CN117340636A - 一种自动交换工作台装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动交换工作台装置，其特征在于，包括：交换主体座，交换主体座上设置有旋转机构和起落机构，旋转机构套设在起落机构上，旋转机构的上端连接有拨叉，拨叉上连接有工作台；通过上述方式，本发明能够便于两个工作台之间位置的交换，提高生产效率。

Description

一种自动交换工作台装置

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别是涉及一种自动交换工作台装置。

背景技术

卧式加工中心是是集动力源、传动系统、支撑部件、工作部件、控制系统、冷却系统等为一体的高度自动化的加工装备。工作台是用于放置工件的支撑部件。单工作台在加工结束后，需要停机卸载工件并重新装载原料后才能再次开始加工，无法完成工件的连续加工。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种自动交换工作台装置，能够便于两个工作台之间位置的交换，提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自动交换工作台装置，其特征在于，包括：交换主体座，交换主体座上设置有旋转机构和起落机构，旋转机构套设在起落机构上，旋转机构的上端连接有拨叉，拨叉上连接有工作台。

优选的，工作台包括第一工作台和第二工作台，第一工作台和第二工作台连接在拨叉的两侧。

优选的，旋转机构包括旋转齿轮套、推动齿条和旋转驱动件，旋转驱动件与推动齿条连接，推动齿条与旋转齿轮套相啮合带动旋转齿轮套的转动，旋转驱动件与交换主体座连接，旋转齿轮套的上端与拨叉连接。

优选的，起落机构包括起落驱动装置、与起落驱动装置连接的顶出芯轴和与顶出芯轴连接的端面轴承，起落驱动装置与交换主体座连接用于推动顶出芯轴的位置，旋转齿轮套套设在端面轴承上。

优选的，旋转齿轮套的一侧设置有压杆，压杆的一端与旋转齿轮套连接，压杆的另一端设置有检测压杆位置的第一传感器和第二传感器。

优选的，交换主体座的一侧设置有用于承载第一工作台或第二工作台的托盘，托盘与交换主体座转动配合，用于调整第一工作台或第二工作台的位置，交换主体座上设置有锁定托盘位置的锁紧机构。

优选的，交换主体座上开设有安装槽，托盘连接有与安装槽相配合的定位轴和定位套，定位轴上设置有旋转轴承，定位套套设在旋转轴承上，定位套上开设有与锁紧机构相配合的固定孔。

优选的，锁紧机构包括与交换主体座连接的锁紧支架和设置在锁紧支架上的定位柱销，定位柱销与锁紧支架活动配合，定位柱销与固定孔相配合。

优选的，锁紧支架上设置有与定位柱销相配合的行程开关，锁紧支架上设置有助推板，助推板的一端与锁紧支架转动配合，助推板的另一端与定位柱销转动配合，助推板上连接有助推弹簧，助推弹簧的一端与助推板连接，助推弹簧的另一端与锁紧支架连接。

优选的，托盘上设置有用于锁定或放松第一工作台或第二工作台的定位锥，定位锥与第一工作台或第二工作台连接。

本发明的有益效果是：

1.通过设置第一工作台和第二工作台从而当其中一个工作台加工结束后，在旋转机构和起落机构的作用下时另外一个工作台上的工件能够快速的到达加工位，避免了停机装卸工件的问题；

