CN115302290A - 翻板铣床及其双向运行桁架式翻转机构 - Google Patents

翻板铣床及其双向运行桁架式翻转机构 Download PDF

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CN115302290A CN202210752329.8A CN202210752329A CN115302290A CN 115302290 A CN115302290 A CN 115302290A CN 202210752329 A CN202210752329 A CN 202210752329A CN 115302290 A CN115302290 A CN 115302290A
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张国
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Abstract

本发明公开了一种双向运行桁架式翻转机构,包括一托架,水平固定;一工作台,可转动地设于所述托架上方;所述工作台包括相对的第一端和第二端,所述工作台第一端的两侧分别设有一销轴;两滑板,分别通过一所述销轴与所述工作台的第一端转动连接;两第一直线驱动组件,竖直对称设置于所述工作台的两侧;所述两第一直线驱动组件分别与一所述滑板滑动连接,以驱使该两滑板在一预设高度范围内作同步直线往复运动;至少四根支柱,沿两条直线分为两组竖直固定于所述工作台的两侧;以及两第二直线驱动组件。此外,本发明还公开了一种具有该双向运行桁架式翻转机构的翻板铣床,可以显著缩短翻板铣床上下料的周期,极大地提高翻板铣床整体的工作效率。

Description

翻板铣床及其双向运行桁架式翻转机构
技术领域
本发明涉及高端装备制造技术领域,具体涉及一种翻板铣床及其双向运行桁架式翻转机构。
背景技术
翻板铣床属于国内航空及军工企业急需的高端装备制造设备,由于国外优势机床企业的行业垄断及技术封锁,使得此类机床价格昂贵,售后服务繁琐困难,难以满足相关产品的正常生产,甚至阻滞了我国国防工业的发展。
翻板铣床的加工方式表现为将毛坯加工件固定,通过翻转机构将加工件板面竖立,由铣头从侧面运动进行铣削加工。翻板铣床所加工的工件尺寸通常比较大,且工件在加工时处于垂直状态。所以必须设计一种翻转机构以便上下料。
现有技术中,由于翻板铣床的翻转机构的自动化程度较低,导致其上下料周期较长,严重影响了翻板铣床整体的工作效率。
发明内容
针对以上现有技术中的不足,本发明的目的在于提供一种双向运行桁架式翻转机构,以缩短翻板铣床的上下料周期。此外,本发明还提供一种具有该双向运行桁架式翻转机构的翻板铣床,以缩短上下料周期,提高工作效率。
根据本发明的一方面,提供一种双向运行桁架式翻转机构,它包括:
一托架,水平固定;
一工作台,可转动地设于所述托架上方;所述工作台包括相对的第一端和第二端,所述工作台第一端的两侧分别设有一销轴;
两滑板,分别通过一所述销轴与所述工作台的第一端转动连接;
两第一直线驱动组件,竖直对称设置于所述工作台的两侧;所述两第一直线驱动组件分别与一所述滑板滑动连接,以驱使该两滑板在一预设高度范围内作同步直线往复运动;
至少四根支柱,沿两条直线分为两组竖直固定于所述工作台的两侧;以及
两第二直线驱动组件,水平对称固定于所述两组支柱的上端;所述两第二直线驱动组件分别连接一所述第一直线驱动组件,以驱使该两第一直线驱动组件在一预设长度范围内作同步直线往复运动;
所述两滑板与所述两第一直线驱动组件同时被驱使作直线往复运动,以带动所述工作台在0至90°范围内翻转。
在本发明的一实施方式中,所述第一直线驱动组件包括一立轴、两第一导轨、一滚珠丝杠副及一第一伺服电机;所述两第一导轨沿所述立轴的高度方向对称设置且与一所述滑板滑动连接;所述滚珠丝杠副设于所述两第一导轨之间,该滚珠丝杠副中的螺母固定连接所述滑板,该滚珠丝杠副中的丝杠通过一联轴器连接于所述第一伺服电机,所述第一伺服电机固定于所述立轴高度方向的一端。
在本发明的一实施方式中,所述滑板朝向所述立轴的一面设有两第一滑块,所述两第一滑块分别滑动套设于一所述第一导轨上。
