一轴驱动装置902,用于驱动第一轴构件903沿竖直轴旋转；第二轴构件904设有第二轴驱动装置915，用于驱动第一臂906的一端沿水平轴旋转；第三轴构件910设有第三轴驱动装置916，用于驱动第二臂908的一端沿水平轴旋转；第四轴构件912设有第四轴驱动装置917，用于驱动机械手914沿竖直轴旋转；
54.第一连杆905的一端与第一轴构件903铰接，第一连杆905的另一端与第一三角连接件907的一端铰接，第一三角连接件907的另外两端分别与第三轴构件910和第二连杆913的一端铰接，第二连杆913的另一端与第二三角件911的一端铰接，以使机械手914的底部始终保持水平。由此结构，以四驱动轴的结构，即可实现锯片基体4的输送，通过节省了两组驱动轴的结构，降低了机械臂9的成本。
55.优选的方案如图2中，所述的翻面装置8包括一托盘，托盘上设有负压或电磁吸取装置,托盘通过连接杆与转轴连接，转轴由气缸或电机驱动旋转，以使托盘在磨床工作台2的一侧和磨床工作台2上方两个位置之间翻转摆动。翻面装置8属于现有技术。
56.优选的方案如图1、2、3、9中，测厚装置3位于磨床工作台2的一侧，以节省空间，且减少机械臂9的行程。测厚装置3的结构为，在检测台板12靠近边缘的上方设有升降装置，升降装置的底部设有测量杆，升降装置内设有位移传感器。升降装置可以采用气缸或丝杠螺母机构，优选采用气缸。
57.优选的方案如图9中，检测台板12表面设有多个凸出的支撑柱10，支撑柱10的顶部构成测量基准，各个支撑柱10排列成三角形，排列成三角形的支撑柱10共用一个顶点，顶点位于测量杆附近，三角形两侧设有多个支撑柱10，以对应不同直径的锯片基体4。
58.优选的方案如图1~3中，第一工位5和第二工位11设置在磨床1靠近磨床工作台2的一端，在第一工位5和第二工位11设有工件定位板51，工件定位板51上设有开口槽55，在上料车6上设有工件座63，工件座63与开口槽55定位配合，工件座63顶部固设有竖直的分片杆61，如图6、7中，用于实现锯片基体4分片和锯片基体4的定位。
59.优选的方案如图1、2、6、7中，上料车6的车体66底部设有轮子67，工件座63与车体66之间可升降的滑动连接，以使工件座63在工件定位板51的开口槽55定位；
60.工件座63与车体66之间设有气缸、液压缸、齿轮齿条机构、杠杆机构、凸轮机构或
丝杠螺母机构，用于驱动工件座63升降；
61.如图1中，在第一工位5或第二工位11设有检测传感器7，检测传感器7包括光电传感器、磁传感器或接近开关，检测传感器7用于检测锯片基体4。当第一工位5作为上料工位时，锯片基体4加工完成，工件座63上没有锯片基体4时，则检测传感器7发出待加工锯片基体4缺料的信号，plc即控制磨床1停止工作待料。
62.优选的方案如图7中，压把62通过压把轴65与车体66连接，压把62的端头成“l”形弯折，在压把62的自由端设有顶升轮64，顶升轮64位于工件座63的底部，以使压下压把62后，顶升轮64将工件座63顶起。由此结构，使锯片基体4被精确定位。
63.上料车6的另一可选的方案中，如图1、6中，在工件定位板51两侧设有竖直布置的工位侧板52，工位侧板52上设有顶升槽53，顶升槽53为倒“l”形弯折槽；
64.压把62通过抬升轴651与车体连接，在压把62上还设有抬升轮641，压把62的端头成“l”形弯折，抬升轮641在抬升时位于顶升槽53内，以使压下压把62后，抬升轮641使整个车体66抬起离开地面。由此结构，实现锯片基体4的精确定位。
65.优选的方案如图8中，在开口槽55的底部设有锥孔54，锥孔54的底部设有阶台孔；
66.在工件座63的顶部设有导向锥68，导向锥68的底部设有定位阶台69，定位阶台69与阶台孔接触，用于实现工件座63与开口槽55之间的定位。当顶升轮64将工件座63顶起，则阶台孔与定位阶台69紧密接触，则实现精确定位，便于机械臂9的机械手914抓取锯片基体4。
67.使用时，如图1中，待加工的锯片基体4放置在上料车6的工件座63上，如图8中，锯片基体4的孔穿在分片杆61上。将上料车6推到第一工位5，工件座63卡入到开口槽55内，如图7中所示，压下压把62，顶升轮64把工件座63顶起，导向锥68和锥孔引导定位阶台69与阶台孔紧密接触，工件座63被精确定位。
