CN101408399B - 移动工作台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动工作台，包括机座、直线导轨副、工作平台、直齿条、传动机构和第一行程开关。机座包括位于其两侧按前后方向设置的两个导轨槽、位于其中部按前后方向设置的的齿条槽。直线导轨副有2个，每个直线导轨副包括导轨和与导轨滚动接触的各个滑块。工作平台包括相连接的传动平台和定位平台，还包括第一挡块。传动机构包括电动机、减速器和齿轮箱。直齿条安装于齿条槽上，齿轮箱的输出齿轮与直齿条相啮合。本发明在定位平台上设置定位销，通过与随行夹具底部的定位孔的配合而可以使随行夹具被精确定位在定位平台上，从而使得三坐标测量仪可以对被随行夹具所夹紧的工件进行精确的测量。

Description

移动工作台

技术领域

本发明涉及一种移动工作台，尤其涉及一种大型工件测量用的移动工作台。

背景技术

柴油机机体是柴油机的骨架，柴油机质量的好坏，机体的质量起着关键的作用。因对加工好的机体，对它的精度测量是非常重要的。三坐标测量机是一种新型的测量仪器。它与传统测量工具比较，可以一次装夹，完成很多尺寸的测量，包括很多传统测量仪器无法进行的测量，更能输入CAD模型，在模型上采点进行自动测量。它的精度受他的结构、材料、驱动系统、光栅尺等各个环节影响。它的光栅尺分辨率一般在0.0005mm，测量时精度又受当时的温度、湿度、震动等很多环境因素影响。因此国际上的高标准测量，是要求对每一台加工后的柴油机机体必须都要进行三坐标(X、Y、Z三方向)测量。为使被测量工件顺利到达三坐标测量仪的测量位置，就必须配备一种移动工作台。

同时对柴油机机体进行三坐标测量时还需要达到以下标准：

(1)柴油机机体与工作台不分开以保持其精确定位；

(2)柴油机机体与工作台被传输到三坐标测量机的测量位置上重复定位的精度要达到0.15mm。

对此，美国GE公司采用两台双交换工作台龙门加工中心组合成柔性加工单元。这种双交换工作台可以分开使用还可以上下移动进行交换。因此，该公司将柴油机机体安装固定在交换工作台上，与任何一个交换工作台成为一体，加工完后柴油机机体连同交换工作台一同被移下，然后通过轨道系统被传输到三坐标测量的位置上进行精密测量。由于工作台始终与柴油机机体不分离，因而很容易满足精确定位的要求。

但是我国现有工厂使用的龙门加工中心一般是双工作台联挂的形式。这种形式的龙门加工中心的两个工作台只能在机床上分开使用，不能从机床上移下，因此无法也不可能实现工作台交换和移动。同时也没有能使大型工件在三坐标测量仪上进行测量时移动到位的移动工作台。因此迫切的需要一种新的操作方法以及与这种新操作方法相配套的的移动工作台。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动工作台，该移动工作台能够将工件定位准确地传输到需要的位置。

实现本发明目的的技术方案是采用一种移动工作台，它能在对夹紧了工件的随行夹具进行精确定位的同时将工件及随行夹具运输到需要的测量位置。

具体地说这种移动工作台，包括机座、直线导轨副、工作平台、直齿条、传动机构和第一行程开关。机座包括位于其两侧按前后方向设置的两个导轨槽、位于其中部按前后方向设置的的齿条槽。导轨槽分别为左导轨槽和右导轨槽。直线导轨副有2个，每个直线导轨副包括导轨和与导轨滚动接触的各个滑块。左侧直线导轨副的导轨固定安装在机座的左导轨槽上。右侧直线导轨副的导轨固定安装在机座的右导轨槽上。工作平台与各个滑块由螺栓连接。工作平台包括相连接的传动平台和定位平台，还包括第一挡块。传动机构包括电动机、减速器和齿轮箱。电动机由其电机外壳固定在传动平台上，减速器由其箱体固定在传动平台上，齿轮箱由其箱体固定在传动平台上。电动机由其输出轴与减速器的输入齿轮固定连接，减速器由其输出轴与齿轮箱的输入齿轮固定连接；定位平台上设置有定位销和卡槽。直齿条安装于齿条槽上，齿轮箱的输出齿轮与直齿条相啮合。第一挡块固定在定位平台的前端，第一行程开关位于机座的前端。

作为优选，所述工作平台的定位平台的定位销有两个，分别为圆形销和菱形销(两销一面定位原理)，二者位于定位平台平面的对角上(目的为了增加随行夹具与定位平台的定位精度)。

