CN105437063B - 多工位切换精密定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工位切换精密定位装置，它包括机座和周侧部位设置有多个加工工位的转盘，转盘通过中心轴连接有被动齿轮，该被动齿轮一侧通过主动齿轮连接有伺服电机，所述精密定位装置设置挡块式定位机构或阻尼式定位机构。该装置采用加工制作简单的机械传动切换和机械定位，具有结构简单、使用操作方便、造价便宜等优点，尤其适合中、小企业多工位一体化加工生产装备。

Description

多工位切换精密定位装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种多工位切换精密定位装置。

背景技术

光学透镜镜片的加工通常采用磨削工艺，且为了保证磨削精度，一般分为粗磨、半精磨和精磨多道工序加工。传统的镜片粗磨、半精磨和精磨由多个磨削设备来完成，这种方式虽然能够较好地保证磨削加工精度，但是要求频繁地传输、磨削和上下工位，导致生产效率低，工件容易磕拉碰伤，影响产品质量，增加生产成本，不能适应大规模工业化生产需求。

随着不断的科技进步，近期出现有一些国外引进的多工位一体化加工设备，较好地解决了传统技术中存在的问题。但是这些设备多采用电子控制技术和精密的机械结构以解决多工位切换的精度问题，因此该类设备结构复杂，一般造价十分昂贵，少则数百万，多则以前多万元一台，且使用可靠性差，故障率高，尤其不能适应中小规模企业生产中的普及和使用。截至目前，尚无较好的技术解决方案。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种多工位切换精密定位装置，该装置既能大幅度提高生产效率，又能可靠地保证多工位切换加工的精度和加工质量，同时结构简单，造价低廉，能够较好地满足中小型企业生产装备的需要。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种多工位切换精密定位装置，包括机座和周侧部位设置有多个加工工位的转盘，转盘通过中心轴连接有被动齿轮，该被动齿轮一侧通过主动齿轮连接有伺服电机，所述精密定位装置设置挡块式定位机构或阻尼式定位机构。

进一步的，所述转盘通过中心轴圆锥滚子轴承和滚珠轴承与所述机座连接。

进一步的，所述挡块式定位机构包括固定连接在所述转盘底部的挡块和与挡块配合的挡座，所述挡座连接有气缸，所述挡块和挡座分别为相互配合的梯形和V形结构。

进一步的，所述阻尼式定位机构包括阻尼齿轮和与阻尼齿轮连接的阻尼器，所述阻尼齿轮位于所述被动齿轮另一侧并与之啮合。

进一步的，所述转盘为铸铁材质制件。

进一步的，所述被动齿轮、主动齿轮和阻尼齿轮均为伞齿轮。

进一步的，所述伺服电机和阻尼器分别信号连接控制器。

进一步的，所述伺服电机和气缸分别信号连接有控制器。

进一步的，所述控制器采用单片机。

进一步的，所述单片机连接有数字显示器。

本发明的有益效果是：

1）本发明的多工位切换精密定位装置采用加工制作简单的机械传动切换和机械定位，具有结构简单、使用操作方便、造价便宜等优点，尤其适合中、小企业多工位一体化加工生产装备；

2）本发明采用的挡块式定位机构能够有效地保证多工位切换定位精度，且结构简单，可靠性强，制作成本低廉；

3）本发明采用的阻尼式定位机构不仅能够可靠地保证多工位切换定位精度，保证产品加工质量，而且具有较高的生产效率，完全可与造价昂贵的大型全自动多工位加工设备相媲美。

4）本发明适用于光学透镜镜片的多工位磨削加工，同时也适用于其他高精度多工位磨削技术领域。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例一

如图1所示，本发明的多工位切换精密定位装置，包括机座2和周侧部位设置有多个加工工位12的转盘1，转盘1通过圆锥滚子轴承13、滚珠轴承14、中心轴6与机座2连接，。中心轴6的下端连接有被动齿轮5，该被动齿轮5一侧通过主动齿轮4连接有伺服电机3，由伺服电机3通过主动齿轮4和被动齿轮5带动转盘1定角转动，实现多工位的切换。被动齿轮5、主动齿轮4可采用伞齿轮，以节省安装空间。所述转盘最好采用铸铁材质制件，使之具有较好的刚性，利于加工工位的定位精度。虽然伺服电机3可以比较精确地按照设定的角度转动，但是由于主动齿轮4和被动齿轮5的制造误差，很难消除两齿轮轮齿啮合的间隙，由于主动齿轮4和被动齿轮5的尺寸较大，即便是采用高精度设备加工，也很难达到本发明微米级间隙的要求，且要付出极高的成本费用。由于较大啮合间隙的存在，当伺服电机按设定的角度旋转到位后，主动齿轮4虽然位置固定，而被动齿轮5则往往会发生惯量回转，这种回转将会带来转盘1上加工工位12的定位误差，直接影响工件磨削加工的质量，甚至难于实现工件的磨削加工。为了解决这一难题，本发明设置了挡块式定位机构，所述挡块式定位机构包括固定连接在所述转盘1底部的挡块7和与挡块7配合的挡座9，所述挡座9连接有气缸8。挡块7可以随转盘1一体制作，也可采用镶嵌的方式与转盘1紧配合连接，这样既可保证挡块7与转盘1的连接刚度，又可在挡块7磨损时随时更换；挡块7最好设置在转盘1的外圆周侧，在转盘1旋转过程中扭矩较小，利于延长挡块7和挡座9的使用寿命。为保证定位精度，挡块7和挡座9可分别设置为相互配合的梯形和V形结构，即挡块7设置为梯形或V形结构，而挡座9设置为与之配合的V形或梯形结构，本发明推荐挡块7设置为梯形结构，挡座9设置为V形结构；而且，所述梯形和V形的顶角尽可能设置大一些，以70-90º为宜，便于挡座9对挡块7的捕捉；挡块7顶部与挡座9底部以有较大的距离为好，使其配合具有较大的补偿量；另外，挡块7和挡座9的配合深度应小一些，最好在15mm-20mm之间，以缩短挡座9的移动时间，从而减少定位延时时间，使之缩短至毫秒级，利于生产效率的提高。本发明还应配置控制器，以控制伺服电机3和气缸8的动作，所述控制器11可采用单片机。所述单片机连接有数字显示器10。

