技术领域
本发明涉及水晶玻璃磨削加工设备。
技术背景
磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。普通磨床一般是一人一机的工作方式。传统的轴棒雷磨削机加工方式是：上料是至少将轴棒一端固定，然后通过磨削机构对轴棒进行磨削加工，加工完成后再将轴棒取下。
由于水晶玻璃棒的特殊性，端部夹持操作时水晶玻璃棒容易损坏，一般是后续将夹持部切除，不仅比较浪费而且操作复杂。现有的水晶玻璃棒磨削加工存在下述问题：1.端部夹持操作需要单个装夹操作，不仅效率低而且材料浪费大；2.需要多加外部的旋转力来实现水晶玻璃棒的旋转作用；4.对于不同粗细的水晶玻璃棒需要不同的夹具，水晶玻璃棒上下料采用人工操作，生产效率低；5.单个磨轮的磨削操作抵消切削力在垂直轴向上的分力，影响磨削精度。
发明内容
为了解决上述水晶玻璃棒磨削存在的问题，本发明的目的是提供一种水晶玻璃棒自动上下料，加工效率和磨削精度高的水晶玻璃棒磨削机。
本专利的技术方案是：一种水晶玻璃棒磨削机，包括机架及其上的限位装置、上料装置、磨削装置、下料装置；所述限位装置安装在机架的中部，限位装置用于对待加工的水晶玻璃棒定位；上料装置在限位装置的一端；磨削装置包括结构相同的上磨削机构和下磨削机构，上磨削机构和下磨削机构分别处于限位机构的上下两侧，上磨削机构和下磨削机构分别通过一组滑动调节模块安装在机架上；所述的上磨削机构和下磨削机构共同作用磨削处于限位装置上的水晶玻璃棒；下料装置用于输送和收集磨削完成的水晶玻璃棒；所述的上料装置、限位装置和下料装置处于同一直线上。
作为优选，所述的滑动调节模块包括第一电机、丝杠、滑板、第二电机、升降气缸和固定板；所述的滑板后部上下分别设置有横向的导轨，滑板后部中间设置有横向的丝杠滑块，滑板前部设置有两根竖直导轨；所述的滑板通过与所述的横向导轨与机架连接；所述的第一电机设置在滑板的右侧，滑板与机架连接；所述的丝杠位于滑板的后部，丝杠右端与第一电机连接，丝杠左端与所述的丝杠螺母连接；所述的第二电机安装在滑板顶部；所述的升降气缸上部与第二电机连接，升降气缸左右两边与所述的竖直导轨配合连接；所述的固定板竖直方向开设通孔，固定板安装在滑板下部。
作为优选，所述的限位装置包括四个夹板、限位板、两个V形调节块、四个调节螺栓、两个销钉座、两个弹簧和四个支撑销；所述的夹板后部横向开设有销钉孔，夹板后部纵向开设一通孔，夹板顶部横向开设一通槽，夹板前部开设直达通槽的螺纹孔；所述的夹板通过后部的销钉孔与销钉座连接；所述的销钉座连接在机架上；所述的夹板左右各两块，分别上、下对称布置，且左右两块夹板之间有空隙；所述的限位板设置在上、下夹板的中部，限位板横向放置；所述的限位板前部开设V形槽，限位板后部左右两端与分别与V形调节块连接；所述的V形调节块的上、下两端分别穿过通槽；所述的调节螺栓穿过螺纹孔与V形调节块连接；所述的支撑销穿过夹板后部的通孔与销钉座上的转销连接；弹簧上、下两侧分别与支撑销连接。
作为优选，上料装置包括第一上料电机、上料杆、储料框、上料机架、第二上料电机、齿形皮带和支撑杆；所述的第一上料电机设置于上料机架上；所述的上料杆为一阶梯轴，在右端轴向平均开设三个横槽，所述的横槽用于放置一个待加工水晶玻璃棒；所述的上料杆横向放置，上料杆左端与第一上料电机连接，上料杆右端与设置在上料机架上的轴套连接；所述的储料框设置在上料机架上，位于上料杆前部；所述的第二上料电机设置在支撑杆上；所述支撑杆设置在上料架上；所述的支撑杆横向放置，支撑杆位于上料杆后部；所述的齿形皮带包络在支撑杆上，齿形皮带两端连接有主动水晶玻璃棒和从动水晶玻璃棒；所述的主动水晶玻璃棒与第二上料电机连接；所述的从动水晶玻璃棒安装在上料机架上。
作为优选，上磨削机构包括上皮带轮、上阶梯轴、上磨轮和上支架；所述的上阶梯轴横向放置；所述的上阶梯轴右端与上皮带轮连接，左端与上阶梯轴外部的轴套间隙配合连接；所述的轴套与上支架过盈配合连接；所述的上磨轮连接在上阶梯轴上；所述的上支架连接在升降气缸上。
作为优选，所述的第一支架侧边安装有紧急制动手柄，通过旋转紧急制动手柄能实现紧急制动。