2.通过托盘用于承载处于加工位的工作台，转动托盘即可调整该工作台的分度(角度)，从而调整工件的位置，通过锁紧机构从而固定住托盘的位置，保证加工时的稳定性。

附图说明

图1是本发明一种自动交换工作台装置的整体的结构示意图；

图2是本发明一种自动交换工作台装置的另一视角的结构示意图；

图3是本发明一种自动交换工作台装置的剖视图示意图；

图4是本发明一种自动交换工作台装置的起落装置将工作台顶升到位时压杆的位置示意图；

图5是本发明一种自动交换工作台装置的起落装置将工作台下降到位时压杆的位置示意图；

图6是本发明一种自动交换工作台装置的正视图；

图7是本发明一种自动交换工作台装置的托盘与定位柱销的结构示意图；

图8是本发明一种自动交换工作台装置的锁紧机构结构示意图；

图9是本发明一种自动交换工作台装置的定位锥的结构示意图；

图10是本发明一种自动交换工作台装置的定位锥的剖视图；

图11是本发明一种自动交换工作台装置的定位锥的油路和气路与托盘配合时的剖视图。

附图中各部件的标记如下：

1、锥套；11、下压油路孔；12、上推油路孔；13、滚球孔；

2、锥芯；21、移动底座；22、柱体；23、下压环形腔体；24、上推密封腔体；25、第一滚球槽；251、第一推球斜面；

3、滚球体；4、锥座；41、第二滚球槽；411、第二推球斜面；

5、密封件；6、O型密封圈；7、清理吹气孔；8、气密性检测孔；9、等高垫片；

100、交换主体座；101、拨叉；102、第一工作台；103、第二工作台；

201、旋转齿轮套；202、推动齿条；203、旋转驱动件；

301、起落驱动装置；3011、液压缸体；3012、液压推杆；302、顶出芯轴；

303、端面轴承；

401、第一传感器；402、第二传感器；403、第三传感器；405、第一感应

件；406、第二感应件；

501、第一支架；502、压杆；503、第一弹簧；

601、托盘；602、定位轴；603、定位套；604、旋转轴承；605、固定孔；

701、锁紧支架；702、定位柱销；703、行程开关；704、助推板；705、助推弹簧；800、定位锥。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

参考图1-图3，一种自动交换工作台装置，包括：交换主体座100，交换主体座100上设置有旋转机构和起落机构，旋转机构套设在起落机构上，旋转机构的上端连接有拨叉101，拨叉101上连接有工作台，工作台包括第一工作台102和第二工作台103，第一工作台102和第二工作台103连接在拨叉101的两侧。

参考图1-图3，旋转机构包括旋转齿轮套201、推动齿条202和旋转驱动件203，旋转驱动件203可以是气缸、油缸、液压缸等，旋转驱动件203与推动齿条202连接，推动齿条202与旋转齿轮套201相啮合带动旋转齿轮套201的转动，旋转驱动件203与交换主体座100连接，旋转齿轮套201的上端与拨叉101连接，从而当旋转驱动件203控制推动齿条202移动时，进而推动齿条202使旋转齿轮套201转动，从而旋转齿轮带动拨叉101转动，进而拨叉101带动第一工作台102和第二工作台103转动，实现两个工作台位置的交替，从而当一个工作台上的工件在被加工时，可以将待加工工件装载到另一个工作台上；

起落机构包括起落驱动装置301、与起落驱动装置301连接的顶出芯轴302和与顶出芯轴302连接的端面轴承303，起落驱动装置301与交换主体座100连接用于推动顶出芯轴302的位置，旋转齿轮套201套设在端面轴承303上；当需要交换两个工作台的位置时，需要先通过起落驱动装置301将顶出芯轴302顶升，从而芯轴带着旋转齿轮套201顶升，进而带着拨叉101顶升，从而拨叉101带着第一工作台102和第二工作台103一同上升，通过起落机构顶升工作台后再旋转机构开始运行，从而交换第一工作台102和第二工作台103的位置。

参考图1和图2，为了控制推动齿条202移动的距离和位置，从而控制拨叉101、第一工作台102和第二工作台103转动的分度，在交换主体座100上螺栓连接有第三传感器403和第四传感器(图中未示出)，推动齿条202上螺栓连接有用于被第三传感器403和第四传感器感应的第一感应件405和第二感应件406，从而通过调节第三传感器403和第四传感器或第一感应件405和第二感应件406的位置从而控制推动齿条202的移动范围，即推动齿条202移动的起点和终点；第三传感器403、第四传感器和旋转驱动件203与控制器电连接。

参考图3，起落驱动装置301包括液压缸体3011和液压推杆3012，液压缸体3011有进油口和出油口，通过往液压缸体3011注入液压油控制液压推杆3012的顶升，液压推杆3012装有压盖和有骨油封，从而对液压油进行密封；作为起落驱动装置301的替代方式，也可以采用油缸、液压缸或气缸等作为起落驱动装置301；

通过端面轴承303避免了当旋转齿轮套201转动时而带动起落驱动装置301的旋转，这样当旋转齿轮套201转动时，通过端面轴承303的作用使起落驱动装置301固定在交换主体座100上而避免转动。

