CN106624840B - 板桥式转台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板桥式转台，它包括：板桥部件，所述板桥部件上用于装夹工件；驱动部件，所述驱动部件包括两个驱动装置，其中一个驱动装置与板桥部件的一端部相连，另外一个驱动装置与板桥部件的另一端部相连，以便通过两个驱动装置同步驱动板桥部件做回转运动。本发明采用双驱结构，转台支撑刚性好，驱动扭矩大，适用于大型精密型板材的四轴联动加工和四轴分度加工。

Description

板桥式转台
技术领域
本发明涉及一种板桥式转台。
背景技术
目前，现有转台存在以下缺点：
1、采用蜗轮蜗杆传动形式或者齿轮传动方式，这类转台运动响应速度慢、动态刚性差、机械结构存在弹性变形、间隙和传动滞后现象，而且结构复杂，制造、加工、安装难度大。
2、现有的卧式数控转台+桥板+辅助尾座形式转台：尾座只起到辅助支撑作用，转台单侧驱动，提供的驱动力小、转台刹车扭矩小、转台支撑刚性差。
3、现有的机械式数控转台轴承均采用单一的密封结构，密封效果不好，转台轴承寿命低，转台可靠性不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种板桥式转台，它采用双驱结构，转台支撑刚性好，驱动扭矩大，适用于大型精密型板材的四轴联动加工和四轴分度加工。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种板桥式转台，它包括：
板桥部件，所述板桥部件上用于装夹工件；
驱动部件，所述驱动部件包括两个驱动装置，其中一个驱动装置与板桥部件的一端部相连，另外一个驱动装置与板桥部件的另一端部相连，以便通过两个驱动装置同步驱动板桥部件做回转运动。
进一步，板桥式转台还包括用于与机床工作台面相连的底板部件，其中一个驱动装置安装在底板部件的一端部上，另外一个驱动装置安装在底板部件的另一端部上。
进一步为了直接驱动桥板部件，使驱动台面无传动间隙和传动滞后现象，提高驱动台面的定位精度，所述驱动装置包括壳组、力矩电机和驱动台面，所述驱动台面可旋转地安装在壳组上，所述力矩电机具有定子部分和转子部分，所述定子部分固定在壳组上，所述驱动台面与所述转子部分相连，以便当力矩电机动作时，所述力矩电机驱动所述驱动台面在壳组上转动。
进一步为了对驱动台面进行刹车，并提高刹车扭矩，保证刹车性能可靠，所述驱动装置还包括用于将驱动台面准停在某一转动角度的刹车装置。
进一步提供了一种具体结构的刹车装置，所述壳组具有转台底座，所述驱动台面可旋转地支承在转台底座上，所述刹车装置包括刹车片和活塞部分，刹车片安装在驱动台面上，活塞部分具有活塞；当驱动台面未被刹车时，所述刹车片不与转台底座接触，并与所述转台底座之间具有间隙，当驱动台面需要被刹车时，所述活塞部分动作，所述活塞作用于所述刹车片，使所述刹车片与转台底座压紧抵接在一起。
进一步为了监测驱动台面的转动角度，所述驱动装置还包括用于测量驱动台面的转动角度的角度测量装置，所述角度测量装置包括连接轴和角度编码器，所述连接轴与所述转子部分相连，所述角度编码器安装在连接轴上。
进一步为了便于各电缆集中安装和维修，所述驱动装置还包括集中出线装置，所述集中出线装置包括出线防护罩、电气插接件、至少一个接头和用于容置驱动装置的各接线线缆的出线底座，所述出线底座安装在壳组上，所述出线防护罩安装在出线底座上，并罩住所述电气插接件，所述接头设置在出线防护罩上，接线线缆、电气插接件和接头连接形成连接线路。
进一步为了实现很好的密封性能，提高转台轴承的抗污染能力，提高轴承的使用寿命，所述壳组具有转台底座，所述驱动台面通过轴承可旋转地支承在转台底座上，所述转台底座与所述驱动台面之间形成有容置轴承的轴承室，并且所述转台底座和所述驱动台面之间具有用于隔离轴承室与外部的密封部分。
