CN114310360A - 一种转台夹紧机构、组装方法及制动片检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床加工技术领域，尤其涉及一种转台夹紧机构、组装方法及制动片检测方法，该机构包括：转台底座；凸台，设置在转台底座上，且具有环形设置的第一接触面；压力驱动组件，固定在转台底座上，且输出端具有与第一接触面相对设置的第二接触面；转台台面，与转台底座可相对转动设置，且转台台面在与转台底座相对的面上具有朝向转台底座延伸的环形固定部；制动片固定在环形固定部上，且制动片伸入至第一接触面和第二接触面之间；其中，制动片在其厚度方向具有弹性，以实现当压力驱动组件的输出端朝向凸台移动时，制动片被挤压变形并同时与第一接触面、第二接触面紧贴制动，当压力驱动组件复位时制动片恢复变形实现转台台面的可自由转动状态。

Description

一种转台夹紧机构、组装方法及制动片检测方法

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，尤其涉及一种转台夹紧机构、组装方法及制动片检测方法。

背景技术

数控回转台作为机床的主要功能部件，用于支承工件并使其作回转运动等，为了保证回转台的定位精度，需要采用夹紧装置对回转台进行制动；

相关技术中，对回转台的制动具有多种形式；一种方式为通过多组卡钳式制动油缸夹紧回转台上的制动盘实现对回转台的制动；另一种方式是通过液压涨紧套，通过抱紧回转台转轴的方式实现回转台的制动；

然而上述标多组卡钳式制动的方式，占用空间较大且难以保证较高的定位精度要求；采用液压胀紧套的形式夹紧难以提供较大的制动力矩，夹紧不可靠。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种转台夹紧机构、组装方法及制动片检测方法，实现回转台的大扭矩制动。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明公开了一种转台夹紧机构，包括：

转台底座；

凸台，设置在所述转台底座上，且所述凸台具有环形设置的第一接触面；

压力驱动组件，固定在所述转台底座上，所述压力驱动组件的输出端呈环形布置，且所述输出端具有与所述第一接触面相对设置的第二接触面；

转台台面，与所述转台底座可相对转动设置，且所述转台台面在与所述转台底座相对的面上具有朝向所述转台底座延伸的环形固定部；

制动片，所述制动片固定在所述环形固定部上，且所述制动片的自由端伸入至所述第一接触面和第二接触面之间；

其中，所述制动片在其厚度方向具有弹性，以实现当所述压力驱动组件的输出端朝向所述凸台移动时，所述制动片被挤压变形并同时与第一接触面、第二接触面紧贴制动，当所述压力驱动组件复位时所述制动片恢复变形实现所述转台台面的可自由转动状态。

进一步地，所述环形固定部设置在所述第一接触面和第二接触面的外侧，所述制动片呈环形，且所述制动片的内侧伸入至所述第一接触面和第二接触面之间。

进一步地，所述制动片由弹性钢材制成。

进一步地，所述压力驱动组件为环形油缸，包括：

环形缸体，所述环形缸体内具有环形油腔，所述环形油腔连接有进油口；

环形活塞，在所述环形油腔内可移动设置。

进一步地，所述环形油缸还包括：与所述环形活塞连接的若干导杆，以及套设在若干所述导杆上的弹性件，所述进油口的压力释放时，所述弹性件将所述环形活塞复位。

进一步地，所述导杆伸出于所述环形缸体的外侧，所述弹性件一端固定在所述导杆上，另一端与所述环形缸体连接；所述环形缸体上还密封固定有盖体。

进一步地，所述转台台面和转台底座之间还具有交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承的内外圈中一圈与所述转台台面连接，另一圈与所述转台底座连接。

进一步地，所述转台底座上还具有测距传感器，所述测距传感器朝向所述制动片设置，所述测距传感器与控制器连接，用于测试所述制动片转动时的平整度。

第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的转台夹紧机构组装方法，包括以下步骤：

固定凸台于转台底座上；

组装压力驱动组件，并将制动片套设在所述压力驱动组件的底部；

翻转转台台面，并将制动片固定在所述转台台面上；

固定交叉滚子轴承于所述转台底座上；

同步翻转转台台面、制动片和压力驱动组件，并将压力驱动组件固定在所述转台底座上，且将转台台面与所述交叉滚子轴承固定连接。

第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述的转台夹紧机构的制动片检测方法，包括以下步骤：

驱动转台台面转动，使得制动片在所述第一接触面和第二接触面之间的空隙内转动；

驱动距离传感器，测量所述制动片转动一周过程中与所述距离传感器之间的距离；

计算测量的所述距离数值是否在设定范围内，若距离数值不在设定范围值内，则判定制动片损坏。

本发明的有益效果为：本发明通过将弹性制动片固定在转台台面上，并且弹性制动片伸入至设置在转台底座上的压力驱动组件和凸台之间的方式，通过压力驱动组件驱动制动片变形，使得制动片的两面同时与第一接触面和第二接触面紧密接触，从而使得制动片获得较大的摩擦力为转台台面提供较大的制动力矩，与现有技术相比，制动片的接触面积更大，实现了大扭矩制动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中转台夹紧机构中凸台与压力驱动组件的连接结构示意图；

