一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构

1.本实用新型属于一种给模具植钻的金刚石修整滚轮自动植钻机构。


背景技术：

2.金刚石修整滚轮，是用于大批量成型磨削的专用机床和齿轮磨床加工的砂轮修整工具，其采用了工作表面镶嵌了很多小颗粒金刚石回转工具修整砂轮。由于工具本身为回转体，工作时又被独立驱动做高速旋转，因此，它不仅能修成精度很高的砂轮曲面，而且修整效率、工具寿命以及操作方式等方面，对比其他工具都具有明显优势。
3.给模具植钻是生产滚轮的必不可少的工序，植钻工序有如下几个难点：
4.①
模具内型腔面复杂多变；
5.②
金刚石颗粒形状不规则且尺寸微小，通常直径在 1mm 以下；
6.③
单个模具植钻数量很大，通常在 3000 颗以上；
7.④
对植钻的均匀度有要求。
8.由于金刚石颗粒度很小且形状不规则，并且金刚石修整滚轮需植钻的部位在滚轮轴孔内部且需植钻部分石墨有凹槽，凹槽两壁也需植钻，故植钻工序自动化的实现难度很大，当前此工序主要是由人工完成。人工植钻需将金刚石颗粒一粒一粒粘在石墨上，金刚石镶嵌过程中排布极不均匀，植钻效率低下，且容易排错。


