CN102284867A - 环形工件加工用转台装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环形工件加工用转台装置，包括：转台，其上部设置有欲加工的环形工件，环形工件设置成与中心轴调整同心的状态；底座，设置于转台的下方，底座的中央部设置有以中心轴为旋转中心可旋转地支撑转台的中心轴承部；转台旋转装置，用于旋转盖转台；转台支撑装置，用于支撑转台的边缘部，使转台维持水平地旋转；限位器，用于停止转台的旋转；及控制部，用于控制转台旋转装置及限位器的运行，其中转台支撑装置包括：导轨，其以中心轴为准，以环形围绕设置于转台的边缘部下部；多个转台支撑辊，其设置在底座上，用于支撑导轨的下部，其具有辊体，辊体在转台旋转时使导轨滑动并与导轨接触且旋转。

Description

环形工件加工用转台装置

技术领域

本发明涉及环形工件加工用转台装置，特别是涉及设置有欲加工的环形工件；所述在转台的边缘部形成转台支撑装置，用于由底座的中心轴承部可旋转地支撑转台中央部并使之维持水平地旋转，该转台支撑装置包括：导轨，以环形围绕设置于所述转台的边缘部下部；多个转台支撑辊，在导轨下方可滑动地支撑所述导轨。无需使用高价的以往的R导引装置，也可以维持所述转台的水平状态，并且可以拆分结构制造所述转台的环形工件加工用转台装置。

背景技术

作为公知技术，有各种形态的支撑结构用于支撑离地面上升一定高度的各种设备。这些支撑结构要具有较高的高度，其上部能够支撑各种不同重量的工作设备。并且，这些支撑结构的接合处(joint)承受较大的应力。

上述支撑结构通常可用于包括移动电话塔(Cellular Phone tower)、雷达塔及风力塔等诸多应用对象上，并且，大部分支撑结构主要使用管型结构体。

尤其，风力发电设备为了容纳大型风力机转子叶片(Wind turbine rotorblades)，在风力路径内有效地设置转子叶片，将其高度延长到一定的高度，从而形成较大的结构体。

此类风力发电设备塔(Tower)为钢管式圆锥形，以20m-30m为单位，通过焊接部分地制造而成，各个部分通过塔架法兰(Tower flange)和螺栓连接，以纵向逐渐延长的方式设置。此结构为适于大型风力发电机的结构，所述用于制造塔的制造塔架法兰(Tower Flange)，是对环形工件进行切屑及钻孔(drilling)加工而制造的代表性部件，是风力发电设备的核心部件之一。

图1a为利用普通环形工件的塔的概略结构示意图，其图示了高约80m的典型风力塔。

风力塔是利用上述环形工件的塔，用于支撑风力发电机A的结构体，上下层叠焊接多个环形管段R，其上端及下端接合形成有法兰的塔架法兰F，从而形成管型结构体。换言之，所述图1是由两个25m的管型结构体和一个30m的管型结构体层叠而构成的80m的风力发电设备塔。其中，所述管型结构体可以根据不同的长度、数量、适用情况及整体结构体的高度，进行不同的变化，塔可以是圆筒形或者圆锥形。

如上形成的管型结构体通过形成于各个塔架法兰F的栓孔h，分别以螺栓-螺母缔结从而完成整个结构体。

例如，在强风力条件下采用50m塔高，在弱风力条件下可以采用110m塔高。示例性的塔的水平区域大体为圆形，可以在高位置使一端逐渐变细。一端逐渐变细的作业可以通过使用个别的管段来实现，管段沿着轴线方向，在直角圆锥区域内，其一端逐渐变细。但是，其他代表性结构体的管段的水平截面可以是各种不同的几何形状。

如上所述，加工环形工件而制造的塔架法兰作为风力发电设备的核心部件之一，通常是直径为

的大型锻造件，其要求要具有用于内-外径切屑加工及转位钻孔(Index drilling)加工的加高价工装置，及安装有环形工件的状态下旋转的高价转台。

图1b为现有技术中环形工件加工装置的概略示意图，如图所示，现有技术中的环形工件加工装置包括：转台100，环形工件F由多个卡盘(chuck)102以调整同心的状态设置于所述转台上，所述多个卡盘沿从中心放射状展开设置的导轨101移动；工具部200，其具有用于转位钻孔作业的钻孔机及用于铣削(milling)作业的铣刀，所述转台100在旋转时通过所述工具部200对上述环形工件F进行加工。

