CN114619290B - 一种龙门机床附件摆头头库的减震装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，涉及精密机床设备领域，包括附件摆头、头库、检测面、定位销、位置传感器、工字形导杆、碟形弹簧组、导向芯轴、第一支撑轴、第二支撑轴、限位螺钉、弹力检测仪，检测面上开设有槽，槽通道内安装有工字形导杆，碟形弹簧组与工字形导杆下端面相接触并与槽底固定连接，弹力检测仪安装于槽底检测碟形弹簧弹力。本发明能够实现摆头入库时缓冲减震，提高摆头在头库中定位准度，弹力检测仪可检测蝶形弹簧组弹力是否失效，预防弹性失效现象，保证精密器件不受损坏，改善摆头入库时的精度保持性。

Description

一种龙门机床附件摆头头库的减震装置
技术领域
本发明涉及龙门机床设备技术领域，具体涉及一种龙门机床附件摆头头库的减震装置。
技术背景
随着技术的发展与革新，可自动更换的摆头越来越多的应用于龙门五轴数控加工中心，可用于加工精度要求高且形状复杂的曲面，可自动更换摆头的龙门机床都配备有停放附件摆头的头库，我们将归还附件摆头的过程称为入库，工件一次装夹可完成多道工序，即现代机床所提倡的“Done in one理念”，完成这一理念要求附件摆头实现可自动更换功能。
随之而来的是附件摆头入库过程中产生的精度误差问题，附件摆头归还入库时位置传感器会将信号传递给CNC控制系统，系统确认附件摆头到位后发出松头指令放置摆头，但此时附件摆头距离头库的检测面还有较小距离，小到几毫米不影响附件摆头入库，但每次进行入库动作时，附件摆头与检测面接触都会产生一定的冲击力，短时间内冲击不会造成太大的精度误差，久而久之会使位置传感器感应出现偏差，导致附件摆头在头库的定位精度不准，出库时因位置偏差与头库发生摩擦或碰撞，损坏传感器等零部件，严重者导致附件摆头无法进行交换功能，降低附件摆头更换的可靠性。
发明内容
为了克服摆头入库时产生的振动问题，本发明提供了一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，以避免因振动冲击影响传感器信号检测出现偏差，影响摆头定位精度。
为实现上述目的，实现摆头平稳精确的入库，本发明提供采用如下的技术方案：
本发明提出了一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，其特征在于，包括附件摆头、头库、检测面、位置传感器、定位销、限位螺钉、工字形导杆、导向芯轴、第一支撑轴、第二支撑轴、碟形弹簧组、弹力检测仪等，具体结构如下：所述的附件摆头完成松头动作后进行松卡，所述的头库放置于工作台一侧，所述的检测面开设于头库顶端面上，所述的位置传感器安装于检测面，可用于检测附件摆头到位距离，所述的检测面上设有槽，所述的槽内设有工字形导杆，所述的工字形导杆上端面与附件摆头接触，所述的工字形导杆下端面与碟形弹簧组相连接，所述的碟形弹簧组沿周向对称布置并与槽底固定连接，所述的槽底设有弹力检测仪，可用于检测碟形弹簧弹力并发出失效警报,所述的限位螺钉安装于工字形导杆上，所述的定位销在头库顶端对称布置，用于附件摆头的粗定位锁紧。
优选地，所述的工字形导杆下端面开设三个轴孔，所述的导向芯轴穿过工字形导杆导向芯轴孔，所述的第一支撑轴和第二支撑轴穿过工字形导杆支撑轴孔，所述的碟形弹簧安装于第一支撑轴和第二支撑轴内部，所述的导向芯轴穿过碟形弹簧中心，所述的碟形弹簧顶端与工字形下端面相接触，底端与基座相接触，所述的碟形弹簧采用串联形式，可提高承受载荷能力，以上所述零件与特征一起组合构成蝶形弹簧组，用于附件摆头入库时缓冲减震。
优选地，所述的弹力检测仪安装于基座，包括压力传感器、CNC控制器和继电器，所述的压力传感器将信号传递给CNC控制器，CNC控制器发出指令，所述的继电器根据数字量控制回路开闭，可用于检测蝶形弹簧是否具有弹性。
本发明的有益效果在于以下几点：
1.一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，碟形弹簧组对称设计可以保证受到的压力平均分配，保证减震平稳性，设置碟形弹簧组进行缓冲，使摆头在入库下落过程中完成缓冲减震，与检测面平稳接触，减小冲击力。
