CN113664251B - 一种四维度减速箱卧式数控加工平台 - Google Patents

一种四维度减速箱卧式数控加工平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种四维度减速箱卧式数控加工平台，包括钻孔设备、带动钻孔设备前后滑动的导轨和夹具安装机构，夹具安装机构包括从下往上依次设置的方形操作台、分度盘和减速箱卧式加工用夹具，减速箱卧式加工用夹具包括夹具主板、夹具侧板和夹具底板，夹具主板、夹具侧板围成平底“U”形框，夹具主板中心设有与减速箱中心孔对应的通孔，设有若干定位孔、若干异形孔，夹具主板设有若干上安装过孔、若干下安装过孔，夹具底板上设有若干安装过孔用于将减速箱卧式加工用夹具安装于分度盘上，分度盘安装在方形操作台上，钻孔设备包括钻头、安装有钻头的横向滑块和安装有横向滑块的竖向滑块。本发明是一种功能性强的四维度减速箱卧式数控加工平台。

Description

一种四维度减速箱卧式数控加工平台
技术领域
本发明涉及一种减速箱加工用技术领域，特别是涉及一种四维度减速箱卧式数控加工平台。
背景技术
卧式数控加工平台对加工工件进行钻孔处理时，通常只有钻头前后移动和分度盘旋转移动，通过数控技术应用于加工平台，使钻头和分度盘可以机动操作。
在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好(定位)、夹牢(夹紧)，专用性夹具为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。
减速箱最后工序需要进行批量钻孔处理，为节省工艺时间，也为满足四维度的加工处理，所以专门设计出一种钻头左右上下前后移动、配置减速箱专用性夹具的四维度减速箱卧式数控加工平台。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种四维度减速箱卧式数控加工平台，可节省工艺流程，可满足减速箱四维度的钻孔需求。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种四维度减速箱卧式数控加工平台，包括钻孔设备、夹具安装机构和带动钻孔设备前后滑动的导轨，，所述夹具安装机构包括从下往上依次设置的方形操作台、分度盘和减速箱卧式加工用夹具，所述减速箱卧式加工用夹具包括夹具主板、夹具侧板和夹具底板，所述夹具主板、夹具侧板均为立板，且两个所述夹具侧板垂直设置在夹具主板正后方的左右两侧，围成平底“U”形框，所述夹具主板中心设有与减速箱中心孔对应的通孔，并以通孔为中心从里到外依次环向设有若干与减速箱本体孔位对应的定位孔、若干异形孔，所述通孔、定位孔与减速箱对应孔位之间均采用定位销进行定位，夹具主板靠近顶端左右对称设有若干上安装过孔、靠近底端左右对称设有若干下安装过孔，均用于安装压紧双头螺栓的后端，每个压紧双头螺栓的前端配备有压紧板和螺母，用于将减速箱手动夹紧于夹具主板的正前方，在用于安装减速箱的所述夹具底板上设置有用于感知是否将减速箱夹紧于夹具主板正前方的接近传感器，接近传感器的接近数据输出端与控制器的接近数据输入端相连，所述夹具底板上设有若干安装过孔用于将减速箱卧式加工用夹具安装于分度盘上，所述分度盘的燕尾槽正下方设有圆孔，分度盘安装在方形操作台上；所述钻孔设备包括钻头、安装有钻头的横向滑块和安装有横向滑块的竖向滑块，用于带动钻头左右上下方位的移动，钻头位于减速箱卧式加工用夹具正后方。
在本发明的一种优选实施方式中，所述分度盘配备有分度盘控制器和红外模块，红外模块包括一个红外接收单元和Q个红外发射单元，或者一个红外发射单元和Q个红外接收单元，通过分度盘控制器向分度盘的驱动机构发送信号控制分度盘上层的旋转角度、旋转方向，接收红外模块发送的反馈信号，分度盘控制器的数据端与控制器的数据端相连。
在本发明的一种优选实施方式中，所述方形操作台左右两侧设有立板，每个立板中心线上设有与分度盘的圆孔高度一致、尺寸匹配的通孔，通过校验棒先后穿过通孔、圆孔对分度盘上层进行手动定位校验；
或/和在任一立板上设置有红外接收单元，红外接收单元的红外信号输出端与分度盘控制器的红外信号输入端相连，在分度盘圆周上设置有Q个红外发射单元，所述Q为大于或者等于2的正整数，分别为第1红外发射单元、第2红外发射单元、第3红外发射单元、……、第Q红外发射单元，相邻红外发射单元的圆心角为2π/Q，第1红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第一红外发射控制端相连，第2红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第二红外发射控制端相连，第3红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第三红外发射控制端相连，……，第Q红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第Q红外发射控制端相连；每个红外发射单元水平向分度盘圆周外发射的红外线高度相同，且红外接收单元与红外发射单元的高度相同，使其红外接收单元能够接收到红外发射单元发出的红外线，每个红外发射单元发出的红外线强度不同；
