CN103551918B - 鼓轮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种鼓轮装置，包括安装在机架上的鼓轮、分度驱动机构、定位机构和鼓轮夹紧机构，分度驱动机构按分度要求驱动鼓轮旋转至各个工位；定位机构包括定位油缸和鼓轮侧面的定位孔，定位油缸包括缸体、活塞杆和安装在缸体内的活塞，缸体内的活塞杆分为粗部和细部，在粗部和细部的衔接处形成在液压油作用下推动活塞杆向鼓轮一侧移动的台阶，活塞可滑动地套装在活塞杆的粗部，在活塞杆的粗部具有防止活塞滑落至细部的限位部件；鼓轮夹紧机构推动鼓轮轴沿轴向移动，使鼓轮紧靠在机架上，实现鼓轮夹紧。本发明的有益效果是：该鼓轮装置结构简单，制造方便，而且分度速度大、冲击小、分度精度高、磨损小、精度保持性好。

Description

鼓轮装置
技术领域
本发明涉及一种鼓轮装置。
背景技术
传统的鼓轮装置的分度驱动机构，通常采用平面马氏机构、球面马氏机构、带摆动油缸的齿轮齿条机构、带棘轮棘爪的齿轮齿条机构等形式，这些形式的共同特点是机构复杂、零部件制造精度要求高、磨损大、精度保持性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种分度速度大，冲击小，分度精度高，精度保持性好的鼓轮装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种鼓轮装置，包括安装在机架上的鼓轮、分度驱动机构、定位机构和鼓轮夹紧机构，鼓轮通过鼓轮轴安装在机架上，鼓轮上具有多个工位，分度驱动机构按分度要求驱动鼓轮旋转至各个工位，定位机构包括安装在机架上的定位油缸和鼓轮侧面的定位孔，在鼓轮旋转至工位位置时，定位油缸的活塞杆伸出插入鼓轮侧面的定位孔，对鼓轮进行定位，鼓轮夹紧机构推动鼓轮轴沿轴向移动，使鼓轮紧靠在机架上，实现鼓轮夹紧。
为保证定位油缸对鼓轮的定位精度，进一步限定，定位孔为锥孔，活塞杆的插入定位孔的头端为与锥孔配合的锥头。
为保证可以顺利地完成拔销动作，进一步限定，定位油缸包括缸体、活塞杆和安装在缸体内的活塞，缸体内的活塞杆分为粗部和细部，在粗部和细部的衔接处形成在液压油作用下推动活塞杆向鼓轮一侧移动的台阶，活塞可滑动地套装在活塞杆的粗部，在活塞杆的粗部具有防止活塞滑落至细部的限位部件。
限位部件为限位凸环。
进一步限定，定位油缸上具有检测活塞杆是否移动到插入定位孔的位置以及活塞杆是否移动到拔出定位孔的位置的检测装置。
更进一步限定，检测装置包括发信盘和检测发信盘位置的两个发信开关，活塞杆的远离鼓轮的一端穿出缸体，发信盘安装在活塞杆的远离鼓轮的一端上。
分度驱动机构包括伺服电机、减速器，同步带和同步带轮，同步带轮安装在鼓轮轴和减速器的输出轴上，减速器上的同步带轮与鼓轮轴上的同步带轮之间通过同步带驱动连接，伺服电机通过减速器驱动鼓轮轴旋转。
鼓轮夹紧机构为螺母锁紧式鼓轮夹紧机构。
鼓轮夹紧机构包括锁紧螺纹套、固定螺母、夹紧油缸和松开油缸，锁紧螺纹套套装在鼓轮轴上，固定螺母固定在机架上，锁紧螺纹套上具有外螺纹，固定螺母上具有内螺纹，固定螺母和锁紧螺纹套通过它们的内螺纹和外螺纹螺纹连接，在锁紧螺纹套上具有拨块，夹紧油缸和松开油缸的活塞杆分别作用在拨块的两侧，使锁紧螺纹套相对于固定螺母旋入或旋出，锁紧螺纹套旋入或旋出固定螺母时推动鼓轮轴轴向移动，从而将鼓轮压紧在机架上或脱离机架。