作为优选，所述机座还包括定位套。工作平台还包括支撑架、螺栓和柱形液压缸。支撑架固定在工作平台的定位平台的前侧面上，支撑架包含通孔。柱形液压缸由其缸体坐落在支撑架上，由螺栓将柱形液压缸的缸体固定在支撑架上。柱形液压缸的活塞由上往下伸入支撑架的通孔。所述机座前端设有圆台形定位套，该定位套的高度低于支撑架，其孔的尺寸与柱形液压缸相配合。

作为优选，所述工作平台的定位平台的卡槽有四个；分别为第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽和第四卡槽；其中第一卡槽与第三卡槽相互平行，第二卡槽与第四卡槽相互平行，第一卡槽与第二卡槽位于同一直线上，第三卡槽和第四卡槽位于同一直线上。

作为优选，所述工作平台的传动平台的后侧面设置有第二挡块，所述机座后端的一侧设置有第二行程开关。

采用上述技术方案的本发明具有积极以下效果：(1)本发明的定位平台上设置定位销，通过与随行夹具底部的定位孔的配合而可以使随行夹具被精确定位在定位平台上，而定位平台在直线导轨上移动时，可以最终被精确移动到的测量位置，从而使得三坐标测量仪可以对被随行夹具所夹紧的工件进行精确的测量。本发明在使用中，配合相应的随行夹具而可以代替现有技术中的交换工作台，从而大大节省了设备投资。(2)本发明采用电机带动减速器、减速器驱动齿轮箱的齿轮沿齿条移动使工作平台获得向前的驱动力，从而在机座上的直线导轨上水平直线运动，控制方法简单有效，驱动装置紧凑且工作平台在移动过程中运动平稳。(3)本发明的直线导轨副是滚动牵引直线导轨副，滑块通过其钢柱沿导轨的槽滚动，因此比普通的滑动牵引摩擦小、能承受更高的负载，驱动信号与机械动作滞后的时间间隔短，而且驱动功率大幅度降低。(4)当本发明的机座前端设有定位套，工作平台的定位平台前侧面上设有带通孔的支撑架，并且支撑架上由螺栓固定有柱形液压缸时，工件连同随行夹具被传输到需要的测量位置上后使柱形液压缸的活塞伸入定位套中，而可以满足工件在测量时的位置与加工时的位置重复性好的要求。(5)当本发明的工作平台的定位平台设的前侧设置挡块、在机座的前端均安装行程开关时，能使工作平台在机座的前端的检测位置准确运动到位；在传动平台的后侧面均设置挡块、在机座的后端安装行程开关时，则可得知工作平台已到达可以起吊而离开移动工作台的位置，同时也确保工作平台不会滑出导轨。(6)本发明使测量过程易于控制，大大节约了辅助时间，同时降低了操作人员的劳动强度。而且直线导轨装配工艺简单、维修方便、摩擦系数小、不易磨损。

附图说明

图1为本发明的一种立体示意图。

图2为图1的主视示意图。

图3为图1的俯视示意图。

图4为图3的B-B剖视示意图。

图5为图4中机座的示意图。

图6为图4中的工作台、直线导轨副及机座相互间关系的结构示意图。

图7为在图2所示的工作平台上设置固定有工件的随行夹具的示意图。

图8为图7所示随行夹具的仰视图。

附图中的标记如下：

机座1，左导轨槽11-1，右导轨槽11-2，齿条槽12，定位套14；

直线导轨副2，导轨21-1、21-2，滑块22-1、22-2，

工作平台3，传动平台31，定位平台32，定位销33，圆形销33-1，菱形销33-2，卡槽34，第一卡槽34-1，第二卡槽34-2，第三卡槽34-3，第四卡槽34-4，支撑架35，柱形液压缸36，第一挡块37-1，第二挡块37-2；

直齿条4；

传动机构5，电动机51，减速器52，齿轮箱53；

随行夹具6，定位孔61-1、61-2、61-3、61-4，方销62-1、62-2、62-3、62-4；

第一行程开关71，第二行程开关72；

工件8。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图7，移动工作台包括机座1、直线导轨副2、工作平台3、直齿条4、传动机构5、第一行程开关71和第二行程开关72。本实施例将按照工作平台3沿直线导轨运动的方向作为前后方向进行描述。