实施例二

如图2所示，包括周侧部位设置有多个加工工位12的转盘1，转盘1通过平面推力轴承13、中心轴6、滚珠轴承14与机架2连接。中心轴6的下端连接有被动齿轮5，该被动齿轮5一侧通过主动齿轮4连接有伺服电机3，由伺服电机3通过主动齿轮4和被动齿轮5带动转盘1定角转动，实现多工位的切换。所述转盘最好采用铸铁材质制件，使之具有较好的刚性，利于加工工位的定位精度。虽然伺服电机3可以比较精确地按照设定的角度转动，但是由于主动齿轮4和被动齿轮5的制造误差，很难消除两齿轮轮齿啮合的间隙，由于主动齿轮4和被动齿轮5的尺寸较大，即便是采用高精度设备加工，也很难达到本发明微米级间隙的要求，且要付出极高的成本费用。由于较大啮合间隙的存在，当伺服电机按设定的角度旋转到位后，主动齿轮4虽然位置固定，而被动齿轮5则往往会发生惯量回转，这种回转将会带来转盘1上加工工位12的定位误差，直接影响工件磨削加工的质量，甚至难于实现工件的磨削加工。解决这一技术问题，同时进一步缩短定位时间，提高生产效率，本发明的精密定位装置可设置阻尼式定位机构，所述阻尼式定位机构包括阻尼齿轮15和与阻尼齿轮15连接的阻尼器16，所述阻尼齿轮15位于被动齿轮5另一侧并与之啮合，而且在运行过程中，阻尼齿轮15在被动齿轮5的带动下旋转，因而阻尼齿轮15与被动齿轮5的轮齿的捏合面与主动齿轮4与被动齿轮5轮齿的捏合面相反，被动齿轮5、主动齿轮4和阻尼齿轮15可均设置为伞齿轮。针对转盘1的转动惯量较大，所述阻尼器16采用电磁阻尼器，如阻尼大小可控的被动式电磁阻尼器，其使用性能更好，当伺服电机3按设定的角度旋转到位，被动齿轮5发生反弹时，阻尼器16则实时加以消除。由于阻尼为被动式实时生效，故而切换延时接近于零，利于生产效率的提高。本实施例中，所述伺服电机和阻尼器分别信号连接控制器，所述控制器采用单片机，所述单片机连接有数字显示器。

Claims (9)

1.一种多工位切换精密定位装置，包括机座和周侧部位设置有多个加工工位的转盘，转盘通过中心轴连接有被动齿轮，其特征在于：所述被动齿轮一侧通过主动齿轮连接有伺服电机，所述精密定位装置设置挡块式定位机构或阻尼式定位机构，所述挡块式定位机构包括固定连接在所述转盘底部的挡块和与挡块配合的挡座，所述挡座连接有气缸；所述挡块和挡座分别为相互配合的梯形和V形结构。

2.如权利要求1所述的多工位切换精密定位装置，其特征在于：所述转盘通过中心轴、圆锥滚子轴承和滚珠轴承与所述机座连接。

3.如权利要求1所述的多工位切换精密定位装置，其特征在于：所述阻尼式定位机构包括阻尼齿轮和与阻尼齿轮连接的阻尼器，所述阻尼齿轮位于所述被动齿轮另一侧并与之啮合。

4.如权利要求1所述的多工位切换精密定位装置，其特征在于：所述转盘为铸铁材质制件。

5.如权利要求1或3所述的多工位切换精密定位装置，其特征在于：所述被动齿轮、主动齿轮和阻尼齿轮均为伞齿轮。

6.如权利要求1或3所述的多工位切换精密定位装置，其特征在于：所述伺服电机和阻尼器分别信号连接控制器。

7.如权利要求1所述的多工位切换精密定位装置，其特征在于：所述伺服电机和气缸分别信号连接有控制器。

8.如权利要求6所述的多工位切换精密定位装置，其特征在于：所述控制器采用单片机。

9.如权利要求8所述的多工位切换精密定位装置，其特征在于：所述单片机连接有数字显示器。