68.另一可选的方案如图1、6中，抬升轴651的两端进入到工位侧板52的顶升槽53内，压下压把62，抬升轮641将车体66整个抬起，导向锥68和锥孔引导定位阶台69与阶台孔紧密接触，工件座63被精确定位。
69.机械臂9动作到第一工位5上方，机械手914将顶部的锯片基体4吸取，机械手914移动到略高于分片杆61顶端的地方，然后再平移，使锯片基体4与下面粘接的锯片基体4分开。机械手914将锯片基体4放置到磨床工作台2上，磨床1的磨头将锯片基体4打磨至预设厚度，然后机械手914将锯片基体4吸取后放置在检测台板12上，测厚装置3的升降装置下降，升降装置的底部设有检测杆，当检测杆的下端与锯片基体4接触，测厚装置3的位移传感器根据检测杆的行程即计算到锯片基体4的厚度。从而得出锯片基体4另一面的加工余量，机械臂9的机械手914将锯片基体4放置到翻面装置8的托盘上，翻面装置8的托盘将锯片基体4翻面后落到磨床工作台2上，磨床1的磨头加工锯片基体4的另一面，加工完成后，磨头停止工作，机械手914将锯片基体4抓取后放置到第二工位11的工件座63上，直至第一工位5的锯片基体4全部加工完成。检测传感器7发出信号，提醒再次备料。优选的方案中，通常锯片基体4毛坯测量一次，磨完两面以后再测量一次，磨床自动均分两边的余量，以提高加工效率。当磨床加工质量稳定时，可以设定加工多片锯片基体4才测一次厚度。
70.上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新
型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自动磨床，其特征是：包括第一工位（5）、第二工位（11）、测厚装置（3）、翻面装置（8）和机械臂（9）；所述的第一工位（5）和第二工位（11）位于磨床（1）的磨床工作台（2）附近，用于分别放置待加工和已加工的锯片基体（4）；测厚装置（3）位于磨床工作台（2）附近，测厚装置（3）设有位移传感器，用于检测锯片基体（4）的厚度；翻面装置（8）位于磨床工作台（2）的一侧，用于将锯片基体（4）翻面后放置在磨床工作台（2）上；机械臂（9）位于磨床（1）的一侧，用于在第一工位（5）、第二工位（11）、测厚装置（3）和翻面装置（8）之间输送锯片基体（4）；所述的机械臂（9）采用四轴五关节机械臂。2.根据权利要求1所述的一种自动磨床，其特征是：机械臂（9）的结构为：底座（901）与竖直的第一轴构件（903）可转动的连接，第一轴构件（903）通过水平的第二轴构件（904）与第一臂（906）可转动的连接，第一臂（906）通过水平的第三轴构件（910）与第二臂（908）可转动的连接，第二臂（908）通过从动关节（909）与第二三角件（911）铰接，第二三角件（911）与第四轴构件（912）连接，第四轴构件（912）底部设有机械手（914），机械手（914）的底部设有负压或电磁吸取装置；第一轴构件（903）设有第一轴驱动装置（902）,用于驱动第一轴构件（903）沿竖直轴旋转；第二轴构件（904）设有第二轴驱动装置（915），用于驱动第一臂（906）的一端沿水平轴旋转；第三轴构件（910）设有第三轴驱动装置（916），用于驱动第二臂（908）的一端沿水平轴旋转；第四轴构件（912）设有第四轴驱动装置（917），用于驱动机械手（914）沿竖直轴旋转；第一连杆（905）的一端与第一轴构件（903）铰接，第一连杆（905）的另一端与第一三角连接件（907）的一端铰接，第一三角连接件（907）的另外两端分别与第三轴构件（910）和第二连杆（913）的一端铰接，第二连杆（913）的另一端与第二三角件（911）的一端铰接，以使机械手（914）的底部始终保持水平。3.根据权利要求1所述的一种自动磨床，其特征是：所述的翻面装置（8）包括一托盘，托盘上设有负压或电磁吸取装置,托盘通过连接杆与转轴连接，转轴由气缸或电机驱动旋转，以使托盘在磨床工作台（2）的一侧和磨床工作台（2）上方两个位置之间翻转摆动。4.