或/和在任一立板上设置有红外发射单元，红外发射单元的的红外发射控制端与分度盘控制器的红外发射控制端相连，在分度盘圆周上设置有W个红外接收单元，所述W为大于或者等于2的正整数，分别为第1红外接收单元、第2红外接收单元、第3红外接收单元、……、第W红外接收单元，相邻红外接收单元的圆心角为2π/W，第1红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第一红外信号输入端相连，第2红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二红外信号输入端相连，第3红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三红外信号输入端相连，……，第W红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第W红外信号输入端相连；红外发射单元水平向分度盘圆周发射的红外线高度与每个红外接收单元的高度相同，使其红外接收单元能够接收到红外发射单元发出的红外线。
在本发明的一种优选实施方式中，所述平底“U”形框后端与夹具底板的后端齐平，平底“U”形框前端预留夹具底板三分之一的空间用于安装减速箱，所述夹具侧板呈上窄下宽的直角梯形，每个夹具侧板与夹具主板通过上下均布的一列螺栓紧固在一起，连接结构牢固。
在本发明的一种优选实施方式中，所述夹具主板的底端和夹具侧板的底端均与夹具底板采用满焊焊接方式固定连接，结构牢固。
或/和所述压紧板设有备用安装孔用于调整压紧板高度，增加对多型号减速箱的适配性，根据减速箱的外轮廓调整压紧板高度，有效保证装置压紧效果。
或/和所述异形孔为6个，呈两个半径不等的圆相交拼接的形状，可以更好地积蓄钻屑，防止钻屑四处飞扬飘洒，损害加工人员的呼吸健康，所述上安装过孔为5个，所述下安装过孔为4个，所述定位孔为4个，所述安装过孔为4个，设计合理。
或/和所述夹具主板顶端设有圆环提手用于提拉移动，方便夹具的安装卸载移动。
或/和所述立板高度低于燕尾槽的下沿，避免因为立板过高影响减速箱卧式加工用夹具的安装。
或/和所述立板与方形操作台一体成型，结构稳固。
本发明还公开了一种四维度减速箱卧式数控加工平台的控制方法，包括以下步骤：
S1，系统检测；
S2，将钻头对准减速箱钻孔点；
S3，钻头对减速箱钻孔点进行钻孔，钻孔完成，钻头回到初始三维坐标点。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S1中包括以下步骤：
S11，控制器判断其是否接收到启动加工减速箱控制命令：
若控制器接收到启动加工减速箱控制命令，则执行下一步；
若控制器未接收到启动加工减速箱控制命令，则继续等待，返回步骤S11；
S12，控制器判断是否接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板正前方的控制命令：
若控制器接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板正前方的控制命令，则执行步骤S2；
若控制器未接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板正前方的控制命令，则控制器发出提示信号，该提示信号为减速箱未夹紧于夹具主板正前方。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中包括以下步骤：
S21，建立XYZ三维坐标系：
以分度盘的中心为三维坐标系的原点，以指向钻孔设备的棱为X轴的正方向，以向先接近钻头再远离钻头的棱为Y轴的正方向，以指向导轨的棱为Z轴的反方向；
S22，获取钻头的三维坐标点，记作(X0,Y0,Z0)；
S23，获取减速箱钻孔点的三维坐标点，记作(x0,y0,z0)；
S24，使其钻头的三维坐标点和减速箱钻孔点的三维坐标点处于至(X,Y,Z)；
S25，钻孔设备对其减速箱进行钻孔。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S24中包括以下步骤：
S241，判断其Z0与z0的关系：
若Z0＝z0，则竖向滑块保持不动；
若Z0＞z0，则控制器向其竖向滑块发送控制信号，控制竖向滑块向Z轴的反向运动，使其Z0＝z0；
若Z0＜z0，则控制器向其竖向滑块发送控制信号，控制竖向滑块向Z轴的正向运动，使其Z0＝z0；
此时，Z＝Z0；
S242，判断其Y0与y0的关系：
若Y0＝y0，则横向滑块保持不动；
若Y0≠y0，则分度盘控制器向其分度盘发送控制信号，
使其
Figure BDA0003226862290000051
S243，判断其X0与
Figure BDA0003226862290000061
的关系：
若
Figure BDA0003226862290000062
则此时钻头的三维坐标点和减速箱钻孔点的三维坐标点处于同一点(X,Y,Z)；
若
Figure BDA0003226862290000063
则
Figure BDA0003226862290000064
其中，L表示钻孔设备沿导轨向接近方形操作台方向滑动距离；
表示取绝对值。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中，当钻孔设备对减速箱钻孔点钻孔完成后，由三维坐标点(X0′,Y0′,Z0′)至初始三维坐标点(X0,Y0,Z0)，包括以下步骤：
S31，判断其X0′与X0间的关系：
L′＝|X0′-X0|，
其中，L′表示钻孔设备沿导轨向远离方形操作台方向滑动距离；
||表示取绝对值；
S32，判断其Y0′与Y0间的关系：
若Y0′＝Y0，则横向滑块保持不动；
若Y0′＞Y0，则控制器向其横向滑块发送控制信号，控制横向滑块向Y轴的反向运动，使其Y0′＝Y0；
若Y0′＜Y0，则控制器向其横向滑块发送控制信号，控制横向滑块向Y轴的正向运动，使其Y0′＝Y0；
S33，判断其Z0与Z0′的关系：
若Z0＝Z0′，则竖向滑块保持不动；