见图1、图4和5，机座1包括位于其左右两侧的按前后方向设置的左导轨槽11-1和右导轨槽11-2、位于其中部的按前后方向设置的齿条槽12。

见图3、图5和图6，直线导轨副2有两个，为外购。每个直线导轨副2包括1条导轨和4个滑块。每个滑块通过其滚柱与导轨的直线滚道相接触而滚动连接。左侧直线导轨副2的导轨21-1固定安装在机座1的左导轨槽11-1上，右侧直线导轨副2的导轨21-2固定安装在机座1的右导轨槽11-2上。

见图1、图2、图3、图4和图7，工作平台3包括相互连接的传动平台31、定位平台32、第一挡块37-1和第二挡块37-2。工作平台3固定于直线导轨副2的滑块22-1、22-2上。第一挡块37-1固定在定位平台32的前端，第二挡块37-2固定在传动平台31的后端。

见图4，传动机构5设置在工作平台3的传动平台31上。传动机构5包括电动机51、减速器52和齿轮箱53。电动机51由其电机外壳固定在传动平台31上，减速器52由其箱体固定在传动平台31上，齿轮箱53由其箱体固定在传动平台31上。电动机51由其输出轴与减速器52的输入齿轮固定连接，减速器52由其输出轴与齿轮箱53的输入齿轮固定连接。直齿条4固定在机座1的齿条槽12上，齿轮箱53的输出齿轮与直齿条相啮合。在齿轮箱53的输出齿轮转动的同时，该输出齿轮沿直齿条4前后滚动，从而使得转动连接在齿轮箱53的箱体上的输出齿轮轴跟随输出齿轮一同沿直齿条4运动，进而使得齿轮箱体连同工作平台3一同沿直齿条4移动。

见图2和图7，工作平台3的定位平台32上设置有定位销33和卡槽34。定位销33有两个，分别为圆形销33-1和菱形销33-2，二者位于定位平台32平面的对角上。卡槽34有四个，分别为第一卡槽34-1、第二卡槽34-2、第三卡槽34-3和第四卡槽34-4。第一卡槽34-1与第二卡槽34-2位于一条直线上，第三卡槽34-3与第四卡槽34-4位于另一条直线上，且其中第一卡槽34-1与第三卡槽34-3相平行，第二卡槽34-2与第四卡槽34-4相互平行。定位销33和卡槽34的设置是为了让随行夹具6定位在定位平台32上。

见图1至图3，工作平台3还包括支撑架35、螺栓和柱形液压缸36；支撑架35固定在定位平台32的前侧面上。支撑架35设有通孔。柱形液压缸36由其缸体坐落在支撑架35上，由螺栓将柱形液压缸36的缸体固定在支撑架35上；柱形液压缸36的活塞由上往下伸入支撑架35的通孔。机座1还包括位于前端的圆台形定位套14，定位套14的高度低于支撑架35，定位套14的孔的尺寸与柱形液压缸36的活塞相配合。

见图7及图8，随行夹具6的四个角处开有四个定位孔61-1、61-2、61-3和61-4。随行夹具6的底部还有四个条形的方销62-1、62-2、62-3和62-4，随行夹具6上夹紧有已经被加工后的工件8。在机床加工中心的机床加工台上对工件8进行加工时，随行夹具6的四个方销62-1、62-2、62-3和62-4伸入机床加工台的倒T型槽内，另外机床加工台的左侧的倒T型槽的前端以及右侧的倒T型槽的后端各固定有一个定位销，随行夹具6的两个定位孔61-2、61-3套在相应一个定位销上，从而使得随行夹具6被定位在机床加工台上。当工件8加工完毕后，随行夹具6保持夹紧工件的状态不变，被吊运装置吊至工作平台3的上方，然后对准下方的工作平台3的定位平台32，此时，随行夹具6的四个方销62-1、62-2、62-3和62-4分别对准定位平台32的四个卡槽34-1、34-2、34-3和34-4内，这四个卡槽的宽度和槽深都略大于随行夹具底部的方销的宽度和高度，与此同时，随行夹具6的定位孔61-1对准圆形销33-1，随行夹具6的定位孔61-4对准菱形销33-2，然后放下随行夹具6，而将随行夹具6精确定位安装在定位平台32上。

见图1，第一行程开关71固定在机座1的前端，第二行程开关72固定在机座1的后端。当工作平台3向前移动至第一挡块37-1与第一行程开关71的拨动钮相接触时，控制电路控制传动机构5的电动机51停止转动，而表明工件8连同随行夹具6被传输到需要的测量位置，然后启动柱形液压缸36，使柱形液压缸36的活塞伸入定位套14中，从而使工作平台3在测量位置被固定而不能运动，满足工件8在测量位置时重复定位的精确要求。