2.一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，碟形弹簧组选用串联形式并设置导向芯轴可以有效防止碟形弹簧承受载荷时产生横向移动，避免偏载情况发生，N个碟形弹簧采用串联形式，所承受的载荷是单个碟形弹簧的N倍，提高了缓冲装置的稳定性。
3.一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，弹力检测仪可以对碟形弹簧组进行弹性检测，当弹力失效时可以通过继电器发出预警信号，起到在线监测与保护作用，有效防止碟形弹簧组因弹性失效使附件摆头与工字形导杆发生二次碰撞。
4.一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，可以减小摆头入库时产生的振动冲击，不仅消除振动因素对位置传感器的影响，使系统对摆头的位置信号监测不会存在偏差，还使摆头在头库中准确定位，入库时不出现位置偏差，保证主轴与摆头交换时元器件不受损坏，避免因交换摆头影响机床的稳定性。
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的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为龙门机床附件摆头头库的减震装置结构示意图；
图2为减震装置碟形弹簧组结构局部放大图；
图3为附件摆头入库主视图；
图4为减震装置弹力检测仪局部放大图；
图5为弹力检测仪工作流程图；
其中：A碟形弹簧组、1工字形导杆、2限位螺钉、3检测面、4工字形导杆上端面、5槽、6头库、7槽底、8定位销1、9定位销2、10位置传感器、11碟形弹簧、12第一支撑轴、13导向芯轴孔、14导向芯轴，15工字形导杆下端面、16第二支撑轴、17基座、 18第一支撑轴孔、19第二支撑轴孔、20附件摆头、21外壳体、B弹力检测仪、22压力传感器、23连接管、24继电器。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种可保护摆头定位精确的减震装置，避免摆头交换入库过程中产生振动导致位置偏差影响精度。
为使发明上述目的、特征和优点能更加清晰易懂，下面结合附图进行具体说明。
如图1-5所示，一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，包括附件摆头(20)，头库(6)、检测面(3)、位置传感器(10)、定位销1(8)、定位销2(9)、限位螺钉(2)、工字形导杆(1)、导向芯轴(14)、第一支撑轴(12)、第二支撑轴(16)、碟形弹簧组(A)、弹力检测仪 (B)，具体结构如下：附件摆头(20)完成松头动作后进行松卡，头库(5)放置于工作台一侧，头库(5)可用于放置所述的附件摆头(20)，检测面(3)开设于头库(6)顶端面上，位置传感器(10)安装于检测面(3)上，可用于检测附件摆头(20)到位距离，检测面(3)上设有槽 (5)，槽(5)内设有工字形导杆(1)，工字形导杆上端面(4)与摆头外壳体(21)接触，工字形导杆下端面(15)与碟形弹簧(11)相连接，碟形弹簧(11)沿周向对称布置并与槽底(7)固定连接，槽底设有弹力检测仪(B)，可用于检测碟形弹簧(11)弹力并发出失效警报,所述的限位螺钉(2)安装于工字形导杆上，在自由高度下通过工字形导杆将碟形弹簧组预压。
工字形导杆下端面(15)与碟形弹簧(11)接触并开设三个轴孔，导向芯轴(14)穿过工字形导杆下端面(15)的导向芯轴孔(13)，用于固定碟形弹簧(11)，第一支撑轴(12)和第二支撑轴(16)分别穿过工字形导杆下端面(15)的第一支撑轴孔(18)和第二支撑轴孔(19)，用于支撑碟形弹簧(11)，工字形导杆上端面(4)受到压力后向下挤压碟形弹簧(11)，碟形弹簧 (11)达到一定的形变量产生向上的弹力，完成缓冲减震。
图2中，碟形弹簧(11)安装于第一支撑轴(12)和第二支撑轴(16)内部，导向芯轴(14) 穿过碟形弹簧组中心用于固定，碟形弹簧顶端与工字形下端面(15)相接触，底端与基座 (17)相接触，槽底(7)设有四个对称的采用串联形式的碟形弹簧组，使摆头重量平均分配到每个碟形弹簧组上，可实现对压力的平均分配。
