CN114453923B - 一种凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双交换数控转台技术领域，尤其涉及一种凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，包括：沿横向依次设置的预装转台、交换旋转机构和加工转台；预装转台上设有用于预先装夹工件的预备输出盘；加工转台上设有加工输出盘；交换旋转机构的输出端固定连接有交换托板；交换托板两端设有用于支撑预备输出盘和加工输出盘的U型开口槽，交换旋转机构包括交换座壳体，及设置在交换座壳体内的转动驱动组件和升降油压驱动组件，升降油压驱动组件和转动驱动组件用于驱动交换托板的上升及旋转交换。本发明通过预装转台、交换旋转机构和加工转台的设置，避免了装夹工件造成的停机，降低了凸轮滚子转台停机的时间，提高了加工效率。

Description

一种凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台

技术领域

本发明涉及双交换数控转台技术领域，尤其涉及一种凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台。

背景技术

数控转台根据传动方式的不同，可以分为蜗轮蜗杆传动式转台和凸轮滚子转台，凸轮滚子转台能够消除转台内部的传动间隙，加工时提高了加工工件精度、转台旋转运动的稳定性；具有低摩擦、无间隙、刚性强的产品特点。因此，凸轮滚子转台广泛应用于铣床、钻床等加工中心。

凸轮滚子转台通常包括箱体、通过旋转输出轴安装于箱体上的分度盘、传动给旋转输出轴的凸轮滚子传动机构和驱动电机等。工作时，凸轮滚子转台需要先在分度盘上装夹工件，然后通过转台的分度功能，实现工件的加工，但是凸轮滚子转台工作过程中需要不时的停机，以更换装夹工件，导致加工效率较低。

鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，降低凸轮滚子转台停机的时间，提高加工效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，包括沿横向依次设置的预装转台、交换旋转机构和加工转台；

所述预装转台上设有用于预先装夹工件的预备输出盘；

所述加工转台上设有加工输出盘；

所述交换旋转机构的输出端固定连接有交换托板；

其中，所述交换托板两端设有用于支撑所述预备输出盘和所述加工输出盘的U型开口槽，所述交换旋转机构包括交换座壳体，及设置在所述交换座壳体内的转动驱动组件和升降油压驱动组件，所述升降油压驱动组件和所述转动驱动组件用于驱动所述交换托板的上升及旋转交换。

进一步地，所述交换托板上设有多个锥型托块，多个所述锥型托块对应所述预备输出盘和所述加工输出盘的定位槽设置。

进一步地，所述预装转台包括预备台底座、预备台旋转体和定位机构；

所述预备输出盘通过定位组件设置在所述预备台旋转体上；

所述定位机构固定在所述预备台底座上，用于限制所述预备台旋转体的转动。

进一步地，所述加工转台包括伺服电机和转台主体；

所述加工输出盘通过定位组件设置在所述转台主体内部的芯轴上，所述伺服电机用于驱动所述芯轴的转动。

进一步地，所述预备输出盘和所述加工输出盘上均设有基准块一和基准块二。

进一步地，所述定位组件包括上定位锥套，及与所述定位锥套配合的下定位锥座。

进一步地，所述升降油压驱动组件包括分割轴，及设置在所述分割轴腔体内的导向杆、及设置在所述分割轴外侧的导向座，所述导向杆和所述导向座均固定在所述交换座壳体内；

所述分割轴的腔体与所述导向杆的外侧圆柱面形成上升油腔和下降油腔，且位于所述上升油腔和所述下降油腔处均设有密封圈；

所述导向杆内部设有上升油路和下降油路；

所述交换座壳体上设有上升油压进油口和下降油压进油口；

所述上升油压进油口、所述上升油路和所述上升油腔连通，所述下降油压进油口、所述下降油路和所述下降油腔连通，所述上升油腔和所述下降油腔交替进入液压油，所述分割轴带动所述交换托板上升或下降。

进一步地，所述分割轴与所述导向杆和所述导向座滑动接触面设有导向套一、导向套二和导向套三；

所述导向套一和所述导向套二设置在所述分割轴腔体内，所述导向套三设置在所述导向座腔体内。

进一步地，所述交换座壳体上设有轴承导向套；

当所述分割轴处于下降状态时，所述轴承导向套与所述分割轴上一个所述滚针轴承同轴设置，且所述滚针轴承嵌入所述轴承导向套的滑槽内；

当所述分割轴上升时，所述滚针轴承在所述轴承导向套的滑槽内沿上升方向滑动。

进一步地，所述转动驱动组件包括驱动电机、减速机、齿轮组和凸轮轴；

所述凸轮轴垂直于所述分割轴，且转动设置在所述交换座壳体内；

当所述交换托板处在上升状态时，所述驱动电机的驱动端与所述减速机的输入轴连接，所述减速机的输出轴通过所述齿轮组驱动所述凸轮轴转动，所述凸轮轴的凸轮结构与所述分割轴圆周方向的若干滚针轴承滚动接触。

