CN111468964A - 一种数控加工机床的快速夹持旋转机构 - Google Patents

一种数控加工机床的快速夹持旋转机构 Download PDF

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Abstract

本发明的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，涉及齿科数控加工机床应用技术领域，包括固定组件、旋转组件和夹持组件，其中固定组件上安装旋转组件和夹持组件，旋转组件转动连接夹持组件用于调节夹持组件的位置，旋转组件的作用是旋转调节夹持组件的位置，夹持组件夹持固定工件，本发明通过气动机构，配合钢珠以及高精密配合面，实现快速自动夹紧，自动定心、自动调平功能，确保每次更换夹具后工件加工精度的一致性，并且本发明不需要多套夹持组件，不需要多次装夹，省时、高效、稳定，转动角度可通过控制系统设定，可以满足自动化加工需。

Description

一种数控加工机床的快速夹持旋转机构
技术领域
本发明涉及齿科数控加工机床应用技术领域，具体涉及一种数控加工机床的快速夹持旋转机构。
背景技术
在牙科物料加工过程中，需要使用到数控加工设备进行机械加工，加工过程中需要对牙科物料进行夹持固定，由于不同的牙科物料规格大小不同，所以需要使用不同类型的夹具进行夹持固定，但一台数控加工设备的夹具固定机构，针对不同类型的夹具进行夹持时，往往都是通过人工手动换取对应的夹具，一种夹具固定机构只适用一种规格的夹具，适用性低，并且在夹持时需要重新定位零点坐标。这种方式不仅劳动强度大，耗时长，灵活性低,效率低，影响生产进度，而且增大了企业的生产成本。因此我们有必要针对现有技术的不足而提供一种数控加工机床的快速夹持旋转机构。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，而提出一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其能够适用于不同规格的物料，且能够旋转调节物料的加工角度。
本发明的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，包括固定组件、旋转组件和夹持组件，其中固定组件上安装旋转组件和夹持组件，旋转组件转动连接夹持组件用于调节夹持组件的位置，固定组件包括气缸支座，气缸支座的底部安装底板。
旋转组件包括电机、皮带轮、主轴和谐波减速器，所述电机的控制器连接控制系统，电机沿底板的宽度方向设置在底板一侧，电机的输出轴通过皮带连接皮带轮，皮带轮连接主轴，主轴连接谐波减速器的输入轴。
夹持组件包括气缸、设置在气缸内的活塞和与活塞连接的钢珠顶板，气缸的端部设置气缸盖板，气缸盖板与过渡板配合连接谐波减速器的输出端，气缸外侧壁通过第一轴承转动连接气缸支座，气缸支座垂直固定在底板上，气缸支座的外侧壁上设置若干气嘴接头，气嘴接头穿过气缸支座和气缸盖板连接气缸的腔体，气缸支座远离皮带一端的端面中心位置凸设呈环形结构的夹具固定块，夹具固定块的侧壁沿圆周均匀排列设置可活动钢珠，钢珠通过钢丝锁圈锁紧，钢珠顶板位于夹具固定块内且沿夹具固定块内腔伸缩移动，钢珠顶板端部呈圆台状结构，且钢珠顶板端部的直径由远离气缸端到靠近气缸端逐渐变大。
优选的，固定组件还包括固定板，固定板呈矩形结构垂直固定在底板的长侧边上，固定板的中心位置贯穿开设呈圆形结构的卡槽，卡槽内部穿过谐波减速器，谐波减速器的外侧罩设端板，端板固定在固定板的侧壁上，主轴穿过端板，且主轴通过第二轴承与端板呈转动连接。
优选的，气缸盖板与谐波减速器输出轴之间连接呈圆形结构的过渡板，过渡板设置气缸支座的一侧。
优选的，过渡板远离气缸支座的端面上安装有与端面垂直的挡片，固定板的侧壁垂直凹设有呈矩形结构的固定槽，固定槽的内安装光电位置检测开关，光电位置检测开关的光源发射区和接收区之间设有用于穿过挡片的矩形槽孔。