若Z0＞Z0′，则控制器向其竖向滑块发送控制信号，控制竖向滑块向Z轴的正向运动，使其Z0＝Z0′；
若Z0＜Z0′，则控制器向其竖向滑块发送控制信号，控制竖向滑块向Z轴的反向运动，使其Z0＝Z0′。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明有益效果是：
(1)若干下安装过孔左右对称，压紧双头螺栓的后端可以根据减速箱的外轮廓安装进合适的下安装过孔内，适用于多型号大小的减速箱，有效保障对减速箱的压紧效果。
(2)夹具侧板垂直设置在夹具主板正后方的左右两侧，围成平底“U”形框，不会影响到夹具主板正前方减速箱的安装，也不会对减速箱的钻孔加工过程造成妨碍，平底“U”型结构稳固。
(3)夹具主板中心设有与减速箱中心孔对应的通孔，并以通孔为中心从里到外依次环向阵列设有若干与减速箱本体孔位对应的定位孔和若干异形孔，通孔、定位孔与减速箱对应孔位之间均采用定位销进行定位，定位方便快捷，结合减速箱本体结构，设计巧妙合理，定位孔有效保障减速箱定位准确，避免减速箱压紧过程中沿通孔中心线发生旋转，影响定位效果，异形孔使钻孔产生的钻屑可以顺着异形孔排出，不会拥堵在孔内，影响钻孔效果。
(4)分度盘上层设有圆孔，圆孔位于燕尾槽的下方，方形操作台左右两侧设有立板，每个立板设有通孔，通过校验棒先后穿过通孔、圆孔对分度盘上层进行手动定位校验，避免分度盘角度偏移带动减速箱错位从而钻孔失败的情况发生。
(5)加工平台的横向滑块和竖向滑块可以带动钻头进行左右上下移动，导轨带动钻头前后移动，加上分度盘的旋转，可对减速箱的四面任何地方进行钻孔，增加钻孔效率，节省加工时间。
综上所述，具有稳固压紧减速箱、定位精准且快速安装减速箱、校验方法易操作、四维度操作钻孔等特点，是一种功能性强的四维度减速箱卧式数控加工平台。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为减速箱卧式加工用夹具结构示意图。
图2为本发明的正视图。
图3为图2的A—A剖视图。
图4为图2的俯视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1～4所示，一种四维度减速箱卧式数控加工平台，由钻孔设备6、带动钻孔设备6前后滑动的导轨7和夹具安装机构组成。
夹具安装机构由从下往上依次设置的方形操作台5、分度盘4和减速箱卧式加工用夹具A组成。
减速箱卧式加工用夹具A由夹具主板1、夹具侧板2和夹具底板3组成。
夹具主板1中心设有与减速箱中心孔对应的通孔11，并以通孔11为中心从里到外依次环向设有优选为4个与减速箱本体孔位对应的定位孔18、优选为6个异形孔12，异形孔12呈两个半径不等的圆相交拼接的形状。
通孔11、定位孔18与减速箱对应孔位之间均采用定位销进行定位。
夹具主板1顶端设有圆环提手15用于提拉移动。
夹具主板1靠近顶端左右对称设有优选为5个上安装过孔16、靠近底端左右对称设有优选为4个下安装过孔17，均用于安装压紧双头螺栓13的后端，每个压紧双头螺栓13的前端配备有压紧板14和螺母，用于将减速箱手动夹紧于夹具主板1的正前方，压紧板14设有备用安装孔用于调整压紧板14高度。
夹具主板1、夹具侧板2均为立板，且两个所述夹具侧板2垂直设置在夹具主板1正后方的左右两侧，围成平底“U”形框。
平底“U”形框后端与夹具底板3的后端齐平，平底“U”形框前端预留夹具底板3三分之一的空间用于安装减速箱，所述夹具侧板2呈上窄下宽的直角梯形，每个夹具侧板2与夹具主板1通过上下均布的一列螺栓紧固在一起。
夹具主板1的底端和夹具侧板2的底端均与夹具底板3采用满焊焊接方式固定连接。
夹具底板3上设有若干安装过孔31用于将减速箱卧式加工用夹具A安装于分度盘4上。在用于安装减速箱的所述夹具底板3上设置有用于感知是否将减速箱夹紧于夹具主板1正前方的接近传感器，接近传感器的接近数据输出端与控制器的接近数据输入端相连。
螺栓的螺帽水平放置于燕尾槽宽处，螺杆朝上依次穿过燕尾槽窄处和安装过孔31，在螺杆顶端配备有垫片和螺母，用于将减速箱卧式加工用夹具A安装于分度盘4上。
所述分度盘4配备有分度盘控制器和红外模块，红外模块包括一个红外接收单元和Q个红外发射单元，或者一个红外发射单元和Q个红外接收单元，通过分度盘控制器向分度盘4的驱动机构发送信号控制分度盘4上层的旋转角度、旋转方向，接收红外模块发送的反馈信号，分度盘控制器的数据端与控制器的数据端相连。在任一立板51上设置有红外接收单元，红外接收单元的红外信号输出端与分度盘控制器的红外信号输入端相连，在分度盘4圆周上设置有Q个红外发射单元，所述Q为大于或者等于2的正整数，分别为第1红外发射单元、第2红外发射单元、第3红外发射单元、……、第Q红外发射单元，相邻红外发射单元的圆心角为2π/Q，第1红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第一红外发射控制端相连，第2红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第二红外发射控制端相连，第3红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第三红外发射控制端相连，……，第Q红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第Q红外发射控制端相连；每个红外发射单元水平向分度盘4圆周外发射的红外线高度相同，且红外接收单元与红外发射单元的高度相同，使其红外接收单元能够接收到红外发射单元发出的红外线，每个红外发射单元发出的红外线强度不同；