进一步地，所述齿轮组包括相啮合的小齿轮和大齿轮；

所述小齿轮设置在所述减速机的输出轴上，所述大齿轮设置在所述凸轮轴上。

进一步地，所述凸轮轴位于所述大齿轮一端设有信号轮组，及对应信号轮组设置的接近开关，用于所述凸轮轴在转动过程中原点的确定及旋转角度的确定。

进一步地，所述升降信号组件包括信号支撑座、信号导向筒、信号升降杆、上升接近开关和下降接近开关；

所述信号导向筒固定在所述信号支撑座上，所述信号升降杆设置在所述信号导向筒的内部空腔，所述上升接近开关和所述下降接近开关垂直于所述信号升降杆固定在所述信号导向筒的侧壁上；

且所述上升接近开关位于所述下降接近开关的上方；

其中，所述信号升降杆上设有信号感应块，且所述信号升降杆底部设有弹簧；

当所述交换托板处于下降状态时，所述信号升降杆下压所述弹簧，所述下降接近开关检测到所述信号感应块；

当所述交换托板处于上升状态时，所述信号升降杆在所述弹簧作用下向上运动，所述上升接近开关检测到所述信号感应块，所述转动驱动组件驱动所述交换托板旋转交换。

进一步地，所述上升接近开关和所述下降接近开关通过调整片固定在所述信号导向筒上。

本发明的有益效果为：本发明通过预装转台、交换旋转机构和加工转台的设置，在加工转台处于加工状态时，预装换台可提前装夹待加工工件，并通过交换旋转机构同时升降预备输出盘和加工输出盘，并进行旋转交换，避免了装夹工件造成的停机，降低了凸轮滚子转台停机的时间，提高了加工效率。

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为本发明实施例中凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台的轴测示意图；

图2为本发明实施例中凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台的结构示意图；

图3为本发明实施例中定位组件的结构示意图；

图4为本发明实施例中交换旋转机构的轴测示意图；

图5为本发明实施例中交换旋转机构的结构示意图；

图6为图5的A-A剖切视图；

图7为图5的B-B剖切视图；

图8为本发明实施例中转动驱动组件的结构示意图。

图9为本发明实施例中升降信号组件的轴测示意图。

图10为本发明实施例中升降信号组件的剖视图。

附图标记：100、预装转台；110、预备输出盘；120、预备台底座；130、预备台旋转体；140、定位机构；150、定位组件；151、上定位锥套；152、下定位锥座；200、交换旋转机构；210、交换座壳体；211、上升油压进油口；212、下降油压进油口；213、轴承导向套；220、转动驱动组件；221、驱动电机；222、减速机；223、齿轮组；224、凸轮轴；230、升降油压驱动组件；231、分割轴；232、导向杆；232a、上升油路；232b、下降油路；233、导向座；234、上升油腔；235、下降油腔；236、密封圈；237、导向套一；238、导向套二；239、导向套三；240、升降信号组件；241、信号支撑座；242、信号导向筒；243、信号升降杆；244、上升接近开关；245、下降接近开关；246、弹簧；300、加工转台；310、加工输出盘；320、伺服电机；330、转台主体；400、交换托板；410、锥型托块。

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10所示的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，包括：沿横向依次设置的预装转台100、交换旋转机构200和加工转台300；预装转台100上设有用于预先装夹工件的预备输出盘110；加工转台300上设有加工输出盘310；交换旋转机构200的输出端固定连接有交换托板400；

其中，交换托板400两端设有用于支撑预备输出盘110和加工输出盘310的U型开口槽，交换旋转机构200包括交换座壳体210，及设置在交换座壳体210内的转动驱动组件220和升降油压驱动组件230，升降油压驱动组件230和转动驱动组件220用于驱动交换托板400的上升及旋转交换。