优选的，夹具固定块包括固定部和延伸部，其中延伸部凸设在固定部的一端面上，固定部呈圆形结构，固定部的另一端面与气缸端面贴合并固定，固定部的圆周通过第三轴承与气缸支座呈转动连接，固定部的圆心位置贯穿开设用于穿过钢珠顶块的通孔，延伸部呈圆台结构，且延伸部中间位置贯穿设置呈圆柱形结构的内腔，内腔的直径与钢珠顶板最大直径相适配。
优选的，延伸部的外侧壁呈环形结构贯穿设置若干球槽，球槽内连接钢丝锁圈，钢丝锁圈套设在钢珠的外侧。
优选的，钢珠顶块包括顶板和推杆，推杆一端穿过通孔连接活塞上的顶杆，另一端固定连接顶板中心，顶板呈圆台状结构，顶板直径由远离气缸端到靠近气缸端逐渐变大。
优选的，盖板、气缸、固定部与底板之间均设置旋转密封O型圈。
本发明具有以下有益效果：
1、通过气动机构，配合钢珠以及高精密配合面，实现快速自动夹紧，自动定心、自动调平功能，确保每次更换夹具后工件加工精度的一致性。
2、通过设置旋转组件，配合夹持组件，能够实现工件的360°旋转，使工件能够多方位加工，配合相关程序可实现联动加工。
3、本发明可与机械手臂配合，可实现自动上夹具，减少人工操作带来的依赖性和不确定性。
4、本发明可以准确快速地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹持组件保证，加工精度高；定位及夹紧过程迅速，极大的节省了夹紧和释放工件的时间。
5、不需要多套夹持组件，不需要多次装夹，省时、高效、稳定，转动角度可通过控制系统设定，可以满足自动化加工需要。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。
图1是一种数控加工机床的快速夹持旋转机构的整体结构图。
图2是一种数控加工机床的快速夹持旋转机构的俯视结构图。
图3是图2中快速夹持旋转机构的A-A方向剖视图。
图4是图3中快速夹持旋转机构的钢珠安装结构示意图。
附图标记：1、夹具支撑板；2、夹具压块；3、夹具座；4、钢珠；5、夹具固定块；5-1、固定部；5-2、延伸部；5-3、球槽；6、气缸；7、第一轴承；8、气缸支座；9、谐波减速器；10、端板；11、同步轮；12、主轴；13、第二轴承；14、固定板；15、过渡板；16、气缸盖板；17、旋转密封O型圈；18、活塞；19、钢丝锁圈；20、钢珠顶块；21、同步带；22、底板；23、电机；24、挡板；25、气嘴接头；26、位置检测开关。
具体实施方式
下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
实施例
如图1所示，一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其用于安装固定夹具，夹具包括夹具支撑板1、夹具压块2和夹具座3，支撑板和夹具压块2用于夹持固定牙科物料，夹具座3用于连接快速夹持旋转机构，夹持旋转机构包括固定组件、旋转组件和夹持组件，其中固定组件上安装旋转组件和夹持组件，旋转组件转动连接夹持组件用于调节夹持组件的位置，旋转组件的作用是旋转调节夹持组件的位置，夹持组件夹持固定夹具。
固定组件包括气缸6支座，气缸6支座的底部安装底板22，底板22呈水平放置，底板22上安装固定各种组件。
旋转组件包括电机23、皮带轮、主轴12和谐波减速器9，所述电机23的控制器连接控制系统，电机23沿底板22的宽度方向设置在底板22一侧，电机23的输出轴通过皮带连接皮带轮，皮带轮连接主轴12，主轴12连接谐波减速器9的输入轴，旋转组件的工作原理为：电机23通过皮带带动皮带轮旋转，与皮带轮连接的主轴12随着皮带轮一同旋转，主轴12通过谐波减速器9的输入轴带动波发生器转动，波发生器带动柔轮转动，柔轮通过输出轴带动夹持组件旋转调节位置，谐波减速器9起到减速的作用，它能够将电机23传动速度减缓。