图2为本发明实施例中图1中的A处局部放大图；

图3为本发明实施例中转台夹紧机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中图3中的B处局部放大图；

图5为本发明实施例中图4中制动片被夹紧时的结构示意图；

图6为本发明实施例中制动片在内侧时的结构示意图；

图7为本发明实施例中环形油缸的结构示意图；

图8为本发明实施例中图7中的俯视图；

图9为本发明实施例中图7中的C处局部放大图；

图10为本发明实施例中转台夹紧机构的结构示意图；

图11为本发明实施例中转台夹紧机构组装方法的步骤流程图；

图12为本发明实施例中转台夹紧机构的制动片检测方法步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图6所示的转台夹紧机构，包括转台底座10、凸台20、压力驱动组件30、转台台面40和制动片50，其中：

转台底座10是用于承载转台台面40的基座，使得转台台面40与转台底座10之间可以相对转动；

凸台20设置在转台底座10上，且凸台20具有环形设置的第一接触面21；这里需要指出的是凸台20可以是一体成型于转台底座10上，也可以是如图1中所示通过螺接或者紧固件的方式固定在转台底座10上，转台底座10上还可以设置有用于限位的凸起部位；这里的第一接触面21与转台底座10平行，且第一接触面21与转台底座10上表面之间具有一定的高度差；

压力驱动组件30固定在转台底座10上，压力驱动组件30的输出端呈环形布置，且输出端具有与第一接触面21相对设置的第二接触面31；在本发明实施例中，压力驱动组件30有多种形式，例如可以是气缸或者油缸，也可以是通过电磁驱动的电磁铁，即当通电时，第二接触面31朝向第一接触面21移动；当然这里需要指出的是，在初始位置时，第一接触面21和第二接触面31之间具有一定间隙，该间隙用于制动片50的自由转动；

如图3和图4中所示，转台台面40与转台底座10可相对转动设置，且转台台面40在与转台底座10相对的面上具有朝向转台底座10延伸的环形固定部41；这里的可转动设置具有多种形式，比如采用轴承连接，或者其他使得转台台面40与转台底座10之间可以实现相互转动的方式；通过环形固定部41的设置，不仅可以减少压力驱动组件30所占得空间，还可能实现力矩的传递以实现制动；

如图4中所示，制动片50固定在环形固定部41上，且制动片50的自由端伸入至第一接触面21和第二接触面31之间；在本发明实施例中，制动片50较薄，约2至3mm，在具体安装时，并且未施加压力的状态下，制动片50与第一接触面21和第二接触面31之间均具有0.5至1mm的间隙，从而使得转台台面40可以自由转动；

其中，制动片50在其厚度方向具有弹性，以实现当压力驱动组件30的输出端朝向凸台20移动时，制动片50被挤压变形并同时与第一接触面21、第二接触面31紧贴制动，当压力驱动组件30复位时制动片50恢复变形实现转台台面40的可自由转动状态。这里需要指出的是，本发明实施例中制动片50具有弹性是指其受外力易于在厚度方向上发生变形，即薄片可以发生一定程度的弯曲，但在没有外力的情况下又易于恢复原先的状态；如图6中所示，当压力驱动组件30朝下施力时，制动片50弯曲，并同时与第一接触面21以及第二接触面31紧密接触，由于制动片50、压力驱动组件30和凸台20均为环形，并通过环形固定部41传递扭力实现对转台台面40的制动；反之当压力驱动组件30回复原位时，由于制动片50的弹性也随之复位，保持原先与第一接触面21和第二接触面31的预留间隙，从而实现转台台面40的自由转动；

在上述实施例中，通过将弹性制动片50固定在转台台面40上，并且弹性制动片50伸入至设置在转台底座10上的压力驱动组件30和凸台20之间的方式，通过压力驱动组件30驱动制动片50变形，使得制动片50的两面同时与第一接触面21和第二接触面31紧密接触，从而使得制动片50获得较大的摩擦力为转台台面40提供较大的制动力矩，与现有技术相比，制动片50的接触面积更大，实现了大扭矩制动，而且通过环形固定部41的设置还可以减少空间占用。

在上述实施例的基础上还需要指出的是，在本发明中制动片50可以如图6中所示设置在凸台20内侧，也可以设置在凸台20外侧，两种实施方式均落入至本发明的保护范围内；由于力臂越大力矩也就越大，在本发明实施例中，环形固定部41设置在第一接触面21和第二接触面31的外侧，制动片50呈环形，且所述制动片50的内侧伸入至第一接触面21和第二接触面31之间。通过这种设置，使得夹紧力度更大，制动更加可靠。