分度驱动机构和定位机构位于鼓轮的同一侧，鼓轮夹紧机构位于鼓轮的另一侧。
本发明的有益效果是：该鼓轮装置结构简单，制造方便，而且分度速度大、冲击小、分度精度高、磨损小、精度保持性好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的定位油缸的结构示意图；
图3是本发明的鼓轮夹紧机构的结构示意图；
图4是本发明的鼓轮夹紧机构的另一个视角的结构示意图；
其中，1.鼓轮，2.定位油缸，2-1.活塞杆，2-2.活塞，2-3.台阶，2-4.限位凸环，2-5.发信盘，2-6.发信开关，3-1.伺服电机，3-2.减速器，3-3.同步带，3-4.同步带轮，4-1.锁紧螺纹套，4-1-1.拨块,4-2.固定螺母，4-3.夹紧油缸，4-4.松开油缸。
具体实施方式
如图1所示，一种鼓轮装置，包括安装在机架上的鼓轮1、分度驱动机构、定位机构和鼓轮夹紧机构，鼓轮1通过鼓轮轴安装在机架上，鼓轮1上具有多个工位，每个工位上都具有工件夹具。分度驱动机构和定位机构位于鼓轮1的同一侧，鼓轮夹紧机构位于鼓轮1的另一侧。机架包括鼓轮两侧的左右墙板，位于左右墙板顶部的连接左右墙板的的定梁。
分度驱动机构按分度要求驱动鼓轮1旋转至各个工位，分度驱动机构包括伺服电机3-1、减速器3-2，同步带3-3和同步带轮3-4，同步带轮3-4安装在鼓轮轴和减速器3-2的输出轴上，减速器3-2上的同步带轮3-4与鼓轮轴上的同步带轮3-4之间通过同步带3-3驱动连接，伺服电机3-1的主轴直接插入减速器3-2的输入端，伺服电机3-1通过减速器3-2驱动鼓轮轴旋转。
如图1和2所示，定位机构包括安装在机架上的定位油缸2和鼓轮1侧面的定位孔，定位孔均匀分布在鼓轮1的端面上，因为鼓轮1回转，每个定位孔都会与每个定位油缸2配合，所以要求定位孔具有很高的位置度；定位油缸2有三个，布置在鼓轮右墙板上，与三个定位孔对应，因此同样具有很高的位置度。在鼓轮1旋转至工位位置时，定位油缸2的活塞杆2-1伸出插入鼓轮1侧面的定位孔，对鼓轮1进行定位，定位孔为锥孔，活塞杆2-1的插入定位孔的头端为与锥孔配合的锥头。
定位油缸2包括缸体、活塞杆2-1和安装在缸体内的活塞2-2，缸体通过法兰安装在机架上，缸体内的活塞杆2-1分为粗部和细部，在粗部和细部的衔接处形成在液压油作用下推动活塞杆2-1向鼓轮1一侧移动的台阶2-3，活塞2-2可滑动地套装在活塞杆2-1的粗部，在活塞杆2-1的粗部具有防止活塞2-2滑落至细部的限位部件，限位部件具体为限位凸环2-4。定位油缸2上具有检测活塞杆2-1是否移动到插入定位孔的位置以及活塞杆2-1是否移动到拔出定位孔的位置的检测装置。检测装置包括发信盘2-5和检测发信盘2-5位置的两个发信开关2-6，发信开关2-6采用接近开关，活塞杆2-1的远离鼓轮1的一端穿出缸体，发信盘2-5安装在活塞杆2-1的远离鼓轮1的一端上。