作为优选，下磨削机构上还设有精度调节机构。
作为优选，精度调节机构包括安装在第二支架前部的横进齿轮刻度盘；通过旋转横进齿轮刻度盘，调节第二磨轮和第二支架在纵向的相对位置，即用于调节纵向加工余量。
作为优选，所述的精度调节机构还包括安装在第二支架下部的调节手柄，调节手柄用于调节第二磨轮和第二支架在竖直方向的相对位置，即用于调节竖直方向的加工余量。
作为优选，下料装置包括下料电机、皮带下料框和支撑杆；所述的支撑杆横向放置，支撑杆右端通过支撑板与下料电机连接，支撑杆中部与下料框连接，支撑杆左部与机床体固定连接；皮带右端连接主动水晶玻璃棒，左端连接有从动水晶玻璃棒；所述的主动水晶玻璃棒与下料电机连接；所述的从动水晶玻璃棒与通过支撑板与支撑杆连接；所述的下料框连接在支撑杆的前部，且在顶部开设通孔使加工好的水晶玻璃棒原料落下。
本专利的技术效果是：通过处于同一直线上的上料装置、限位装置和下料装置与磨削装置配合，实现水晶玻璃棒的自动上料和下料，通过上下磨轮的对称布置实现对水晶玻璃棒的精确快速的磨削，并且能自动进给，无需多加外部动力源，以及能适应各种尺寸的水晶玻璃棒原料，适用范围广，实用性强。综上所述，本专利的水晶玻璃棒磨削机优点是自动上下料，加工效率和磨削精度高。
附图说明
图1为本发明水晶玻璃棒磨削机的结构示意图。
图2为上滑动模块示意图。
图3为限位装置示意图。
图4为上料装置示意图。
图5为磨削装置示意图。
图6为下料装置示意图。
具体实施方案
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描述。
如图1所示，一种水晶玻璃棒磨削机，包括机架1、限位装置2、上料装置3、磨削装置4、下料装置5。所述限位装置2安装在机架1的中部，且限位装置2能对待加工的水晶玻璃棒定位。上料装置3在限位装置2的左端，上料装置3安装在机架1上。磨削装置4包括结构相同的上磨削机构41和下磨削机构42。所述的上磨削机构41和下磨削机构42分别在限位机构2的上下两侧。上磨削机构41通过滑动调节模块11安装在机架1上。下磨削机构42通过下滑动调节模块12安装在机架1上。所述的上磨削机构41和下磨削机构42共同作用磨削处于限位装置上的水晶玻璃棒。所述的下料装置5在限位装置2的左侧与机架连接1，且下料装置5能把磨削加工完成的水晶玻璃棒输送和收集。所述的上料装置3、限位装置2和下料装置5，在水晶玻璃棒的输送和磨削过程时能保证水晶玻璃棒在同一轴线上。
如图2所示，滑动调节模块11包括第一电机111、丝杠112、滑板113、第二电机114、升降气缸115和固定板116。所述的滑板113后部上下分别设置有横向的导轨1131，滑板113后部中间设置有横向的丝杠滑块1132，滑板113前部设置有两根竖直导轨1133。所述的滑板113通过与所述的横向导轨1131与机架1连接。所述的第一电机111设置在滑板113的右侧，滑板113与机架1连接。所述的丝杠112位于滑板113的后部，丝杠112右端与第一电机111连接，丝杠112左端与所述的丝杠螺母1132连接。所述的第二电机114安装在滑板113顶部。所述的升降气缸115上部与第二电机114连接，升降气缸115左右两边与所述的竖直导轨1133配合连接。所述的固定板116安装滑板113的下部。
工作时第一电机111带动丝杠112旋转，丝杠112配合丝杠螺母1132带动滑板左右运动，滑轨1131与机架上的滑槽以及丝杠112共同作用，实现滑板在机架1上左右移动。第二电机114带动气缸115，气缸115两侧配合导轨1133，实现气缸115在滑板前上下移动。通过第一电机111和第二电机114的配合作用，实现气缸115底部能在X-O-Z平面内到达任意一点。优点是该气缸115移动稳定，使安置在气缸115底部的上磨削机构11稳定进给，且上磨削机构11能左右移动，从而实现局部轴段的磨削功能。
