CN111468840A - 一种多角度翻转的治具 - Google Patents

Abstract

一种多角度翻转的治具。本发明利用治具安装固定座固定横梁，通过第一伺服电机驱动横梁翻转，并在该横梁上设置第二伺服电机，通过第二伺服电机驱动横梁上的零件固定座带动待加工的零件旋转。本发明能够通过高精度伺服电机的驱动，实现准确定位待加工工件进行激光切割的位置及角度，本发明能够按照加工要求精确地转动待加工零件，将其固定在不同的加工角度位置。本发明能够通过一次装夹实现不同角度位置的多段加工，极大提高了加工效率和可靠性。

Description

一种多角度翻转的治具

技术领域

本发明涉及激光切割加工设备领域，具体而言涉及一种多角度翻转的治具。

背景技术

随着数控技术的不断发展，为追求高速高精的加工效果，许多激光设备被运用在加工领域。

激光切割加工过程中，经常需要对待加工零件的多个角度进行切割作业。目前现有的零件治具通常是固定角度的，其只能满足单一角度的切割加工需求。因此，现有方式下，如果需要对零件的不同角度进行加工，就需要准备匹配不同加工角度的多种治具，分别对零件进行多次装夹，才能分别对零件的不同角度进行加工。

现有的零件固定方式不仅使得其加工工作效率差、产能低、费工时，还容易在多次装夹定位的过程中出现定位偏差，影响零件加工精度。现有的零件固定方式，其加工出来的产品常常无法达到客户所要求的精度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种多角度翻转的治具，本发明通过高精度伺服电机驱动，能够准确定位激光切割的位置及角度，本发明能够按照加工要求精确地转动待加工零件，将其固定在不同的加工角度位置，本发明通过一次装夹即可进行多段加工，极大提高了加工效率和可靠性。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，本发明提出一种多角度翻转的治具，其包括：

治具安装固定座，其包括安装底板，以及分别垂直设置在安装底板两端的第一固定端板和第二固定端板，安装底板、第一固定端板以及第二固定端板连接为C字形结构；

第一伺服电机，其固定设置在第一固定端板的外侧，所述第一伺服电机的输出轴垂直于所述第一固定端板且设置在所述第一固定端板的远端；

横梁，其一端与所述第一伺服电机的输出轴连接，其另一端与第二固定端板转动连接，所述横梁由所述第一伺服电机驱动相对所述治具安装固定座旋转；

第二伺服电机，其固定设置在所述横梁的中部，所述第二伺服电机的输出轴垂直于所述横梁；

零件固定座，其与所述第二伺服电机的输出轴连接，用于固定待加工零件，并由所述第二伺服电机驱动而带动所述待加工零件相对所述横梁旋转。

可选的，如上任一所述的多角度翻转的治具，其中，还包括：第一中空旋转平台，其连接在所述横梁的一端与所述第一固定端板的远端之间，所述第一中空旋转平台内部设置有传动齿轮，所述第一伺服电机的输出轴与所述第一中空旋转平台内的传动齿轮啮合，驱动所述第一中空旋转平台带动所述横梁旋转。

可选的，如上任一所述的多角度翻转的治具，其中，所述横梁的旋转轴平行于治具安装固定座中安装底板轴线的方向。

可选的，如上任一所述的多角度翻转的治具，其中，还包括第二中空旋转平台，其连接在所述零件固定座与所述横梁的中部之间，所述第二中空旋转平台内部设置有传动齿轮，所述第二伺服电机的输出轴与所述第二中空旋转平台内的传动齿轮啮合，驱动所述第二中空旋转平台带动所述零件固定座旋转。

可选的，如上任一所述的多角度翻转的治具，其中，所述零件固定座的旋转轴垂直于所述横梁。

可选的，如上任一所述的多角度翻转的治具，其中，所述零件固定座包括：

零件固定座本体，其设置为圆环状，与所述第二中空旋转平台贴合设置并与所述第二中空旋转平台固定连接；

定安装板，其为半圆环状结构，且固定设置在零件固定座本体内，所述定安装板的外周边缘与所述零件固定座本体的内周贴合；

开合固定板，其设置在所述定安装板与所述零件固定座本体之间，所述开合固定板包括有第一弧边和第二弧边，所述第一弧边贴合所述定安装板的内周边缘，所述第二弧边贴合所述零件固定座本体的内周；

