CN117642250A - 筒形凸轮装置 - Google Patents

Abstract

一种筒形凸轮装置的特征在于其包括：筒形凸轮14；输出工作台20，其包括与筒形凸轮接合的多个凸轮随动件20a，并且通过筒形凸轮的旋转而旋转；以及夹紧装置，其在输出工作台停止时夹紧输出工作台。

Description

筒形凸轮装置

技术领域

本发明涉及筒形凸轮装置。

背景技术

作为用于由机床等加工的工件的分度装置，已知使用凸轮机构的分度装置(例如，参见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公报第2001-287138号

发明内容

发明要解决的课题

在以低成本提供将输出工作台夹紧到分度装置的夹紧装置的情况下，存在的问题是，分度装置必须被制造得较大，使得夹紧装置能够装入。替代性地，在用小零件构造夹紧装置使得夹紧装置能够装入的情况下，存在成本增加的问题。

本发明鉴于上述问题而完成，本发明的一方面是实现一种包括紧凑且廉价的夹紧装置的分度装置。

用于解决课题的技术手段

实现上述方面的本发明的主要方面是一种筒形凸轮装置，包括：筒形凸轮；输出工作台，其包括与筒形凸轮接合的多个凸轮随动件，并且通过筒形凸轮的旋转而旋转；以及夹紧装置，其在输出工作台停止时夹紧输出工作台。

通过参考附图阅读本说明书的描述，本发明的除上述特征之外的特征将变得清楚。

本发明的有益效果

根据本发明，可以实现包括紧凑且廉价的夹紧装置的分度装置。

附图说明

图1是分度装置1的示意性平面图和示意性侧视图。

图2是例示了夹紧装置的图。

图3是挤压构件32的示意性平面图。

具体实施方式

通过本说明书的描述和附图，至少以下内容将是清楚的。

一种筒形凸轮装置包括：筒形凸轮；输出工作台，其包括与筒形凸轮接合的多个凸轮随动件，并且通过筒形凸轮的旋转而旋转；以及夹紧装置，其在输出工作台停止时夹紧输出工作台。

根据这种筒形凸轮装置，可以实现包括紧凑且廉价的夹紧装置的分度装置。

在这种筒形凸轮装置中，期望的是，筒形凸轮装置还包括可旋转地支撑输出工作台的支撑部，并且夹紧装置包括：板构件，其包括固定到输出工作台的固定部和当输出工作台旋转时在处于非接触状态的情况下面对支撑部的相对部；以及挤压构件，其在输出工作台停止时将板构件压靠在支撑部上。

根据这种筒形凸轮装置，夹紧装置具有由板构件和挤压构件构成的简单结构，从而使得可以实现廉价的夹紧装置。

在这种筒形凸轮装置中，期望的是，筒形凸轮装置还包括容纳输出工作台的壳体，并且板构件和挤压构件设置在壳体内。

根据这种筒形凸轮装置，可以有效地利用筒形凸轮装置的壳体中的相对大的空间。

在这种筒形凸轮装置中，优选的是，固定部固定于输出工作台的工作台下表面，在输出工作台旋转时，相对部在处于非接触状态的情况下面对支撑部的支撑部下表面，并且在输出工作台停止时，挤压构件将相对部压靠在支撑部下表面上。

根据该筒形凸轮装置，变得可以容易地实现夹紧输出工作台。

在这种筒形凸轮装置中，期望的是，固定部具有通孔，并且在凸轮随动件穿过通孔的状态下，固定部和凸轮随动件通过共同的螺栓固定到工作台下表面。

根据该筒形凸轮装置，通过使用共同的螺栓来固定板构件和凸轮随动件，使得不需要用于固定板构件的螺栓。这使得可以通过减少零件的数量来降低成本。

在这种筒形凸轮装置中，期望的是，挤压构件是活塞构件，在输出工作台停止时，该活塞构件通过移动并与相对部接触来使相对部变形，并将相对部压靠在支撑部上。

根据该筒形凸轮装置，输出工作台不仅通过在板构件与支撑部之间产生的摩擦力而且通过在板构件与活塞构件之间产生的摩擦力来夹紧，这增大了夹紧力。

在这种筒形凸轮装置中，期望的是，筒形凸轮装置还包括旋转轴体，其安装到输出工作台的中心部并且与输出工作台一体地旋转，并且活塞构件从当从旋转轴体观察时筒形凸轮所位于的一侧到当从旋转轴体观察时筒形凸轮不位于的一侧贯穿地设置。