技术实现要素：

9.本实用新型要解决的技术问题是：如何提高自动化效率，因此，提供一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构。
10.本实用新型的技术方案具体为：
11.一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构，包括植钻机械手、转台机构、石墨磨具、吸管工具、金刚石震动料盘和机架；
12.所述植钻机械手由两个直线模组组成，通过两个支架固定在机架上，分别控制吸管工具在x轴和z轴上的运动；
13.所述的转台机构包括摆动气缸和旋转电机；旋转电机连接旋转圆盘；摆动气缸的输出轴通过行星齿轮机构传动连接石墨磨具夹具，石墨磨具夹具夹紧石墨磨具；
14.所述吸管工具由吸管和真空发生器组成，其中，吸管由植钻机械手夹取，且吸管与真空发生器通过电磁阀相连通；
15.金刚石震动料盘设置在机架上。
16.所述转台机构包括固定架以及设置在固定架上旋转架，旋转架与固定架之间通过旋转轴连接，旋转轴连接角度调整电机的输出轴；摆动气缸和旋转电机固定在旋转架上。
17.行星齿轮机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，石墨磨具夹具由至少三个夹爪组成，每个夹爪的一端铰接在主动齿轮上，另一端铰接在从动齿轮。
18.在吸管的上部设置有窄口，窄口距离吸管底部5个金刚石颗粒尺寸。
19.所述金刚石震动料盘包括料盘架以及设置在料盘架上的金刚石料盘；料盘架套在支撑柱上；料盘架中部设置条形孔，条形孔内设置转轴，转轴上设置偏心飞轮，转轴由驱动装置带动转动；在料盘架的上下两端分别设置顶柱。
20.本实用新型的有益效果为：利用自动植钻设备替代人工，实现小颗粒金刚石在滚轮上实现自动植钻，且能兼容绝大多数模具型腔面的需求，提升植钻效率，提高良品率。
附图说明
21.图1为本实用新型的整体结构示意图；
22.图2为转台机构的俯视图；
23.图3为旋转圆盘和石墨磨具夹具的结构示意图；
24.图4为金刚石震动料盘的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.如图1所示，一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构，包括植钻机械手1、转台机构2、石墨磨具3、吸管工具4、金刚石震动料盘5和机架6。
27.所述植钻机械手1由两个直线模组组成，通过两个支架固定在机架6上，分别控制吸管工具在x轴和z轴上的运动。上述的直线模组为现有技术，在此不再赘述。机架6由不锈钢方管焊接制作，保证设备在高速运转时的稳定性。
28.如图2、图3所示，所述转台机构2包括固定架206以及设置在固定架206上旋转架207，旋转架207与固定架206之间通过旋转轴连接，旋转轴连接角度调整电机203的输出轴，这样，角度调整电机203工作，带动旋转轴转动，从而使得旋转架207转动，这样，角度调整电机203可以调整整体转台机构的角度，可满足金刚石颗粒在磨具角度不同时的安放，保证拍排布均匀。
29.需要说明的是，为安装方便，旋转架207可以为一个矩形框架，内部中空。
30.在旋转架207上固定有摆动气缸201和旋转电机202，其中，旋转电机202通过同步带带动主轴高速旋转，主轴上连接有旋转圆盘204，由旋转电机202带动旋转圆盘204进行旋转。摆动气缸201的输出轴通过行星齿轮机构传动连接石墨磨具夹具205，从而控制石墨磨具夹具205的张开与闭合。行星齿轮机构包括相互啮合的主动齿轮208和从动齿轮209，石墨磨具夹具205由至少三个夹爪组成，每个夹爪的一端铰接在主动齿轮208上，另一端铰接在从动齿轮209，这样，摆动气缸201的输出轴转动，带动行星齿轮机构工作，由于主动齿轮208和从动齿轮209转动角度不同，从而使得每个夹爪张开或闭合。需要说明的是，放置石墨磨具3时，摆动气缸201才工作。
31.所述石墨磨具3，人工将石墨磨具3放置在旋转圆盘204上，由石墨磨具夹具205夹紧。正常工作是，石墨磨具3随旋转圆盘204进行旋转；需要更换石墨磨具3时，摆动气缸201带动石墨磨具夹具205张开，人工更换石墨磨具3。
32.所述吸管工具4由吸管和真空发生器组成，其中，吸管由植钻机械手1夹取，且吸管与真空发生器通过电磁阀相连通，真空发生器可在吸管内部产生负压，当吸管工具4在植钻机械手1的带动下，移动到金刚石震动料盘5时，真空发生器工作，使吸管内部产生负压，从而吸取金刚石震动料盘5上的金刚石颗粒。
33.进一步地，在吸管的上部设置有窄口，窄口距离吸管底部约5个金刚石颗粒尺寸，这样保证每次吸管都能吸取5个金刚石颗粒。
34.如图4所示，所述金刚石震动料盘5包括料盘架503以及设置在料盘架上的金刚石料盘501。料盘架503套在支撑柱上，支撑柱固定在机架6上。料盘架503中部设置条形孔，条形孔内设置转轴，转轴上设置偏心飞轮502，转轴由驱动装置带动转动，从而使得偏心飞轮502转动。在料盘架503的上下两端分别设置顶柱504，当偏心飞轮502转动时，循环碰到顶柱504，顶柱504带着料盘架503在支撑柱上反复上下移动，上下移动距离受条形孔的长度所限。这样，利用偏心飞轮502高速旋转，使金刚石料盘501内部的金刚石颗粒的均匀分布，以便吸管工具吸取上料。