图3中检测面(3)的平面度和相对主轴轴线的垂直度满足几何精度，位置传感器(10) 采用非接触式传感器，便于确认附件摆头到达检测面位置进行松头动作，所述的定位销 1(8)和定位销2(9)在头库(6)顶端对称布置，实现附件摆头(20)的粗定位。
图4中弹力检测仪(B)安装于基座(17)，包括压力传感器(22)、CNC控制器(23)和继电器(24)，其工作流图如图5所示，压力传感器(22)将信号传递给CNC控制器(23)， CNC控制器(23)发出指令,所述的继电器(24)根据数字量控制回路开闭，可用于检测蝶形弹簧是否具有弹性。
本发明的工作过程：附件摆头(20)进入头库(6)到达检测面(3)临界点时，位置传感器 (10)感应到附件摆头(20)的位置，将信号传递给控制系统，降低摆头下降速度，达到指定位置时进行松头，此时还距离检测面有微小距离，减震装置可在自由高度下将工字形导杆(1)推至至高点，附件摆头(20)下落时外壳体(21)压在工字形导杆上端面(4)，工字形导杆(1)将压力沿着槽(5)向下传递，工字形导杆下端面(15)沿着导向芯轴(14)、第一支撑轴 (12)和第二支撑轴(16)向下挤压四组碟形弹簧组(A)，达到一定的形变量产生向上的弹力，完成缓冲减震，两个对称定位销(8、9)将附件摆头固定锁死，弹力检测仪(B)正常工作时，压力传感器(22)感应到碟形弹簧组(A)的弹力，通过连接线将信号传递给CNC控制器(24)，CNC控制器(24)发出程序指令控制开关量，当大于等于设定的预警值时，说明弹力正常，继电器闭合，当低于设定的预警值时，说明压力传感器(22)受到压力变小，弹力失效，电路断开并发出预警信号。
显然，所描述的实施例仅为本发明中一部分实施例，而非全部实施例，在不脱离本发明的设计精神的前提下，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，都应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，其特征在于，包括附件摆头、头库、检测面、位置传感器、限位螺钉、工字形导杆、导向芯轴、第一支撑轴、第二支撑轴、碟形弹簧组、弹力检测仪，具体结构如下：所述的附件摆头完成松头动作后进行松卡，所述的头库放置于工作台一侧，所述的检测面开设于头库顶端面上，所述的位置传感器安装于检测面，可用于检测附件摆头到位距离，所述的检测面上设有槽，所述的槽内设有工字形导杆，所述的工字形导杆上端面与附件摆头接触，所述的工字形导杆下端面与碟形弹簧组相连接，所述的碟形弹簧组沿周向对称布置并与槽底固定连接，所述的槽底设有弹力检测仪，可用于检测碟形弹簧弹力并发出失效警报,所述的限位螺钉设于工字形导杆上，所述的定位销在头库顶端内侧对称布置，用于附件摆头的粗定位锁紧；
所述的工字形导杆下端面开设三个轴孔，所述的导向芯轴穿过工字形导杆导向芯轴孔，所述的第一支撑轴和第二支撑轴穿过工字形导杆支撑轴孔，所述的碟形弹簧安装于第一支撑轴和第二支撑轴内部，所述的导向芯轴穿过碟形弹簧组中心，用于固定蝶形弹簧位置以防发生横向移动，所述的碟形弹簧顶端与工字形下端面相接触，底端与基座相接触，所述的碟形弹簧采用串联形式，可提高承受载荷的能力，以上所述零件与特征一起组合构成蝶形弹簧组，用于附件摆头入库时缓冲减震；槽底设有四个对称的采用串联形式的碟形弹簧组，使摆头重量平均分配到每个碟形弹簧组上，可实现对压力的平均分配。
2.根据权利要求1所述的一种龙门机床附件摆头头库的减震装置，其特征在于,所述的弹力检测仪安装于基座，包括压力传感器、CNC控制器和继电器，所述的压力传感器将信号传递给CNC控制器，CNC控制器发出指令；CNC控制器发出程序指令控制开关量，当大于等于设定的预警值时，说明弹力正常，继电器闭合，当低于设定的预警值时，说明压力传感器受到压力变小，弹力失效，电路断开并发出预警信号；附件摆头进入头库到达检测面临界点时，位置传感器感应到附件摆头的位置，将信号传递给控制系统。
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