在本发明的一实施方式中,所述第二直线驱动组件包括一桁架、两第二导轨、一齿轮齿条副及一第二伺服电机;所述两第二导轨沿所述桁架的长度方向对称设置且与所述第一直线驱动组件上端的第一侧滑动连接;所述齿轮齿条副中的齿条设于所述两第二导轨之间,该齿轮齿条副中的齿轮连接于所述第二伺服电机,所述第二伺服电机固定于所述第一直线驱动组件上端的第二侧。
在本发明的一实施方式中,所述第一直线驱动组件上端的第一侧设有两第二滑块,所述两第二滑块分别滑动套设于一所述第二导轨上。
在本发明的一实施方式中,所述滑板背离所述第一直线驱动组件的一面设有一吊钩,所述吊钩与所述销轴相配合。
在本发明的一实施方式中,所述托架上设有至少两回转支承结构,所述回转支承结构包括开口向上的回转槽,所述回转槽沿一平行于所述托架的回转中心线设置,所述工作台的第二端设有至少两回转销轴,每个回转销轴分别与一回转槽相配合。
在本发明的一实施方式中,所述两第一直线驱动组件面向所述工作台的一侧分别设有一横向支架,所述横向支架的前端设有滚轮;当所述工作台翻转至竖直状态时,所述滚轮与所述工作台的表面贴合,以限制所述工作台的往复摆动。
在本发明的一实施方式中,两所述横向支架通过螺钉对称固定于两第一直线驱动组件的下侧。
本发明提出的双向运行桁架式翻转机构可以显著缩短翻板铣床上下料的周期,极大地提高翻板铣床的工作效率。
此外,本发明还提供一种翻板铣床,它包括如上所述的双向运行桁架式翻转机构。
本发明提出的翻板铣床通过设置所述双向运行桁架式翻转机构,可以显著缩短下料周期,极大地提高翻板铣床整体的工作效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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是本发明一实施例中双向运行桁架式翻转机构(不含托架)的第一状态图;
图2为图1所示双向运行桁架式翻转机构的第二状态图;
图3为图1所示两第一直线驱动组件及两第二直线驱动组件的另一角度示意图;
图4为图1所示状态下双向运行桁架式翻转机构的局部平面图;
图5为图2所示状态下双向运行桁架式翻转机构的局部平面图;
图6为图1所示状态下第一直线驱动组件与滑板的连接示意图;
图7为图6的局部放大图;
图8图2所示状态下第一直线驱动组件与滑板及第二直线驱动组件的连接示意图。
图9是本发明一实施例中双向运行桁架式翻转机构(含托架)的第一状态图;
图10为图9所示双向运行桁架式翻转机构的第二状态图;以及
图11为图9所示双向运行桁架式翻转机构的第三状态图。
附图标记
1 支柱
2 工作台
21 销轴
22 回转销轴
3 滑板
31 吊钩
311 第一回转槽
312 第二回转槽
4 第一直线驱动组件
41 立轴
42 第一伺服电机
421 第一电机安装座
43 第一导轨
431 第一滑块
44 丝杠
45 联轴器
46 横向支架
47 滚轮
5 第二直线驱动组件
51 桁架
52 第二伺服电机
521 第二电机安装座
53 第二导轨
531 第二滑块
54 齿条
6 托架
61 回转支承结构
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。图1是本发明一实施例中双向运行桁架式翻转机构(不含托架)的第一状态图;图2为图1所示双向运行桁架式翻转机构的第二状态图;图3为图1所示两第一直线驱动组件及两第二直线驱动组件的另一角度示意图;图4为图1所示状态下双向运行桁架式翻转机构的局部平面图;图5为图2所示状态下双向运行桁架式翻转机构的局部平面图;图6为图1所示状态下第一直线驱动组件与滑板的连接示意图;图7为图6的局部放大图;图8图2所示状态下第一直线驱动组件与滑板及第二直线驱动组件的连接示意图。图9是本发明另一实施例中双向运行桁架式翻转机构(含托架)的第一状态图;图10为图9所示双向运行桁架式翻转机构的第二状态图;以及图11为图9所示双向运行桁架式翻转机构的第三状态图。其中,图9中的工作台处于水平状态,记为0°;图10中的工作台处于翻转过程中,其与水平面之间的夹角大于0°且小于90°;图11中的工作台处于竖直状态,记为90°。根据本发明的一方面,提供一种双向运行桁架式翻转机构,如图1至11所示,该双向运行桁架式翻转机构包括一托架6、一工作台2、两滑板3、两第一直线驱动组件4、至少四根支柱1以及两第二直线驱动组件5。