中心定位销，其设置在所述开合固定板上，位于第一弧边和第二弧边之间，所述开合固定板以所述中心定位销为旋转中心在所述零件固定座本体内转动；

磁铁吸附挡料，其设置在所述开合固定板的一侧边缘；

待加工零件的头部套设在所述中心定位销外部，所述磁铁吸附挡料与所述定安装板吸合固定时，待加工零件的尾部抵接在磁铁吸附挡料与所述定安装板的侧壁之间。

可选的，如上任一所述的多角度翻转的治具，其中，所述第一伺服电机的输出轴与所述第二伺服电机的输出轴之间相互垂直。

可选的，如上任一所述的多角度翻转的治具，其中，所述中心定位销设置为平行于所述第二伺服电机的输出轴。

可选的，如上任一所述的多角度翻转的治具，其中，所述第二伺服电机和所述零件固定座分别设置在所述横梁的两侧。

有益效果

本发明利用治具安装固定座固定横梁，通过第一伺服电机驱动横梁翻转，并在该横梁上设置第二伺服电机，通过第二伺服电机驱动横梁上的零件固定座带动待加工的零件旋转。本发明能够通过高精度伺服电机的驱动，实现准确定位待加工工件进行激光切割的位置及角度，本发明能够按照加工要求精确地转动待加工零件，将其固定在不同的加工角度位置。本发明能够通过一次装夹实现不同角度位置的多段加工，极大提高了加工效率和可靠性。

进一步，为配合“9”字型的待加工零件结构，本发明具体可设置所述零件固定座包括零件固定座本体、定安装板、开合固定板、中心定位销和磁铁吸附挡料。以通过中心定位销固定待加工零件的空心头部，通过定安装板和磁铁吸附挡料夹持待加工零件的长条状尾部。由此，本发明能够有效地从两端分别固定住待加工零件，并通过中心定位销的支撑作用避免待加工零件在切割加工过程中旋转或脱落，以保证加工过程切换切割加工角度和位置时零件不会脱落。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的多角度翻转的治具方整体结构示意图；

图2是本发明的多角度翻转的治具中零件固定座的结构示意图；

图中，1表示治具安装固定座；2表示第一伺服电机；3表示横梁；4表示第二伺服电机；5表示零件固定座；51表示中心定位销；51表示磁铁吸附挡料；61表示第一中空旋转平台；62表示第二中空旋转平台；7表示旋转轴；9表示待加工零件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于治具本身而言，由治具安装固定座指向零件固定座内部中心定位销的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

图1为根据本发明的一种多角度翻转的治具，其包括：

治具安装固定座1，其包括安装底板，以及分别垂直设置在安装底板两端的第一固定端板和第二固定端板，安装底板、第一固定端板以及第二固定端板连接为C字形结构；

第一伺服电机2，其固定设置在第一固定端板的外侧，所述第一伺服电机的输出轴垂直于所述第一固定端板且设置在所述第一固定端板的远端；

横梁3，其一端与所述第一伺服电机2的输出轴连接，其另一端与第二固定端板转动连接，所述横梁3由所述第一伺服电机2驱动相对所述治具安装固定座1旋转；

第二伺服电机4，其固定设置在所述横梁3的中部，所述第二伺服电机4的输出轴垂直于所述横梁3；

零件固定座5，其与所述第二伺服电机4的输出轴连接，用于固定待加工零件，并由所述第二伺服电机4驱动而带动所述待加工零件相对所述横梁3旋转。

本发明利用零件固定座5固定“9”字型的待加工零件，通过第一和第二伺服电机相应的驱动横梁3和零件固定座翻转，从而改变待加工零件的固定位置和固定角度。由此，本发明能够通过单次装夹，利用伺服电机的驱动改变零件的位置和角度以方便从不同加工位置和加工角度对带加工零件进行加工。本发明能够适应多次带不同角度的切割需求，不用每次切割加工后重新进行定位，因而能够极大的提升生产效率及良品率，避免重新定位所引入的定位偏差。