本实施例的移动工作台在工件8从加工中心加工完毕后开始使用。首先将在车间内已机械加工好的工件8(实施例中为柴油机机体)及随行夹具6在三坐标测量仪控制室的大门外侧由变频行车将它们吊装在工作平台3上，采用两个定位销33-1、33-2和四个方销将随行夹具6与工作平台3定位。在确定随行夹具6定位完成后，启动电动机51，使工作平台3以每分钟4米的速度沿着导轨21-1向三坐标测量仪的测量位置移动。当到达测量位置时，使柱形液压缸36的活塞伸入定位套14中，使工作平台3被固定在精确的测量位置。等到一切就绪后，由检测人员进入三坐标测量仪检测程序的操作，直至将所有的机械加工尺寸检测完毕。所有检测数据由三坐标测量仪数据处理系统进行后台处理，并且将其打印成书面材料。

当检测完毕后，使工作平台3及在其上已经过检测的工件向三坐标测量仪控制室的大门外侧移动。当第二挡块37-2与第二行程开关72的拨动钮相接触时，则控制电路控制传动机构5的电动机51停止转动，此时即可用吊车将随行夹具6以及工件8吊离移动工作台的工作平台3。

Claims (5)

1.一种移动工作台，其特征在于：包括机座(1)、直线导轨副(2)、工作平台(3)、直齿条(4)、传动机构(5)和第一行程开关(71)；机座(1)包括位于其两侧按前后方向设置的两个导轨槽、位于其中部按前后方向设置的的齿条槽(12)；导轨槽分别为左导轨槽(11-1)和右导轨槽(11-2)；直线导轨副(2)有2个，每个直线导轨副(2)包括导轨和与导轨滚动接触的各个滑块(22-1、22-2)；左侧直线导轨副(2)的导轨(21-1)固定安装在机座(1)的左导轨槽(11-1)上；右侧直线导轨副(2)的导轨(21-2)固定安装在机座(1)的右导轨槽(11-2)上；工作平台(3)与各个滑块(22-1、22-2)由螺栓连接；工作平台(3)包括相连接的传动平台(31)和定位平台(32)，还包括第一挡块(37-1)；传动机构(5)包括电动机(51)、减速器(52)和齿轮箱(53)；电动机(51)由其电机外壳固定在传动平台(31)上，减速器(52)由其箱体固定在传动平台(31)上，齿轮箱(53)由其箱体固定在传动平台(31)上；电动机(51)由其输出轴与减速器(52)的输入齿轮固定连接，减速器(52)由其输出轴与齿轮箱(53)的输入齿轮固定连接；定位平台(32)上设置有定位销(33)和卡槽(34)；直齿条(4)安装于齿条槽(12)上，齿轮箱(53)的输出齿轮与直齿条(4)相啮合；第一挡块(37-1)固定在定位平台(32)的前端，第一行程开关(71)位于机座(1)的前端。

2.根据权利要求1所述的一种移动工作台，其特征在于：所述工作平台(3)的定位平台(32)的定位销(33)有两个，分别为圆形销(33-1)和菱形销(33-2)，二者位于定位平台(32)平面的对角上。

3.根据权利要求2所述的一种移动工作台，其特征在于：机座(1)还包括定位套(14)；工作平台(3)还包括支撑架(35)、螺栓和柱形液压缸(36)；支撑架(35)固定在工作平台(3)的定位平台(32)的前侧面上；支撑架(35)包含通孔；柱形液压缸(36)由其缸体坐落在支撑架(35)上，由螺栓将柱形液压缸(36)的缸体固定在支撑架(35)上；柱形液压缸(36)的活塞由上往下伸入支撑架(35)的通孔；所述机座(1)前端设有圆台形定位套(14)，该定位套(14)的高度低于支撑架(35)，其孔的尺寸与柱形液压缸(36)相配合。

4.根据权利要求1所述的一种移动工作台，其特征在于：所述工作平台(3)的定位平台(32)的卡槽(34)有四个；分别为第一卡槽(34-1)、第二卡槽(34-2)、第三卡槽(34-3)和第四卡槽(34-4)；其中第一卡槽(34-1)与第三卡槽(34-3)相互平行，第二卡槽(34-2)与第四卡槽(34-4)相互平行，第一卡槽(34-1)与第二卡槽(34-2)位于同一直线上，第三卡槽(34-3)和第四卡槽(34-4)位于同一直线上。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种移动工作台，其特征在于：所述工作平台(3)的传动平台(31)的后侧面设置有第二挡块(37-2)，所述机座(1)后端的一侧设置有第二行程开关(72)。

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