所述托架6水平固定;所述工作台2可转动地设于所述托架6上方;所述工作台包括相对的第一端和第二端,所述工作台2第一端的两侧分别设有一销轴21;两滑板3分别通过一所述销轴21与所述工作台2的第一端转动连接;所述两第一直线驱动组件4竖直对称设置于所述工作台2的两侧;所述两第一直线驱动组件4分别与一所述滑板3滑动连接,以驱使该两滑板3在一预设高度范围内作同步直线往复运动;所述至少四根支柱1沿两条直线分为两组竖直固定于所述工作台2的两侧;所述两第二直线驱动组件5,水平对称固定于所述两组支柱1的上端;所述两第二直线驱动组件5分别连接一所述第一直线驱动组件4,以驱使该两第一直线驱动组件4在一预设长度范围内作同步直线往复运动;所述两滑板3与所述两第一直线驱动组件4同时被驱使作直线往复运动,以带动所述工作台2在0至90°范围内翻转。需要说明的是,工作台2处于水平状态时即为0°,工作台2处于竖直状态时即为90°。
本发明提出的双向运行桁架式翻转机构可以显著缩短翻板铣床上下料的周期,极大地提高翻板铣床的工作效率。
如图5至8所示,所述第一直线驱动组件4可以包括一立轴41、两第一导轨43、一滚珠丝杠副及一第一伺服电机42;所述两第一导轨43沿所述立轴41的高度方向对称设置且与一所述滑板3滑动连接;所述滚珠丝杠副设于所述两第一导轨43之间,该滚珠丝杠副中的螺母固定连接所述滑板3,该滚珠丝杠副中的丝杠44的一端通过一联轴器45连接于所述第一伺服电机42,另一端连接于一轴承。所述第一伺服电机42可以通过一第一电机安装座421固定于所述立轴41高度方向的一端。进一步地,所述滑板3朝向所述立轴41的一面设有两第一滑块431,所述两第一滑块431分别滑动套设于一所述第一导轨43上。具体而言,所述立轴41可以采用钢型材,用作所述第一导轨43的基座。所述两第一滑块431分别滑动套设于一所述第一导轨4343上。通过在每根立轴41上分别设置两条第一轨道,并在该两条第一轨道上分别连接一第一滑块431,由该第一滑块431套与第一导轨43咬合卡接,由此可以保证滑板3运行的稳定性,增加双向运行桁架式翻转机构所能承受的载荷,显著提高作业过程的安全性。
此外,上述支柱1与立轴41可以设计的比较矮,由此不但具较好的刚性,还可以减少对高度空间的占用,方便调运工件。通过第一伺服电机42控制丝杠44转动,由螺母带动滑板3沿所述第一导轨43作直线往复运动,可以对滑板3的实时高度进行精准控制,保证两滑板3同步平稳运行。基于此,该两第一直线驱动组件4不会产生偏载,不易损坏工作部件,具有安全可靠,使用寿命长的特点。
如图3、4、5、8所示,所述第二直线驱动组件5可以包括一桁架51、两第二导轨53、一齿轮齿条副及一第二伺服电机52;所述两第二导轨53沿所述桁架51的长度方向对称设置且与所述第一直线驱动组件4上端的第一侧滑动连接;所述齿轮齿条副中的齿条54设于所述两第二导轨53之间。也即,所述第二导轨53及所述齿条54固定于所述桁架51的内侧。此外,该齿轮齿条副中的齿轮连接于所述第二伺服电机52,所述第二伺服电机52可以通过一第二电机安装座521固定于所述第一直线驱动组件4上端的第二侧。进一步地,如图8所示,所述第一直线驱动组件4上端的第一侧设有两第二滑块531,所述两第二滑块531分别滑动套设于一所述第二导轨53上。具体而言,所述桁架51可以采用钢型材,用作所述第二导轨53的基座。所述第一直线驱动组件44上端的第一侧设有两第二滑块531,所述两第二滑块531分别滑动套设于一所述第二导轨53上。通过在桁架51上设置两条第二导轨53,并在该两条第二导轨53上分别连接一第二滑块531,由该第二滑块531套与第二导轨53的上部咬合,由此可以避免第一直线驱动组件4在运行过程中产生倾斜,保证其运行的稳定性。所述齿轮齿条副中的齿条54设于所述两第二导轨53之间,该齿轮齿条副中的齿轮连接于所述第二伺服电机52,所述第二伺服电机52可以通过一第二电机安装座521固定于所述第一直线驱动组件4的下侧。由此,所述第二伺服电机52可以驱动所述第一直线驱动组件4沿所述第二导轨53作水平直线往复运动。当所述两滑板3与所述两第一直线驱动组件4同时被驱使作直线往复运动时,所述两滑板3将带动所述工作台2在0到90°范围内翻转。