具体而言，本发明的多角度翻转的治具，其还设置有第一中空旋转平台61，和第二中空旋转平台：第一中空旋转平台61连接在所述横梁3的一端与所述第一固定端板的远端之间，所述第一中空旋转平台61内部设置有传动齿轮，所述第一伺服电机2的输出轴与所述第一中空旋转平台61内的传动齿轮啮合，驱动所述第一中空旋转平台61带动所述横梁3旋转；所述第二中空旋转平台62可设置在所述零件固定座5与所述横梁3的中部之间，所述第二中空旋转平台62内部设置有传动齿轮，所述第二伺服电机4的输出轴与所述第二中空旋转平台62内的传动齿轮啮合，驱动所述第二中空旋转平台62带动所述零件固定座5旋转。

其中，横梁3的旋转轴平行于治具安装固定座1中安装底板轴线的方向。横梁3可设置为U型结构，其一端连接第一中空旋转平台61，其另一端通过旋转轴7连接第二固定端板的远端，以通过第一伺服电机2驱动所述第一中空旋转平台61带动横梁3绕旋转轴7旋转，实现对第一旋转维度上加工角度的调节。

零件固定座5的旋转轴可设置为垂直于所述横梁3，以通过第二伺服电机4驱动所述第二中空旋转平台62带动零件固定座5相对横梁所在平面旋转，实现对第二旋转维度上加工角度的调节。

具体而言，为实现对“9”字型的待加工零件的固定，避免零件旋转移动过程中脱落或移位，本发明中的零件固定座5具体可设置为图2所示，包括：

零件固定座本体，其设置为圆环状，与所述第二中空旋转平台62贴合设置并与所述第二中空旋转平台62固定连接；

定安装板，其为半圆环状结构，且固定设置在零件固定座本体内，所述定安装板的外周边缘与所述零件固定座本体的内周贴合；

开合固定板，其设置在所述定安装板与所述零件固定座本体之间，所述开合固定板包括有第一弧边和第二弧边，所述第一弧边贴合所述定安装板的内周边缘，所述第二弧边贴合所述零件固定座本体的内周；

中心定位销51，其设置在所述开合固定板上，位于第一弧边和第二弧边之间，所述开合固定板以所述中心定位销51为旋转中心在所述零件固定座本体内转动；

磁铁吸附挡料51，其设置在所述开合固定板的一侧边缘；

待加工零件9的头部套设在所述中心定位销51外部，所述磁铁吸附挡料51与所述定安装板吸合固定时，待加工零件9的尾部抵接在磁铁吸附挡料51与所述定安装板的侧壁之间。

其中，所述的中心定位销51可设置为平行于所述第二伺服电机4的输出轴。第二伺服电机4和所述零件固定座5可分别设置在所述横梁3的两侧。

由此，本发明通过两部高精度伺服电机驱动，通过将所述第一伺服电机的输出轴与所述第二伺服电机的输出轴设置为相互垂直，能够分别实现各个角度的切斜以及任意位置的转动，以实现零件一次装夹便可在任意位置任意角度切割的目的。

对零件进行加工时，将零件固定于零件固定座上。该零件固定座的具体结构可根据实际零件需求进行相应调整。然后通过两部高精度伺服电机分别带动零件自身实现360°旋转以及±180°倾斜。由此，本发明可实现连续多次在零件的任何位置进行任意角度的激光切割。

目前该治具已成功的应用在自主研发的某型激光切割机上，各项设计指标均达到设计要求。该治具有如下特点：

1）只需一次装夹定位，无需多次装夹，减少定位误差，大大的提高了产品的加工精度；

2）该治具使用高精度伺服电机驱动，多次多位置多角度切割无需重复进行上料装夹，加工效率可提升约400%。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多角度翻转的治具，其特征在于，包括：