根据该筒形凸轮装置，与活塞构件未从筒形凸轮所位于的一侧到筒形凸轮不位于的一侧贯穿地设置的情况相比，能够增大活塞构件的面积。因此，压缩气体等的压力变大并挤压板构件，从而使得可以以更大的力夹紧输出工作台。

在这种筒形凸轮装置中，期望的是，活塞构件具有在处于非接触状态的情况下容纳凸轮随动件的凹槽。

根据该筒形凸轮装置，在提高活塞构件的刚性的同时，可以防止活塞构件与输出工作台的旋转干涉。

在这种筒形凸轮装置中，期望的是，筒形凸轮装置还包括容纳输出工作台的壳体，壳体的一部分充当容纳活塞构件的气缸构件，壳体设置有将压缩空气引入到气缸构件中的压缩空气引入孔，并且活塞构件的被压缩空气挤压的被挤压表面的面积是输出工作台的工作台表面的面积的一半以上。

根据该筒形凸轮装置，通过将活塞构件的面积增大到输出工作台的面积的一半以上，与活塞构件的面积是输出工作台的面积的一半以下的情况相比，压缩气体等的压力变大并且挤压板构件。这使得可以用很大的力夹紧输出工作台。

分度装置1

下面参考附图描述根据本实施例的分度装置1(对应于筒形凸轮装置)。注意，分度装置1例如能够用于机床的NC工作台、机器人的定位器、机器人的枢轴等。

图1是分度装置1的示意性平面图和示意性侧视图；上图是示意性平面图，下图是示意性侧视图。注意，在根据本实施例的附图中，为了容易理解地说明本发明，适当省略了构件。

进一步地，根据本实施例的分度装置1具有X方向、Y方向和Z方向。X方向和Y方向彼此相交，X方向和Y方向均与Z方向相交。在图1的上图中，页面的横向被称为X方向，并且页面的左侧(右侧)被称为左(右)。页面的纵向被称为Y方向，并且页面的上侧(下侧)称为远侧(近侧)。另外，在图1的下图中，页面的纵向被称为Z方向(竖向)，页面的上侧(下侧)被称为上(下)。

分度装置1具有壳体3，并且壳体3容纳输入轴12、筒形凸轮14、输出工作台20、旋转轴体22、板构件30和挤压构件32。进一步地，马达10安装到壳体3作为驱动单元。

马达10被设置为使得其旋转轴与Y方向对齐，并且通过联轴器16连接到输入轴12。

输入轴12被设置为沿着Y方向延伸，并且由输入轴承18可旋转地支撑。输入轴12的在近侧的部分进一步在近侧上延伸超过输入轴承18，并且该延伸部分通过联接器16连接到马达10的旋转轴。

进一步地，输入轴12设置在筒形凸轮14的Y方向上的两端，并且筒形凸轮14和输入轴12一体地旋转。

进一步地，筒形凸轮14具有筒形凸轮槽14a，并且螺旋形筒形凸轮槽14a沿着输入轴12的方向设置。然后，通过使输出工作台20的稍后描述的凸轮随动件20a与筒形凸轮槽14a接合，筒形凸轮14的旋转被传递到输出工作台20。注意，输入轴12和筒形凸轮14可以通过将单独加工的部件联结在一起而成为一体，或者可以通过在一体制造的轴形部件中形成凸轮槽来制造。

输出工作台20具有圆形形状并且由支撑部24可旋转地支撑。另外，本实施例中的支撑部24是大直径四点接触球轴承。输出工作台20包括多个凸轮随动件20a，其与筒形凸轮14(筒形凸轮槽14a)接合，并且由于筒形凸轮14绕沿着Y方向延伸的输入轴12的旋转而绕沿着Z方向延伸的旋转轴旋转。