进一步提供了密封部分的具体结构，所述密封部分中包括机械式迷宫密封结构、旋转密封结构和气幕保护结构；其中，转台底座的轴向端面上设置有环形凸台，驱动台面在对应的位置上设置有环形凹槽，环形凸台嵌入环形凹槽内形成一种类型的机械式迷宫密封结构；转台底座的外周壁上安装有防护罩，所述驱动台面的外周壁上设置有径向凸出的台阶，所述防护罩与台阶装配在一起，并罩住所述台阶，从而形成另外一种类型的机械式迷宫密封结构；所述转台底座的轴向端面上设置有旋转密封圈，并且旋转密封圈的唇口与所述驱动台面的轴向端面紧密接触，从而形成旋转密封结构；所述转台底座和所述驱动台面之间设置有连通轴承室并可注入压力空气的气密封内腔，所述气密封内腔形成气幕保护结构。
进一步为了对力矩电机进行冷却，所述转子部分上具有水冷通道，所述壳组上设置有水冷却进水管路和水冷却出水管路，所述水冷却进水管路的出口和所述水冷却出水管路的进口分别与水冷通道相连通。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
1、工件装夹在桥板部件上，桥板部件回转的动力由居于两侧的驱动装置提供，驱动装置采用力矩电机驱动，可以提供驱动扭矩，其扭矩是单侧驱动扭矩的近两倍，由于采用两侧驱动并支承桥板部件，该桥板式转台的支撑刚性是单侧驱动桥板式转台的好几倍，工件的表面加工质量也有明显提升，当桥板式转台需要准确停止在某个角度时，两侧的驱动装置的刹车装置同时刹车，刹车扭矩是单侧驱动桥板式转台的两倍，刹车效果好、刹车性能可靠，从而保证该状态的工件加工质量，特别适用于大型精密型板材的四轴联动加工和四轴分度加工；
2、轴承室采用独特的密封部分进行密封，密封部分可包括两道机械式迷宫密封结构、一道旋转密封结构、一道气幕保护结构，提高了转台轴承的抗污染能力，提高轴承使用寿命。
附图说明
图1为本发明的板桥式转台的结构示意图；
图2为本发明的板桥式转台的结构剖视图；
图3为本发明的驱动装置的结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为图3的A-A剖视图；
图6为图4的B-B剖视图；
图7为图4的C-C剖视图；
图8为图4的D-D剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1～8所示，一种板桥式转台，它包括：
板桥部件2，所述板桥部件2上用于装夹工件；
驱动部件，所述驱动部件包括两个驱动装置1，其中一个驱动装置1与板桥部件2的一端部相连，另外一个驱动装置1与板桥部件2的另一端部相连，以便通过两个驱动装置1同步驱动板桥部件2做回转运动。
如图1所示，板桥式转台还包括用于与机床工作台面相连的底板部件3，其中一个驱动装置1安装在底板部件3的一端部上，另外一个驱动装置1安装在底板部件3的另一端部上。所述底板部件3包括底板31和定位键32，底板31通过螺钉于机床工作台面相连，并通过定位键32定位。
如图5所示，所述驱动装置1包括壳组、力矩电机和驱动台面11，所述驱动台面11可旋转地安装在壳组上，所述力矩电机具有定子部分115和转子部分129，所述定子部分115固定在壳组上，所述驱动台面11与所述转子部分129相连，以便当力矩电机动作时，所述力矩电机驱动所述驱动台面11在壳组上转动；其中，所述转子部分129通过螺钉与一过渡连接轴130相连，过渡连接轴130再通过螺钉与驱动台面11相连，从而将动力传递至驱动台面11；另外，所述壳组上设置有吊环15，以方便吊装。
具体地，所述板桥部件2包括板桥22和两个支撑块21，支撑块21分别连接在相应的驱动台面11上，板桥22的一端与其中一个支撑块21相连，板桥22的另一端与另外一个支撑块21相连。
工件装夹在桥板22上，桥板22回转的动力由居于两侧的驱动装置1提供，驱动装置1采用力矩电机驱动，可以提供驱动扭矩，其扭矩是单侧驱动扭矩的近两倍，由于采用两侧驱动并支承桥板部件，该桥板式转台的支撑刚性是单侧驱动桥板式转台的好几倍，工件的表面加工质量也有明显提升，特别适用于大型精密型板材的四轴联动加工和四轴分度加工。
如图5所示，所述驱动装置还包括用于将驱动台面11准停在某一转动角度的刹车装置。