参考图1、图2、图4和图5，为了准确得知拔叉101是否被顶升或下降到位，旋转齿轮套201的一侧设置有压杆502，交换主体座100的一侧设置有第一支架501，压杆502的一端与旋转齿轮套201连接，压杆502的另一端的两侧设置有检测压杆502位置的第一传感器401和第二传感器402，当压杆502与第一传感器401接触时，此时代表着旋转齿轮套201顶升到位，当压杆502与第二传感器402接触时，此时代表着旋转齿轮套201下降到位，第一传感器401和第二传感器402均螺栓连接在第一支架501上，压杆502可以通过轴与第一支架501转动连接，从而使得压杆502可以在第一支架501上转动，压杆502靠近第一传感器401的一端连接有第一弹簧503，第一弹簧503的一端与压杆502连接，第一弹簧503的另一端与第一支架501连接，从而当压杆502的一端未受到旋转齿轮套201的压迫时，通过第一弹簧503给予压杆502另一端向下的压力，进而迫使压杆502的一端始终与旋转齿轮套201的下端面相抵；

在轴和第一弹簧503的作用下，当旋转齿轮套201向下移动时，压杆502靠近第一传感器401和第二传感器402的一端向上移动，到位时，压杆502的一端与第二传感器402接触，当旋转齿轮套201向上移动时，压杆502靠近第一传感器401和第二传感器402的一端向下移动，到位时，压杆502的一端与第一端传感器接触。

参考图3、图6-图8，为了适应不同的工件的加工角度和位置的要求，即为了控制处于加工位置时的第一工作台102或第二工作台103的分度，从而旋转工件的位置，交换主体座100的一侧设置有用于支撑第一工作台102或第二工作台103的托盘601，托盘601与交换主体座100转动配合，用于调整第一工作台102或第二工作台103的位置，从而通过转动第一工作台102或第二工作台103从而转动工件，为了避免在加工时工件的晃动，交换主体座100上设置有锁定托盘601位置的锁紧机构，通过锁紧托盘601的位置，从而固定住工件的位置。需要解释说明的是，当托盘601已经承载住处于加工位时的第一工作台102或第二工作台103时，此时拨叉101继续下降即可与处于加工位时的第一工作台102或第二工作台103分离，这时就可以通过转动托盘601而转动处于托盘601上的第一工作台102或第二工作台103。

参考图3、图6-图8，为了便于托盘601与交换主体座100之间的装配和转动配合，交换主体座100上开设有安装槽，托盘601的底部连接有与安装槽相配合的定位轴602和定位套603，定位轴602上安装有旋转轴承604，定位套603套设在旋转轴承604上，通过将定位轴602和定位套603装配到安装槽内，从而在旋转轴承604的作用下就可以很方便省力的转动托盘601及与托盘601连接的定位套603，定位套603上开设有与锁紧机构相配合的固定孔605，固定孔605根据需要可以开设多个，从而通过锁紧机构插入固定孔605，进而固定住定位套603的位置，从而固定住托盘601的位置。

参考图3、图6-图8，锁紧机构包括与交换主体座100连接的锁紧支架701和螺栓连接在锁紧支架701上的定位柱销702，定位柱销702与锁紧支架701活动配合，当然，定位柱销702也可以与锁紧支架701插接配合，定位柱销702与固定孔605相配合，通过将定位柱销702插入固定孔605内，从而阻止定位套603和托盘601的转动，从而固定住托盘601的位置。

参考图8，为了得知定位柱销702的位置，从而知晓定位柱销702是否插入或拔出固定孔605到位，锁紧支架701上设置有与定位柱销702相配合的行程开关703，可以在定位柱销702指定位置的外缘上延伸一圈凸起，从而通过该凸起与行程开关703的接触而得知定位柱销702是否插入或拔出固定孔605到位；

