CN105215692B - 一种可承受偏心负载静压旋转工作台及其旋转控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械控制技术领域，具体涉及一种可承受偏心负载静压旋转工作台及其旋转控制方法，本发明旋转工作台包括：底座和旋转平台，所述底座上设有底座导轨和旋转轴芯，所述旋转平台能以该旋转轴芯为中心进行旋转，所述旋转平台的底部固定有平台导轨，所述平台导轨与底座导轨相互活动配合；所述底座导轨的上表面上设有两个以上的油腔，每个油腔中均连接有液路控制开关，所有液路控制开关均通过管道依次与油压泵和储油箱相连接，每个所述油腔的外侧均设有感应器；本发明的工作台面旋转时没有倾斜，延长了工作台的使用寿命，大大提高加工精度；且使得机床的可使范围扩大，加工更灵活。

Description

一种可承受偏心负载静压旋转工作台及其旋转控制方法

技术领域

本发明涉及机械控制技术领域，具体涉及一种可承受偏心负载静压旋转工作台以及一种旋转工作台的旋转控制方法。

背景技术

在现有的产品加工过程中，常需要利用到旋转式的工作台，将待加工的产品放置于旋转工作台上进行加工；而在现有静压旋转工作台中，其旋转前会将液压油平均输出到导轨上的油腔中，然后把导轨接合面推开，在导轨接合面中间形成油膜，使工作台面向上升，可让驱动旋转组件把工作台面转动，请参看图1，但当遇到产品的负载重心A偏离转台中心时，由于旋转平台B受压不均匀，导致平台底部的油腔受压不平均，由于在工作台较轻部份C的油腔受压较少，所以出油量会较多，而工作台面向上升起的距离会较高，反之较重部份D的油腔受压较大，所以出的油量会较少，而工作台面向上升起的距离会较低，或会出现升不起的情况，这样便会另到工作台面倾斜，从而使旋转平台单边上下导轨压在一起，在旋转时导轨两个面会产生磨擦，长时间使用便会慢慢把导轨表面磨损，使导轨表面不平整，直至导轨表面磨损到超出公差容许范围外，最终不能使工作台面升起；若工作台面倾斜令导轨压在一起的磨擦力大于旋转驱动能力时，转台亦无法转动。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种可承受偏心负载静压旋转工作台以及一种旋转工作台的旋转控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明是一种可承受偏心负载静压旋转工作台，包括：

底座和旋转平台，所述底座上设有底座导轨，所述底座导轨为环形结构且其环形中心上设有旋转轴芯，所述旋转平台活动套设于该旋转轴芯中，并以该旋转轴芯为中心进行旋转，所述旋转平台的底部固定有平台导轨，所述平台导轨设置于底座导轨上，并与底座导轨相互活动配合；所述底座导轨的上表面上设有两个以上的油腔，所述油腔均匀的分布在所述底座导轨的上表面，且每个油腔中均连接有液路控制开关，所有液路控制开关均通过管道依次与油压泵和储油箱相连接，每个所述油腔的外侧均设有感应器，所述感应器设置于底座导轨上，且其感应端与平台导轨相对，所述感应器通过控制单元与液路控制开关相接；所述旋转平台的底部还固定有第一旋转传动件，所述底座上设置有电机，所述电机通过第二旋转传动件与第一旋转传动件相接。

进一步，所述液路控制开关与所述油压泵之间设有选择控制阀，所述油压泵与选择控制阀的输入端相接，所述选择控制阀的一输出端与所有液路控制开关连接，其另一输出端接有锁台油缸，所述锁台油缸并联有畜能器，所述畜能器用于保存锁台油缸的压力，所述锁台油缸设在底座导轨的外侧，所述锁台油缸上的推杆上装有压块，所述压块的底部与所述旋转平台的上表面配合，用于把旋转平台与底座导轨相锁合。