本发明实施过程，当加工输出盘310上的工件处在加工状态时，预备输出盘110预先装夹下一工序待加工工件，其预备输出盘110在装夹时可在预装转台100转动，便于装夹位置的调整，预备输出盘110装夹完成后，待加工输出盘310上的工件加工完成时，交换旋转机构200的升降油压组件驱动交换托板400上升，从而将加工输出盘310和预备输出盘110同步抬起，到达抬升高度时，转动驱动组件220驱动交换托板400旋转，从而实现加工输出盘310和预备输出盘110的旋转交换，此时预备输出盘110上的装夹工件进行加工，拆卸加工输出盘310上的已加工完成的工件，并装夹下一加工工件，重复以上步骤。本发明通过预装转台100、交换旋转机构200和加工转台300的设置，在加工转台300处于加工状态时，预装换台可提前装夹待加工工件，并通过交换旋转机构200同时升降预备输出盘110和加工输出盘310，并进行旋转交换，避免了装夹工件造成的停机，降低了凸轮滚子转台停机的时间，提高了加工效率。

当旋转交换完成后，为了保证加工输出盘310在加工转台300上的定位精度，如图1所示，交换托板400上设有多个锥型托块410，多个锥型托块410对应预备输出盘110和加工输出盘310的定位槽设置。

具体地，加工输出盘310和预备输出盘110在交换托板400的底面四角位置设有定位槽，交换托板400对应定位槽设置锥型托块410，当交换托板400在对加工输出盘310和预备输出盘110抬起时，锥型托块410起到自动定位，保证了加工输出盘310和预备输出盘110的相对位置精度，提高了加工输出盘310的与加工转台300的位置精度，有效保证了加工精度。

本发明优选实施例中，如图2所示，预装转台100包括预备台底座120、预备台旋转体130和定位机构140，预备输出盘110通过定位组件150设置在预备台旋转体130上；定位机构140固定在预备台底座120上，用于限制预备台旋转体130的转动。

具体地，通过预备旋转体的设置，使预备输出盘110装夹工件使能够转动，增加了装夹的便捷性，而定位机构140的设置，避免了交换托板400在旋转交换时预备输出盘110产生偏移，影响在加工转台300上的定位精度，从而影响加工精度。

本发明优选实施例中，如图2所示，加工转台300包括伺服电机320和转台主体330；加工输出盘310通过定位组件150设置在转台主体330内部的芯轴上，伺服电机320用于驱动芯轴的转动。

在上述实施例基础上，预备输出盘110和加工输出盘310上均设有基准块一和基准块二，通过基准块一和基准块二的设置，便于装夹基准点的确定，有效保证装夹位置的精度。

作为上述实施例的优选，如图3所示，定位组件150包括上定位锥套151，及与定位锥套配合的下定位锥座152，使交换托板400在下降时，锥度结构使预备输出盘110和加工输出盘310能够实现快速精准定位，便于一次装夹到位，减少了安装调试时间，提高了换刀效率。

本发明优选实施例中，如图5-7所示，升降油压驱动组件230包括分割轴231，及设置在分割轴231腔体内的导向杆232、及设置在分割轴231外侧的导向座233，导向杆232和导向座233均固定在交换座壳体210内；导向座233设置在分割轴231靠近交换托板400的一端，并通过法兰盘固定在交换座壳体210上，分割轴231在导向座233和导向杆232之间滑动设置，为了增加分割轴231沿轴向移动的精度，分割轴231与导向杆232和导向座233滑动接触面设有导向套一237、导向套二238和导向套三239；导向套一237和导向套二238设置在分割轴231腔体内，导向套三239设置在导向座233腔体内。

优选地，分割轴231的腔体与导向杆232的外侧圆柱面形成上升油腔234和下降油腔235，且位于上升油腔234和下降油腔235处均设有密封圈236，保证了上升油腔234和下降油腔235的密封性，从而保证了油压的稳定性。

为了避免外设的进油路管道对分割轴231升降造成影响，导向杆232内部设有上升油路232a和下降油路232b；交换座壳体210上设有上升油压进油口211和下降油压进油口212；上升油压进油口211、上升油路232a和上升油腔234连通，下降油压进油口212、下降油路232b和下降油腔235连通，上升油腔234和下降油腔235交替进入液压油，分割轴231带动交换托板400上升或下降。

具体地，导向杆232固定在交换座壳体210内，且与交换座壳体210的安装槽接触的外圆柱面上设有密封圈236，通过在交换座壳体210和导向杆232的内部设置进油路，减少外设进油管路的安装工序，简化了油路结构，使升降油压驱动组件230结构更加紧凑，减少了机床内部安装所需空间，提高了装置的实用性。