因为定位油缸2的活塞2-2和活塞杆2-1为分体式，且活塞2-2可以在活塞杆2-1上自由移动。当定位油缸2定位时，液压压力油从油缸右腔进入缸体内，液压压力油的压力作用在活塞2-2和活塞杆2-1上，使活塞2-2向鼓轮1一侧移动，同时活塞杆2-1也由液压压力油推动向鼓轮1一侧移动，直至活塞杆2-1的锥头插入定位孔，此时，从结构尺寸上要保证活塞杆2-1上的限位凸环2-4距离活塞2-2有一定距离。活塞杆2-1的锥头插入定位孔时，其作用力并不由活塞2-2提供，而是由活塞杆2-1上的台阶2-3提供，由于台阶2-3尺寸不大，因此提供给活塞杆2-1的插销力并不很大，这正符合使用要求；而相反，当拔销时，由进入油缸左腔的液压压力油推动活塞2-2向右移动，当碰到活塞杆2-1的限位凸环2-4后带动活塞杆2-1向右移动，完成拔销动作。
当活塞杆2-1的锥头插入定位孔后，由于产生闭锁力，使得拔销变得困难，而活塞2-2向右移动碰到限位凸环2-4时产生一定的冲力，有助于将活塞杆2-1拔出。这正是该定位油缸2的独特之处。
如图3和4所示，鼓轮夹紧机构推动鼓轮轴沿轴向移动，使鼓轮1紧靠在机架上，实现鼓轮1夹紧，鼓轮夹紧机构为螺母锁紧式鼓轮夹紧机构。鼓轮夹紧机构包括锁紧螺纹套4-1、固定螺母4-2、夹紧油缸4-3和松开油缸4-4，锁紧螺纹套4-1套装在鼓轮轴上，固定螺母4-2固定在机架上，锁紧螺纹套4-1上具有外螺纹，固定螺母4-2上具有内螺纹，固定螺母4-2和锁紧螺纹套4-1通过它们的内螺纹和外螺纹螺纹连接，在锁紧螺纹套4-1上具有拨块4-1-1，夹紧油缸4-3和松开油缸4-4的活塞杆分别作用在拨块4-1-1的两侧，使锁紧螺纹套4-1相对于固定螺母4-2旋入或旋出，锁紧螺纹套4-1旋入固定螺母4-2时锁紧螺纹套4-1右移，推动位于锁紧螺纹套4-1右侧的推力球轴承，推力球轴承通过隔圈推动隔圈右侧圆柱滚子轴承的内圈，圆柱滚子轴承内圈右侧紧靠在鼓轮轴的轴肩上，从而推动鼓轮轴向右作微量的移动，因为鼓轮轴左右支承均为两个圆柱滚子轴承，在受到轴向力时其内、外圈允许做相对移动，从而实现鼓轮轴的轴向移动。
如图4所示，夹紧油缸4-3的活塞向右运动，推动锁紧螺纹套4-1围绕鼓轮轴顺时针旋转一定角度，从而推动鼓轮轴沿轴向向右微量移动，使鼓轮紧靠机架的右侧墙板，实现鼓轮1的夹紧。当夹紧油缸4-3活塞向左退回，松开油缸4-4的活塞向左推动锁紧螺纹套4-1逆时针转动，松开鼓轮1，为鼓轮1旋转做好准备。
以8工位的鼓轮装置为例，其动作过程如下：
1、机床数控系统发出鼓轮开始回转指令，伺服电机3-1转动，带动一无间隙的减速器3-2，本减速器的减速比i＝250。
2、在减速器3-2的输出端安装了一同步带轮3-4，该同步带轮3-4驱动同步带，将运动传递到鼓轮轴端的一个同步带轮3-4，两个同步带轮3-4的模数、齿数完全相同，实现1:1传动。
3、鼓轮端的同步带轮3-4就带动鼓轮1实现回转，当鼓轮1回转一个工位(8工位时，设计回转角度为22.5°)，回转发信开关发出信号。
4、系统接收到发出的信号后，即发出定位油缸2定位的动作，布置在鼓轮1的右墙板的三只定位油缸2随即动作，完成定位，定位油缸2的检测装置的接近开关并发出完成信号。
5、系统接收到该信号后，发出鼓轮夹紧指令，夹紧油缸4-3随即动作，驱动锁紧螺纹套4-1转动，鼓轮1随即夹紧，夹紧开关发出夹紧完成的信号。

Claims (9)

1.一种鼓轮装置，其特征是：包括安装在机架上的鼓轮(1)、分度驱动机构、定位机构和鼓轮夹紧机构，
鼓轮(1)通过鼓轮轴安装在机架上，鼓轮(1)上具有多个工位，
分度驱动机构按分度要求驱动鼓轮(1)旋转至各个工位，