如图5所示，所述壳组具有转台底座14，所述驱动台面11可旋转地支承在转台底座14上，所述刹车装置包括刹车片131和活塞部分，刹车片131安装在驱动台面11上，活塞部分具有活塞18；当驱动台面11未被刹车时，所述刹车片131不与转台底座14接触，并与所述转台底座14之间具有间隙，当驱动台面11需要被刹车时，所述活塞部分动作，所述活塞18作用于所述刹车片131，使所述刹车片131与转台底座14压紧抵接在一起。当桥板式转台需要准确停止在某个角度时，两侧的驱动装置1的刹车装置同时刹车，刹车扭矩是单侧驱动桥板式转台的两倍，刹车效果好、刹车性能可靠，从而保证该状态的工件加工质量。
刹车装置的工作原理如下：当驱动台面11正常运转时，驱动台面11旋转时刹车片131与转台底座14的轴向端面保持0.2mm间隙，从而保证刹车片131能自由旋转，当转台需要准停在某个角度时，活塞部分动作，活塞18向左进给压紧刹车片131，刹车片131受压产生微量变形压紧转台底座14的轴向端面，通过它们两者之间的摩擦力使驱动台面11快速地停止下来并保持在需要的角度位置；当处于刹紧状态的转台需要复位重新运转时，活塞部分动作，活塞18向右进给，活塞18的左端面离开刹车片131的右端面，由于刹车片采用弹性极好的弹簧钢制作，刹车片131由于自身的弹性变形恢复到自由状态，此时刹车片131与转台底座14的轴向端面之间的0.2mm间隙再次出现，驱动台面11恢复到能够自由运转状态；进一步地，为了保证转台刹车时和转台刹车复位时，两侧两个驱动装置1的刹车动作的同步性，在液压系统设计时设计了液压同步阀。
如图5所示，所述驱动装置还包括用于测量驱动台面11的转动角度的角度测量装置，所述角度测量装置包括连接轴128和角度编码器127，所述连接轴128与所述转子部分129相连，所述角度编码器127安装在连接轴128上，从而对转台的旋转角度进行测量和反馈。
如图5所示，所述壳组具有转台底座14，所述驱动台面11通过轴承13可旋转地支承在转台底座14上，所述转台底座14与所述驱动台面11之间形成有容置轴承13的轴承室，并且所述转台底座14和所述驱动台面11之间具有用于隔离轴承室与外部的密封部分。
如图5所示，所述密封部分中包括机械式迷宫密封结构、旋转密封结构和气幕保护结构；其中，转台底座14的轴向端面上设置有环形凸台141，驱动台面11在对应的位置上设置有环形凹槽111，环形凸台141嵌入环形凹槽111内形成一种类型的机械式迷宫密封结构；转台底座14的外周壁上安装有防护罩133，所述驱动台面11的外周壁上设置有径向凸出的台阶112，所述防护罩133与台阶112装配在一起，并罩住所述台阶112，从而形成另外一种类型的机械式迷宫密封结构；所述转台底座14的轴向端面上设置有旋转密封圈12，并且旋转密封圈12的唇口与所述驱动台面11的轴向端面紧密接触，从而形成旋转密封结构；所述转台底座14和所述驱动台面11之间设置有连通轴承室并可注入压力空气的气密封内腔，所述气密封内腔形成气幕保护结构。转台回转运行时压力为0.5bar以内的干燥空气经过气密封管接头121和相应管路进入到气密封内腔，从而在气密封内腔处建立起小压力气体正压场，这样既能有效防止污染物进入轴承，又能避免轴承油脂润滑受到气流影响，这四道密封结构组成独特的组合式转台轴承密封结构。
如图7、8所示，为了防止力矩电机过热，所述转子部分上具有水冷通道，所述壳组上设置有水冷却进水管路100和水冷却出水管路200，所述水冷却进水管路100的出口和所述水冷却出水管路200的进口分别与水冷通道相连通，力矩电机中安装有温度传感器，可以对力矩电机出进行温度反馈和热变形补偿。
如图5所示，所述驱动装置还包括集中出线装置，所述集中出线装置包括出线防护罩124、电气插接件123、至少一个接头125和用于容置驱动装置的各接线线缆的出线底座122，所述出线底座122安装在壳组上，所述出线防护罩124安装在出线底座122上，并罩住所述电气插接件123，所述接头125设置在出线防护罩124上，接线线缆、电气插接件123和接头125连接形成连接线路；当然，将转台力矩电机水冷却进出口管接头、轴承的气幕保护结构的管接头也集中到出线底座122上集中管理，以便于安装和维修。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种板桥式转台，其特征在于：它包括：