为了使定位柱销702在插入和拉出的过程中更顺畅、省力及确保插入和拉出到位，锁紧支架701上设置有助推板704，助推板704的一端通过轴与锁紧支架701转动配合，助推板704的另一端也通过轴与定位柱销702转动配合，助推板704上连接有助推弹簧705，助推弹簧705的一端与助推板704连接，助推弹簧705的另一端与锁紧支架701连接，从而当定位柱销702向外拉动时，助推弹簧705给与定位柱销702向外的压力，当定位柱销702向内推入时，助推弹簧705给予定位柱销702向内的压力；当然为了使定位柱销702在移动的过程中不被助推板704的转动轨迹而影响到其水平移动的位置，可以在助推板704的一端的轴连接处预留好一定的活动空间。

参考图3、图6-图8，为了便于稳定第一工作台102或第二工作台103在托盘601上的位置，托盘601上设置有用于锁定或放松第一工作台102或第二工作台103的定位锥800，定位锥800的一端设置在托盘601上，另一端与第一工作台102或第二工作台103连接。

参考图9和图10，定位锥800包括锥套1、套设在锥套1内的锥芯2和设置在锥芯2上的滚球体3。

参考图10和图11，锥芯2包括移动底座21和设置在移动底座21上的柱体22，移动底座21的上端和锥套1的内腔之间形成有下压环形腔体23，移动底座21的下端和锥套1的内腔之间形成有上推密封腔体24，锥套1开设有与下压环形腔体23连通的下压油路孔11和与上推密封腔体24连通的上推油路孔12。

参考图10，锥芯2上开设有与滚球体3相配合的第一滚球槽25，滚球体3的部分处于第一滚球槽25内，锥套1上设置有允许滚球体3部分通过的滚球孔13，锥套1上配合有与机床处于加工位的工作台连接的锥座4，锥座4开设有与滚球体3相配合的第二滚球槽41，滚球体3在锥套1和锥座4的作用下与第二滚球槽41卡合或脱离第二滚球槽41，滚球孔13呈锥形孔开设，使得滚球体3能够部分进入滚球孔13的时候滚球体3的部分通过滚球孔13进入第二滚球槽41，第一滚珠槽开设在柱体22上。

参考图10，为了便于对滚球体3位置的控制，第一滚球槽25两侧的内壁设置有与滚球体3相配合的第一推球斜面251，从而当锥芯2上的第一推球斜面251与滚球体3相抵时顺畅的迫使滚球体3远离第一滚球槽25移动；

第二滚球槽41两侧的内壁设置有与滚球体3相配合的第二推球斜面411，从而当处于加工位的第一工作台102或第二工作台103上的工件加工完毕后，在起落机构的带动下使得锥座4和工作台向上移动，进而锥座4的第二推球斜面411与滚球体3相抵时顺畅的迫使滚球体3远离第二滚球槽41移动，从而使滚球体3朝向第一滚球槽25移动，然后在旋转机构的作用下进行第一工作台102和第二工作台103位置的交换。

参考图10和图11，液压油通过上推油路孔12进入上推密封腔体24，从而推动锥芯2整体向上移动，进而第一推球斜面251迫使滚球体3朝向滚球孔13和第二滚球槽41移动，从而当滚球体3的部分侧面进入第二滚球槽41时卡柱锥座4的位置，进而稳定处于加工位的第一工作台102或第二工作台103的位置。

当需要第一工作台102或第二工作台103需要位置交换时，液压油从下压油路孔11进入下压环形腔体23内，迫使锥芯2向下移动复位，同时上推密封腔体24内的液压油回流，此时滚球体3和第一滚球槽25之间存在间隙空间，然后工作台在起落机构的作用下向上移动，从而工作台带动锥座4向上移动，进而在锥座4的第二推球斜面41的作用下迫使滚球体3朝向第一滚球槽25内移动，进而滚球体3完全脱离锥座4的第二滚球槽41，然后工作台在旋转机构的作用下对第一工作台102和第二工作台103的位置进行交换，并又在起落机构的作用下向下移动，循环往复。

参考图10和图11，为了增加锥芯2与锥套1之间的密封性，在柱体22上设置有密封件5。

参考图10和图11为了便于定位锥800与托盘601的配合，防止漏液压油及压缩空气，托盘上开设有与锥座4相配合的装配槽，锥座4安装在装配槽上，锥座4的外缘上设置有O型密封圈6。