在本发明实施例中，制动片50由弹性钢材制成，例如可以是弹簧所用材料60Si2MnA，也可以是其他具有复位性能的合金材质，通过环形的制动片50设置，不仅易于变形和恢复，还可以减少制动片50被压紧时对转动台面的轴向拉力，不额外增加轴承的负担，从而减少对转台精度的影响；

为了进一步提高制动可靠性，在本发明实施例中，如图7至图9中所示，压力驱动组件30为环形油缸，液压油缸的施力均衡稳定，该环形油缸至少包括环形缸体32和环形活塞33，其中：环形缸体32内具有环形油腔32a，环形油腔32a连接有进油口；环形活塞33在环形油腔32a内可移动设置。在本发明实施例中，第二接触面31即为活塞与制动片50的接触面，通过朝向进油口内施加设定压力的液压油，可以保证制动片50受力的可靠性；

在本发明实施例中，为了进一步减少环形油缸所占空间，对环形油缸做出了改进，如图9中所示，与环形活塞33连接的若干导杆33a，以及套设在若干导杆33a上的弹性件34，进油口的压力释放时，弹性件34将环形活塞33复位。这里需要指出的是，弹性件34可以是弹簧或者碟簧，通过沿圆形布置的碟簧的设置，替代了传统液压油缸中活塞反向移动所需要的油室空间，从而可以大幅减少环形油缸的体积和高度，而且仅需一个进油口即可实现活塞的伸缩，即朝向进油口中通液压油时，活塞被压缩朝下移动；而当进油口的压力释放时，由于碟簧和导杆33a的作用，将活塞拉回原先的位置处，多余的液压油从进油口排出；当然这里需要指出的是，如图9中所示，在活塞移动的腔室内具有密封件，以防止液压油的泄露；

在本发明实施例中，为了进一步缩小环形缸体32的空间大小，将碟簧和导杆33a的一部分设置在了缸体外侧，请继续参照图9，导杆33a伸出于环形缸体32的外侧，弹性件34一端固定在导杆33a上，另一端与环形缸体32连接；环形缸体32上还密封固定有盖体35，同样为了保证密封性，盖体35与缸体之间还设置有密封件；通过上述设置，使得缸体的体积被进一步缩小，大大减少了驱动件的空间占用，使得本发明实施例中的转台夹紧机构结构简单，易于实现。

关于转台台面40与转台底座10之间的转动连接，在本发明实施例中，如图10中所示，转台台面40和转台底座10之间还具有交叉滚子轴承60，交叉滚子轴承60的内外圈中一圈与转台台面40连接，另一圈与转台底座10连接。为了便于连接，如图10中所示，在转台台面40上设置有台阶孔，以便于将转台台面40与交叉滚子轴承60连接；同样这里还需要指出的是，在本发明实施例中制动片50可拆卸地固定在转台台面40上，以便于后期的维护和更换；

在本发明实施例中，上述转台夹紧机构的组装方法如图11中所示，包括以下步骤：

S10：固定凸台20于转台底座10上；这里的固定可以是通过紧固件固定，也可以采用例如螺接的形式实现凸台20与转动底座的连接固定；

S20：组装压力驱动组件30，并将制动片50套设在压力驱动组件30的底部；由于制动片50的内径小于环形油缸的外径，在安装好环形油缸后将无法再把制动片50设置在凸台20和压力驱动组件30之间，故在安装时先将制动片50套设在压力驱动组件30上；

S30：翻转转台台面40，并将制动片50固定在转台台面40上；这样，方可实现将制动片50固定在转台台面40底部，同时由于环形固定部41形成的腔室，可以容纳压力驱动组件30，便可以实现后期压力驱动组件30的安装，这里需要指出的是，在转台台面40上具有与压力驱动组件30对应的安装孔位；

S40：固定交叉滚子轴承60于转台底座10上；这里需要指出的是，在本发明实施例中，交叉滚子轴承60与凸台20的安装先后顺序并不做限制，先安装二者中的任一个均可实现本发明实施例中转台夹紧机构的组装；

S50：同步翻转转台台面40、制动片50和压力驱动组件30，并将压力驱动组件30固定在转台底座10上，且将转台台面40与交叉滚子轴承60固定连接。通过在转台台面40上设置的孔位实现交叉滚子轴承60以及压力驱动组件30的安装；由此可以看出，本发明实施例中的转台夹紧机构不仅制动效果优越，而且结构简单安装方便。

