CN106166679B - 一种回转式工作台 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工设备领域。为了解决目前对回转平台的位置固定存在不稳定的问题，本发明公开了一种回转式工作台。该回转式工作台包括回转平台、底座，锁定装置以及制动块；锁定装置包括定位块、限位块、第一气缸和四件连杆；第一连杆的一端与底座连接，另一端与第二连杆的一端连接；第二连杆的另一端与第三连杆的第一端连接；第三连杆为Y形结构，其第二端与底座连接，第三端设有压紧块；第四连杆的一端与第一气缸的活塞杆连接，另一端与第二连杆的中间段连接。本发明通过采用连杆式锁定装置对回转平台进行位置固定，不仅结构简单，制作成本低，而且在第一气缸的作用下可以保持对回转平台持续压紧，从而提高对回转平台固定的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工设备领域，具体涉及一种设有锁定装置的回转式工作台。
背景技术
在机械加工领域中，常见的回转式工作台主要包括底座、电机以及回转平台，其中回转平台在电机的驱动下相对与底座进行转动，从而实现不同工位之间的切换。当工位切换到相应的位置后，首先需要对回转平台进行位置固定，然后对工件进行加工操作。
目前对回转平台位置固定的方式主要包括：一种是采用销轴式固定，通过在回转平台与底座之间设置相应的定位孔，并借助销轴对回转平台与底座之间的相对位置进行固定，然而由于销轴与孔之间采用间隙配合的连接方式，这样回转平台与底座之间就会存在发生相对移动的间隙，因此回转平台就会相对于底座出现移动的情况；另一种固定方式是对回转平台的转动机构进行固定，例如回转齿轮，通过对齿轮的固定实现对回转平台位置的固定，但是长时间采用该固定方式会造成对齿轮的损坏，影响设备的使用寿命。
发明内容
为了解决目前回转式工作台在对回转平台进行位置固定时存在位置固定不稳定的问题，本发明提出了一种设有锁定装置的回转式工作台。该回转式工作台包括由电机驱动的回转平台，用于固定电机和支撑回转平台的底座以及与底座连接用于固定回转平台位置的锁定装置，所述回转平台设有制动块；所述锁定装置包括与所述底座连接的定位块和限位块，通过法兰与底座转动连接的第一气缸以及四件连杆；其中，第一连杆的一端与底座转动连接，另一端与第二连杆的一端转动连接；第二连杆的另一端与第三连杆的第一端转动连接；第三连杆为Y形结构，其第二端与底座转动连接，第三端设有压紧块；第四连杆的一端与所述第一气缸的活塞杆连接，另一端端与所述第二连杆的中间段转动连接；当制动块随回转平台转至定位块处时，所述压紧块在第一气缸的带动下对制动块进行压紧固定，此时所述限位块对第一连杆与第二连杆的运动位置进行限制。
优选的，所述定位块前侧设有用于检测所述制动块位置的第一位移传感器，产生控制所述电机停机操作以及控制所述第一气缸活塞杆伸出的信号。
进一步优选的，所述第一气缸上设有用于检测活塞杆回收位置的第二位移传感器，产生控制所述电机启动的信号。
优选的，所述第一气缸上设有用于检测活塞杆伸出位置变化的第三位移传感器，产生加工操作启动或停止的信号。
优选的，所述底座上设有用于产生控制电机减速操作信号的第四位移传感器，所述第四位移传感器位于所述制动块向所述第一位移传感器转动过程中，所述第一位移传感器的上游位置，并早于所述第一位移传感器对所述制动块的位置进行检测。
进一步优选的，所述定位块通过定位板与所述底座连接，且所述定位板上设有穿过定位块的缓冲器，用于对所述回转平台的制动进行缓冲。
优选的，该回转式工作台包括两套锁定装置，用于对该回转式工作台在两个不同工位位置的固定。
优选的，所述回转平台上设有两套用于固定工件的夹具。
进一步优选的，所述夹具包括可以相对移动的固定端和压紧端，其中所述固定端和所述压紧端分别设有多个用于放置工件的安装槽；当所述固定端和所述压紧端相对移动时，位于所述固定端上的安装槽和位于所述压紧端上的安装槽之间发生错位，从而实现对工件的固定夹紧。
进一步优选的，所述夹具的下侧设有用于收集加工废料或加工余料的收集器。
本发明的回转式工作台在对回转平台进行位置固定具有以下有益效果：
1、本发明采用了由第一气缸驱动的连杆式锁定装置对回转平台进行位置固定，这样的连杆式锁定装置不仅结构简单，制作成本低，易于获得较高的制造精度和控制精度，而且通过第一气缸输出具有一定压力的作用力可以保持对回转平台的持续压紧固定，从而避免底座和回转平台之间出现可以相对移动的间隙，进而提高对回转平台位置固定的稳定性和可靠性。