凸轮随动件20a是与筒形凸轮槽14a接合的部分，并且是能够旋转的圆筒形旋转体。凸轮随动件20a被布置为使得旋转轴线方向与Z方向一致。多个凸轮随动件20a沿着以输出工作台20的旋转中心为中心的圆等间隔地设置。在本实施例中，以等间隔(每22.5度)设置16个凸轮随动件20a。

进一步地，凸轮随动件20a在输出工作台20下方与筒形凸轮14的筒形凸轮槽14a接合，并且接合的凸轮随动件20a被筒形凸轮槽14a引导并移动。

具体地，当筒形凸轮14在从近侧观察时逆时针旋转时，接合的凸轮随动件20a被螺旋形筒形凸轮槽14a引导以沿着输出工作台20的周向从近侧向远侧移动。即，输出工作台20在从上方观察时顺时针旋转。

为了使输出工作台20的旋转高度准确，即，为了实现高度准确的输出，凸轮随动件20a和筒形凸轮槽14a以高准确度接合，使得不会出现齿隙、位移、咔嗒声等(用于实现凸轮机构的高度准确输出的接合方法是公知技术，因此这里将省略其描述)。

旋转轴体22沿着Z方向延伸，并被安装到输出工作台20的中心部(中空部)。旋转轴体22与输出工作台20一体地旋转。

进一步地，旋转轴体22可以是在中心没有中空部的旋转轴体(实心轴)，但是根据本实施例的旋转轴体22是其中具有中空部的所谓的中空轴。即，在旋转轴体22的中心处，设置在竖向上穿过旋转轴体22的圆形空间。

夹紧装置

根据本实施例的分度装置1具有在输出工作台20停止时夹紧输出工作台20的夹紧装置。夹紧装置是例如固定用于机床的NC工作台(输出工作台20)使得NC工作台在分度后的加工期间不移动的装置。夹紧装置例如为了提高加工准确度而设置。

换言之，分度装置1包括：筒形凸轮14；输出工作台20，其包括与筒形凸轮14接合的多个凸轮随动件20a，并且通过筒形凸轮14的旋转而旋转；以及夹紧装置，其在输出工作台20停止时夹紧输出工作台20。

下面参考附图详细描述夹紧装置。图2是例示了夹紧装置的图。图2a是当输出工作台20旋转并且输出工作台20未被夹紧时的图，图2b是当输出工作台20停止并且输出工作台20被夹紧时的图。

如图1和图2所示，夹紧装置包括：板构件30；挤压构件32；以及活塞背构件34。板构件30和挤压构件32设置在壳体3内。然后，如图2b所示，当输出工作台20停止时，挤压构件32将板构件30挤压到支撑部24上，从而夹紧输出工作台20。

板构件30是由不锈钢、磷青铜等制成的盘状金属板，并且在周向上具有高刚度，但是在厚度方向上具有低刚度。换言之，如果板构件30受到沿周向施加的力，则其不太可能变形，但是如果板构件30受到沿厚度方向的力(沿厚度方向变形的力)，则其容易变形。进一步地，由于板构件30固定到输出工作台20，因此其随着输出工作台20旋转而旋转。

板构件30包括：固定部30b，其固定到输出工作台20；以及相对部30c，当输出工作台20旋转时，其在处于非接触状态的情况下面对支撑部24。如图2a所示，当输出工作台20旋转时，相对部30c被保持为不与挤压构件32、壳体3和支撑部24中的任何一个接触(换言之，其不干涉输出工作台20的旋转)。

进一步地，固定部30b固定于输出工作台20的工作台下表面20d。当输出工作台20旋转时，相对部30c在处于非接触状态的情况下面对支撑部24的支撑部下表面24a。当输出工作台20停止时，挤压构件将相对部30c压靠在支撑部下表面24a上。

进一步地，板构件30的固定部30b具有凸轮随动件20a穿过的通孔30a。板构件30和各个凸轮随动件20a通过一个螺栓20b固定到输出工作台20的工作台下表面20d。即，固定部30b具有通孔30a，并且在凸轮随动件20a穿过通孔30a的状态下，固定部30b和各个凸轮随动件20a通过共同的螺栓20b固定到工作台下表面20d。