尤其，所述转台100为提高精密度，在旋转时要求避免摇晃并且保持水平，为此，以往都使用高价的R导引装置。

图1c图示了普通R导引装置的结构，R导引装置一般是LM块2沿着圆弧形的LM导轨1被导引移动的结构，有球体3在经过精密研削加工设置在所述LM导轨1和所述LM块2之间的四列转动面上而转动，并形成组装设置于所述LM块2的端板(End Plate)4循环球体3的列的结构。

但是，如果在环形工件加工用转台装置上采用所述R导引装置，不但因R导引装置的较高的成本，会使其制造费用上升，并且从R导引装置的特点来看，由所述R导引装置引导而旋转的转台只能制造成为一体，制造为一体的转台，因其尺寸，使制造及搬运难度加大，会增加装置构建费用。

并且，根据现有技术中的环形工件加工用转台装置，通常会使用液压式限位器(stopper)在需进行加工的转位上停止正在旋转的转台，但所述液压式限位器存在如下问题：结构复杂、难以保持精密度，即难以准确地在相应的位置停止转台。

目前，如塔架法兰等环形工件的需求不断增加，但加工企业由于投资高价设备带来的负担，无法满足急增的环形工件需求。因此，当前急需开发可以代替高价设备的比较低廉的环形工件加工用转台装置。

发明内容

本发明是为了解决所述技术问题而提出，本发明的目的在于提供环形工件加工用转台装置，由在转台外沿的下方以环形围绕设置的导轨，以及在所述导轨的下方可滑动地支撑导轨的多个转台支撑辊，简单构成转台支撑装置，无需使用现有的高价R导引装置，也可以维持水平地支撑旋转的转台，并且还能够以可拆分结构的制造所述转台。

为了达到所述目的，根据本发明的环形工件加工用转台装置，其特征在于，包括：转台，其上部设置有欲加工的环形工件，所述环形工件设置成与中心轴调整同心的状态；底座，设置于所述转台的下方，所述底座的中央部设置有以所述中心轴为旋转中心可旋转地支撑所述转台的中心轴承部；转台旋转装置，用于旋转所述转台；转台支撑装置，用于支撑所述转台的边缘部，使所述转台维持水平地旋转；限位器，用于停止所述转台的旋转；及控制部，用于控制所述转台旋转装置及所述限位器的运行，其中所述转台支撑装置包括：导轨，其以所述中心轴为准，以环形围绕设置于所述转台的边缘部下部；多个转台支撑辊，其设置在所述底座上，用于支撑所述导轨的下部，其具有辊体，所述辊体在所述转台旋转时使所述导轨滑动并与所述导轨接触且旋转。

并且，根据本发明的所述环形工件加工用转台装置，其特征在于，所述转台由至少两个以上的圆盘分割单元相互结合而组成。

另外，根据本发明的所述环形工件加工用转台装置，其特征在于，所述导轨为经热处理具有预定刚性的且截面为圆形的环形棒。

并且，根据本发明的所述环形工件加工用转台装置，其特征在于，所述限位器包括：环形带状板，由可被磁石吸附的材质形成，以所述中心轴为准环形围绕设置于所述转台的边缘部下部；磁性部，设置于所述底座，其上端部与所述环形带状板接触，有电流供给时具有磁性。

如上结构的本发明的环形工件加工用转台装置，其结构简单，在功能方面可以准确维持转台旋转时的水平状态，并且能够以可拆分的结构制造转台，从而可以节减制造成本，并且可以大幅节省整个装置的构建费用。

附图说明

图1a为使用普通环形工件的塔的概略结构示意图；

图1b为现有技术中环形工件加工装置的概略示意图；

图1c为普通R导引装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例中环形工件加工用转台装置的分解截面示意图；

图3为本发明一实施例中环形工件加工用转台装置的组合截面示意图；

图4为本发明一实施例中环形工件加工用转台装置的要部平面示意图；

图5为本发明一实施例中转台的分解示意图。

其中，附图标记：

F：环形工件

10：转台

C：中心轴

11：导轨

12：卡盘

20：底座

21：中心轴承部

30：转台旋转装置

31：伺服电机

32：减速齿轮列

33：主动齿轮

34：环形齿轮

40：转台支撑装置

41：导轨

42：转台支撑辊

50：限位器

51：环形带状板

52：磁性部

60：控制部

具体实施方式

以下，参照图示的实施例，对本发明中环形工件加工用转台装置进行详细说明。

图2为本发明一实施例中的环形工件加工用转台装置的分解示意图，图3为本发明一实施例中环形工件加工用转台装置的组合截面示意图，图4为本发明一实施例中环形工件加工用转台装置的要部平面示意图，图5为本发明一实施例中转台的分解示意图。