或/和在任一立板51上设置有红外发射单元，红外发射单元的的红外发射控制端与分度盘控制器的红外发射控制端相连，在分度盘4圆周上设置有W个红外接收单元，所述W为大于或者等于2的正整数，分别为第1红外接收单元、第2红外接收单元、第3红外接收单元、……、第W红外接收单元，相邻红外接收单元的圆心角为2π/W，第1红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第一红外信号输入端相连，第2红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二红外信号输入端相连，第3红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三红外信号输入端相连，……，第W红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第W红外信号输入端相连；红外发射单元水平向分度盘4圆周发射的红外线高度与每个红外接收单元的高度相同，使其红外接收单元能够接收到红外发射单元发出的红外线。优选的，在分度盘4圆周上设置有36个红外接收单元，分别为第1红外接收单元、第2红外接收单元、第3红外接收单元、第4红外接收单元、第5红外接收单元、第6红外接收单元、第7红外接收单元、第8红外接收单元、第9红外接收单元、第10红外接收单元、第11红外接收单元、第12红外接收单元、第13红外接收单元、第14红外接收单元、第15红外接收单元、第16红外接收单元、第17红外接收单元、第18红外接收单元、第19红外接收单元、第20红外接收单元、第21红外接收单元、第22红外接收单元、第23红外接收单元、第24红外接收单元、第25红外接收单元、第26红外接收单元、第27红外接收单元、第28红外接收单元、第29红外接收单元、第30红外接收单元、第31红外接收单元、第32红外接收单元、第33红外接收单元、第34红外接收单元、第35红外接收单元、第36红外接收单元；将其分度盘4的圆心角均分为36份，每份圆心角10°；第1红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第一红外信号输入端相连，第2红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二红外信号输入端相连，第3红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三红外信号输入端相连，第4红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第四红外信号输入端相连，第5红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第五红外信号输入端相连，第6红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第六红外信号输入端相连，第7红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第七红外信号输入端相连，第8红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第八红外信号输入端相连，第9红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第九红外信号输入端相连，第10红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十红外信号输入端相连，第11红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十一红外信号输入端相连，第12红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十二红外信号输入端相连，第13红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十三红外信号输入端相连，第14红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十四红外信号输入端相连，第15红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十五红外信号输入端相连，第16红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十六红外信号输入端相连，第17红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十七红外信号输入端相连，第18红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十八红外信号输入端相连，第19红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第十九红外信号输入端相连，第20红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十红外信号输入端相连，第21红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十一红外信号输入端相连，第22红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十二红外信号输入端相连，第23红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