请继续参照图10，在本发明实施例中，由于制动片50为易损件，需要及时更换，但由于制动片50设置在转台底座10与转台台面40之间，肉眼无法观察到，为了防止制动片50的损坏导致的损失，在本发明实施例中，转台底座10上还具有测距传感器70，测距传感器70朝向制动片50设置，测距传感器70与控制器连接，用于测试制动片50转动时的平整度。测距传感器70可以是激光传感器，或者其他类型的高精度传感器；由于制动片50在受力摩擦次数较多时间较久以后，表面可能发生褶皱甚至断裂，本发明实施例利用该特性开发出一种无需人工拆卸观察即可实现预判断的制动片50检测方式，具体如图12中所示，包括以下步骤：

S61：驱动转台台面40转动，使得制动片50在第一接触面21和第二接触面31之间的空隙内转动；这里需要指出的是，在具体测试时，以压力驱动组件30未施压，即初始状态，制动片50可以在第一接触面21和第二接触面31之间自由转动的状态为测试基础；

S63：驱动距离传感器，测量制动片50转动一周过程中与距离传感器之间的距离；在具体测量时，一边驱动转台台面40匀速转动，一边通过机器或者人工记录每一点处的距离数值；

S65：计算测量的距离数值是否在设定范围内，若距离数值超出设定值范围，则判定制动片50损坏。这里的超出设定值范围可以是大于也可以是小于，如果制动片50完好，则其平整度应该没有偏差，即测试到的距离数值处处相等，如果距离出现了偏差，则说明制动片50发生了褶皱或者断裂，通过上述方式实现了制动片50是否损坏的预判断式检测，提高了装置使用的可靠性，提高了加工中心操作时的安全性；

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种转台夹紧机构，其特征在于，包括：

转台底座；

凸台，设置在所述转台底座上，且所述凸台具有环形设置的第一接触面；

压力驱动组件，固定在所述转台底座上，所述压力驱动组件的输出端呈环形布置，且所述输出端具有与所述第一接触面相对设置的第二接触面；

转台台面，与所述转台底座可相对转动设置，且所述转台台面在与所述转台底座相对的面上具有朝向所述转台底座延伸的环形固定部；

制动片，所述制动片固定在所述环形固定部上，且所述制动片的自由端伸入至所述第一接触面和第二接触面之间；

其中，所述制动片在其厚度方向具有弹性，以实现当所述压力驱动组件的输出端朝向所述凸台移动时，所述制动片被挤压变形并同时与第一接触面、第二接触面紧贴制动，当所述压力驱动组件复位时所述制动片恢复变形实现所述转台台面的可自由转动状态。

2.根据权利要求1所述的转台夹紧机构，其特征在于，所述环形固定部设置在所述第一接触面和第二接触面的外侧，所述制动片呈环形，且所述制动片的内侧伸入至所述第一接触面和第二接触面之间。

3.根据权利要求1所述的转台夹紧机构，其特征在于，所述制动片由弹性钢材制成。

4.根据权利要求1所述的转台夹紧机构，其特征在于，所述压力驱动组件为环形油缸，包括：

环形缸体，所述环形缸体内具有环形油腔，所述环形油腔连接有进油口；

环形活塞，在所述环形油腔内可移动设置。

5.根据权利要求4所述的转台夹紧机构，其特征在于，所述环形油缸还包括：与所述环形活塞连接的若干导杆，以及套设在若干所述导杆上的弹性件，所述进油口的压力释放时，所述弹性件将所述环形活塞复位。

6.根据权利要求5所述的转台夹紧机构，其特征在于，所述导杆伸出于所述环形缸体的外侧，所述弹性件一端固定在所述导杆上，另一端与所述环形缸体连接；所述环形缸体上还密封固定有盖体。

7.根据权利要求6所述的转台夹紧机构，其特征在于，所述转台台面和转台底座之间还具有交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承的内外圈中一圈与所述转台台面连接，另一圈与所述转台底座连接。

8.根据权利要求7所述的转台夹紧机构，其特征在于，所述转台底座上还具有测距传感器，所述测距传感器朝向所述制动片设置，所述测距传感器与控制器连接，用于测试所述制动片转动时的平整度。

9.一种如权利要求7所述的转台夹紧机构组装方法其特征在于，包括以下步骤：

固定凸台于转台底座上；

组装压力驱动组件，并将制动片套设在所述压力驱动组件的底部；

翻转转台台面，并将制动片固定在所述转台台面上；

固定交叉滚子轴承于所述转台底座上；

同步翻转转台台面、制动片和压力驱动组件，并将压力驱动组件固定在所述转台底座上，且将转台台面与所述交叉滚子轴承固定连接。

10.一种如权利要求8所述的转台夹紧机构的制动片检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

驱动转台台面转动，使得制动片在所述第一接触面和第二接触面之间的空隙内转动；

驱动距离传感器，测量所述制动片转动一周过程中与所述距离传感器之间的距离；

计算测量的距离数值是否在设定范围内，若距离数值不在设定范围值内，则判定制动片损坏。

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