治具安装固定座（1），其包括安装底板，以及分别垂直设置在安装底板两端的第一固定端板和第二固定端板，安装底板、第一固定端板以及第二固定端板连接为C字形结构；

第一伺服电机（2），其固定设置在第一固定端板的外侧，所述第一伺服电机的输出轴垂直于所述第一固定端板且设置在所述第一固定端板的远端；

横梁（3），其一端与所述第一伺服电机（2）的输出轴连接，其另一端与第二固定端板转动连接，所述横梁（3）由所述第一伺服电机（2）驱动相对所述治具安装固定座（1）旋转；

第二伺服电机（4），其固定设置在所述横梁（3）的中部，所述第二伺服电机（4）的输出轴垂直于所述横梁（3）；

零件固定座（5），其与所述第二伺服电机（4）的输出轴连接，用于固定待加工零件，并由所述第二伺服电机（4）驱动而带动所述待加工零件相对所述横梁（3）旋转。

2.如权利要求1所述的多角度翻转的治具，其特征在于，还包括：第一中空旋转平台（61），其连接在所述横梁（3）的一端与所述第一固定端板的远端之间，所述第一中空旋转平台（61）内部设置有传动齿轮，所述第一伺服电机（2）的输出轴与所述第一中空旋转平台（61）内的传动齿轮啮合，驱动所述第一中空旋转平台（61）带动所述横梁（3）旋转。

3.如权利要求2所述的多角度翻转的治具，其特征在于，所述横梁（3）的旋转轴平行于治具安装固定座（1）中安装底板轴线的方向。

4.如权利要求1-3所述的多角度翻转的治具，其特征在于，还包括第二中空旋转平台（62），其连接在所述零件固定座（5）与所述横梁（3）的中部之间，所述第二中空旋转平台（62）内部设置有传动齿轮，所述第二伺服电机（4）的输出轴与所述第二中空旋转平台（62）内的传动齿轮啮合，驱动所述第二中空旋转平台（62）带动所述零件固定座（5）旋转。

5.如权利要求4所述的多角度翻转的治具，其特征在于，所述零件固定座（5）的旋转轴垂直于所述横梁（3）。

6.如权利要求1-6所述的多角度翻转的治具，其特征在于，所述零件固定座（5）包括：

零件固定座本体，其设置为圆环状，与所述第二中空旋转平台（62）贴合设置并与所述第二中空旋转平台（62）固定连接；

定安装板，其为半圆环状结构，且固定设置在零件固定座本体内，所述定安装板的外周边缘与所述零件固定座本体的内周贴合；

开合固定板，其设置在所述定安装板与所述零件固定座本体之间，所述开合固定板包括有第一弧边和第二弧边，所述第一弧边贴合所述定安装板的内周边缘，所述第二弧边贴合所述零件固定座本体的内周；

中心定位销（51），其设置在所述开合固定板上，位于第一弧边和第二弧边之间，所述开合固定板以所述中心定位销（51）为旋转中心在所述零件固定座本体内转动；

磁铁吸附挡料（51），其设置在所述开合固定板的一侧边缘；

待加工零件（9）的头部套设在所述中心定位销（51）外部，所述磁铁吸附挡料（51）与所述定安装板吸合固定时，待加工零件（9）的尾部抵接在磁铁吸附挡料（51）与所述定安装板的侧壁之间。

7.如权利要求1-6所述的多角度翻转的治具，其特征在于，所述第一伺服电机的输出轴与所述第二伺服电机的输出轴之间相互垂直。

8.如权利要求7所述的多角度翻转的治具，其特征在于，所述中心定位销（51）设置为平行于所述第二伺服电机（4）的输出轴。

9.如权利要求8所述的多角度翻转的治具，其特征在于，所述第二伺服电机（4）和所述零件固定座（5）分别设置在所述横梁（3）的两侧。

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