如图3所示，所述的限位装置2包括四个夹板21、限位板22、两个V形调节块23、四个调节螺栓24、两个销钉座25、两个弹簧26和四个支撑销27。所述的夹板21后部横向开设有销钉孔211，夹板21后部纵向开设一通孔212，夹板21顶部横向开设一通槽213，夹板21前部开设直达通槽的螺纹孔214。所述的夹板21通过后部的销钉孔211与销钉座26连接。所述的销钉座26连接在机架1上。所述的夹板21左右各两块，分别上、下对称布置，且左右夹板21中部有空隙。所述的限位板22设置在上、下夹板21的中部，限位板22横向放置。所述的限位板22前部开设V形横槽，限位板22后部左右两端与分别与V形调节块23连接。所述的V形调节块23上、下两端分别穿过通槽213。所述的调节螺栓24穿过螺纹孔214与V形调节块连接。所述的支撑销26穿过夹板21后部的通孔212与销钉座25上的转销连接。弹簧25上、下两侧分别与支撑销26连接。
工作时，根据加工料的轴大小径旋转调节螺栓24，从而调节限位板23位置，并使限位板23位置固定，限位板23用于加工时限制Y轴方向的移动自由度。通过夹板21绕后部的销钉孔211旋转，在水晶玻璃棒轴径变化时上下夹板间距会随之适宜变化，从而适应不同轴径的水晶玻璃棒。限位板23前部开设横向V形槽，防止水晶玻璃棒运输时掉落。支撑销26配合弹簧25，防止在无水晶玻璃棒支撑下上下夹板闭合，从而导致加工过程停止。四个夹板21和限位板22配合，有效限定水晶玻璃棒的位置。
优点是该限位装置能根据不同的水晶玻璃棒调节限位板23的初位置，用来适应不同轴径的水晶玻璃棒，且在加工时保证水晶玻璃棒的确定位置，以及加工能连续进行，实现自动化。
如图4所示，所述的料装置3包括第一上料电机31、上料杆32、储料框33、上料机架34、第二上料电机35、齿形皮带36和支撑杆37。所述的第一上料电机31设置于上料机架34上。所述的上料杆32为一阶梯轴，在右端轴向平均开设三个横槽321，所述的横槽321放置一个待加工水晶玻璃棒。所述的上料杆横向32放置，上料杆32左端与第一上料电机连接，上料杆32右端与设置在上料机架34上的轴套341连接。所述的储料框33设置在上料机架34上，位于上料杆32前部。所述的第二上料电机35设置在支撑杆37上。所述支撑杆37设置在上料架34上。所述的支撑杆37横向放置，支撑杆37位于上料杆后部。所述的齿形皮带36包络在支撑杆37上，齿形皮带36两端连接有主动水晶玻璃棒361和从动水晶玻璃棒362。所述的主动水晶玻璃棒361与第二上料电机35连接。所述的从动水晶玻璃棒安装在上料机架34上。
工作时，处于储料框33中水晶玻璃棒在重力作用下，掉落至上料杆前部的32的横槽当中，此时上料杆32在第一上料电机31带动下把水晶玻璃棒放置在送料杆32后部的齿形皮带36上，而后第一上料电机31停止。此时第二上料电机35启动，并带动齿形皮带26，从而运输水晶玻璃棒，当水晶玻璃棒运输出上料杆32的横槽中后，第二上料电机35停止，第一上料电机31再启动，开始下一个循环。
该上料装置优点是能实现水晶玻璃棒自动上料，且上料单一不卡壳。整体配合紧密，上料可靠，稳定，上料井然有序。
如图5所示，所述的上磨削机构41，包括第一皮带轮411、第一阶梯轴412、第一磨轮413和第一支架414。所述的第一阶梯轴横向放置。所述的第一阶梯轴412右端与第一皮带轮411连接，左端与第一阶梯轴412外部的轴套4121间隙配合连接。所述的轴套4121与第一支架414过盈配合连接。所述的第一磨轮413连接在第一阶梯轴412上。所述的第一支架414安置在上升降气缸115下部。
所述的第二磨削机构42与第一磨削机构41的部件连接关系和位置关系分别对应相同。下磨削机构42包括第二皮带轮421、第二阶梯轴422、第二磨轮423和第二支架424。下磨削机构42上还设有精度调节机构，精度调节机构包括安装在第二支架424前部的横进齿轮刻度盘4241；通过旋转横进齿轮刻度盘4241，调节第二磨轮423和第二支架424在纵向的相对位置，即用于调节纵向加工余量。调节手柄4242安装在第二支架424的下部，调节手柄用于调节第二磨轮423和第二支架424在竖直方向的相对位置，即用于调节竖直方向的加工余量。