进一步，所述旋转平台的旋转中心上设有编码器，所述编码器将旋转平台的旋转角度位置反馈到控制单元中。

进一步，所述选择控制阀与油压泵之间设有滤油器。

进一步，所述第一旋转传动件为固定于旋转平台底部的大齿轮，所述第二旋转传动件包括：两个与大齿轮相啮合的小齿轮，每个小齿轮均与一个减速箱相接，两个减速箱之间通过同步带轮和同步带与所述电机的输出端连接。

进一步，所述锁台油缸的数量为四个，其均匀的分布于底座导轨的外侧。

本发明一种旋转工作台的旋转控制方法，包括：

在旋转平台上放置负载物；

启动油泵，并将所有液路控制开关全部导通，往所有油腔内均注入液压油；

待所有油腔内均注满液压油后，所有感应器均判断其位置上的平台导轨是否与底座导轨处于接触状态；

若有感应器的判断结果为：为处于接触状态，则保持与该感应器对应的液路控制开关的导通，继续往与该感应器对应的油腔内注入液压油；并且，使与判断结果为非接触状态的感应器所对应的液路控制开关进行关闭，并排出与其对应的油腔内的液压油；直到所有的感应器的判断结果均为处于非接触状态；每个液路控制开关、油腔和感应器之间具有一一对应的关系；

在所有的感应器的判断结果均为处于非接触状态后，对所导通的液路控制开关进行记录，确定已注入液压油的油腔位置，从而确定旋转平台上负载物的重心范围；

输入旋转指令，并根据该旋转指令驱动旋转平台，所述旋转平台与其所承载负载物进行同步旋转，同时对旋转平台的旋转角度进行监测，得到旋转监测数据；

根据旋转监测数据和旋转指令中的旋转路径的方向，判断旋转平台上负载物的重心范围是否进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内；

若进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内，则导通与该油腔对应的液路控制开关，往该油腔中注入液压油，同时排出旋转路径后方最后一个已注入液压油的油腔中的液压油。

进一步，所述对旋转平台的旋转角度进行监测，得到旋转监测数据之后包括：

根据旋转指令与旋转监测数据，判断旋转平台是否已经到达旋转指令中所设定的位置，若已到达所设定的位置，则旋转平台停止旋转；若未到达所设定的位置，则进行判断旋转平台上负载物的重心范围是否进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内。

进一步，所述旋转平台停止旋转之后包括：

关闭所有液路控制开关，同时排出已注入液压油的油腔中的液压油，使得平台导轨与底座导轨完全接合。

进一步，所述平台导轨与底座导轨完全接合之后包括：

对平台导轨与底座导轨进行锁合，在锁合完成后，关闭油压泵。

本发明根据待加工产品的重心对液压油的注入量进行控制，使得旋转工作台保持在水平位置上，工作台面没有倾斜，导轨接合面在旋转时是完全分离，延长了工作台的使用寿命，且能让工件保持垂直，大大提高加工精度；同时可任意将工件摆放到工作台面的范围内，使得机床的可使范围扩大，加工更灵活。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为现有技术的原理示意图；

图2为本发明旋转工作台工作原理示意图；

图3为本发明旋转工作台的整体结构示意图；

图4为本发明旋转工作台的正面结构示意图；

图5为本发明旋转工作台去旋转平台后一个角度的结构示意图；

图6为本发明旋转工作台去旋转平台后另一个角度的结构示意图；

图7为本发明旋转控制方法的工作流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图2至图6，本发明是一种可承受偏心负载静压旋转工作台，其包括：