十三红外信号输入端相连，第24红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十四红外信号输入端相连，第25红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十五红外信号输入端相连，第26红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十六红外信号输入端相连，第27红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十七红外信号输入端相连，第28红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十八红外信号输入端相连，第29红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二十九红外信号输入端相连，第30红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三十红外信号输入端相连，第31红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三十一红外信号输入端相连，第32红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三十二红外信号输入端相连，第33红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三十三红外信号输入端相连，第34红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三十四红外信号输入端相连，第35红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三十五红外信号输入端相连，第36红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三十六红外信号输入端相连。其中以第1红外接收单元接收到红外线为基准点，此时，减速箱卧式加工用夹具A处于待安装减速箱位置，该位置为钻头61位于减速箱卧式加工用夹具A正后方。分度盘4以顺时针旋转，依次为第1红外接收单元、第2红外接收单元、第3红外接收单元、第4红外接收单元、第5红外接收单元、第6红外接收单元、第7红外接收单元、第8红外接收单元、第9红外接收单元、第10红外接收单元、第11红外接收单元、第12红外接收单元、第13红外接收单元、第14红外接收单元、第15红外接收单元、第16红外接收单元、第17红外接收单元、第18红外接收单元、第19红外接收单元、第20红外接收单元、第21红外接收单元、第22红外接收单元、第23红外接收单元、第24红外接收单元、第25红外接收单元、第26红外接收单元、第27红外接收单元、第28红外接收单元、第29红外接收单元、第30红外接收单元、第31红外接收单元、第32红外接收单元、第33红外接收单元、第34红外接收单元、第35红外接收单元、第36红外接收单元、第1红外接收单元、……；分度盘4以逆时针旋转，依次为第1红外接收单元、第36红外接收单元、第35红外接收单元、第34红外接收单元、第33红外接收单元、第32红外接收单元、第31外接收单元、第30红外接收单元、第29红外接收单元、第28红外接收单元、第27红外接收单元、第26红外接收单元、第25红外接收单元、第24红外接收单元、第23红外接收单元、第22红外接收单元、第21红外接收单元、第20红外接收单元、第19红外接收单元、第18红外接收单元、第17红外接收单元、第16红外接收单元、第15红外接收单元、第14红外接收单元、第13红外接收单元、第12红外接收单元、第11红外接收单元、第10红外接收单元、第9红外接收单元、第8红外接收单元、第7红外接收单元、第6红外接收单元、第5红外接收单元、第4红外接收单元、第3红外接收单元、第2红外接收单元、第1红外接收单元、第36红外接收单元、……。也可以根据实际情况选择更多的红外接收单元，例如360个红外接收单元，将圆心角细分成1°，或者1800个红外接收单元，将圆心角细分成0.2°。
分度盘4上层带动减速箱卧式加工用夹具A 360°旋转。
分度盘4的燕尾槽正下方设有圆孔，分度盘4安装在方形操作台5上。
方形操作台5左右两侧一体成型设有立板51，立板51高度低于燕尾槽的下沿。
每个立板51中心线上设有与分度盘的圆孔高度一致、尺寸匹配的通孔511，通过校验棒先后穿过通孔511、圆孔对分度盘4上层进行手动定位校验。
将减速箱卧式加工用夹具A安装在分度盘上后，在上安装过孔16处安装压紧双头螺栓13后端，再根据减速箱的外轮廓，选择合适的下安装过孔17安装压紧双头螺栓13后端。
然后在定位销插入定位孔18、通孔11与减速箱的对应孔洞进行定位，再将压紧板14安装于压紧双头螺栓13前端且与减速箱前侧紧密贴合进行压紧固定。
钻孔设备6由钻头61、安装有钻头61的横向滑块62和安装有横向滑块62的竖向滑块63组成，用于带动钻头左右上下方位的移动，钻头61正对减速箱卧式加工用夹具A的后方。
安装完毕后，将钻头61调整到对准需要钻孔的位置处，对减速箱进行钻孔。减速箱一面钻孔完成后，数控系统操控分度盘旋转至另一面。
钻孔时产生的钻屑积蓄在异形孔12的孔内底端，然后平缓的排出异形孔12。
本发明还公开了一种四维度减速箱卧式数控加工平台的控制方法，包括以下步骤：
S1，系统检测；
S2，将钻头61对准减速箱钻孔点；