工作时，外部的动力源带动第一皮带轮411转动，皮带轮411通过上阶梯轴412带动上磨轮413顺时针旋转，下磨轮的传动方式同上磨轮，下磨轮423逆时针转动，同步靠近水晶玻璃棒，并共同对水晶玻璃棒进行磨削过程。由于上下磨轮的对称布置，抵消切削力在竖直方向的分力，而切削力在纵向的分力均是Y轴负方向，由于上述的限位板22限制Y轴的移动自由度，从而导致水晶玻璃棒在加工时能实现逆时针轴向转动。
该磨削装置优点是通过两个磨轮共同磨削，效率高。且由于抵消了切削力竖直方向分力，能防止水晶玻璃棒变形，从而提高加工精度，并且更好保护轴承的破环。由于水晶玻璃棒的逆时针转动，能磨削全部外表面，无需多加外部的动力使水晶玻璃棒转动，结构简洁的同时，精度也得以保证。
如图6所示，所述的下料装置5包括下料电机51、皮带52下料框53和支撑杆54。所述的支撑杆54横向放置，支撑杆54右端通过支撑板与下料电机51连接，支撑杆54中部与下料框53连接，支撑杆54左部与机床体1固定连接。皮带52右端连接主动水晶玻璃棒521，左端连接有从动水晶玻璃棒522。所述的主动水晶玻璃棒521与下料电机51连接。所述的从动水晶玻璃棒522与通过支撑板与支撑杆54连接。所述的下料框53安置在支撑杆54的前部，且在顶部开设通孔。
工作时，下料电机51通过主动水晶玻璃棒521带动皮带52运动。当磨削装置4复位、停止磨削时，下料电机51启动，并带动皮带52运动，皮带52通过摩擦方式把一个加工完成的水晶玻璃棒输送至下料框53顶部，在重力的作用下，水晶玻璃棒落入下料框中，而后下料电机51停止，其后在上料装置3的推动下，限位机构2上加工完成的水晶玻璃棒会被推到皮带52上，由于皮带52此时静止不动会产生摩擦力，通过摩擦力和上料装置3的推动力，把待加工的水晶玻璃棒固定在限位装置2中间等待加工。直到下一次磨削装置4复位，又开始下一次循环的输送过程。
该下料装置优点是能实现自动输送和收集，并且通过摩擦力和上料装置3共同作用，限制了水晶玻璃棒X轴的移动自由度。输送平稳，井然有序，结构简洁，效率高。
综上所述，本发明是集自动上料、自动进给、自动磨削、自动下料于一体的自动水晶玻璃棒磨削机，上料装置3、限位装置2和下料装置5上的水晶玻璃棒处于同一直线上，上料装置3和下料装置5停止运动时，通过加工完成水晶玻璃棒和皮带52的摩擦，以及待加工水晶玻璃棒和齿形皮带36的摩擦限制水晶玻璃棒X轴移动，加工时上下磨轮限制Y、Z轴的转动和Z轴的移动，再通过限位板限制Y轴的移动，至此只留下X轴的转动。通过上下磨轮的对称布置，一是实现抵消切削力的竖直分力保护水晶玻璃棒，二是通过上下磨轮的速度差实现水晶玻璃棒旋转，从而达到自动旋转进给。上下磨轮的共同磨削作用，使得效率大大提高。整体磨床效率高，磨削精度好，能适应不同粗细的水晶玻璃棒，且能随意选择要加工的位置。
由于在上料装置3和限位装置2以及下料装置5上的水晶玻璃棒6在同一轴线上，在上料装置3的推动和水晶玻璃棒的摩擦作用下，待加工的水晶玻璃棒和加工完成的水晶玻璃棒限定待加工水晶玻璃棒X方向的移动自由度。上料装置3停止上料，此时上磨轮413启动并顺时针转动，下磨轮423启动并逆时针转动，且在两组滑动调节模块作用下,同时移动到左右夹板中间的空挡部分，且处于待加工的水晶玻璃棒上下两侧，从而限定了待加工水晶玻璃棒Y轴方向的移动自由度和Y、Z转动自由度。限位板22限定Y方向的移动自由度，据此只剩下待加工水晶玻璃棒X轴的转动自由度。此后磨削开始，由于各项自由度限定，只要保证上下磨轮间距则保证加工精度。由于上磨轮转速大于下磨轮转速，且X轴旋转自由度未限制，从而导致水晶玻璃棒逆时针转动，完成旋转进给运动。完成磨削过程后，上下磨轮复位、停止。下料装置5启动，完成下料之后停止。而后上料装置3启动，以此开始实现下一个循环。特点是上料装置3自动上料且上料稳定，限位装置2和磨削装置4共同作用，限定水晶玻璃棒的各个自由度，保证精确度的同时实现自动旋转进给，无需多加外部的动力源，下料装置5实现自动下料和收集。通过上下磨轮413和下磨轮423的对称布置，在磨削的过程中抵消切削力在竖直方向的分力，防止水晶玻璃棒在加工时跳动变形，从而保证磨削精度，上、下磨轮的共同磨削提高磨削的效率。
