CN103143976B - 自动托盘交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动托盘交换装置，包括托盘、齿轮，托盘通过定位销安装在托架，托架安装在活塞杆上，托架与活塞杆之间设有垂直油缸体，垂直油缸体与油缸压盖通过螺钉连接，油缸压盖的下端紧挨着端面滚针轴承，端面滚针轴承的下端紧挨着隔垫，活塞体通过螺钉固定于活塞杆上，端盖紧挨着活塞体，活塞体的旁边设有三个油口，垂直油缸体固定在齿条座上，齿条座固定在底座上，花键套固定在活塞杆的底端，齿轮安装在活塞杆、花键套上，齿条通过连接套连接油缸头部的杆，齿轮与齿条相啮合。本产品可以实现水平方向和垂直方向的旋转，精确度高，自动化程度高实现自动换盘。

Description

自动托盘交换装置

技术领域

本发明涉及一种带有双工作托盘的数控机床用的托盘交换装置，尤其涉及一种自动托盘交换装置。

背景技术

自动托盘交换装置是数控机床上所使用的最关键核心部件之一，特别是应用于立式、卧式加工中心自动化加工的自动工件交换，现有的技术很难实现托盘交换的自动化，现在使用的大多数是人工的交换，人工的工作效率低，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现托盘自动交换的自动托盘交换装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种自动托盘交换装置，包括托盘、螺钉、活塞杆、底座、齿轮，其特征是：托盘通过定位销安装在托架，托架通过螺钉、锥销安装在活塞杆上，活塞杆设计为直径逐渐变小的四个阶梯，托架与活塞杆之间设有垂直油缸体，垂直油缸体与油缸压盖通过螺钉连接，垂直油缸体与油缸压盖之间设有密封圈，油缸压盖与活塞杆接触的地方设有密封圈，油缸压盖的下端紧挨着端面滚针轴承，端面滚针轴承安装在活塞杆上，端面滚针轴承的下端紧挨着隔垫，活塞体通过螺钉固定于活塞杆的第二阶梯顶部，活塞体与活塞杆之间、活塞体与垂直油缸体之间都设有密封圈，端盖紧挨着活塞体，端盖安装在活塞杆上，端盖与活塞杆、垂直油缸体之间设有密封圈，端盖、活塞体、垂直油缸体之间为第一油腔，盖通过螺钉固定在托架的底端，垂直油缸体通过螺钉固定在齿条座上，齿条座通过螺钉、圆柱销固定在底座上，花键套通过螺钉固定在活塞杆的底端，齿轮安装在活塞杆、花键套上，齿轮位于端盖的下面，端盖通过螺钉固定在垂直油缸体上，端盖与齿轮之间设有轴承，轴承座通过螺钉固定在齿条座的下端，轴承座与齿条座之间设有密封圈，轴承座与齿轮设有轴承；油缸的头部通过螺钉固定在底座上，油缸的尾部设有调整螺钉，齿条通过连接套连接油缸头部的杆，连接套与油缸的杆通过锁紧螺母固定，导向座通过螺钉固定在底座上，调整螺钉通过螺母固定在导向座上，花键套通过花键与齿轮连接，齿轮与齿条相啮合；垂直油缸体在隔垫的下端设有第三油腔，油缸的头部设有第二油口，油缸的尾部设有第一油口，垂直油缸体里面设有油管，垂直油缸体的油管、进油管、第一油腔三者之间通过三向阀连接，第三油腔连接垂直油缸体的油管。

根据所述的自动托盘交换装置，其特征在于：所述齿条上设有槽，螺钉的一端穿过齿条座插入齿条的槽，螺钉的另一端用螺母、弹垫固定在齿条座上。

根据所述的自动托盘交换装置，其特征在于：所述油缸压盖的侧边设有第二油腔，第二油腔与油管相通，调整螺钉的下面固定连接弹簧，弹簧下面连接钢球，钢球位于垂直油缸体的油管上，钢球的直径大于油管的直径。

本发明的优点效果在于：本产品可以实现水平方向和垂直方向的旋转，精确度高，自动化程度高，升降和旋转的过称中能够起到很好的缓冲作用，很好的保护机器，而且还能实现精度的调整，实现上下升降和左右的旋转，实现自动换盘。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中3两端的断裂部分结构示意图。

