CN117600755A - 一种绝缘工作台及加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘工作台及加工设备，属于数控机床技术领域，绝缘工作台包括床身、工作台、芯轴，芯轴转动连接在床身上；包括设在工作台下方的支撑转盘，支撑转盘与工作台紧固连接；支撑转盘与工作台之间设有隔离绝缘组件；支撑转盘固定套设在芯轴上端；工作台、支撑转盘以及芯轴回转轴线重合；床身上设有第一安装槽；芯轴采用一个平面轴承和两个向心轴承安装在第一安装槽中；平面轴承设于芯轴的中部；两个向心轴承分别设于芯轴的两端；加工设备包括绝缘工作台；本发明在保证高回转精度的同时，能实现大负载；可避免低速回转时出现卡顿现象，且具有震动小、速度均匀、故障率低的优点；实现可导电部分与不可导电部分的有效隔离。

Description

一种绝缘工作台及加工设备

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，具体的说，涉及一种绝缘工作台及加工设备。

背景技术

回转工作台是数控加工机床的重要部件，其是指带有可转动的台面、用以装夹工件并实现回转和分度定位的附件，简称转台或第四轴。转台按功能的不同可分为通用转台和精密转台两类。

随着数控加工机床的推广，特种作业机床，例如焊接、电火花等电加工相关数控机床成为制造业发展的需求；而转台性能直接影响到焊接、电火花等加工工件的质量。

目前，随着企业对工件焊接加工质量要求的不断提高，对转台的要求也越来越高，尤其是大型工件的焊接加工，为保证焊接质量，大型工件的转动需要同时保证低转速、转动精度高以及转动平稳无卡顿等。

但是，目前特种作业机床使用的工作台，包括绝缘部分和旋转部分，由于绝缘部分与旋转部分之间的结构设置无法做到有效配合，导致无法保证大型焊接加工的工艺要求。

比如，中国专利CN210360006U，公开了一种焊接专用转台，其采用回转支撑作为工作台的旋转主体，然后将工作台安装到回转支撑上面，使用齿轮直接带动回转支撑进行旋转，带着工作台旋转；该种结构的转台在实际生产中，存在以下问题：

1、上述转台采用回转支撑带动工作台旋转，受回转支撑自身结构的限制，其回转精度高时负载小，负载大时回转精度低；当焊接尺寸大重量大的大型工件，上述转台无法满足大型工件焊接对工件转动的高精度、高负载的要求，从而无法保证焊接质量。

2、上述转台采用回转支撑承载工件重量，在承重工况下内圈和外圈容易发生相对位移，此时回转支撑需要有一个相对较大的预紧力，以保证其内圈和外圈的相对精度，随着承载工件尺寸和重量变大，预紧力变大，电机驱动输出变大，转动会变得费力；且随着工件尺寸和重量的变大，焊接加工工艺要求工件的转速变低；在此两种情况的交叉之下，上述结构的转台容易出现驱动卡顿、转动不平稳、电机发热等问题。

又如，中国专利申请CN112440060A，公开了一种台面可导电的通用式转台，该通用式转台的旋转主体为冷却台，冷却台转动安装在冷却底盘外部，冷却台和冷却底盘构成与现有回转支撑实质相同的结构，其在实际使用中，也存在无法满足大型工件焊接对工件转动的高精度、高负载的要求，并且随着工件尺寸及重量的增大，由于焊接工艺要求工件的转速越小，该结构的通用式转台也容易出现卡顿、转动不平稳等问题。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种绝缘工作台及加工设备，可以实现以下目的：