图3是挤压构件32的示意性平面图。挤压构件32在平面图中(沿Z方向从上方观察时)呈大致D形，并且在表面上具有突起32a(在图3中向右倾斜向上画影线的部分)和凹槽32b(在图3中向右倾斜向下画影线的部分)。

如图2所示，突起32a在安装时设置在输出工作台20的外周边缘的外侧，并且如图3所示沿着挤压构件32的外周延伸。突起32a被设置为使得接触面积尽可能小，以便增加与板构件30的接触表面压力。进一步地，如图1和图3所示，凹槽32b设置为沿着凸轮随动件20a的布置延伸。

另外，通过从设置在壳体3中且在挤压构件32下方的压缩空气引入孔36(参见图1)引入的压缩空气，挤压构件32向上移动(向板构件30侧)，并且这使得突起32a与板构件30接触并压靠在板构件30上。因此，如图2b所示，挤压构件32的突起32a使板构件30变形，并且将板构件30的位于与突起32a接触的一侧相反的一侧上的一部分压靠在支撑部24上，从而使得输出工作台20被夹紧。进一步地，如稍后将详细描述的，当引入的压缩空气被移除时，挤压构件32通过活塞背构件34向下移动，并且从如图2a所示的夹紧状态变为松开状态。换言之，挤压构件32在壳体3内进行活塞上下移动。

换言之，挤压构件32(突起32a)是活塞构件，其在输出工作台20停止时通过移动并与相对部30c接触而使相对部30c变形并将其压靠在支撑部24上。

进一步地，如图1所示，活塞构件(挤压构件32)从X方向上的左侧到右侧贯穿旋转轴体22设置。换言之，活塞构件(挤压构件32)从当从旋转轴体22观察时筒形凸轮14所位于的一侧到当从旋转轴体22观察时筒形凸轮14不位于的一侧贯穿地设置。

另外，如图1至图3所示，活塞构件(挤压构件32)具有凹槽32b，其用于在处于非接触状态的情况下容纳固定到输出工作台20的凸轮随动件20a，以便不干涉输出工作台20的旋转。

另外，如上所述，活塞构件通过从压缩空气引入孔36引入的压缩空气而向上移动，但是这通过使壳体3的一部分用作活塞构件移动通过的气缸构件来实现。引入的压缩空气被活塞构件的整个表面(图3所示的近似D形表面的整体)接收，因此该面积为输出工作台20的工作台表面的面积20c(图1的画影线部分)的一半以上。

换言之，壳体3的一部分充当用于容纳活塞构件(挤压构件32)的气缸构件，并且壳体3设置有将压缩空气引入气缸构件的压缩空气引入孔36，活塞构件(挤压构件32)的被压缩空气挤压的被挤压表面的面积为输出工作台20的工作台表面的面积20c的一半以上。

活塞背构件34是通过使活塞构件(挤压构件32)向下移动来解除相对部30c与支撑部24以及突起32a的接触(产生间隙)的构件。在活塞背构件34中，其上端部在壳体3内固定到活塞构件(挤压构件32)，并且其下端部在壳体3的外部通过弹簧34a从上向下接收力。

换言之，当在夹紧时已经引入的压缩空气的压力降低时(当压缩空气被从气缸构件中排除时)，它降低了向上推动活塞构件(挤压构件32)的压缩空气的力。因此，弹簧34a的弹力使活塞构件(挤压构件32)向下移动，从而使输出工作台20从夹紧状态变为松开状态。

分度装置1的有效性

如上所述，根据本实施例的分度装置1包括：筒形凸轮14；和输出工作台20，其包括与筒形凸轮14接合的多个凸轮随动件20a，并且通过筒形凸轮14的旋转而旋转；以及夹紧装置，其在输出工作台20停止时夹紧输出工作台20。这使得可以实现包括紧凑且廉价的夹紧装置的分度装置1。

在以低成本提供将输出工作台夹紧到分度装置的夹紧装置的情况下，存在的问题是，分度装置必须被制造得较大，使得夹紧装置能够装入。替代性地，在用小零件构造夹紧装置使得夹紧装置能够装入的情况下，存在成本增加的问题。