如图6、7和8所示,所述滑板3背离所述第一直线驱动组件4的一面设有一吊钩31,所述吊钩31与所述销轴相配合。进一步地,该吊钩31上可以形成有一第一回转槽311和一第二回转槽312,所述第一回转槽311与所述第二回转槽312同轴。相应的,所述销轴可以包括同轴相连的第一回转部和一第二回转部。所述第一回转部与所述第一回转槽311相配合,所述第二回转部与所述第二回转槽312相配合。由此可以避免工作台2在翻转时产生轴向晃动,有效保证翻板铣床上下料的稳定性和安全性。
如图9至11所示,在本发明的一实施方式中,所述托架6上设有回转中心,所述工作台第二端的两侧分别设有一回转销轴,回转销轴与托架上的回转中心转动连接。具体而言,所述托架6上可以设有至少两回转支承结构61,所述回转支承结构61包括开口向上的第三回转槽,所述第三回转槽沿一平行于所述托架6的回转中心线设置,所述工作台2的第二端设有至少两回转销轴22,每个回转销轴22分别与一第三回转槽相配合。所述第三回转槽虽未在图中示出,但本领域技术人员均当理解的是,回转支承结构61上部与所述回转销轴22相配合的结构即为所述第三回转槽。在本发明的一实施方式中,可以包括两回转支承结构61和两回转销轴22,所述两回转支承结构61对称设置于所述托架的两侧,所述第三回转槽的轴线高于所述托架的表面;所述两回转销轴对称设置于所述工作台第二端的两侧。由此,当所述两滑板3与所述两第一直线驱动组件4同时被驱使作直线往复运动时,所述两滑板3可以带动所述工作台2在0到90°范围内翻转。
请继续参阅图9至11,所述两第一直线驱动组件4面向所述工作台的一侧分别设有一横向支架46,所述横向支架46的前端设有滚轮47,所述滚轮47优选为橡胶材质;当所述工作台2翻转至竖直状态时(即工作台翻转至90°时),所述滚轮47与所述工作台2的表面贴合,由此可以保证工作台2从0度翻转至90°时不会产生晃动。进一步地,两所述横向支架46可以通过螺钉对称固定于两第一直线驱动组件4的下侧。由此可以减少工作台2从0度翻转至90°时因晃动对两第一直线驱动组件4产生的冲击。
总而言之,本发明提出的双向运行桁架式翻转机构可以显著缩短翻板铣床上下料的周期,极大地提高翻板铣床的工作效率。此外,该双向运行桁架式翻转机构可以适配大尺寸的工作台2,使得翻板铣床可加工零件的尺寸范围更广。该双向运行桁架式翻转机构的运行由伺服电机驱动,不但没有液压油泄露风险,更可以准确控制工作台2的翻转角度,工作可靠性高。
此外,本发明还提供一种翻板铣床,它包括如上所述的双向运行桁架式翻转机构。该双向运行桁架式翻转机构的一具体实施方式已在上文结合图1至11予以描述,故此处不再赘述。本领域技术人员应当理解的是,该双向运行桁架式翻转机构仅是该翻板铣床的一部分,因该翻板铣床的其他结构并非本发明的发明点所在,采用现有技术即可,故也不在此详述。本发明中双向运行桁架式翻转机构的承载能力强,其中的工作台2可以围绕所述回转中心线在0到90°范围内翻转,可以显著缩短翻板铣床的上下料周期,提高翻板铣床的工作效率,且不不易损伤工件。在本发明的一实施方式中,在上料过程中,首先同步驱使所述两滑板3与所述两第一直线驱动组件4作直线运动,以使所述工作台2从0度翻转至90°。当所述工作台2翻转至90°时,所述两第一直线驱动组件4暂停沿所述第二导轨53作水平直线运动,而两滑板3则继续沿两第一直线驱动组件4向上运动,直至回转销轴22脱离回转支承结构61上的第三回转槽一定高度。此后,所述两第一直线驱动组件4继续沿所述第二导轨53作水平直线运动至指定位置,在此期间两滑板3则可视情况停止沿两第一直线驱动组件4向上运动,以最终使得工作台2上的工件处于可加工状态。在下料过程中,则可以先保持两滑板3在两第一直线驱动组件4不动,仅驱使所述两第一直线驱动组件4沿所述第二导轨53作反向水平直线运动直至,回转销轴位于第三回转槽的上方。此后驱使两滑板3沿两第一直线驱动组件4向下运动,直至回转销轴落入第三回转槽内。此后再同步驱使所述两滑板3与所述两第一直线驱动组件4作直线运动,直至所述工作台回归至水平状态。以上仅是对本发明翻板铣床的上下料过程进行举例说明,不能以此作为限定本发明保护范围的依据。例如,在本发明的另一实施方式中,仅工作台2围绕所述回转中心线在0到90°范围内翻转便可以实现一个完整的上下料过程。此外,该双向运行桁架式翻转机构可以适配大尺寸的工作台2,使得翻板铣床可加工零件的尺寸范围更广。该双向运行桁架式翻转机构的运行由伺服电机驱动,不但没有液压油泄露风险,更可以准确控制工作台2的翻转角度,工作可靠性高。