S3，钻头61对减速箱钻孔点进行钻孔，钻孔完成，钻头61回到初始三维坐标点。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S1中包括以下步骤：
S11，控制器判断其是否接收到启动加工减速箱控制命令：
若控制器接收到启动加工减速箱控制命令，则执行下一步；
若控制器未接收到启动加工减速箱控制命令，则继续等待，返回步骤S11；
S12，控制器判断是否接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板1正前方的控制命令：
若控制器接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板1正前方的控制命令，则执行步骤S2；
若控制器未接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板1正前方的控制命令，则控制器发出提示信号，该提示信号为减速箱未夹紧于夹具主板1正前方。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中包括以下步骤：
S21，建立XYZ三维坐标系：
以分度盘4的中心为三维坐标系的原点，以指向钻孔设备6的棱为X轴的正方向，以向先接近钻头61再远离钻头61的棱为Y轴的正方向，以指向导轨7的棱为Z轴的反方向；
S22，获取钻头61的三维坐标点，记作(X0,Y0,Z0)；
S23，获取减速箱钻孔点的三维坐标点，记作(x0,y0,z0)；
S24，使其钻头61的三维坐标点和减速箱钻孔点的三维坐标点处于至(X,Y,Z)；
S25，钻孔设备6对其减速箱进行钻孔。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S24中包括以下步骤：
S241，判断其Z0与z0的关系：
若Z0＝z0，则竖向滑块63保持不动；
若Z0＞z0，则控制器向其竖向滑块63发送控制信号，控制竖向滑块63向Z轴的反向运动，使其Z0＝z0；
若Z0＜z0，则控制器向其竖向滑块63发送控制信号，控制竖向滑块63向Z轴的正向运动，使其Z0＝z0；
此时，Z＝Z0。
S242，判断其Y0与y0的关系：
若Y0＝y0，则横向滑块62保持不动；
若Y0≠y0，则分度盘控制器向其分度盘发送控制信号，
使其
Figure BDA0003226862290000161
当x0＝0&y0≠0时，
Figure BDA0003226862290000162
当y0＝0&x0≠0时，
Figure BDA0003226862290000163
其中，
Figure BDA0003226862290000164
表示分度盘4旋转角度，
Figure BDA0003226862290000165
表示右手坐标系中从Z轴正半轴向原点看是逆时针方向，
Figure BDA0003226862290000166
表示右手坐标系中从Z轴正半轴向原点看是顺时针方向；&表示逻辑条件且；
此时，
Figure BDA0003226862290000167
或者
Figure BDA0003226862290000168
或者，
Figure BDA0003226862290000171
S243，判断其X0与
Figure BDA0003226862290000172
的关系：
若
Figure BDA0003226862290000173
则此时钻头61的三维坐标点和减速箱钻孔点的三维坐标点处于同一点(X,Y,Z)；
若
Figure BDA0003226862290000174
则
Figure BDA0003226862290000175
其中，L表示钻孔设备6沿导轨7向接近方形操作台5方向滑动距离；即是向X轴的相反方向运动。
||表示取绝对值。
当其x0≠0&y0≠0时：
Figure BDA0003226862290000176
当其x0＝0&y0≠0时：
Figure BDA0003226862290000177
当其y0＝0&x0≠0时：
Figure BDA0003226862290000178
此时，Z＝Z0-L。
上述只是分度盘4旋转，横向滑块62保持不动，也可以分度盘4旋转时，横向滑块62左右移动，使其减速箱钻孔点Y轴坐标与钻头61的Y轴坐标一致。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中，当钻孔设备6对减速箱钻孔点钻孔完成后，由三维坐标点(X0′,Y0′,Z0′)至初始三维坐标点(X0,Y0,Z0)，包括以下步骤：
S31，判断其X0′与X0间的关系：
L′＝|X0′-X0|，
其中，L′表示钻孔设备6沿导轨7向远离方形操作台5方向滑动距离；
||表示取绝对值；
S32，判断其Y0′与Y0间的关系：
若Y0′＝Y0，则横向滑块62保持不动；
若Y0′＞Y0，则控制器向其横向滑块62发送控制信号，控制横向滑块62向Y轴的反向运动，使其Y0′＝Y0；
若Y0′＜Y0，则控制器向其横向滑块62发送控制信号，控制横向滑块62向Y轴的正向运动，使其Y0′＝Y0；
S33，判断其Z0与Z0′的关系：
若Z0＝Z0′，则竖向滑块63保持不动；
若Z0＞Z0′，则控制器向其竖向滑块63发送控制信号，控制竖向滑块63向Z轴的正向运动，使其Z0＝Z0′；
若Z0＜Z0′，则控制器向其竖向滑块63发送控制信号，控制竖向滑块63向Z轴的反向运动，使其Z0＝Z0′。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (17)