1、工作台在保证高回转精度的同时，能够实现大负载，且旋转时扭矩小、震动小、速度均匀；

2、工作台可避免在低速回转时出现卡顿现象，具有故障率低的优点；

3、工作台实现了可导电部分与不可导电部分的有效隔离。

本发明采用以下技术方案：一种绝缘工作台，包括床身和工作台，还包括芯轴，芯轴转动连接在床身上，芯轴用于带动工作台旋转并承载工作台施加的轴向力；

还包括支撑转盘，支撑转盘设在工作台下方，用于支撑工作台，支撑转盘与工作台紧固连接；

所述支撑转盘与工作台之间设有隔离绝缘组件，通过隔离绝缘组件实现支撑转盘与工作台之间绝缘；

所述支撑转盘固定套设在芯轴上端；工作台、支撑转盘以及芯轴回转轴线重合；

所述床身上设有第一安装槽；所述芯轴采用一个平面轴承和两个向心轴承安装在第一安装槽中；

所述平面轴承设于芯轴的中部；两个向心轴承分别为第一向心轴承和第二向心轴承，第一向心轴承和第二向心轴承分别设于芯轴的两端。

进一步地，还包括驱动组件，驱动组件用于驱动工作台旋转；

驱动组件设置在支撑转盘与工作台之间；

驱动组件为驱动齿轮，包括主动齿轮、从动齿轮，从动齿轮与支撑转盘固定连接；

从动齿轮的回转轴线与支撑转盘回转轴线重合。

进一步地，所述从动齿轮固定于支撑转盘的上端面；所述工作台设在从动齿轮的上方；

所述工作台通过紧固螺栓固定在支撑转盘上，所述紧固螺栓依次穿过工作台、从动齿轮并拧紧在支撑转盘上；

所述隔离绝缘组件设在工作台与从动齿轮之间对应紧固螺栓的位置。

所述从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮固装于驱动元件的动力输出轴上；

所述床身上开设有第二安装槽，驱动元件安装在第二安装槽中；

所述驱动元件包括伺服电机和减速机，伺服电机与减速机传动连接。

进一步地，所述隔离绝缘组件包括绝缘垫和绝缘套，绝缘垫为环状结构，所述绝缘垫套设在紧固螺栓上；所述绝缘垫设于工作台和从动齿轮之间；

所述工作台上开设有沉孔，所述绝缘套覆盖于沉孔内壁上，所述紧固螺栓穿设于绝缘套中；

所述绝缘垫包括圆筒部，圆筒部的一端形成沿径向向外凸的圆环部，圆环部位于工作台和从动齿轮之间；圆环部的上侧面和下侧面分别与工作台、从动齿轮相接触；所述从动齿轮上开设有供紧固螺栓穿过的螺栓孔，所述圆筒部固定套设于从动齿轮的螺栓孔中。

进一步地，所述工作台和床身之间设有导电块，所述导电块上端面与工作台的下侧面摩擦接触；

所述床身上安装有绝缘块，所述导电块固定在绝缘块上。

进一步地，所述芯轴为阶梯轴，所述芯轴具有依次设置的轴头、第一轴颈、第二轴颈；所述轴头和第一轴颈之间设置有轴环，第一轴颈和第二轴颈之间设有轴肩；

所述第一安装槽的中下部内壁上设有环形凸台。

进一步地，所述平面轴承安装在第一轴颈与第一安装槽内壁之间；所述平面轴承的动环固定连接于轴环上，平面轴承的定环固定连接于环形凸台上。

进一步地，所述支撑转盘固定套设在轴头上；所述支撑转盘上部为带有中心孔的圆形盘，下部为圆形筒；所述圆形盘位于床身的第一安装槽上方；所述圆形盘与床身顶面设置间隙；所述圆形筒位于第一安装槽内；所述第一向心轴承安装在圆形筒与第一安装槽内壁之间；所述第一向心轴承通过轴环限位。

所述第二向心轴承安装在第二轴颈和第一安装槽内壁之间；所述第二向心轴承的上端面通过环形凸台的下侧面限位，下端面通过轴承压盖限位。

一种加工设备，包括所述的绝缘工作台，所述绝缘工作台安装在机床主体上。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明采用芯轴承载工作台及工件的重量，芯轴通过一平面轴承和两向心轴承安装在床身上，平面轴承设置在芯轴的中部，两个向心轴承分别设置在芯轴的两端，平面轴承主要用于轴向承重，向心轴承主要用于旋转时的向心精度；具体地，向心轴承能承受很大的向心力，采用两个向心轴承可以让工作台旋转时的向心精度一直保持稳定，变化小，回转精度高；同时通过平面轴承具有很大的端面推力承受能力，一个重型的平面推力球轴承能达到上百吨的承载力；向心轴承、平面轴承各司其职，并配合芯轴、支撑转盘与工作台的连接关系，可以使工作台在保证高回转精度的同时，能够实现大负载，并且扭矩小，工件放到工作台旋转时，只需给一个极小的力就可以让工作台转起来，配合伺服电机，工作台的回转精度高、震动小、速度均匀，避免时快时慢的现象。

2、本发明工作台在低速回转时也不会出现卡顿问题，尤其在焊接大直径的法兰时，转速要求很低，可以有效避免普通工作台会出现的电机高温报警、工作台速度不匀速、卡顿的现象，降低故障率。