图3为齿条的连接结构示意图。

附图中：1、托盘；2、定位销；3、托架；4、螺钉；5、活塞杆；6、垂直油缸体；7、密封圈；8、端面滚针轴承；9、盖；10、导向环；11、活塞体；12、轴承；13、螺母；14、弹垫；15、底座；16、轴承座；17、花键套；18、油缸；19、锁紧螺母；20、连接套；21、齿条；22、导向座；23、调整螺钉；24、端盖；25、钢球；26、弹簧；27、齿条座；28、圆柱销；29、油缸压盖；30、隔垫；31、锥销；32、齿轮；33、第一油腔；34、第二油腔；35、第三油腔；36、第一油口；37、第二油口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明如图1、3所示，一种自动托盘交换装置，包括托盘1、螺钉4、活塞杆5、底座15、齿轮32，其特征是：托盘1通过定位销2安装在托架3，托架3通过螺钉4、锥销31安装在活塞杆5上，活塞杆5设计为直径逐渐变小的四个阶梯，托架3与活塞杆5之间设有垂直油缸体6，垂直油缸体6与油缸压盖29通过螺钉4连接，垂直油缸体6与油缸压盖29之间设有密封圈7，油缸压盖29与活塞杆5接触的地方设有密封圈7，油缸压盖29的下端紧挨着端面滚针轴承8，端面滚针轴承8安装在活塞杆5上，端面滚针轴承8的下端紧挨着隔垫30，活塞体11通过螺钉4固定于活塞杆5的第二阶梯顶部，活塞体11与活塞杆5之间、活塞体11与垂直油缸体6之间都设有密封圈7，端盖24紧挨着活塞体11，端盖24安装在活塞杆5上，端盖24与活塞杆5、垂直油缸体6之间设有密封圈7，端盖24、活塞杆5、垂直油缸体6之间为第一油腔33，盖9通过螺钉4固定在托架3的底端，垂直油缸体6通过螺钉4固定在齿条座27上，齿条座27通过螺钉4、圆柱销28固定在底座15上，花键套17通过螺钉4固定在活塞杆5的底端，齿轮32安装在活塞杆5、花键套17上，齿轮32位于端盖24的下面，端盖24通过螺钉4固定在垂直油缸体6上，端盖24与齿轮32之间设有轴承12，轴承座16通过螺钉4固定在齿条座27的下端，轴承座16与齿条座27之间设有密封圈7，轴承座16与齿轮32设有轴承12；油缸18的头部通过螺钉4固定在底座15上，油缸18的尾部设有调整螺钉23，齿条21通过连接套20连接油缸18头部的杆，连接套20与油缸18的杆通过锁紧螺母19固定，导向座22通过螺钉4固定在底座15上，调整螺钉23通过螺母13固定在导向座22上，花键套17通过花键与齿轮32连接，齿轮32与齿条21相啮合；垂直油缸体6在隔垫30的下端设有第三油腔35，油缸18的头部设有第二油口37，油缸18的尾部设有第一油口36，垂直油缸体6里面设有油管，垂直油缸体6的油管、进油管、第一油腔33三者之间通过三向阀连接，第三油腔35连接垂直油缸体6的油管。根据所述的自动托盘交换装置，其特征在于：所述齿条21上设有槽，螺钉4的一端穿过齿条座27插入齿条21的槽，螺钉4的另一端用螺母13、弹垫14固定在齿条座27上。根据所述的自动托盘交换装置，其特征在于：所述油缸压盖9的侧边设有第二油腔34，第二油腔34与油管相通，调整螺钉23的下面固定连接弹簧26，弹簧26下面连接钢球25，钢球25位于垂直油缸体6的油管上，钢球25的直径大于油管的直径。

本发明的工作原理如图1所示，本发明利用两个液压油缸，其中一个垂直安装用于将托盘1抬起，另一个水平安装的液压油缸用于将抬起的托盘进行180度旋转，从而实现利用两个油缸将托盘达到抬起后进行旋转并下降的完整的托盘交换过程，涉及到了复杂的机械传动、互锁、定位机构和合理巧妙的电气、气动、液压控制技术。

本发明基本功能——垂直升降的实现如下：

本发明垂直升降的实现是通过液压系统给垂直油缸的第一油腔33、第二油腔34、第三油腔35三个油腔通油或回油来实现的。当第一油腔33通油，油压推动活塞体11向上运动，通过第三油腔35回油，回油流入垂直油缸体6的油管，当活塞体11向上运动行程至75mm时其花键套17的外径与隔垫30的内孔接合，从而使活塞体11上部5mm行程范围的液压油只能通过活塞体11与隔垫30接合的间隙处以较小的流量回至第二油腔34，实现5mm行程范围内的慢速运动。活塞体11向上运动的同时推动活塞杆5并由活塞杆5推动托架3将托盘1抬起，通过以上过程达到托盘的垂直上升的目的，并实现托盘1上升过程在接近上部时的缓冲运动。当第三油腔35通油时，油压克服弹簧26的弹力，将钢球25推开使液压油进入第二油腔34，第二油腔34、第三油腔35的油压将活塞体11向下推，直至活塞体11与端盖24的端面接触，达到托盘垂直下降的目的。

本发明基本功能——水平旋转的实现如下：

油缸18后部第二油口37进油，第一油口36回油时，推动活塞杆体向前运动，带动齿条21运动，从而带动齿轮32转动，齿轮32通过花键带动花键套17旋转，从而带动活塞杆5并带动托架3旋转，从而实现带动托盘1逆时针转动。当油缸18前端第一油口36进油时，通过上述动作带动托架3顺时针转动，从而实现带动托盘顺时针转动。完成托盘1的交换过程，为实现转动时准确的从0度到180度的旋转角度，在油缸18后部安装有调整螺钉23，在基座后部安装有调整螺钉23，通过旋转两个调整螺钉23的位置，实现齿条21前后停止位置的准确调整，从而实现对托架3运动角度的准确调整，最终实现准确的从0度到180度的角度旋转。