2、本发明的回转式工作台通过设置第一位移传感器和第二位移传感器分别对回转平台的位置和第一气缸中活塞杆回收位置进行检测，并且通过位移传感器发出的信号对电机和第一气缸的动作进行电气控制，使电机和第一气缸两者之间的动作可以通过信号实现自动切换，从而节省人力操作，提高该回转式工作台的自动化控制和工作效率。
3、本发明在第一气缸上还设置有用于检测活塞杆位置变化情况的第三位移传感器。在活塞杆向外伸出过程中，当第三位移传感器检测到活塞杆运动到预定位置时，即压紧块完成对制动块的压紧固定时，第三位移传感器发出对工件进行加工操作的信号；在对工件进行加工过程中，第三位移传感器保持对活塞杆位置的检测，这样可以在回转平台出现意外转动时，第三位移传感器可以及时检测到活塞杆的回收动作，并发出停止对工件继续加工操作的信号，从而避免由于回转平台位置的意外变化而造成对工件和加工设备的破坏，保证工件加工过程的安全。
附图说明
图1是本发明回转式工作台的立体结构示意图；
图2是本发明回转式工作台的主视图；
图3是图2中F向底座部分的第一状态时结构示意图；
图4是图2中F向底座部分的第二状态时结构示意图；
图5是本发明回转式工作台中夹具的立体结构示意图；
图6是图5中B处的局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细说明。本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
如图1和图2所示，该回转式工作台包括固定在地面上的底座1、与底座1固定连接的电机2，通过齿轮与电机2连接的回转平台3，位于底座1的左右两侧安装面上用于固定回转平台3位置的锁定装置4以及与回转平台3固定连接并随回转平台3一同转动的操作平台5。其中，在操作平台5上端面的左右两端各设有一个用于裝夹工件的夹具51，以及位于夹具51下方设有用于收集加工残料或加工余料的收集器52，从而使该回转式工作台具有两个工位。此外，回转平台3在电机2的驱动下进行正转和反转，进而实现两个夹具51的工位切换，并且当工位转动到位时，通过锁定装置4对回转平台3的位置固定，保证工件加工过程中操作平台5的位置稳定。
图3所示为锁定装置4未对回转平台3进行固定时各个结构的位置状态示意图，即当回转平台3是由左向右转动时，图3所示为回转平台3进入固定位置之前各个结构的位置状态示意图；当回转平台3是由右向左转动时，图3所示为回转平台3离开固定位置之后各个结构的位置状态示意图。图4所示为锁定装置4保持对回转平台3固定时各个结构的位置状态示意图。
结合图3和图4所示，回转平台3的下端面边缘位置设有用于进行位置固定的制动块31，其中制动块31为L形结构，竖直端与回转平台3固定连接，水平端沿回转平台3径向向外伸出。锁定装置4包括通过法兰61与底座1转动连接的第一气缸41，通过定位板62与底座1连接的定位块42以及四件相互连接的连杆。其中，第一连杆43的一端与底座1在A点转动连接，第一连杆43的另一端与第二连杆44的一端转动连接；第二连杆44的另一端与第三连杆45的第一端转动连接；第三连杆45为Y形结构，第三连杆45的第二端与底座1转动连接，第三连杆45的第三端为自由端且设有与定位块42共同作用实现对制动块31的竖直端压紧固定的压紧块47；第四连杆46的一端与第一气缸41的活塞杆连接，第四连杆46的另一端与第二连杆44的中间段转动连接。同时，在连接点A的右上方位置设有一个与底座1连接的限位块48，用于限制第一连杆43和第二连杆44在第一气缸41的带动下，向上运动的最高位置，这样可以防止第一连杆43在第一气缸41的带动下出现绕A点的过转动现象，即防止发生压紧块47反向运动脱离制动块31的情况，从而保证压紧块47对制动块31的压紧固定。
本发明通过采用由第一气缸41驱动的连杆式锁定装置4实现对回转平台3的位置固定，这样的连杆式锁定装置4不仅结构简单，制作成本低，易于获得较高的制造精度和控制精度，而且通过第一气缸41输出具有一定压力的作用力可以保持压紧块47对制动块31的持续压紧状态，避免了底座1和回转平台3之间出现可以相对移动的间隙，从而提高了对回转平台3位置固定的稳定性和可靠性。