总而言之,本发明提出的翻板铣床通过设置所述双向运行桁架式翻转机构,可以显著缩短翻板铣床上下料的周期,极大地提高翻板铣床的工作效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,包括:
一托架,水平固定;
一工作台,可转动地设于所述托架上方;所述工作台包括相对的第一端和第二端,所述工作台第一端的两侧分别设有一销轴;
两滑板,分别通过一所述销轴与所述工作台的第一端转动连接;
两第一直线驱动组件,竖直对称设置于所述工作台的两侧;所述两第一直线驱动组件分别与一所述滑板滑动连接,以驱使该两滑板在一预设高度范围内作同步直线往复运动;
至少四根支柱,沿两条直线分为两组竖直固定于所述工作台的两侧;以及
两第二直线驱动组件,水平对称固定于所述两组支柱的上端;所述两第二直线驱动组件分别连接一所述第一直线驱动组件,以驱使该两第一直线驱动组件在一预设长度范围内作同步直线往复运动;
所述两滑板与所述两第一直线驱动组件同时被驱使作直线往复运动,以带动所述工作台在0至90°范围内翻转。
2.根据权利要求1所述的双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,所述第一直线驱动组件包括一立轴、两第一导轨、一滚珠丝杠副及一第一伺服电机;所述两第一导轨沿所述立轴的高度方向对称设置且与一所述滑板滑动连接;所述滚珠丝杠副设于所述两第一导轨之间,该滚珠丝杠副中的螺母固定连接所述滑板,该滚珠丝杠副中的丝杠通过一联轴器连接于所述第一伺服电机,所述第一伺服电机固定于所述立轴高度方向的一端。
3.根据权利要求2所述的双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,所述滑板朝向所述立轴的一面设有两第一滑块,所述两第一滑块分别滑动套设于一所述第一导轨上。
4.根据权利要求1所述的双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,所述第二直线驱动组件包括一桁架、两第二导轨、一齿轮齿条副及一第二伺服电机;所述两第二导轨沿所述桁架的长度方向对称设置且与所述第一直线驱动组件上端的第一侧滑动连接;所述齿轮齿条副中的齿条设于所述两第二导轨之间,该齿轮齿条副中的齿轮连接于所述第二伺服电机,所述第二伺服电机固定于所述第一直线驱动组件上端的第二侧。
5.根据权利要求4所述的双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,所述第一直线驱动组件上端的第一侧设有两第二滑块,所述两第二滑块分别滑动套设于一所述第二导轨上。
6.根据权利要求1所述的双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,所述滑板背离所述第一直线驱动组件的一面设有一吊钩,所述吊钩与所述销轴相配合。
7.根据权利要求1所述的双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,所述托架上设有至少两回转支承结构,所述回转支承结构包括开口向上的回转槽,所述回转槽沿一平行于所述托架的回转中心线设置,所述工作台的第二端设有至少两回转销轴,每个回转销轴分别与一回转槽相配合。
8.根据权利要求1所述的双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,所述两第一直线驱动组件面向所述工作台的一侧分别设有一横向支架,所述横向支架的前端设有滚轮;当所述工作台翻转至竖直状态时,所述滚轮与所述工作台的表面贴合,以限制所述工作台的往复摆动。
9.根据权利要求8所述的双向运行桁架式翻转机构,其特征在于,两所述横向支架通过螺钉对称固定于两第一直线驱动组件的下侧。
10.一种翻板铣床,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的双向运行桁架式翻转机构。
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