1.一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，包括钻孔设备(6)、夹具安装机构和带动钻孔设备(6)前后滑动的导轨(7)，所述夹具安装机构包括从下往上依次设置的方形操作台(5)、分度盘(4)和减速箱卧式加工用夹具(A)，所述减速箱卧式加工用夹具(A)包括夹具主板(1)、夹具侧板(2)和夹具底板(3)，所述夹具主板(1)、夹具侧板(2)均为立板，且两个所述夹具侧板(2)垂直设置在夹具主板(1)正后方的左右两侧，围成平底“U”形框，所述夹具主板(1)中心设有与减速箱中心孔对应的通孔(11)，并以通孔(11)为中心从里到外依次环向设有若干与减速箱本体孔位对应的定位孔(18)、若干异形孔(12)，所述通孔(11)、定位孔(18)与减速箱对应孔位之间均采用定位销进行定位，夹具主板(1)靠近顶端左右对称设有若干上安装过孔(16)、靠近底端左右对称设有若干下安装过孔(17)，均用于安装压紧双头螺栓(13)的后端，每个压紧双头螺栓(13)的前端配备有压紧板(14)和螺母，用于将减速箱手动夹紧于夹具主板(1)的正前方，在用于安装减速箱的所述夹具底板(3)上设置有用于感知是否将减速箱夹紧于夹具主板(1)正前方的接近传感器，接近传感器的接近数据输出端与控制器的接近数据输入端相连，所述夹具底板(3)上设有若干安装过孔(31)用于将减速箱卧式加工用夹具(A)安装于分度盘(4)上，所述分度盘(4)的燕尾槽正下方设有圆孔，分度盘(4)安装在方形操作台(5)上；所述钻孔设备(6)包括钻头(61)、安装有钻头(61)的横向滑块(62)和安装有横向滑块(62)的竖向滑块(63)，用于带动钻头左右上下方位的移动，钻头(61)位于减速箱卧式加工用夹具(A)正后方。
2.根据权利要求1所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述分度盘(4)配备有分度盘控制器和红外模块，红外模块包括一个红外接收单元和Q个红外发射单元，或者一个红外发射单元和Q个红外接收单元，通过分度盘控制器向分度盘(4)的驱动机构发送信号控制分度盘(4)上层的旋转角度、旋转方向，接收红外模块发送的反馈信号，分度盘控制器的数据端与控制器的数据端相连。
3.根据权利要求2所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述方形操作台(5)左右两侧设有立板(51)，每个立板(51)中心线上设有与分度盘的圆孔高度一致、尺寸匹配的通孔(511)，通过校验棒先后穿过通孔(511)、圆孔对分度盘(4)上层进行手动定位校验。
4.根据权利要求3所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，在任一立板(51)上设置有红外接收单元，红外接收单元的红外信号输出端与分度盘控制器的红外信号输入端相连，在分度盘(4)圆周上设置有Q个红外发射单元，所述Q为大于或者等于2的正整数，分别为第1红外发射单元、第2红外发射单元、第3红外发射单元、……、第Q红外发射单元，相邻红外发射单元的圆心角为2π/Q，第1红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第一红外发射控制端相连，第2红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第二红外发射控制端相连，第3红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第三红外发射控制端相连，……，第Q红外发射单元的红外发射控制端与分度盘控制器的第Q红外发射控制端相连；每个红外发射单元水平向分度盘(4)圆周外发射的红外线高度相同，且红外接收单元与红外发射单元的高度相同，使其红外接收单元能够接收到红外发射单元发出的红外线，每个红外发射单元发出的红外线强度不同。
5.根据权利要求3所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，在任一立板(51)上设置有红外发射单元，红外发射单元的的红外发射控制端与分度盘控制器的红外发射控制端相连，在分度盘(4)圆周上设置有W个红外接收单元，所述W为大于或者等于2的正整数，分别为第1红外接收单元、第2红外接收单元、第3红外接收单元、……、第W红外接收单元，相邻红外接收单元的圆心角为2π/W，第1红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第一红外信号输入端相连，第2红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第二红外信号输入端相连，第3红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第三红外信号输入端相连，……，第W红外接收单元的的红外信号输出端与分度盘控制器的第W红外信号输入端相连；红外发射单元水平向分度盘(4)圆周发射的红外线高度与每个红外接收单元的高度相同，使其红外接收单元能够接收到红外发射单元发出的红外线。
6.根据权利要求1所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述平底“U”形框后端与夹具底板(3)的后端齐平，平底“U”形框前端预留夹具底板(3)三分之一的空间用于安装减速箱，所述夹具侧板(2)呈上窄下宽的直角梯形，每个夹具侧板(2)与夹具主板(1)通过上下均布的一列螺栓紧固在一起。
