CN104493638B - 一种用于夹臂式刀库的360度分度装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，包括控制单元及分度组件，分度组件包括蜗杆传动构件、分度盘构件以及随分度盘构件转动的蜗轮从动构件，通过蜗杆传动构件带动球形转子在球形啮合槽中依次啮合运动，实现蜗轮从动构件带动夹臂式刀库转动设定角度。本发明分度盘构件上设置球形转子，通过球形转子与球形啮合槽啮合配合，啮合过程中能够减小磨损，极大提高分度装置的稳定型和分割精度。同时，本发明还设置了控制单元，能够实现自动定位，动静比可任意选择，更适用于要求高速，高分度精度的场合。

Description

一种用于夹臂式刀库的360度分度装置
技术领域
本发明涉及一种分度装置，尤其涉及一种用于夹臂式刀库的360度分度装置。
背景技术
随着生产工艺要求越来越高，轻工、食品、纺织、电子等行业广泛使用的各种自动机械中往往需要机构来实现周期性的转位、分度动作，实现这种运动的凸轮机构成为间歇性的分度机构。其特点是将系统输入轴的连续回转运动转换为工作执行机构的间歇转动或移动，从而使用系统在其间歇期能完成预期的分度动作。随着自动机械向高速化、精密化、轻量化的方向发展，对间歇机构提出越来越高的要求。
常用的间歇性分度机构主要包括棘轮机构、槽轮机构、针轮机构、不完全齿轮机构及各种凸轮型间歇机构，其中前四种间歇性分度机构由于分度定位精度低，运动不够稳定，高速时有较大冲击，只适用于低速、轻载的场合。特别是应用在高速精密CNC数控加工中心机上，很难保证低惯性，高灵敏度，传动平稳均匀，低噪音等特点。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中分度装置由于分度精度低、运动不稳定导致存在高速时容易产生较大冲击，仅适用于低速轻载的场合的缺陷，提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，能够很好解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，包括控制单元及分度组件，所述分度组件包括蜗杆传动构件、分度盘构件以及随所述分度盘构件转动的蜗轮从动构件，所述夹臂式刀库安装在所述蜗轮从动构件的出力轴上；所述分度盘构件包括若干个球形转子，所述蜗杆传动构件上设置有与所述球形转子配合的球形啮合槽；所述蜗杆传动构件带动所述球形转子在所述球形啮合槽中依次啮合运动，实现所述蜗轮从动构件带动所述夹臂式刀库转动设定角度。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，进一步地，所述蜗杆传动构件包括入力芯轴以及螺旋齿，所述入力芯轴由动力装置驱动获得动力；所述螺旋齿套设且固定在所述入力芯轴上，所述螺旋齿的齿向沿着轴向方向延伸。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，进一步地，所述球形啮合槽环绕设置在所述螺旋齿上，所述球形啮合槽的槽面呈半球形。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，进一步地，所述分度盘构件包括分度盘，所述分度盘通过圆柱滚子轴承安装在所述出力轴上，所述球形转子固定在所述分度盘上。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，优选地，所述球形转子的数量为十六个，十六个所述球形转子周向地均匀分布在所述分度盘的外周面上；每转动一个所述球形转子，所述夹臂式刀库对应转动22.5度从而实现换刀。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，进一步地，所述球形转子通过其周面上的球形弧面与所述球形啮合槽配合，所述球形转子的球形弧面面积占球面面积的75％-85％。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，进一步地，所述球形转子内设阶梯状的螺纹孔，所述球形转子通过螺钉固定在所述分度盘上。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，进一步地，所述蜗杆传动构件还包括一外壳体，所述入力芯轴偏心地穿设于所述外壳体内，所述入力芯轴与所述外壳体的偏心距为0-1mm。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，进一步地，所述蜗杆传动构件还包括两组圆锥滚子轴承以及偏心轴承座，所述入力芯轴穿设于所述圆锥滚子轴承中后通过所述偏心轴承座偏心地安装在所述外壳体上；通过旋转所述偏心轴承座以调节所述入力芯轴相对所述外壳体的偏心距，从而调节所述球形啮合槽与所述球形转子的径向啮合间隙。