如图所示，根据本发明一实施例中的环形工件加工用转台装置，包括转台10、底座(bedplate)20、转台旋转装置30、转台支撑装置40、限位器50及控制部60。

在所述转台10，在其上部以与中心轴调节整同心的状态设置有欲加工的环形工件F的结构，所述转台的上面设置有：导轨11，以所述中心轴C为中心，放射状展开设置；多个卡盘12，用于将沿所述导轨11移动并设置的所述环形工件F，固定为与所述中心轴C调整同心的状态。

并且，所述转台10可旋转地由所述底座20的中心轴承部(centerbearing)21支撑，所述转台10的边缘部下部以所述中心轴C为准，环形围绕设置有环形带状板51及导轨41。

并且，根据本发明一实施例的所述转台10，如图5所示，在2个半圆形圆盘分割单元10a、10b相互接合的面上形成螺栓插入孔10’，通过所述螺栓插入孔10’互相螺栓-螺母(未图示)接合，如背景技术中所述，以往技术中为了使转台10在旋转时保持水平，通常采用R导引装置作为支撑所述转台10的边缘部的结构，因此只能一体地形成所述转台10。但是，在本发明中代替R导引装置的所述转台支撑装置40，采用了简单的导轨41及转台支撑辊42，通过各个结构要素的有机结合，实现了所述转台10的分割制造。

所述底座20起到设置在地上G的基板作用，其从下方支撑转台10，并支撑所述转台旋转装置30、转台支撑辊42及磁性部52，其中央部设置有中心轴承部21，以所述中心轴C为旋转中心可旋转地支撑所述转台10。

如图2所示，所述中心轴承部21包括：旋转轴承211，具有固定部211a，及以所述固定部211a为旋转轴旋转的旋转部211b，所述固定部211a固定于所述底座20的中央部；轴承固定法兰212，用于将所述旋转轴承211的旋转部211b固定于所述转台10的下部中央，从而使所述底座20以所述中心轴C为旋转中心，可旋转地支撑所述转台10。

由所述控制部60控制所述转台旋转装置30，作为旋转所述转台10的结构，本发明的一实施例包括：伺服马达(servomotor)31；减速齿轮列32，用于将所述伺服马达31的旋转力接收至输入轴321并传递至输出轴322；主动齿轮(Pinion Gear)33，设置于所述减速齿轮列32的输出轴322上；环形齿轮34，以环状设置于所述轴承固定法兰212的下方，与所述主动齿轮33啮合而旋转。即，所述伺服电机31的旋转力通过所述减速齿轮列32及所述主动齿轮33传达到所述环形齿轮34时，所述轴承固定法兰212及所述转台10与所述环形齿轮34一体地旋转。

所述转台支撑装置40，包括导轨41和多个转台支撑辊42组成，在所述转台10根据所述转台旋转装置30的运行而旋转时，可以维持所述转台10的水平，即通过支撑所述转台10的边缘部而防止上下摇动的结构。

所述导轨41以所述中心轴C为准，环形围绕设置于所述转台10的边缘部下部。在此，所述转台10的边缘部不仅是指转台10的外周缘，而且是与所述中心轴C间隔一定距离的圆弧上的所有位置的统称。

并且，所述导轨41在本发明的一实施例中是经过热处理的、截面为圆形的具有预定刚性的环形棒。即，是为了保证支撑所述转台10的负荷所需的刚性的同时，为制造简便及精密度，使用了经热处理的截面为圆形的环形棒。

在本发明的一实施例中，在作为所述限位器50的结构要素的环形带板51的下部中央沿圆周方向形成棒插入槽511，将作为所述导轨41的环形棒插入固定于所述棒插入槽511。

多个所述转台支撑辊42设置于所述底座20上用于支撑所述导轨41的下部，其具有辊体421，在述转台旋转时使所述导轨滑动并与所述导轨接触且旋转。在本发明的一实施例中，如图4所示的去除所述转台10后的分解平面图，共具有6个所述转台支撑辊42。

即，为了使所述转台10旋转时维持水平，所述转台支撑辊42沿着所述底座20的与所述导轨42对应的位置，即在以所述中心轴C为准间隔一定距离的位置上的圆弧上，设置有多个以支撑所述导轨41的下部，所述转台支撑辊42上具有与所述导轨41接触而旋转的辊体421，以避免所述转台支撑辊42阻碍所述转台10的旋转。