为了进一步提高了下降油腔235的密封性，并保证分割轴231转动的可实施性，且在下降油腔235的下方设有平面轴承，当分割轴231上升至设定高度后，平面轴承一侧抵住分割轴231，另一侧抵住导向杆232的密封圈236上，在密封圈236外侧设有活塞环，分割轴231在凸轮滚子啮合作用下，带动交换托板400实现旋转交换，减少了分割轴231与导向杆232上密封圈236的转动摩擦，延长了密封圈236的使用寿命，保证了升降油压的稳定性，提高了旋转交换的转角精度。

在分割轴231上升过程中，为了避免分割轴231转动，如图2和图8所示，交换座壳体210上设有轴承导向套213；当分割轴231处于下降状态时，轴承导向套213与分割轴231上一个滚针轴承同轴设置，且滚针轴承嵌入轴承导向套213的滑槽内，当分割轴231上升时，滚针轴承在轴承导向套213的滑槽内沿上升方向滑动，限制了分割轴231在上升过程中沿圆周方向的转动，从而保证了分割轴231上滚针轴承与凸轮轴224的凸轮结构的啮合准确性，避免了干涉造成的磨损现象，延长了凸轮滚子转台的使用寿命。

本发明优选实施例中，如图8所示，转动驱动组件220包括驱动电机221、减速机222、齿轮组223和凸轮轴224；凸轮轴224垂直于分割轴231转动设置在交换座壳体210内；当交换托板400处在上升状态时，驱动电机221的驱动端与减速机222的输入轴连接，减速机222的输出轴通过齿轮组223驱动凸轮轴224转动，凸轮轴224的凸轮结构与分割轴231圆周方向的若干滚针轴承滚动接触。

具体地，齿轮组223包括相啮合的小齿轮和大齿轮；小齿轮设置在减速机222的输出轴上，大齿轮设置在凸轮轴224上，齿轮啮合传动与凸轮滚子的结合避免了反向间隙的对传动精度的影响，便于提高了传动精度。

为了便于控制凸轮轴224的转动角度，凸轮轴224位于大齿轮一端设有信号轮组，及对应信号轮组设置的接近开关，用于凸轮轴224在转动过程中原点的确定及旋转角度的确定。

本发明优选实施例中，如图9-10所示，升降信号组件240包括信号支撑座241、信号导向筒242、信号升降杆243、上升接近开关244和下降接近开关245；信号导向筒242固定在信号支撑座241上，信号升降杆243设置在信号导向筒242的内部空腔，上升接近开关244和下降接近开关245垂直于信号升降杆243固定在信号导向筒242的侧壁上；且上升接近开关244位于下降接近开关245的上方；其中，信号升降杆243上设有信号感应块，且信号升降杆243底部设有弹簧246；

当交换托板400处于下降状态时，信号升降杆243下压弹簧246，下降接近开关245检测到信号感应块；当交换托板400处于上升状态时，信号升降杆243在弹簧246作用下向上运动，上升接近开关244检测到信号感应块，转动驱动组件220驱动交换托板400旋转交换。

具体地，通过升降信号组件240的设置，建立了升降油压驱动组件230和转动驱动组件220联动关系，实现了自动化控制，保证了传动的可实施性，减少了误操作的风险，提高了交换托板400升降及旋转交换的可靠性。

在上述实施例基础上，上升接近开关244和下降接近开关245通过调整片固定在信号导向筒242上，调整片能够沿分割轴231轴线方向的调整，减少了重复调试时间，提高了接近开关调节的便捷性。

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 (9)

1.一种凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于，包括沿横向依次设置的预装转台(100)、交换旋转机构(200)和加工转台(300)；

所述预装转台(100)上设有用于预先装夹工件的预备输出盘(110)；

所述加工转台(300)上设有加工输出盘(310)；

所述交换旋转机构(200)的输出端固定连接有交换托板(400)；

其中，所述交换托板(400)两端设有用于支撑所述预备输出盘(110)和所述加工输出盘(310)的U型开口槽，所述交换旋转机构(200)包括交换座壳体(210)，及设置在所述交换座壳体(210)内的转动驱动组件(220)和升降油压驱动组件(230)，所述升降油压驱动组件(230)和所述转动驱动组件(220)用于驱动所述交换托板(400)的上升及旋转交换；