本发明提供一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，进一步地，所述分度组件还包括感应块，所述感应块用以检测所述入力芯轴的往复圈数，所述感应块将检测信号传输给所述控制单元以修正误差，从而提高分度精度。
本发明可达到以下有益效果：通过设置蜗杆传动构件及分度盘构件相互啮合配合，分度盘构件上设置球形转子，通过球形转子的球面来啮合来带动蜗轮从动构件转动设定角度，啮合过程中能够减小磨损，极大提高分度装置的稳定型和分割精度。同时，本发明还设置了控制单元，能够实现自动定位，动静比可任意选择，更适用于要求高速，高分度精度的场合。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明提供的用于夹臂式刀库的360度分度装置的主视示意图；
图2是图1的右视示意图；
图3是图2的爆炸示意图；
图4是图2的A-A剖视示意图；
图5是图3的B-B剖视示意图；
附图标号说明：
1、外壳体 2、偏心轴承座
3、感应块 4、入力芯轴
5、头端轴承压盖 6、尾端轴承压盖
7、螺旋齿 8、分度盘
9、球形转子 10、唇形油封
11、圆锥滚子轴承 12、出力轴
13、圆柱滚子轴承
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，本发明提供的一个实施例，一种用于夹臂式刀库的 360度分度装置包括控制单元及分度组件。分度组件包括蜗杆传动构件、分度盘构件以及随分度盘构件转动的蜗轮从动构件。夹臂式刀库(图未示)安装在蜗轮从动构件的出力轴12上，即：出力轴12转动设定角度，夹臂式刀库随之旋转设定角度。如图2-图5所示，分度盘构件包括若干个球形转子9，球形转子9采取环绕式方式均匀分布。如图3-图5所示，蜗杆传动构件上设置有与球形转子9配合的球形啮合槽。运作原理为：蜗杆传动构件带动球形转子9在球形啮合槽中依次啮合运动，分度盘构件转动带动蜗轮从动构件转动，从而实现蜗轮从动构件带动夹臂式刀库转动设定角度。具体地，控制单元包括CPU处理模块、存储模块、信号检测模块及信号输出模块。本发明通过球形转子9与球形啮合槽的啮合配合来带动蜗轮从动构件转动设定角度，啮合过程中能够减小磨损，极大提高分度装置的稳定型和分割精度。同时，控制单元能够实时检测控制信号，并进行误差补偿修正，进一步提高了分割精度。
在上述技术方案的基础上，如图1、图2所示，为了实现传动，蜗杆传动构件包括入力芯轴4以及螺旋齿7，入力芯轴4由动力装置驱动获得动力，本发明中动力装置优选为电机。如图3、图4所示，为了实现螺旋齿7高效率传动功能，螺旋齿7套设且固定在入力芯轴4上，螺旋齿7的齿向沿着轴向方向延伸。
为了高精度啮合传动，如图3、图4所示，球形啮合槽环绕设置在螺旋齿 7上，球形啮合槽的槽面呈半球形。可以理解，此处球形啮合槽也可以由相邻螺旋齿7凹陷形成。
为了实现360度分度，同时传输动力，如图4、图5所示，分度盘构件包括分度盘8，分度盘8通过圆柱滚子轴承13安装在出力轴12上，球形转子9 固定在分度盘8上。
作为优选，球形转子9的数量为十六个，十六个球形转子9周向地均匀分布在分度盘8的外周面上，相邻球形转子9之间的角度为22.5度。每转动一个球形转子9，夹臂式刀库对应转动22.5度从而实现换刀。
如图4和图5所示，球形转子9通过其周面上的球形弧面与球形啮合槽配合，为了提高啮合精度，球形转子9的球形弧面面积占球面面积的75％-85％。如果球形弧面面积过大，会导致球形转子9的顶端与球形啮合槽的底部发生摩擦，造成磨损。如果球形弧面面积过小，会导致球形转子9与球形啮合槽之间存在径向啮合间隙，也容易产生过大的摩擦阻力，影响部件的工作寿命及工作的稳定性。
为了便于球形转子9的安装，如图2及图4所示，球形转子9内设阶梯状的螺纹孔，球形转子9通过螺钉固定在分度盘8上。可以理解，球形转子9 的球形弧面面积占球面面积的75％-85％，也便于螺钉伸入球形转子9内进行安装固定。
如图1-图5所示，蜗杆传动构件还包括一外壳体1，入力芯轴4偏心地穿设于外壳体1内，入力芯轴4与外壳体1的偏心距为0-1mm。本实施例中偏心距优选为0.5mm、0.75mm、0.8mm、0.85mm或1mm。