3、本发明工作台与从动齿轮、支撑转盘之间连接的紧固螺栓处设置隔离绝缘组件，将工作台的导电部分和不可导电部分有效隔离，实现工作台的绝缘功能，并同时实现高回转精度，高负载的功能，可以满足大型工件的焊接要求，提高焊接质量。

4、本发明在工作台和传动齿轮之间形成间隙，不但实现绝缘垫的安装，还可以使工作台有效散热。并且本发明通过紧固螺栓穿过绝缘套、绝缘垫后和支撑转盘螺纹紧固连接，并通过平面轴承、向心轴承以及芯轴的配合结构，可以在工作台和传动齿轮之间设有间隙实现有效散热的同时，有效保证工作台整体的刚度，进一步提高工作台的回转精度。

5、本发明中驱动元件采用伺服电机配合减速机的形式，确保分度准确，运行平稳，减速机输出轴连接传动装置。

6、本发明中传动装置包括主动齿轮和从动齿轮，并设置于工作台与驱动元件、旋转支撑装置之间，实现力矩的有效传递，进一步提高了工作台的回转精度。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明绝缘工作台的结构示意图；

图2是图1中A处放大图；

图3是本发明绝缘工作台的局部示意图；

图4是本发明绝缘工作台的立体图；

图5是本发明绝缘工作台的正视图；

图6是本发明绝缘工作台的俯视图（去除工作台）；

图7是本发明加工设备的示意图。

图中，

1-床身，2-驱动元件，3-主动齿轮，4-从动齿轮，5-支撑转盘，6-芯轴，61-轴头，62-第一轴颈，63-第二轴颈，64-轴环，65-轴肩，7-第一向心轴承，8-平面轴承，9-第二向心轴承，10-工作台，11-绝缘垫，12-绝缘套，13-紧固螺栓，14-导电块，15-绝缘块，16-环形凸台，17-轴承压盖，18-机床主体。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例

如图1-6共同所示，本发明提供一种绝缘工作台，包括工作台10、驱动元件2、旋转支撑装置以及驱动组件；驱动元件2、旋转支撑装置均安装在床身1上。

所述床身1上开设有第一安装槽和第二安装槽，驱动元件2安装在第二安装槽中；所述驱动元件2包括伺服电机和减速机，伺服电机与减速机传动连接。

所述旋转支撑装置安装在第一安装槽内；所述第一安装槽为圆柱形槽，所述第一安装槽的中下部内壁上设有环形凸台16。

所述旋转支撑装置包括可转动的支撑转盘5，支撑转盘5设在工作台10下方，用于支撑工作台10，支撑转盘5与工作台10紧固连接。

所述驱动组件用于驱动工作台10旋转；驱动组件设置在支撑转盘5与工作台10之间；驱动组件为驱动齿轮，包括相啮合的主动齿轮3和从动齿轮4，从动齿轮4与支撑转盘5固定连接；从动齿轮4的回转轴线与支撑转盘5回转轴线重合。

所述支撑转盘5与工作台10之间设有隔离绝缘组件，通过隔离绝缘组件实现支撑转盘5与工作台10之间绝缘。

所述主动齿轮3固定安装在驱动元件2的动力输出轴上，从动齿轮4设在支撑转盘5的上端面。

所述工作台10设置在从动齿轮4的上方，工作台10和从动齿轮4之间留有间隙；所述工作台10通过紧固螺栓13与从动齿轮4、支撑转盘5固定连接，所述紧固螺栓13依次穿过工作台10、从动齿轮4后拧紧在支撑转盘5上。

进一步地，所述隔离绝缘组件设在工作台10与从动齿轮4之间，所述隔离绝缘组件设置在紧固螺栓13对应的位置，隔离绝缘组件包括绝缘垫11和绝缘套12，绝缘垫11为截面是T型的环状结构，所述绝缘垫11套设在紧固螺栓13上。

所述绝缘垫11包括圆筒部，圆筒部的一端形成沿径向向外凸的圆环部，圆环部位于工作台10和从动齿轮4之间，用于将工作台10和从动齿轮4隔离开；圆环部的上侧面和下侧面分别与工作台10、从动齿轮4上端面相接触。