相反，在采用筒形凸轮装置作为分度装置1的情况下，与例如使用滚子齿轮凸轮的情况相比，增加了能够安装夹紧装置的位置。换言之，通过采用筒形凸轮装置作为分度装置1，其增加了能够安装夹紧装置的位置的数量，从而使得可以实现具有紧凑且廉价的夹紧装置的分度装置1。

通过为夹紧装置提供分度装置1，例如，其增加了输出工作台20在旋转方向上的刚度。这使得可以提高工件的加工准确度。进一步地，例如在输出工作台20上发生过载时，夹紧装置能够确保安全性。而且，例如，如果设置了夹紧装置，则工人可以安心地工作。

在上述实施例中，分度装置1还包括可旋转地支撑输出工作台20的支撑部24，并且夹紧装置包括：板构件30，其包括固定到输出工作台20的固定部30b和当输出工作台20旋转时在处于非接触状态的情况下面对支撑部24的相对部30c；以及挤压构件32，其在输出工作台20停止时将板构件30压靠在支撑部24上。因此，夹紧装置具有由板构件30和挤压构件32构成的简单结构，从而使得可以实现廉价的夹紧装置。

进一步地，在上述实施例中，分度装置1还包括容纳输出工作台20的壳体3，并且板构件30和挤压构件32设置在壳体3内。这使得可以有效地利用分度装置1(筒形凸轮装置)的壳体3中的相对大的空间。

在上述实施例中，固定部30b固定于输出工作台20的工作台下表面20d，并且当输出工作台20旋转时，相对部30c在处于非接触状态的情况下面对支撑部24的支撑部下表面24a，并且当输出工作台20停止时，挤压构件32将相对部30c压靠在支撑部下表面24a上。

支撑部下表面24a和工作台下表面20d在结构上都布置在大致相同的平面上。因此，如果设计使得在两个表面之间存在微小的差异而不是使两个表面完全在同一平面上，则通过使用该差异可以容易地产生以下状态：在松开状态下，板构件30的固定部30b固定到工作台下表面20d，并且板构件30的相对部30c以微小间隙面对支撑部下表面24a。换言之，通过使用支撑部下表面24a和工作台下表面20d，可以容易地实现夹紧输出工作台20。

进一步地，在上述实施例中，固定部30b具有通孔30a，并且在凸轮随动件20a穿过通孔30a的状态下，固定部30b和各个凸轮随动件20a通过共同的螺栓20b固定到工作台下表面20d。

通过由共同的螺栓20b固定板构件30和各个凸轮随动件20a，使得不需要用于固定板构件30的螺栓。这使得可以通过减少零件的数量来降低成本。

进一步地，在上述实施例中，挤压构件32是活塞构件，其在输出工作台20停止时通过移动并与相对部30c接触而使相对部30c变形并将其压靠在支撑部24上。

因此，输出工作台20不仅通过在板构件30与支撑部24之间产生的摩擦力而且通过在板构件30与活塞构件(挤压构件32)之间产生的摩擦力来夹紧，这增大了夹紧力。

进一步地，在上述实施例中，分度装置1还包括安装到输出工作台20的中心部并与输出工作台20一体旋转的旋转轴体22，并且活塞构件(挤压构件32)从当从旋转轴体22观察时筒形凸轮14所位于的一侧到当从旋转轴体22观察时筒形凸轮14不位于的一侧贯穿地设置。

因此，与活塞构件(挤压构件32)未从筒形凸轮14所位于的一侧到筒形凸轮14不位于的一侧贯穿地设置的情况相比，能够增大活塞构件(挤压构件32)的面积。因此，压缩气体等的压力变大并挤压板构件30，从而使得可以以更大的力夹紧输出工作台20。

此外，在上述实施例中，活塞构件(挤压构件32)具有在处于非接触状态的情况下容纳凸轮随动件20a的凹槽32b。这使得可以防止活塞构件(挤压构件32)与输出工作台20的旋转干涉。

进一步地，在上述实施例中，分度装置1还包括容纳输出工作台20的壳体3，壳体3的一部分充当容纳活塞构件(挤压构件32)的气缸构件，并且壳体3设置有将压缩空气引入气缸构件的压缩空气引入孔36，活塞构件(挤压构件32)的被压缩空气挤压的被挤压表面的面积为输出工作台20的工作台表面的面积的一半以上。