进一步优选，在定位块42的左侧下方位置设有用于检测制动块31位置的第一位移传感器71。第一位移传感器71通过可调滑杆和定位板62与底座1固定连接，并可以沿滑杆调整水平位置。在制动块31随回转平台3向定位块42的方向转动过程中，当第一位移传感器71检测到制动块31的水平端经过时，第一位移传感器71发出信号，控制电机2进行停机操作以及控制第一气缸41伸出活塞杆，通过连杆带动压紧块47运动，对停靠在定位块42左侧的制动块31进行压紧固定。此外，在第一气缸41的下端位置设有用于检测第一气缸41的活塞杆回收位置的第二位移传感器72，当第二位移传感器72检测到活塞杆回收到位时，第二位移传感器72发出信号，控制电机2重新启动并带动回转平台3进行由右向左的转动。
本发明通过第一位移传感器71和第二位移传感器72分别对制动块31位置和第一气缸41活塞杆回收位置的检测以及对电机2和第一气缸41的电气控制，使电机2和第一气缸41之间的动作可以通过信号实现自动切换，从而节省人力操作，提高工作台的自动化控制和工作效率。
进一步优选，在第一气缸41的上端位置设有第三位移传感器73，用于检测活塞杆位置的变化情况。在活塞杆向外伸出过程中，当第三位移传感器73检测到活塞杆运动到预定位置时，即压紧块47完成对制动块31的压紧固定时，第三位移传感器73发出对工件进行加工操作的信号；在对工件进行加工过程中，当回转平台3或操作平台5受到外力，并且该外力足以克服压紧块47对制动块31的压紧力使回转平台3发生转动时，活塞杆出现回收运动，此时第三位移传感器73检测到活塞杆的位置变化情况后，发出停止工件继续加工操作的信号。这样可以在回转平台3出现意外转动时，在最短的时间内停止对工件的加工操作，避免由于回转平台3位置的意外变化而造成对工件和加工设备的破坏，从而保证工件加工过程的安全。
此外，本发明的回转式工作台还包括同样用于检测制动块31位置的第四位移传感器74以及与定位板62连接并穿过定位块42的缓冲器8。其中，第四位移传感器74与底座1连接并位于制动块31向第一位移传感器71方向转动过程中，第一位移传感器71的上游位置，当回转平台3自左向右转动时，第四位移传感器74可以早于第一位移传感器71检测制动块31的位置。同时，电机2采用可以调节输出转速的变频电机。这样在回转平台3的转动过程中，首先经过第四位移传感器74，当第四位移传感器74检测到制动块31的水平端经过时发出信号，控制电机2进行减速操作；然后当制动块31的水平端经过第一位移传感器71时，第一位移传感器71发出信号，控制电机2停止运行；最后制动块31在回转平台3的惯性力和缓冲器8的缓冲作用下缓慢的停靠在定位块42的前侧。这样通过电机2的提前减速操作以及缓冲器8的缓冲作用，可以有效的减小当制动块31遇到定位块42突然停止时由于回转平台3的惯性力而对啮合齿轮以及底座1产生的冲击力，从而减少对设备的破坏，提高设备的使用寿命。
结合图5和图6所示，夹具51包括两组设有多个相同安装槽的固定端和夹紧端，其中第一固定端511a与操作平台5固定连接，第一夹紧端512a与第一固定端511a背靠背放置并通过位于两端的连接块513与线性滑轨模组514连接，同时连接块513与第二气缸515连接，这样在第二气缸515的带动下通过连接块513实现第一夹紧端512a相对第一固定端511a的滑动。同样，第二固定端511b与第二夹紧端512b采用同样的固定连接方式，但区别在于第二固定端511b和第二夹紧端512b是通过安装板516进行安装的，其中安装板516与操作平台5固定连接，这样可以使两组固定端和夹紧端之间存在一定的高度差，进而满足特殊工件的安装，例如刀刃为弧形的刀剪，当刀剪安装在夹具51上时，由于两组固定端与夹紧端存在一定的高度差，从而使刀剪成倾斜式放置，进而减小安装后弧形刀刃两端的高度差，以便于后续对刀刃的加工操作。该夹具51通过固定端和夹紧端之间的相对滑动，使两者之间的安装槽出现错位，从而实现对位于安装槽内工件进行固定和夹紧，而且由于沿固定端和夹紧端的长度方向设有多个安装槽，因此可以实现一次对多个工件的安装，从而提高对工件批量加工的效率。
此外，在与第一夹紧端511a相平行的外侧设有用于工件安装时进行对齐操作的对齐板517，以提高工件的安装效率，其中，对齐板517通过固定件518与操作平台5连接。另外，本发明中的安装板516采用镂空结构，这样不仅可以减轻重量，便于安装拆卸，而且便于加工过程中产生的残料或余料落入位于夹具51下侧的收集器52内，以便于对残料和余料的后期处理和保持操作平台5的清洁。