底座1和旋转平台5，所述底座1上设有底座导轨2，所述底座导轨2为环形结构且其环形中心上设有旋转轴芯4，所述旋转平台5活动套设于该旋转轴芯4中，并以该旋转轴芯4为中心进行旋转，所述旋转平台5的底部固定有平台导轨6，所述平台导轨6设置于底座导轨2上，并与底座导轨2相互活动配合，即平台导轨6的下表面与底座导轨2的上表面相互配合；所述底座导轨2的上表面上设有两个以上的油腔3，所述油腔3均匀的分布在所述底座导轨2的上表面，且每个油腔3中均连接有液路控制开关7，所有液路控制开关7均通过管道13依次与油压泵10和储油箱9相连接，一个液路控制开关7控制一个油腔3的输油通道，每个所述油腔3的外侧均设有感应器8，该液路控制开关7、油腔3和感应器8之间是一一对应的关系；所述感应器8设置于底座导轨2上，其感应端与平台导轨6相对，其用于检测其对应位置上的平台导轨6是否与底座导轨2相接；所述感应器8通过控制单元（未图示）与液路控制开关7相接；控制单元（未图示）根据感应器8的检测结果，对液路控制开关7的开合进行控制；所述旋转平台5的底部还固定有第一旋转传动件，所述底座1上设置有电机31，所述电机31通过第二旋转传动件与第一旋转传动件相接。在本发明中，电机31通过第二旋转传动件带动第一旋转传动件，从而使旋转平台5以旋转轴芯4为中心进行旋转，平台导轨6也相对于底座导轨2进行旋转；由于底座导轨2中每个油腔3均通过独立的液路控制开关7进行控制，其实现对负载物重心41所对应位置的油腔3注入液压油40，其他位置的油腔3将不注入或排出液压油40，以保证旋转平台5不会因为受压不均而产生倾斜。

进一步，所述液路控制开关7与所述油压泵10之间设有选择控制阀12，所述油压泵10与选择控制阀12的输入端相接，所述选择控制阀12的一输出端与所有液路控制开关7连接，其另一输出端接有锁台油缸21，所述选择控制阀12可以对液路控制开关7的油路或锁台油缸21的油路进行选择性接通，当选择接通液路控制开关7的油路，那么锁台油缸21将不进行工作，当选择接通锁台油缸21的油路，那么液路控制开关7将不进行工作，所述锁台油缸21并联有畜能器22，所述畜能器22用于保存锁台油缸21的压力，所述锁台油缸21设在底座导轨2的外侧，所述锁台油缸21上的推杆上装有压块23，所述压块23的底部与所述旋转平台5的上表面配合，用于把旋转平台5与底座导轨2相锁合，当需要进行锁合时，压块23将在锁台油缸21的控制下进行下压，将旋转平台5与底座1进行压紧锁合。

进一步，所述旋转平台5的旋转中心上设有编码器41，所述编码器41将旋转平台5的旋转角度位置反馈到控制单元中，所述编码器41用于读取旋转平台5实时的旋转信息，即旋转平台5现在所处的位置，并将该信息反馈到控制单元。

进一步，所述选择控制阀12与油压泵10之间设有滤油器11。

进一步，所述第一旋转传动件为固定于旋转平台5底部的大齿轮36，所述第二旋转传动件包括：两个分别与所述大齿轮36相啮合的小齿轮35，每个小齿轮35均与一个减速箱34相接，两个减速箱34之间通过同步带轮32和同步带33与所述电机31的输出端连接。

进一步，所述锁台油缸21的数量为四个，其均匀的分布于底座导轨2的外侧，使其能对旋转平台5与底座1进行锁紧。所述同步带33上接有滑轮38，所述滑轮38设置于两同步带轮32之间。由于右左两组第二旋转传动件所存在虚位，透过压紧安装在同步带33上方的滑轮38抵消，最终大齿轮36 会带动旋转平台5一同旋转。

请参阅图7，本发明一种旋转工作台的旋转控制方法，具体包括：

701. 放置负载物

在旋转平台上放置负载物，由于负载物的重心不平均，故其旋转平台部分位置的受压力将会较大；

702. 所有油腔内均注入液压油

启动油泵，并将所有液路控制开关全部导通，往所有油腔内均注入液压油；

703. 判断所有感应器的信号

待所有油腔内均注满液压油后，所有感应器均判断其位置上的平台导轨是否与底座导轨处于接触状态，在注满液压油后，由于该液压油处于平台导轨与底座导轨之间，因此旋转平台会因为液压油的注入而略微升起，但负载物的重心位置会因为其重量的作用，其对应的平台导轨仍压在底座导轨上，与底座导轨相接；故有部分的感应器将检测到部分平台导轨仍与底座导轨相接；