根据权利要求1所述的一种自动磨床，其特征是：测厚装置（3）位于磨床工作台（2）的一侧，测厚装置（3）的结构为，在检测台板（12）靠近边缘的上方设有升降装置，升降装置的底部设有测量杆，升降装置内设有位移传感器；检测台板（12）表面设有多个凸出的支撑柱（10），各个支撑柱（10）排列成三角形，排列成三角形的支撑柱（10）共用一个顶点，顶点位于测量杆附近，三角形两侧设有多个支撑柱（10），以对应不同直径的锯片基体（4）。5.根据权利要求4所述的一种自动磨床，其特征是：还包括磨床（1），所述的磨床包括磨床砂轮主轴（101）,磨床工作台（2）,升降底座（102）和横动底座（103）；磨床砂轮主轴（101）采用轴承结构主轴或者静压高速主轴；磨床砂轮主轴（101）安装在主轴座上，主轴座安装在升降底座（102）上；磨床工作台（2）设有电机，以通过多楔带驱动电磁磁盘旋转，磨床工作台（2）的转盘底
座（104）设有倾斜角调节机构，所述的倾斜角调节机构采用多个沿圆周布置的螺栓进行调节；在电磁磁盘上设有顶起机构，所述的顶起机构为气缸，用于将加工好的锯片基体（4）顶起；升降底座（102）和磨床工作台（2）安装在横动底座（103）上。6.根据权利要求1所述的一种自动磨床，其特征是：第一工位（5）和第二工位（11）设置在磨床（1）靠近磨床工作台（2）的一端，在第一工位（5）和第二工位（11）设有工件定位板（51），工件定位板（51）上设有开口槽（55），在上料车（6）上设有工件座（63），工件座（63）与开口槽（55）定位配合，工件座（63）顶部固设有竖直的分片杆（61），用于实现锯片基体（4）分片和锯片基体（4）的定位。7.根据权利要求6所述的一种自动磨床，其特征是：上料车（6）的车体（66）底部设有轮子（67），工件座（63）与车体（66）之间可升降的滑动连接，以使工件座（63）在工件定位板（51）的开口槽（55）定位；工件座（63）与车体（66）之间设有气缸、液压缸、齿轮齿条机构、杠杆机构、凸轮机构或丝杠螺母机构，用于驱动工件座（63）升降；在第一工位（5）或第二工位（11）设有检测传感器（7），检测传感器（7）包括光电传感器、磁传感器或接近开关，检测传感器（7）用于检测锯片基体（4）。8.根据权利要求7所述的一种自动磨床，其特征是：压把（62）通过压把轴（65）与车体（66）连接，压把（62）的端头成“l”形弯折，在压把（62）的自由端设有顶升轮（64），顶升轮（64）位于工件座（63）的底部，以使压下压把（62）后，顶升轮（64）将工件座（63）顶起。9.根据权利要求6所述的一种自动磨床，其特征是：在工件定位板（51）两侧设有竖直布置的工位侧板（52），工位侧板（52）上设有顶升槽（53），顶升槽（53）为倒“l”形弯折槽；压把（62）通过抬升轴（651）与车体连接，在压把（62）上还设有抬升轮（641），压把（62）的端头成“l”形弯折，抬升轮（641）在抬升时位于顶升槽（53）内，以使压下压把（62）后，抬升轮（641）使整个车体（66）抬起离开地面。10.根据权利要求6~9中任一项所述的一种自动磨床，其特征是：在开口槽（55）的底部设有锥孔（54），锥孔（54）的底部设有阶台孔；在工件座（63）的顶部设有导向锥（68），导向锥（68）的底部设有定位阶台（69），定位阶台（69）与阶台孔接触，用于实现工件座（63）与开口槽（55）之间的定位。

技术总结
本实用新型提供一种自动磨床，包括第一工位、第二工位、测厚装置、翻面装置和机械臂；所述的第一工位和第二工位位于磨床的磨床工作台附近，用于分别放置待加工和已加工的锯片基体；测厚装置位于磨床工作台附近，测厚装置设有位移传感器，用于检测锯片基体的厚度；翻面装置位于磨床工作台的一侧，用于将锯片基体翻面后放置在磨床工作台上；机械臂位于磨床的一侧，用于在第一工位、第二工位、测厚装置和翻面装置之间输送锯片基体；所述的机械臂采用四轴五关节机械臂。本实用新型能够大幅减少设备的占用空间，且整个加工流程顺畅，加工效率高。采用的四轴五关节机械臂能够在确保完成自动化输送锯片基体的基础上，大幅降低设备成本。大幅降低设备成本。大幅降低设备成本。


技术研发人员：吴滨 吴迪
受保护的技术使用者：宜昌迪森智能科技有限公司
技术研发日：2021.07.14
技术公布日：2022/3/8