如图3-图5所示，蜗杆传动构件还包括两组圆锥滚子轴承11以及偏心轴承座2，入力芯轴4穿设于圆锥滚子轴承11中后通过偏心轴承座2偏心地安装在外壳体1上。通过旋转偏心轴承座2以调节入力芯轴4相对外壳体1的偏心距，从而调节球形啮合槽与球形转子9的径向啮合间隙。本发明中圆锥滚子轴承11优选为单列圆锥滚子轴承。
具体如下：通过同时旋转上下两组偏心轴承座2，可调节上偏心轴承座中入力芯轴4的轴心线相对于外壳体1的轴心线的偏心距，进而实现调节球形啮合槽与球形转子9之间的径向啮合间隙。如果球形啮合槽与球形转子9之间的间隙过大就会出现啮合程度过小，容易脱落、打滑不能实现很好的传动。如果二者之间的间隙过小就会啮合程度过大，出现啮合过紧，容易产生过大的摩擦阻力，影响部件的工作寿命及工作的稳定性。
在上述技术方案的基础上，如图3和图4所示，蜗杆传动构件还包括一头端轴承压盖5和尾端轴承压盖6，两者分别穿设固定在外壳体1的上壁、下壁上，用以压紧圆锥滚子轴承11的外圈，防止圆锥滚子轴承11在运动的过程中串动。如图3所示，为了自密封作用，蜗杆传动构件还包括唇形油封10，唇形油封10安装于头端轴承压盖5与圆锥滚子轴承11 之间，依靠工作压力使用唇部，使唇部压紧密封耦合面，能够自动补偿磨损量，工作压力来源预警力和流体工作压力。
如图1-图3所示，分度组件还包括感应块3，感应块3用以检测入力芯轴4的往复圈数，感应块3将检测信号传输给控制单元以修正误差，从而提高分度精度。
本发明可达到以下有益效果：通过设置蜗杆传动构件及分度盘构件相互啮合配合，分度盘构件上设置球形转子9，通过球形转子9的球形弧面与球形啮合槽来啮合配合从而带动蜗轮从动构件转动设定角度，啮合过程中能够减小磨损，极大提高分度装置的稳定型和分割精度。同时，本发明还设置了控制单元，能够实现自动定位，动静比可任意选择，更适用于要求高速，高分度精度的场合。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种用于夹臂式刀库的360度分度装置，其特征在于：包括控制单元及分度组件，所述分度组件包括蜗杆传动构件、分度盘构件以及随所述分度盘构件转动的蜗轮从动构件，所述夹臂式刀库安装在所述蜗轮从动构件的出力轴(12)上；
所述分度盘构件包括若干个球形转子(9)，所述球形转子(9)环绕式均匀分布；所述蜗杆传动构件上设置有与所述球形转子(9)配合的球形啮合槽；所述蜗杆传动构件带动所述球形转子(9)在所述球形啮合槽中依次啮合运动，实现所述蜗轮从动构件带动所述夹臂式刀库转动设定角度；
所述蜗杆传动构件包括入力芯轴(4)以及螺旋齿(7)，所述入力芯轴(4)由动力装置驱动获得动力；所述螺旋齿(7)套设且固定在所述入力芯轴(4)上，所述螺旋齿(7)的齿向沿着轴向方向延伸；
所述球形啮合槽环绕设置在所述螺旋齿(7)上，所述球形啮合槽的槽面呈凹陷的半球形；
所述分度盘构件包括分度盘(8)，所述分度盘(8)通过圆柱滚子轴承(13)安装在所述出力轴(12)上，所述球形转子(9)固定在所述分度盘(8)上；
所述球形转子(9)内设阶梯状的螺纹孔，所述球形转子(9)通过螺钉固定在所述分度盘(8)上。
2.根据权利要求1所述的用于夹臂式刀库的360度分度装置，其特征在于，所述球形转子(9)的数量为十六个，十六个所述球形转子(9)周向地均匀分布在所述分度盘(8)的外周面上；每转动一个所述球形转子(9)，所述夹臂式刀库对应转动22.5度从而实现换刀。
3.根据权利要求2所述的用于夹臂式刀库的360度分度装置，其特征在于，所述球形转子(9)通过其周面上的球形弧面与所述球形啮合槽配合，所述球形转子(9)的球形弧面面积占球面面积的75％-85％。
4.根据权利要求3所述的用于夹臂式刀库的360度分度装置，其特征在于，所述蜗杆传动构件还包括一外壳体(1)，所述入力芯轴(4)偏心地穿设于所述外壳体(1)内，所述入力芯轴(4)与所述外壳体(1)的偏心距为0-1mm。
5.根据权利要求4所述的用于夹臂式刀库的360度分度装置，其特征在于，所述蜗杆传动构件还包括两组圆锥滚子轴承(11)以及偏心轴承座(2)，所述入力芯轴(4)穿设于所述圆锥滚子轴承(11)中后通过所述偏心轴承座(2)偏心地安装在所述外壳体(1)上；
通过旋转所述偏心轴承座(2)以调节所述入力芯轴(4)相对所述外壳体(1)的偏心距，从而调节所述球形啮合槽与所述球形转子(9)的径向啮合间隙。
6.根据权利要求5所述的用于夹臂式刀库的360度分度装置，其特征在于，所述分度组件还包括感应块(3)，所述感应块(3)用以检测所述入力芯轴(4)的往复圈数，所述感应块(3)将检测信号传输给所述控制单元以修正误差，从而提高分度精度。
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