本发明功能实现的全过程——完整托盘交换过程的实现

首先，垂直油缸体6的第一油腔33通油，第三油腔35回油，推动活塞体11向上运动，当行程行至75mm时，回油通过花键套17与隔垫30之间的间隙处以较小的流量回至第三油腔35，最终到达垂直油缸体6的最上部；然后油缸18的第二油口37进油第一油口36回油，油缸18推动齿条21向前运动，带动齿轮32逆时针转动，齿轮32通过花键套17带动活塞杆5与托架3旋转，最终通过托架3带动两托盘1旋转180度；然后，油缸18的前部第二油腔34、第三油腔35进油，第一油腔33回油，推动活塞体11向下运动，最终活塞体11到达垂直油缸体6的最下部，整个托盘交换过程完成。

本产品可以实现水平方向和垂直方向的旋转，精确度高，自动化程度高，升降和旋转的过称中能够起到很好的缓冲作用，很好的保护机器，而且还能实现精度的调整，实现上下升降和左右的旋转，实现自动换盘。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种自动托盘交换装置，包括托盘(1)、螺钉(4)、活塞杆(5)、底座(15)、齿轮(32)，其特征是：托盘(1)通过定位销(2)安装在托架(3)，托架(3)通过螺钉(4)、锥销(31)安装在活塞杆(5)上，活塞杆(5)设计为直径逐渐变小的四个阶梯，托架(3)与活塞杆(5)之间设有垂直油缸体(6)，垂直油缸体(6)与油缸压盖(29)通过螺钉(4)连接，垂直油缸体(6)与油缸压盖(29)之间设有密封圈(7)，油缸压盖(29)与活塞杆(5)接触的地方设有密封圈(7)，油缸压盖(29)的下端紧挨着端面滚针轴承(8)，端面滚针轴承(8)安装在活塞杆(5)上，端面滚针轴承(8)的下端紧挨着隔垫(30)，活塞体(11)通过螺钉(4)固定于活塞杆(5)的第二阶梯顶部，活塞体(11)与活塞杆(5)之间、活塞体(11)与垂直油缸体(6)之间都设有密封圈(7)，端盖(24)紧挨着活塞体(11)，端盖(24)安装在活塞杆(5)上，端盖(24)与活塞杆(5)、垂直油缸体(6)之间设有密封圈(7)，端盖(24)、活塞体(11)、垂直油缸体(6)之间为第一油腔(33)，盖(9)通过螺钉(4)固定在托架(3)的底端，垂直油缸体(6)通过螺钉(4)固定在齿条座(27)上，齿条座(27)通过螺钉(4)、圆柱销(28)固定在底座(15)上，花键套(17)通过螺钉(4)固定在活塞杆(5)的底端，齿轮(32)安装在活塞杆(5)、花键套(17)上，齿轮(32)位于端盖(24)的下面，端盖(24)通过螺钉(4)固定在垂直油缸体(6)上，端盖(24)与齿轮(32)之间设有轴承(12)，轴承座(16)通过螺钉(4)固定在齿条座(27)的下端，轴承座(16)与齿条座(27)之间设有密封圈(7)，轴承座(16)与齿轮(32)设有轴承(12)；油缸(18)的头部通过螺钉(4)固定在底座(15)上，油缸(18)的尾部设有调整螺钉(23)，齿条(21)通过连接套(20)连接油缸(18)头部的杆，连接套(20)与油缸(18)的杆通过锁紧螺母(19)固定，导向座(22)通过螺钉(4)固定在底座(15)上，调整螺钉(23)通过螺母(13)固定在导向座(22)上，花键套(17)通过花键与齿轮(32)连接，齿轮(32)与齿条(21)相啮合；垂直油缸体(6)在隔垫(30)的下端设有第三油腔(35)，油缸(18)的头部设有第二油口(37)，油缸(18)的尾部设有第一油口(36)，垂直油缸体(6)里面设有油管，垂直油缸体(6)的油管、进油管、第一油腔(33)三者之间通过三向阀连接，第三油腔(35)连接垂直油缸体(6)的油管。

2.根据权利要求1所述的自动托盘交换装置，其特征在于：所述齿条(21)上设有槽，螺钉(4)的一端穿过齿条座(27)插入齿条(21)的槽，螺钉(4)的另一端用螺母(13)、弹垫(14)固定在齿条座(27)上。

3.根据权利要求1所述的自动托盘交换装置，其特征在于：所述油缸压盖(29)的侧边设有第二油腔(34)，第二油腔(34)与油管相通，调整螺钉(23)的下面固定连接弹簧(26)，弹簧(26)下面连接钢球(25)，钢球(25)位于垂直油缸体(6)的油管上，钢球(25)的直径大于油管的直径。