所述从动齿轮4上开设有供紧固螺栓13穿过的螺栓孔，所述圆筒部穿设于从动齿轮4的螺栓孔中，且圆筒部与从动齿轮4固定安装。

所述工作台10上开设有沉孔，所述绝缘套12设置在沉孔内，绝缘套12覆盖整个沉孔内壁，所述紧固螺栓13穿设于绝缘套12中。

所述隔离绝缘组件只需在紧固螺栓13处设置，即可实现有效绝缘。如此设置，在工作台运转过程中电压、电流不会从工作台传导给伺服电机，伺服电机无电感信号的干扰可有效工作，有效避免了电流与伺服电机的电源联通时会导致电机烧毁的问题，以及电流传导至系统内部造成系统短路，烧毁系统的问题，由此，所述隔离绝缘组件保证了电器件的有效使用。

所述绝缘工作台还包括导电组件，导电组件设置在工作台10和床身1之间，所述导电组件采用绝缘的方式安装在床身1上，所述导电组件包括导电块14，所述床身1上安装有绝缘块15，所述导电块14固定在绝缘块15上，使导电块14与床身1绝缘。

所述工作台10的下侧面与导电块14上端面摩擦接触，工作台10旋转时与导电块14进行摩擦，通过焊机让工作台10、焊枪、工件形成良好的焊接回路，保证焊接质量。

进一步地，所述旋转支撑装置还包括芯轴6，芯轴6转动连接在床身1上，芯轴6用于带动工作台10旋转并承载工作台10施加的轴向力；所述支撑转盘5固定套设在芯轴6上端；工作台10、支撑转盘5以及芯轴6回转轴线重合。

所述芯轴6通过旋转连接组件可转动安装在第一安装槽中，所述旋转连接组件包括同轴线设置的一个平面轴承8和两个向心轴承，所述芯轴6安装于平面轴承8、向心轴承中。

所述平面轴承8设于芯轴6的中部；两个向心轴承分别为第一向心轴承7和第二向心轴承9，第一向心轴承7和第二向心轴承9分别设于芯轴的两端。

优选地，所述向心轴承为向心深沟球轴承；平面轴承8为重型平面推力轴承。

所述芯轴6为阶梯轴，所述芯轴6包括从上至下依次设置的轴头61、第一轴颈62和第二轴颈63，轴头61和第一轴颈62之间设置有轴环64，第一轴颈62和第二轴颈63之间设有轴肩65。

所述支撑转盘5为截面是T型的套筒，支撑转盘5固定套设在轴头61上；支撑转盘5上部为带有中心孔的圆形盘，下部为圆形筒；支撑转盘5的圆形盘位于第一安装槽上方，圆形盘底面与床身1上端面之间设有间隙，保证支撑转盘5顺利旋转；圆形盘的外周壁在第一安装槽的外周壁的径向外侧；支撑转盘5的圆形筒位于第一安装槽内；所述圆形筒与第一安装槽内壁之间安装第一向心轴承7；所述第一向心轴承7的动环固定连接于支撑转盘5的圆形筒；第一向心轴承7的定环固定连接于第一安装槽的内壁，使得支撑转盘5和芯轴6一起转动。

所述第一向心轴承7的下端面通过轴环64的上侧面限位。

所述第一轴颈62与第一安装槽内壁之间安装平面轴承8，所述平面轴承8的动环固定连接于轴环64的下侧面，平面轴承8的定环固定连接于环形凸台16的上侧面。

所述第二轴颈63和第一安装槽内壁之间安装第二向心轴承9；第二向心轴承9的动环固定连接在第二轴颈63的外壁上，第二向心轴承9的定环固定连接于第一安装槽内壁上。

所述第二向心轴承9的上端面通过环形凸台16的下侧面限位，下端面通过轴承压盖17限位，轴承压盖17固定连接在床身1上。

如图7所示，本发明还提供一种加工设备，所述加工设备包括机床主体18和所述绝缘工作台，所述绝缘工作台安装于机床主体18上。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种绝缘工作台，包括床身（1）和工作台（10），其特征在于，还包括芯轴（6），芯轴（6）转动连接在床身（1）上，芯轴（6）用于带动工作台（10）旋转并承载工作台（10）施加的轴向力；

还包括支撑转盘（5），支撑转盘（5）设在工作台（10）下方，用于支撑工作台（10），支撑转盘（5）与工作台（10）紧固连接；

所述支撑转盘（5）与工作台（10）之间设有隔离绝缘组件，通过隔离绝缘组件实现支撑转盘（5）与工作台（10）之间绝缘；

所述支撑转盘（5）固定套设在芯轴（6）上端；工作台（10）、支撑转盘（5）以及芯轴（6）回转轴线重合；

所述床身（1）上设有第一安装槽；所述芯轴（6）采用一个平面轴承（8）和两个向心轴承安装在第一安装槽中；

所述平面轴承（8）设于芯轴（6）的中部；两个向心轴承分别为第一向心轴承（7）和第二向心轴承（9），第一向心轴承（7）和第二向心轴承（9）分别设于芯轴（6）的两端。