704. 部分油腔排出液压油

若有感应器的判断结果为：为处于接触状态，则保持与该感应器对应的液路控制开关的导通，继续往与该感应器对应的油腔内注入液压油；并且，使与判断结果为非接触状态的感应器所对应的液路控制开关进行关闭，并排出与其对应的油腔内的液压油；由于液路控制开关、油腔和感应器之间是一一对应的关系，若，1、2号感应器检测到在该位置中两导轨处于接触状态，即负载物的重心处于1、2号油腔的位置上，故1、2号液路控制开关导通，保持液压油输入至1、2号油腔中，而其余的油腔将排空液压油；并继续进行703. 判断所有感应器的信号，直到所有的感应器的判断结果均为处于非接触状态；

705. 确定已注入液压油的油腔位置

在所有的感应器的判断结果均为处于非接触状态后，对所导通的液路控制开关进行记录，确定已注入液压油的油腔位置，从而确定旋转平台上负载物的重心范围；若1、2号油腔注满了液压油，证明现在负载物的重心在1、2号油腔的上方；

706. 旋转平台进行旋转

输入旋转指令，并根据该旋转指令驱动旋转平台，所述旋转平台与其所承载负载物一直进行同步旋转，同时对旋转平台的旋转角度进行监测，得到旋转监测数据；

707. 判断旋转平台是否到达预定位置

根据旋转指令与旋转监测数据，判断旋转平台是否已经到达旋转指令中所设定的位置，若已到达所设定的位置，则旋转平台停止旋转；若未到达所设定的位置，则进行判断旋转平台上负载物的重心范围是否进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内；

708. 判断是否进入下一个油腔范围内

根据旋转监测数据和旋转指令中的旋转路径的方向，判断旋转平台上负载物的重心范围是否进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内；若未进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内，则继续进行对旋转角度进行监测，得到旋转监测数据；由于旋转前的负载物的重心范围在1、2号油腔上，故时刻监控旋转平台的旋转角度，即可得到负载物的旋转角度，并根据实时的旋转角度判断其负载物的重心是否落入3号油腔的范围内；

709.对相应的油腔分别注入和排出液压油

若进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内，则导通与该油腔对应的液路控制开关，往该油腔中注入液压油，同时排出旋转路径后方最后一个已注入液压油的油腔中的液压油。当负载物的重心落入3号油腔的范围内，即往其内部注入液压油；同时，排出1号油腔内的液压油；然后继续继续进行对旋转角度进行监测，得到旋转监测数据。

710. 关闭所有液路控制开关

在旋转平台停止旋转之后，关闭所有液路控制开关，同时排出已注入液压油的油腔中的液压油，使得平台导轨与底座导轨完全接合。

711. 平台导轨与底座导轨进行锁合

对平台导轨与底座导轨进行锁合，在锁合完成后，关闭油压泵。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可承受偏心负载静压旋转工作台，其特征在于，包括：底座和旋转平台，所述底座上设有底座导轨，所述底座导轨为环形结构且其环形中心上设有旋转轴芯，所述旋转平台活动套设于该旋转轴芯中，并以该旋转轴芯为中心进行旋转，所述旋转平台的底部固定有平台导轨，所述平台导轨设置于底座导轨上，并与底座导轨相互活动配合；所述底座导轨的上表面上设有两个以上的油腔，所述油腔均匀的分布在所述底座导轨的上表面，且每个油腔中均连接有液路控制开关，所有液路控制开关均通过管道依次与油压泵和储油箱相连接，每个所述油腔的外侧均设有感应器，所述感应器设置于底座导轨上，且其感应端与平台导轨相对，所述感应器通过控制单元与液路控制开关相接；所述旋转平台的底部还固定有第一旋转传动件，所述底座上设置有电机，所述电机通过第二旋转传动件与第一旋转传动件相接，所述液路控制开关与所述油压泵之间设有选择控制阀，所述油压泵与选择控制阀的输入端相接，所述选择控制阀的一输出端与所有液路控制开关连接，其另一输出端接有锁台油缸，所述锁台油缸并联有畜能器，所述畜能器用于保存锁台油缸的压力，所述锁台油缸设在底座导轨的外侧，所述锁台油缸上的推杆上装有压块，所述压块的底部与所述旋转平台的上表面配合，用于把旋转平台与底座导轨相锁合。