夹持组件包括气缸6、设置在气缸6内的活塞18和与活塞18连接的钢珠4顶板，气缸6的端部设置气缸6盖板，气缸6盖板连接谐波减速器9的输出端，气缸6外侧壁通过第一轴承7转动连接气缸6支座，气缸6支座垂直固定在底板22上，气缸6支座的外侧壁上设置若干气嘴接头25，气嘴接头25穿过气缸6支座和气缸6盖板连接气缸6的腔体，气缸6支座远离皮带一端的端面中心位置凸设呈环形结构的夹具固定块5，夹具固定块5的侧壁沿圆周均匀排列设置可活动钢珠4，钢珠4通过钢丝锁圈19锁紧，钢珠4顶板位于夹具固定块5内且沿夹具固定块5内腔伸缩移动，钢珠4顶板端部呈圆台状结构，且钢珠4顶板端部的直径由远离气缸6端到靠近气缸6端逐渐变大，夹持组件工作的远离为，首先管状工件套设在夹具固定块5的外侧，然后外部气泵通过气嘴接头25向气缸6充入气体，气缸6内的活塞18推动钢珠4顶块沿着夹具固定块5的内腔移动，在钢珠4顶块在移动的时候，钢珠4位置的钢珠4顶块直径逐渐变大并与钢珠4接触，钢珠4顶块将钢珠4逐渐顶出，直至钢珠4与工件的内侧壁紧密接触，此时若干钢珠4围成一个环形支撑面将工件内侧壁夹持固定，在钢珠4顶块收回时，利用钢丝锁圈19的弹性变形，实现钢珠4的收回动作。
作为本发明的一种技术优化方案，固定组件还包括固定板14，固定板14呈矩形结构垂直固定在底板22的长侧边上，固定板14的中心位置贯穿开设呈圆形结构的卡槽，卡槽内部穿过谐波减速器9，谐波减速器9的外侧罩设端板10，端板10固定在固定板14的侧壁上，主轴12穿过端板10，且主轴12通过第二轴承13与端板10呈转动连接。
通过采用上述技术方案，从而可以利用端板10盖合在谐波减速器9的外侧，起到保护谐波减速器9的作用，同时固定板14的作用是将谐波减速器9支撑固定。
作为本发明的一种技术优化方案，气缸6盖板与谐波减速器9输出轴之间连接呈圆形结构的过渡板15，过渡板15设置气缸6支座的一侧，过渡板15远离气缸6支座的端面上安装有与端面垂直的挡片，固定板14的侧壁垂直凹设有呈矩形结构的固定槽，固定槽的内安装光电位置检测开关，光电位置检测开关的光源发射区和接收区之间设有用于穿过挡片的矩形槽孔。
通过采用上述技术方案，从而在过渡板15随着气缸6一同旋转的时候，可以利用过渡板15上安装的挡片与位置检测开关的位置关系，来检测与快速旋转夹持机构连接的夹具位置，用钢珠顶块20与钢珠4配合面的均匀受力，若干钢珠4配合夹具的反向受力，配合光电位置检测开关26，实现夹具的自动调平功能。
作为本发明的一种技术优化方案，夹具固定块5包括固定部5-1和延伸部5-2，其中延伸部5-2凸设在固定部5-1的一端面上，固定部5-1呈圆形结构，固定部5-1的另一端面与气缸6端面贴合并固定，固定部5-1的圆周通过第三轴承与气缸6支座呈转动连接，固定部5-1的圆心位置贯穿开设用于穿过钢珠4顶块的通孔，延伸部5-2呈圆台结构，且延伸部5-2中间位置贯穿设置呈圆柱形结构的内腔，内腔的直径与钢珠4顶板最大直径相适配，延伸部5-2的外侧壁呈环形结构贯穿设置若干球槽5-3，球槽5-3内连接钢丝锁圈19，钢丝锁圈19套设在钢珠4的外侧。
通过采用上述技术方案，呈圆台状结构的延伸部5-2，利用其呈锥面的外侧壁能够实现对夹具自动定心的功能，钢丝锁圈19具有一定的弹性，在发生弹性形变时，具有恢复力，可利用钢丝锁圈19的弹性变形，实现钢珠4的收回动作。
作为本发明的一种技术优化方案，钢珠4顶块包括顶板和推杆，推杆一端穿过通孔连接活塞18上的顶杆，另一端固定连接顶板中心，顶板呈圆台状结构，顶板直径由远离气缸6端到靠近气缸6端逐渐变大。
通过采用上述技术方案，从而与活塞18连接的顶杆可以通过推杆推动顶板沿着延伸部5-2的内腔移动，顶板将钢珠4逐渐顶出，直至钢珠4与工件的内侧壁紧密接触，此时若干钢珠4围成一个环形支撑面将工件内侧壁夹持固定。
作为本发明的一种技术优化方案，盖板、气缸6、固定部5-1与底板22之间均设置旋转密封O型圈17。
通过采用上述技术方案，可以保证板、气缸6、固定部5-1与底板22之间的气密性，配合第一轴承以及O型圈，是整个气缸能够无障碍360°旋转。
上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。