7.根据权利要求1所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述夹具主板(1)的底端和夹具侧板(2)的底端均与夹具底板(3)采用满焊焊接方式固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述压紧板(14)设有备用安装孔用于调整压紧板(14)高度。
9.根据权利要求1所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述异形孔(12)为6个，呈两个半径不等的圆相交拼接的形状，所述上安装过孔(16)为5个，所述下安装过孔(17)为4个，所述定位孔(18)为4个，所述安装过孔(31)为4个。
10.根据权利要求1所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述夹具主板(1)顶端设有圆环提手(15)用于提拉移动。
11.根据权利要求3所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述立板(51)高度低于燕尾槽的下沿。
12.根据权利要求3所述的一种四维度减速箱卧式数控加工平台，其特征在于，所述立板(51)与方形操作台(5)一体成型。
13.根据权利要求1～12之一所述的四维度减速箱卧式数控加工平台的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，系统检测；
S2，将钻头(61)对准减速箱钻孔点；
S3，钻头(61)对减速箱钻孔点进行钻孔，钻孔完成，钻头(61)回到初始三维坐标点。
14.根据权利要求13所述的四维度减速箱卧式数控加工平台的控制方法，其特征在于，在步骤S1中包括以下步骤：
S11，控制器判断其是否接收到启动加工减速箱控制命令：
若控制器接收到启动加工减速箱控制命令，则执行下一步；
若控制器未接收到启动加工减速箱控制命令，则继续等待，返回步骤S11；
S12，控制器判断是否接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板(1)正前方的控制命令：
若控制器接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板(1)正前方的控制命令，则执行步骤S2；
若控制器未接收到接近传感器发出的减速箱夹紧于夹具主板(1)正前方的控制命令，则控制器发出提示信号，该提示信号为减速箱未夹紧于夹具主板(1)正前方。
15.根据权利要求13所述的四维度减速箱卧式数控加工平台的控制方法，其特征在于，在步骤S2中包括以下步骤：
S21，建立XYZ三维坐标系：
以分度盘(4)的中心为三维坐标系的原点，以指向钻孔设备(6)的棱为X轴的正方向，以向先接近钻头(61)再远离钻头(61)的棱为Y轴的正方向，以指向导轨(7)的棱为Z轴的反方向；
S22，获取钻头(61)的三维坐标点，记作(X0,Y0,Z0)；
S23，获取减速箱钻孔点的三维坐标点，记作(x0,y0,z0)；
S24，使其钻头(61)的三维坐标点和减速箱钻孔点的三维坐标点处于至(X,Y,Z)；
S25，钻孔设备(6)对其减速箱进行钻孔。
16.根据权利要求13所述的四维度减速箱卧式数控加工平台的控制方法，其特征在于，在步骤S24中包括以下步骤：
S241，判断其Z0与z0的关系：
若Z0＝z0，则竖向滑块(63)保持不动；
若Z0＞z0，则控制器向其竖向滑块(63)发送控制信号，控制竖向滑块(63)向Z轴的反向运动，使其Z0＝z0；
若Z0＜z0，则控制器向其竖向滑块(63)发送控制信号，控制竖向滑块(63)向Z轴的正向运动，使其Z0＝z0；
此时，Z＝Z0；
S242，判断其Y0与y0的关系：
若Y0＝y0，则横向滑块(62)保持不动；
若Y0≠y0，则分度盘控制器向其分度盘发送控制信号，
使其
Figure FDA0003561975190000051
S243，判断其X0与
Figure FDA0003561975190000052
的关系：
若
Figure FDA0003561975190000053
则此时钻头(61)的三维坐标点和减速箱钻孔点的三维坐标点处于同一点(X,Y,Z)；
若
Figure FDA0003561975190000061
则
Figure FDA0003561975190000062
其中，L表示钻孔设备(6)沿导轨(7)向接近方形操作台(5)方向滑动距离；
| |表示取绝对值。
17.根据权利要求13所述的四维度减速箱卧式数控加工平台的控制方法，其特征在于，在步骤S3中，当钻孔设备(6)对减速箱钻孔点钻孔完成后，由三维坐标点(X0′,Y0′,Z0′)至初始三维坐标点(X0,Y0,Z0)，包括以下步骤：
S31，判断其X0′与X0间的关系：
L′＝|X0′-X0|，
其中，L′表示钻孔设备(6)沿导轨(7)向远离方形操作台(5)方向滑动距离；
| |表示取绝对值；
S32，判断其Y0′与Y0间的关系：
若Y0′＝Y0，则横向滑块(62)保持不动；
若Y0′＞Y0，则控制器向其横向滑块(62)发送控制信号，控制横向滑块(62)向Y轴的反向运动，使其Y0′＝Y0；
若Y0′＜Y0，则控制器向其横向滑块(62)发送控制信号，控制横向滑块(62)向Y轴的正向运动，使其Y0′＝Y0；
S33，判断其Z0与Z0′的关系：
若Z0＝Z0′，则竖向滑块(63)保持不动；
若Z0＞Z0′，则控制器向其竖向滑块(63)发送控制信号，控制竖向滑块(63)向Z轴的正向运动，使其Z0＝Z0′；
若Z0＜Z0′，则控制器向其竖向滑块(63)发送控制信号，控制竖向滑块(63)向Z轴的反向运动，使其Z0＝Z0′。
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