所述升降油压驱动组件(230)包括分割轴(231)、及设置在所述分割轴(231)腔体内的导向杆(232)、及设置在所述分割轴(231)外侧的导向座(233)，所述导向杆(232)和所述导向座(233)均固定在所述交换座壳体(210)内；

所述分割轴(231)的腔体与所述导向杆(232)的外侧圆柱面形成上升油腔(234)和下降油腔(235)，且位于所述上升油腔(234)和所述下降油腔(235)处均设有密封圈(236)；

所述导向杆(232)内部设有上升油路(232a)和下降油路(232b)；

所述交换座壳体(210)上设有上升油压进油口(211)和下降油压进油口(212)；

其中，所述上升油压进油口(211)、所述上升油路(232a)和所述上升油腔(234)连通，所述下降油压进油口(212)、所述下降油路(232b)和所述下降油腔(235)连通，所述上升油腔(234)和所述下降油腔(235)交替进入液压油，使所述分割轴(231)带动所述交换托板(400)升降。

2.根据权利要求1所述的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于，所述交换托板(400)上设有多个锥型托块(410)，多个所述锥型托块(410)对应所述预备输出盘(110)和所述加工输出盘(310)的定位槽设置。

3.根据权利要求1所述的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于，所述预装转台(100)包括预备台底座(120)、预备台旋转体(130)和定位机构(140)；

所述预备输出盘(110)通过定位组件(150)设置在所述预备台旋转体(130)上；

所述定位机构(140)固定在所述预备台底座(120)上，用于限制所述预备台旋转体(130)的转动。

4.根据权利要求1所述的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于，所述加工转台(300)包括伺服电机(320)和转台主体(330)；

所述加工输出盘(310)通过定位组件(150)设置在所述转台主体(330)内部的芯轴上，所述伺服电机(320)用于驱动所述芯轴转动。

5.根据权利要求3或4所述的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于， 所述定位组件(150)包括上定位锥套(151)，及与所述定位锥套配合的下定位锥座(152)。

6.根据权利要求1所述的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于，所述分割轴(231)与所述导向杆(232)和所述导向座(233)滑动接触面设有导向套一(237)、导向套二(238)和导向套三(239)；

所述导向套一(237)和所述导向套二(238)设置在所述分割轴(231)腔体内，所述导向套三(239)设置在所述导向座(233)腔体内。

7.根据权利要求6所述的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于，所述交换座壳体(210)上设有轴承导向套(213)；

当所述分割轴(231)处于下降状态时，所述轴承导向套(213)与所述分割轴(231)上一个滚针轴承同轴设置，且所述滚针轴承嵌入所述轴承导向套(213)的滑槽内；

当所述分割轴(231)上升时，所述滚针轴承在所述轴承导向套(213)的滑槽内沿上升方向滑动。

8.根据权利要求7所述的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于，所述转动驱动组件(220)包括驱动电机(221)、减速机(222)、齿轮组(223)和凸轮轴(224)；

所述凸轮轴(224)垂直于所述分割轴(231)，且转动设置在所述交换座壳体(210)内；

当所述交换托板(400)处在上升状态时，所述驱动电机(221)的驱动端与所述减速机(222)的输入轴连接，所述减速机(222)的输出轴通过所述齿轮组(223)驱动所述凸轮轴(224)转动，所述凸轮轴(224)的凸轮结构与所述分割轴(231)圆周方向的若干滚针轴承滚动接触。

9.根据权利要求1所述的凸轮和油压复合驱动的双交换数控转台，其特征在于，所述交换旋转机构(200)还包括升降信号组件(240)，所述升降信号组件(240)包括信号支撑座(241)、信号导向筒(242)、信号升降杆(243)、上升接近开关(244)和下降接近开关(245)；

所述信号导向筒(242)固定在所述信号支撑座(241)上，所述信号升降杆(243)设置在所述信号导向筒(242)的内部空腔，所述上升接近开关(244)和所述下降接近开关(245)垂直于所述信号升降杆(243)固定在所述信号导向筒(242)的侧壁上；

其中，所述信号升降杆(243)上设有信号感应块，且所述信号升降杆(243)底部设有弹簧(246)；

当所述交换托板(400)处于下降状态时，所述信号升降杆(243)下压所述弹簧(246)，所述下降接近开关(245)检测到所述信号感应块；

当所述交换托板(400)处于上升状态时，所述信号升降杆(243)在所述弹簧(246)作用下向上运动，所述上升接近开关(244)检测到所述信号感应块，所述转动驱动组件(220)驱动所述交换托板(400)旋转交换。

Images