重新说明，在所述转台10旋转时，首先由所述中心轴承部21支撑所述转台10，但是，因所述转台10的直径相比所述中心轴承部21的直径较大，如果不支撑所述转台10的边缘部，当所述转台10旋转时所述转台10会上下摇晃。为了防止这种现象，以往采用了在所述转台10的下部设置R导引装置的方法，但R导引装置具有如下诸多问题：通常在上下左右四个方向上都限制移动、作为导引装置其单价高、并且要与转台10必须一体地制造等。而根据本发明的环形工件加工用转台装置的特点是，由中心轴承部21几乎完全防止了左右方向的摇晃，只需要限制上下方向的摇晃即可，如果考虑所述转台10的重量，实际上只要能在下部水平支撑所述转台10就可以避免所述转台10的上下方向摇晃，实现水平循环转。因此，本发明为了实现结构简单及维持所述转台10的水平转动，采用了包括所述导轨41及所述转台支撑辊42来形成的所述转台支撑装置40。

由所述控制部60控制所述限位器50的运行，是用于停止所述转台10的旋转的如制动器的结构，在本发明的一实施例中，其包括环形带状板51和磁性部52。

所述环形带状板51由可被磁石吸附如铁质等材料形成，以所述中心轴C为准环形围绕设置于所述转台10的边缘部下部。

而且，在本发明的一实施例中，在所述环形带板51的下部中央沿着圆周方向形成有凹陷的棒插入槽511，作为所述导轨41的环形棒插入固定于所述棒插入槽511。

所述磁性部52设置于所述底座20，其上端部与所述环形带状板51接触，由所述控制部60控制有电流供给时才会具有磁性。

即，有电流供给至所述磁性部52而具有磁性时，所述环形带状板51吸附于所述磁性部52，从而使所述转台10停止旋转。当然，所述限位器50在所述控制部60的控制下运行时，在所述控制部60的控制下所述转台循环转装置30已停止运行，所述磁性部52所具有的磁力强度只要能克服所述转台10的旋转惯性的旋转力就足够。因此，本发明的一实施例中，如图4所示的去除所述转台10的分解平面示意图所示，所述磁性部52在相对的位置上共设置有两个。

并且，所述环形工件F必须在准确的位置上进行钻孔等加工，在预定位置上准确停止所述转台10旋转的所述限位器50的作用非常重要。以往通常使用利用液压的限位器50作为限位器50，但液压限位器的结构复杂，无法保证精密度，因此，在本发明一实施例中采用了利用所述环形带状板51和所属磁性部52的限位器50，其结构简单、并且可以保证精密度及运行准确度。

所述控制部60是用于控制所述转台旋转装置30及所述限位器50的运行的结构。

更具体地，所述控制部60，如果需要旋转所述转台10，则运行所述转台旋转装置30的伺服电机31，如果为了在所述环形工件F的预定位置上形成螺栓孔而需要停止所述转台10时，则停止所述转台旋转装置30的伺服电机31的运行的同时，向所述限位器50的磁性部52提供电流。

图示及如上所述的环形工件加工用转台装置，仅仅是用于说明本发明的一个具体实施例，不能解释为限定本发明的技术思想。本发明的保护范围根据以下权利要求书的记载所限定，本领域的普通技术人员可以在不超出本发明保护范围的情况下，对本发明进行改良及变形是显而易见的，这种改良及变形仍属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种环形工件加工用转台装置，其特征在于，包括：

转台，其上部设置有欲加工的环形工件，所述环形工件调整设置成与中心轴同心的状态；

底座，设置于所述转台的下方，所述底座的中央部设置有以所述中心轴为旋转中心可旋转地支撑所述转台的中心轴承部；

转台旋转装置，用于旋转所述转台；

转台支撑装置，用于支撑所述转台的边缘部，使所述转台维持水平地旋转；

限位器，用于停止所述转台的旋转；及

控制部，用于控制所述转台旋转装置及所述限位器的运行，

所述转台支撑装置包括：导轨，其以所述中心轴为准，以环形围绕设置于所述转台的边缘部下部；

多个转台支撑辊，其设置在所述底座上，用于支撑所述导轨的下部，其具有辊体，所述辊体在所述转台旋转时使在所述导轨滑动并与多少导轨接触且旋转。

2.根据权利要求1所述的环形工件加工用转台装置，其特征在于，所述转台由至少两个以上的圆盘分割单元相互结合而组成。

3.根据权利要求1或2所述的环形工件加工用转台装置，其特征在于，所述导轨为经热处理具有预定刚性的截面为圆形的环形棒。

4.根据权利要求1或2所述的环形工件加工用转台装置，其特征在于，所述限位器包括：

环形带状板，由可被磁石吸附的材料形成，以所述中心轴为准环形围绕设置于所述转台的边缘部下部；

磁性部，设置于所述底座，其上端部与所述环形带状板接触，在所述控制部的控制下有电流供给时具有磁性。

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