35.本实用新型的工作过程：
36.工作前，调节真空发生器的电磁阀，从而控制吸管的吸力；然后，和摆动气缸201工作，使得石墨磨具夹具205夹紧石墨磨具3，使其达到最佳运动状态。调整x轴和z轴模组的点位和运动速度，保证取料点、植钻点的位置和整体运动周期。
37.工作时，工作人员将石墨磨具3放置在旋转圆盘204的位置，按下启动按钮，摆动气缸201旋转一定角度，带动石墨磨具夹具205动作，夹紧石墨磨具3。角度调整电机203会根据不同规格尺寸的石墨磨具去调整角度，保证吸管工具4的出料口始终可以在石墨磨具规定的位置进行植钻。金刚石震动料盘5上的偏心飞轮502旋转，同时，植钻机械手1动作，带动吸管工具4中的吸管头部位置进入到金刚石料盘501内部，电磁阀动作，真空发生器在吸管中产生负压，由于吸管上部的窄口限制，可吸取5个金刚石颗粒。植钻机械手1继续动作带动吸管工具4的头部位置运动到石墨磨具3的内圈需植钻位置，此时吸管工具4的头部位置距离内圈高度约1个金刚石颗粒的尺寸，可保证每次吸管内只吐出一个金刚石颗粒。当一个金刚石颗粒植入到石墨磨具内圈后，旋转电机202旋转一定角度，使吸管工具可进行下一个金刚石颗粒的植入。当5个金刚石颗粒全部植入石墨磨具内圈后，植钻机械手1运动使吸管工具4再次进入到金刚石料盘501内部进行吸取，重复以上动作确保石墨磨具内圈全部完成植钻工序。
38.本实用新型金刚石修整滚轮自动植钻机构实现了金刚石颗粒在滚轮上的自动植钻工序，替代人工提升植钻效率，提高产品质量。
39.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构，其特征在于：包括植钻机械手（1）、转台机构（2）、石墨磨具（3）、吸管工具（4）、金刚石震动料盘（5）和机架（6）；所述植钻机械手（1）由两个直线模组组成，通过两个支架固定在机架（6）上，分别控制吸管工具（4）在x轴和z轴上的运动；所述的转台机构（2）包括摆动气缸（201）和旋转电机（202）；旋转电机（202）连接旋转圆盘（204）；摆动气缸（201）的输出轴通过行星齿轮机构传动连接石墨磨具夹具（205），石墨磨具夹具（205）夹紧石墨磨具（3）；所述吸管工具（4）由吸管和真空发生器组成，其中，吸管由植钻机械手（1）夹取，且吸管与真空发生器通过电磁阀相连通；金刚石震动料盘（5）设置在机架（6）上。2.根据权利要求1所述的一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构，其特征在于：所述转台机构（2）包括固定架（206）以及设置在固定架（206）上旋转架（207），旋转架（207）与固定架（206）之间通过旋转轴连接，旋转轴连接角度调整电机（203）的输出轴；摆动气缸（201）和旋转电机（202）固定在旋转架（207）上。3.根据权利要求1所述的一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构，其特征在于：行星齿轮机构包括相互啮合的主动齿轮（208）和从动齿轮（209），石墨磨具夹具（205）由至少三个夹爪组成，每个夹爪的一端铰接在主动齿轮（208）上，另一端铰接在从动齿轮（209）。4.根据权利要求1所述的一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构，其特征在于：在吸管的上部设置有窄口，窄口距离吸管底部为5个金刚石颗粒尺寸。5.根据权利要求1所述的一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构，其特征在于：所述金刚石震动料盘（5）包括料盘架（503）以及设置在料盘架上的金刚石料盘（501）；料盘架（503）套在支撑柱上；料盘架（503）中部设置条形孔，条形孔内设置转轴，转轴上设置偏心飞轮（502），转轴由驱动装置带动转动；在料盘架（503）的上下两端分别设置顶柱（504）。

技术总结
一种新型金刚石修整滚轮自动植钻机构，植钻机械手由两个直线模组组成，通过两个支架固定在机架上，分别控制吸管工具在X轴和Z轴上的运动；转台机构包括摆动气缸和旋转电机；旋转电机连接旋转圆盘；摆动气缸的输出轴通过行星齿轮机构传动连接石墨磨具夹具，石墨磨具夹具夹紧石墨磨具；吸管工具由吸管和真空发生器组成，其中，吸管由植钻机械手夹取，且吸管与真空发生器通过电磁阀相连通。本实用新型利用自动植钻设备替代人工，实现小颗粒金刚石在滚轮上实现自动植钻，且能兼容绝大多数模具型腔面的需求，提升植钻效率，提高良品率。提高良品率。提高良品率。


技术研发人员：赵华东 朱振伟 秦攀科 周帅康 李战领 李金起
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/9/3