Claims (8)

1.一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，包括固定组件、旋转组件和夹持组件，其中所述固定组件上安装旋转组件和夹持组件，所述旋转组件转动连接夹持组件用于调节夹持组件的位置，其特征在于，所述固定组件包括气缸支座，所述气缸支座的底部安装底板；
所述旋转组件包括电机、皮带轮、主轴和谐波减速器，所述电机的控制器连接控制系统，所述电机沿底板的宽度方向设置在底板一侧，所述电机的输出轴通过皮带连接皮带轮，所述皮带轮连接主轴，所述主轴连接谐波减速器的输入轴；
所述夹持组件包括气缸、设置在气缸内的活塞和与活塞连接的钢珠顶板，所述气缸的端部设置气缸盖板，所述气缸盖板与过渡板配合连接谐波减速器的输出端，所述气缸外侧壁通过第一轴承转动连接气缸支座，所述气缸支座垂直固定在底板上，所述气缸支座的外侧壁上设置若干气嘴接头，所述气嘴接头穿过气缸支座和气缸盖板连接气缸的腔体，所述气缸支座远离皮带一端的端面中心位置凸设呈环形结构的夹具固定块，所述夹具固定块的侧壁沿圆周均匀排列设置可活动钢珠，所述钢珠通过钢丝锁圈锁紧，所述钢珠顶板位于夹具固定块内且沿夹具固定块内腔伸缩移动，所述钢珠顶板端部呈圆台状结构，且所述钢珠顶板端部的直径由远离气缸端到靠近气缸端逐渐变大。
2.根据权利要求1所述的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其特征在于，所述固定组件还包括固定板，所述固定板呈矩形结构垂直固定在底板的长侧边上，所述固定板的中心位置贯穿开设呈圆形结构的卡槽，所述卡槽内部穿过所述谐波减速器，所述谐波减速器的外侧罩设端板，所述端板固定在所述固定板的侧壁上，所述主轴穿过所述端板，且所述主轴通过第二轴承与端板呈转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其特征在于，所述气缸盖板与谐波减速器输出轴之间连接呈圆形结构的过渡板，所述过渡板设置气缸支座的一侧。
4.根据权利要求3所述的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其特征在于，所述过渡板远离气缸支座的端面上安装有与端面垂直的挡片，所述固定板的侧壁垂直凹设有呈矩形结构的固定槽，所述固定槽的内安装光电位置检测开关，所述光电位置检测开关的光源发射区和接收区之间设有用于穿过挡片的矩形槽孔。
5.根据权利要求1所述的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其特征在于，所述夹具固定块包括固定部和延伸部，其中所述延伸部凸设在固定部的一端面上，所述固定部呈圆形结构，所述固定部的另一端面与气缸端面贴合并固定，所述固定部的圆周通过第三轴承与气缸支座呈转动连接，所述固定部的圆心位置贯穿开设用于穿过钢珠顶块的通孔，所述延伸部呈圆台结构，且所述延伸部中间位置贯穿设置呈圆柱形结构的内腔，所述内腔的直径与钢珠顶板最大直径相适配。
6.根据权利要求5所述的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其特征在于，所述延伸部的外侧壁呈环形结构贯穿设置若干球槽，所述球槽内连接钢丝锁圈，所述钢丝锁圈套设在钢珠的外侧。
7.根据权利要求6所述的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其特征在于，所述钢珠顶块包括顶板和推杆，所述推杆一端穿过通孔连接活塞上的顶杆，另一端固定连接所述顶板中心，所述顶板呈圆台状结构，所述顶板直径由远离气缸端到靠近气缸端逐渐变大。
8.根据权利要求6所述的一种数控加工机床的快速夹持旋转机构，其特征在于，所述盖板、气缸、固定部与底板之间均设置旋转密封O型圈。
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