定位机构包括安装在机架上的定位油缸(2)和鼓轮(1)侧面的定位孔，在鼓轮(1)旋转至工位位置时，定位油缸(2)的活塞杆(2-1)伸出插入鼓轮(1)侧面的定位孔，对鼓轮(1)进行定位，
鼓轮夹紧机构推动鼓轮轴沿轴向移动，使鼓轮(1)紧靠在机架上，实现鼓轮(1)夹紧,
所述的定位油缸(2)包括缸体、活塞杆(2-1)和安装在缸体内的活塞(2-2)，缸体内的活塞杆(2-1)分为粗部和细部，在粗部和细部的衔接处形成在液压油作用下推动活塞杆(2-1)向鼓轮(1)一侧移动的台阶(2-3)，活塞(2-2)可滑动地套装在活塞杆(2-1)的粗部，在活塞杆(2-1)的粗部具有防止活塞(2-2)滑落至细部的限位部件,
当定位油缸(2)定位时，液压压力油从油缸右腔进入缸体内，液压压力油的压力作用在活塞(2-2)和活塞杆(2-1)上，使活塞(2-2)向鼓轮(1)一侧移动，同时活塞杆(2-1)也由液压压力油推动向鼓轮(1)一侧移动，直至活塞杆(2-1)插入定位孔，此时，从结构尺寸上要保证活塞杆(2-1)上的限位凸环(2-4)距离活塞(2-2)有一定距离。
2.根据权利要求1所述的鼓轮装置，其特征是：所述的定位孔为锥孔，活塞杆(2-1)的插入定位孔的头端为与锥孔配合的锥头。
3.根据权利要求1所述的鼓轮装置，其特征是：所述的限位部件为凸环(2-4)。
4.根据权利要求1所述的鼓轮装置，其特征是：所述的定位油缸(2)上具有检测活塞杆(2-1)是否移动到插入定位孔的位置以及活塞杆(2-1)是否移动到拔出定位孔的位置的检测装置。
5.根据权利要求4所述的鼓轮装置，其特征是：所述的检测装置包括发信盘(2-5)和检测发信盘(2-5)位置的两个发信开关(2-6)，活塞杆(2-1)的远离鼓轮(1)的一端穿出缸体，发信盘(2-5)安装在活塞杆(2-1)的远离鼓轮(1)的一端上。
6.根据权利要求1所述的鼓轮装置，其特征是：所述的分度驱动机构包括伺服电机(3-1)、减速器(3-2)，同步带(3-3)和同步带轮(3-4)，同步带轮(3-4)安装在鼓轮轴和减速器(3-2)的输出轴上，减速器(3-2)上的同步带轮(3-4)与鼓轮轴上的同步带轮(3-4)之间通过同步带(3-3)驱动连接，伺服电机(3-1)通过减速器(3-2)驱动鼓轮轴旋转。
7.根据权利要求1所述的鼓轮装置，其特征是：所述的鼓轮夹紧机构为螺母锁紧式鼓轮夹紧机构。
8.根据权利要求7所述的鼓轮装置，其特征是：所述的鼓轮夹紧机构包括锁紧螺纹套(4-1)、固定螺母(4-2)、夹紧油缸(4-3)和松开油缸(4-4)，锁紧螺纹套(4-1)套装在鼓轮轴上，固定螺母(4-2)固定在机架上，锁紧螺纹套(4-1)上具有外螺纹，固定螺母(4-2)上具有内螺纹，固定螺母(4-2)和锁紧螺纹套(4-1)通过它们的内螺纹和外螺纹螺纹连接，在锁紧螺纹套(4-1)上具有拨块(4-1-1)，夹紧油缸(4-3)和松开油缸(4-4)的活塞杆分别作用在拨块(4-1-1)的两侧，使锁紧螺纹套(4-1)相对于固定螺母(4-2)旋入或旋出，锁紧螺纹套(4-1)旋入或旋出固定螺母(4-2)时推动鼓轮轴轴向移动，从而将鼓轮(1)压紧在机架上或脱离机架。
9.根据权利要求1或6或7或8所述的鼓轮装置，其特征是：所述的分度驱动机构和定位机构位于鼓轮(1)的同一侧，鼓轮夹紧机构位于鼓轮(1)的另一侧。
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