2.如权利要求1所述的一种绝缘工作台，其特征在于，还包括驱动组件，驱动组件用于驱动工作台（10）旋转；

驱动组件设置在支撑转盘（5）与工作台（10）之间；

驱动组件为驱动齿轮，包括主动齿轮（3）、从动齿轮（4），从动齿轮（4）与支撑转盘（5）固定连接；

从动齿轮（4）的回转轴线与支撑转盘（5）回转轴线重合。

3.如权利要求2所述的一种绝缘工作台，其特征在于，所述从动齿轮（4）固定于支撑转盘（5）的上端面；所述工作台（10）设在从动齿轮（4）的上方；

所述工作台（10）通过紧固螺栓（13）固定在支撑转盘（5）上，所述紧固螺栓（13）依次穿过工作台（10）、从动齿轮（4）并拧紧在支撑转盘（5）上；

所述隔离绝缘组件设在工作台（10）与从动齿轮（4）之间对应紧固螺栓（13）的位置；

所述从动齿轮（4）与主动齿轮（3）啮合，主动齿轮（3）固装于驱动元件（2）的动力输出轴上；所述床身（1）上开设有第二安装槽，驱动元件（2）安装在第二安装槽中；所述驱动元件（2）包括伺服电机和减速机，伺服电机与减速机传动连接。

4.如权利要求3所述的一种绝缘工作台，其特征在于，所述隔离绝缘组件包括绝缘垫（11）和绝缘套（12），绝缘垫（11）为环状结构，所述绝缘垫（11）套设在紧固螺栓（13）上；所述绝缘垫（11）设于工作台（10）和从动齿轮（4）之间；所述工作台（10）上开设有沉孔，所述绝缘套（12）覆盖于沉孔内壁上，所述紧固螺栓（13）穿设于绝缘套（12）中；

所述绝缘垫（11）包括圆筒部，圆筒部的一端形成沿径向向外凸的圆环部，圆环部位于工作台（10）和从动齿轮（4）之间；圆环部的上侧面和下侧面分别与工作台（10）、从动齿轮（4）相接触；所述从动齿轮（4）上开设有供紧固螺栓（13）穿过的螺栓孔，所述圆筒部固定套设于从动齿轮（4）的螺栓孔中。

5.如权利要求1所述的一种绝缘工作台，其特征在于，所述工作台（10）和床身（1）之间设有导电块（14），所述导电块（14）上端面与工作台（10）的下侧面摩擦接触；

所述床身（1）上安装有绝缘块（15），所述导电块（14）固定在绝缘块（15）上。

6.如权利要求1所述的一种绝缘工作台，其特征在于，所述芯轴（6）为阶梯轴，所述芯轴（6）具有依次设置的轴头（61）、第一轴颈（62）、第二轴颈（63）；所述轴头（61）和第一轴颈（62）之间设置有轴环（64），第一轴颈（62）和第二轴颈（63）之间设有轴肩（65）；

所述第一安装槽的中下部内壁上设有环形凸台（16）。

7.如权利要求6所述的一种绝缘工作台，其特征在于，所述平面轴承（8）安装在第一轴颈（62）与第一安装槽内壁之间；所述平面轴承（8）的动环固定连接于轴环（64）上，平面轴承（8）的定环固定连接于环形凸台（16）上。

8.如权利要求6所述的一种绝缘工作台，其特征在于，所述支撑转盘（5）固定套设在轴头（61）上；所述支撑转盘（5）上部为带有中心孔的圆形盘，下部为圆形筒；所述圆形盘位于床身（1）的第一安装槽上方；所述圆形盘与床身（1）顶面设置间隙；所述圆形筒位于第一安装槽内；所述第一向心轴承（7）安装在圆形筒与第一安装槽内壁之间；所述第一向心轴承（7）通过轴环（64）限位；

所述第二向心轴承（9）安装在第二轴颈（63）和第一安装槽内壁之间；所述第二向心轴承（9）的上端面通过环形凸台（16）的下侧面限位，下端面通过轴承压盖（17）限位。

9.一种加工设备，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的绝缘工作台，所述绝缘工作台安装在机床主体（18）上。