参考图10和图11，为了防止第一滚球槽25和/或第二滚球槽41上有铁屑或者其他异物，而影响到滚球体3的移动，锥座4上设置有清理吹气孔7，清理吹气孔7与第一滚球槽25和/或第二滚球槽41连通，从而压缩空气通过清理吹气孔7进入第一滚球槽25和/或第二滚球槽41，并在其内形成气流的漩涡，进而吹掉铁屑等异物。

参考图9-图11，为了检测锥座4是否到位及机床的工作台是否下降到位，达到到位后才会通过动作控制滚球体3位置的目的，在锥套1上设置有气密性检测孔8，用于检测锥座4的下侧面是否与锥套1贴合到位，气密性检测孔8与锥套1的台阶面上的孔连通，当锥座4与锥套1的台阶面贴合时，气压是稳定且在一定数值范围内，然后才控制锥芯2的移动，否则锥芯2不移动且通过控制器进行报警提示。

参考图9和图10，为了便于适应工作台的位置，锥座4上螺栓连接有等高垫片9。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动交换工作台装置，其特征在于，包括：交换主体座(100)，所述交换主体座(100)上设置有旋转机构和起落机构，所述旋转机构套设在起落机构上，所述旋转机构的上端连接有拨叉(101)，所述拨叉(101)上连接有工作台。

2.根据权利要求1所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述工作台包括第一工作台(102)和第二工作台(103)，所述第一工作台(102)和第二工作台(103)连接在拨叉(101)的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述旋转机构包括旋转齿轮套(201)、推动齿条(202)和旋转驱动件(203)，所述旋转驱动件(203)与推动齿条(202)连接，所述推动齿条(202)与旋转齿轮套(201)相啮合带动旋转齿轮套(201)的转动，所述旋转驱动件(203)与交换主体座(100)连接，所述旋转齿轮套(201)的上端与拨叉(101)连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述起落机构包括起落驱动装置(301)、与起落驱动装置(301)连接的顶出芯轴(302)和与顶出芯轴(302)连接的端面轴承(303)，所述起落驱动装置(301)与交换主体座(100)连接用于推动顶出芯轴(302)的位置，所述旋转齿轮套(201)套设在端面轴承(303)上。

5.根据权利要求3或4所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述旋转齿轮套(201)的一侧设置有压杆(502)，所述压杆(502)的一端与旋转齿轮套(201)连接，所述压杆(502)的另一端设置有检测压杆(502)位置的第一传感器(401)和第二传感器(402)。

6.根据权利要求2所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述交换主体座(100)的一侧设置有用于承载第一工作台(102)或第二工作台(103)的托盘(601)，所述托盘(601)与交换主体座(100)转动配合，用于调整第一工作台(102)或第二工作台(103)的位置，所述交换主体座(100)上设置有锁定托盘(601)位置的锁紧机构。

7.根据权利要求6所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述交换主体座(100)上开设有安装槽，所述托盘(601)连接有与安装槽相配合的定位轴(602)和定位套(603)，所述定位轴(602)上设置有旋转轴承(604)，所述定位套(603)套设在旋转轴承(604)上，所述定位套(603)上开设有与锁紧机构相配合的固定孔(605)。

8.根据权利要求7所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述锁紧机构包括与交换主体座(100)连接的锁紧支架(701)和设置在锁紧支架(701)上的定位柱销(702)，所述定位柱销(702)与锁紧支架(701)活动配合，所述定位柱销(702)与固定孔(605)相配合。

9.根据权利要求8所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述锁紧支架(701)上设置有与定位柱销(702)相配合的行程开关(703)，所述锁紧支架(701)上设置有助推板(704)，所述助推板(704)的一端与锁紧支架(701)转动配合，所述助推板(704)的另一端与定位柱销(702)转动配合，所述助推板(704)上连接有助推弹簧(705)，所述助推弹簧(705)的一端与助推板(704)连接，所述助推弹簧(705)的另一端与锁紧支架(701)连接。

10.根据权利要求6-9任一所述的一种自动交换工作台装置，其特征在于：所述托盘(601)上设置有用于锁定或放松第一工作台(102)或第二工作台(103)的定位锥(800)，所述定位锥(800)与第一工作台(102)或第二工作台(103)连接。