2.根据权利要求1所述的可承受偏心负载静压旋转工作台，其特征在于，所述旋转平台的旋转中心上设有编码器，所述编码器将旋转平台的旋转角度位置反馈到控制单元中。

3.根据权利要求2所述的可承受偏心负载静压旋转工作台，其特征在于，所述选择控制阀与油压泵之间设有滤油器。

4.根据权利要求3所述的可承受偏心负载静压旋转工作台，其特征在于，所述第一旋转传动件为固定于旋转平台底部的大齿轮，所述第二旋转传动件包括：两个与大齿轮相啮合的小齿轮，每个小齿轮均与一个减速箱相接，两个减速箱之间通过同步带轮和同步带与所述电机的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的可承受偏心负载静压旋转工作台，其特征在于，所述锁台油缸的数量为四个，其均匀的分布于底座导轨的外侧。

6.一种用于如权利要求1所述可承受偏心负载静压旋转工作台的旋转控制方法，其特征在于，包括：

在旋转平台上放置负载物；

启动油压泵，并将所有液路控制开关全部导通，往所有油腔内均注入液压油；

待所有油腔内均注满液压油后，所有感应器均判断其位置上的平台导轨是否与底座导轨处于接触状态；每个液路控制开关、油腔和感应器之间具有一一对应的关系；

若有感应器的判断结果为处于接触状态，则保持与该感应器对应的液路控制开关的导通，继续往与该感应器对应的油腔内注入液压油；并且，使与判断结果为非接触状态的感应器所对应的液路控制开关进行关闭，并排出与其对应的油腔内的液压油；直到所有的感应器的判断结果均为处于非接触状态；

在所有的感应器的判断结果均为处于非接触状态后，对所导通的液路控制开关进行记录，确定已注入液压油的油腔位置，从而确定旋转平台上负载物的重心范围；

输入旋转指令，并根据该旋转指令驱动旋转平台，所述旋转平台与其所承载负载物进行同步旋转，同时对旋转平台的旋转角度进行监测，得到旋转监测数据；

根据旋转监测数据和旋转指令中的旋转路径的方向，判断旋转平台上负载物的重心范围是否进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内；

若进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内，则导通与该油腔对应的液路控制开关，往该油腔中注入液压油，同时排出旋转路径后方最后一个已注入液压油的油腔中的液压油。

7.根据权利要求6所述的旋转工作台的旋转控制方法，其特征在于，所述对旋转平台的旋转角度进行监测，得到旋转监测数据之后包括：

根据旋转指令与旋转监测数据，判断旋转平台是否已经到达旋转指令中所设定的位置，若已到达所设定的位置，则旋转平台停止旋转；若未到达所设定的位置，则进行判断旋转平台上负载物的重心范围是否进入旋转路径前方下一个未注入液压油的油腔范围内。

8.根据权利要求7所述的旋转工作台的旋转控制方法，其特征在于，所述旋转平台停止旋转之后包括：

关闭所有液路控制开关，同时排出已注入液压油的油腔中的液压油，使得平台导轨与底座导轨完全接合。

9.根据权利要求8所述的旋转工作台的旋转控制方法，其特征在于，所述平台导轨与底座导轨完全接合之后包括：

对平台导轨与底座导轨进行锁合，在锁合完成后，关闭油压泵。