通过将活塞构件(挤压构件32)的面积增大到输出工作台20的面积的一半以上，与活塞构件的面积是输出工作台20的面积的一半以下的情况相比，压缩空气的压力变大并且挤压板构件。这使得可以用很大的力夹紧输出工作台。

其它实施例

上述实施例仅是为了便于理解本发明，而不以任何方式被解释为限制本发明。本发明可以在不背离其主旨的情况下进行各种改变或变更，并且涵盖其等同物。

进一步地，在上述实施例中，四点接触球轴承用于支撑部24，但是本发明不限于此。例如，可以使用交叉滚子轴承。

进一步地，在上述实施例中，挤压构件32通过压缩空气向上移动，但是本发明不限于此。例如，可以使用液压向上移动挤压构件32。

附图标记列表

1分度装置(筒形凸轮装置)、3壳体、10马达

12输入轴、14筒形凸轮、14a筒形凸轮槽、16联轴器

18输入轴承、20输出工作台、20a凸轮随动件、20b螺栓

22旋转轴体、24支撑部

30板构件、30a通孔、30b固定部

30c相对部、32挤压构件(活塞构件)

32a突起、32b凹槽

34活塞背构件、34a弹簧

36压缩空气引入孔

Claims (9)

1.一种筒形凸轮装置，包括：

筒形凸轮；

输出工作台，其

包括与所述筒形凸轮接合的多个凸轮随动件，并且

通过所述筒形凸轮的旋转而旋转；以及

夹紧装置，其在所述输出工作台停止时夹紧所述输出工作台。

2.根据权利要求1所述的筒形凸轮装置，其中，

所述筒形凸轮装置还包括可旋转地支撑所述输出工作台的支撑部，并且

所述夹紧装置包括：

板构件，其包括

固定部，其固定于所述输出工作台；以及

相对部，其在所述输出工作台旋转时在处于非接触状态的情况下面对所述支撑部；以及

挤压构件，其在所述输出工作台停止时将所述板构件压靠在所述支撑部上。

3.根据权利要求2所述的筒形凸轮装置，其中，

所述筒形凸轮装置还包括容纳所述输出工作台的壳体，并且

所述板构件和所述挤压构件设置在所述壳体内。

4.根据权利要求2或3所述的筒形凸轮装置，其中，

所述固定部固定到所述输出工作台的工作台下表面，

当所述输出工作台旋转时，所述相对部在处于所述非接触状态的情况下面对所述支撑部的支撑部下表面，并且

当所述输出工作台停止时，所述挤压构件将所述相对部压靠在所述支撑部下表面上。

5.根据权利要求4所述的筒形凸轮装置，其中，

所述固定部具有通孔，并且

在所述凸轮随动件穿过所述通孔的状态下，所述固定部和所述凸轮随动件通过共同的螺栓固定到所述工作台下表面。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的筒形凸轮装置，其中，

所述挤压构件是活塞构件，在所述输出工作台停止时，所述活塞构件通过移动并与所述相对部接触来使所述相对部变形，并将所述相对部压靠在所述支撑部上。

7.根据权利要求6所述的筒形凸轮装置，其中，

所述筒形凸轮装置还包括旋转轴体，其

安装到所述输出工作台的中心部，并且

与所述输出工作台一体旋转，并且

所述活塞构件从当从所述旋转轴体观察时所述筒形凸轮所位于的一侧到当从所述旋转轴体观察时所述筒形凸轮不位于的一侧贯穿地设置。

8.根据权利要求6或7所述的筒形凸轮装置，其中，

所述活塞构件具有在处于所述非接触状态的情况下容纳所述凸轮随动件的凹槽。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的筒形凸轮装置，其中，

所述筒形凸轮装置还包括容纳所述输出工作台的壳体，

所述壳体的一部分充当容纳所述活塞构件的气缸构件，

所述壳体设置有将压缩空气引入所述气缸构件中的压缩空气引入孔，并且

所述活塞构件的被所述压缩空气挤压的被挤压表面的面积是所述输出工作台的工作台表面的面积的一半以上。