以其中一个夹具51的工位变化为例，对本发明回转式工作台的工作过程进行如下的描述：
首先，对位于安装工位的夹具51进行工件的安装，通过第二气缸515带动夹紧端512a和512b相对固定端511a和511b进行相对滑动，从而完成对位于安装槽内工件的固定。
然后，启动电机2，此时回转平台3在电机2的带动下，以高转速向靠近定位块42的方向转动；当制动块31经过第四位移传感器74时，第四位移传感器74发出控制电机2减速的信号，使回转平台3以低转速继续转动；当制动块31经过第一位移传感器71时，第一位移传感器71发出控制电机2停机的信号以及控制第一气缸41的活塞杆伸出信号。此时回转平台3在惯性力和缓冲器8的作用下停靠在定位块42前侧，同时压紧块47在第一气缸41的驱动下将制动块31压紧在定位块42上，从而完成对回转平台3的位置固定，此时夹具51也完成由安装工位到加工工位的切换。
最后，当工件完成加工操作后，启动第一气缸41，此时第一气缸41的活塞杆进行回收运动，当第二位移传感器72检测到活塞杆回收到位时，第二位移传感器72发出控制电机2启动的信号，使电机2重新启动并带动回转平台3反向转动回至安装工位。
此外，当夹具51位于加工工位且对工件进行加工操作时，位于第一气缸41上的第三位移传感器73会实时检测活塞杆的位置变化情况，当回转平台3或操作台5由于受到外力而使第一气缸41的活塞杆回收时，第三位移传感器73检测活塞杆位置的变化，并对加工设备发出停止加工的信号，从而避免此时继续加工操作而对工件和设备造成损坏。
Claims (8)
1.一种回转式工作台，包括由电机驱动的回转平台，用于固定电机和支撑回转平台的底座以及与底座连接用于固定回转平台位置的锁定装置，其特征在于，所述回转平台设有制动块；所述锁定装置包括与所述底座连接的定位块和限位块，通过法兰与底座转动连接的第一气缸以及四件连杆；其中，第一连杆的一端与底座转动连接，另一端与第二连杆的一端转动连接；第二连杆的另一端与第三连杆的第一端转动连接,第三连杆为Y形结构，其第二端与底座转动连接，第三端设有压紧块；第四连杆的一端与所述第一气缸的活塞杆连接，另一端与所述第二连杆的中间段转动连接；当制动块随回转平台转至定位块处时，所述压紧块在第一气缸的带动下对制动块进行压紧固定，此时所述限位块对第一连杆与第二连杆的运动位置进行限制；
所述定位块前侧设有用于检测所述制动块位置的第一位移传感器，产生控制所述电机停机操作以及控制所述第一气缸活塞杆伸出的信号；
所述第一气缸上设有用于检测活塞杆伸出位置变化的第三位移传感器，产生加工操作启动或停止的信号。
2.根据权利要求1所述的回转式工作台，其特征在于，所述第一气缸上设有用于检测活塞杆回收位置的第二位移传感器，产生控制所述电机启动的信号。
3.根据权利要求1所述的回转式工作台，其特征在于，所述底座上设有用于产生控制电机减速操作信号的第四位移传感器，所述第四位移传感器位于所述制动块向所述第一位移传感器转动过程中，所述第一位移传感器的上游位置，并早于所述第一位移传感器对所述制动块的位置进行检测。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的回转式工作台，其特征在于，所述定位块通过定位板与所述底座连接，且所述定位板上设有穿过所述定位块的缓冲器，用于对所述回转平台的制动进行缓冲。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的回转式工作台，其特征在于，该回转式工作台包括两套锁定装置，用于对该回转式工作台在两个不同工位位置的固定。
6.根据权利要求5所述的回转式工作台，其特征在于，所述回转平台上设有两套用于固定工件的夹具。
7.根据权利要求6所述的回转式工作台，其特征在于，所述夹具包括可以相对移动的固定端和压紧端，其中所述固定端和所述压紧端分别设有多个用于放置工件的安装槽；当所述固定端和所述压紧端相对移动时，位于所述固定端上的安装槽和位于所述压紧端上的安装槽之间发生错位，从而实现对工件的固定夹紧。
8.根据权利要求6或7所述的回转式工作台，其特征在于，所述夹具的下侧设有用于收集加工废料或加工余料的收集器。
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