板桥部件(2)，所述板桥部件(2)上用于装夹工件；
驱动部件，所述驱动部件包括两个驱动装置(1)，其中一个驱动装置(1)与板桥部件(2)的一端部相连，另外一个驱动装置(1)与板桥部件(2)的另一端部相连，以便通过两个驱动装置(1)同步驱动板桥部件(2)做回转运动；
所述驱动装置包括壳组、力矩电机和驱动台面(11)，所述驱动台面(11)可旋转地安装在壳组上，所述力矩电机具有定子部分(115)和转子部分(129)，所述定子部分(115)固定在壳组上，所述驱动台面(11)与所述转子部分(129)相连，以便当力矩电机动作时，所述力矩电机驱动所述驱动台面(11)在壳组上转动；所述壳组具有转台底座(14)，所述驱动台面(11)通过轴承(13)可旋转地支承在转台底座(14)上，所述转台底座(14)与所述驱动台面(11)之间形成有容置轴承(13)的轴承室，并且所述转台底座(14)和所述驱动台面(11)之间具有用于隔离轴承室与外部的密封部分，所述密封部分中包括机械式迷宫密封结构、旋转密封结构和气幕保护结构；其中，转台底座(14)的轴向端面上设置有环形凸台(141)，驱动台面(11)在对应的位置上设置有环形凹槽(111)，环形凸台(141)嵌入环形凹槽(111)内形成一种类型的机械式迷宫密封结构；转台底座(14)的外周壁上安装有防护罩(133)，所述驱动台面(11)的外周壁上设置有径向凸出的台阶(112)，所述防护罩(133)与台阶(112)装配在一起，并罩住所述台阶(112)，从而形成另外一种类型的机械式迷宫密封结构；所述转台底座(14)的轴向端面上设置有旋转密封圈(12)，并且旋转密封圈(12)的唇口与所述驱动台面(11)的轴向端面紧密接触，从而形成旋转密封结构；所述转台底座(14)和所述驱动台面(11)之间设置有连通轴承室并可注入压力空气的气密封内腔，所述气密封内腔形成气幕保护结构；
还包括用于与机床工作台面相连的底板部件(3)，其中一个驱动装置(1)安装在底板部件(3)的一端部上，另外一个驱动装置(1)安装在底板部件(3)的另一端部上。
2.根据权利要求1所述的板桥式转台，其特征在于：所述驱动装置还包括用于将驱动台面(11)准停在某一转动角度的刹车装置。
3.根据权利要求2所述的板桥式转台，其特征在于：所述刹车装置包括刹车片(131)和活塞部分，刹车片(131)安装在驱动台面(11)上，活塞部分具有活塞(18)；当驱动台面(11)未被刹车时，所述刹车片(131)不与转台底座(14)接触，并与所述转台底座(14)之间具有间隙，当驱动台面(11)需要被刹车时，所述活塞部分动作，所述活塞(18)作用于所述刹车片(131)，使所述刹车片(131)与转台底座(14)压紧抵接在一起。
4.根据权利要求1所述的板桥式转台，其特征在于：所述驱动装置还包括用于测量驱动台面(11)的转动角度的角度测量装置，所述角度测量装置包括连接轴(128)和角度编码器(127)，所述连接轴(128)与所述转子部分(129)相连，所述角度编码器(127)安装在连接轴(128)上。
5.根据权利要求1所述的板桥式转台，其特征在于：所述驱动装置还包括集中出线装置，所述集中出线装置包括出线防护罩(124)、电气插接件(123)、至少一个接头(125)和用于容置驱动装置的各接线线缆的出线底座(122)，所述出线底座(122)安装在壳组上，所述出线防护罩(124)安装在出线底座(122)上，并罩住所述电气插接件(123)，所述接头(125)设置在出线防护罩(124)上，接线线缆、电气插接件(123)和接头(125)连接形成连接线路。
6.根据权利要求1所述的板桥式转台，其特征在于：所述转子部分上具有水冷通道，所述壳组上设置有水冷却进水管路(100)和水冷却出水管路(200)，所述水冷却进水管路(100)的出口和所述水冷却出水管路(200)的进口分别与水冷通道相连通。
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