CN117697510A - 一种龙门加工中心传动进给装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传动进给装置技术领域，提出了一种龙门加工中心传动进给装置，包括：在丝杠与第一电机的作用下，能够对进给机构在竖向方向上进行调整，其中，进给机构包括对加工装置进行安装的安装台、设置于安装台外侧用于对安装台在水平面上进行移动进给的移动部件、设置于移动部件外侧用于对移动部件进行翻转的升降翻转部件以及设置于移动部件上方用于对移动部件在升降翻转部件内侧进行旋转的旋转部件。在以上机构的相互配合下，能够实现对加工装置在水平面上的进给、在竖向方向上的进给，能够对加工装置的加工角度进行翻转，能够对翻转后的加工装置再进行旋转，结构简单，功能全面，具有很好的适用性能和很高的使用价值。

Description

一种龙门加工中心传动进给装置

技术领域

本发明涉及传动进给装置技术领域，具体的，涉及一种龙门加工中心传动进给装置。

背景技术

龙门加工中心是目前工业发展的重要数控机床之一，它具有加工精度高的特点，在作业过程中，传动装置的进给控制也是非常关键的环节，只有当进给传动装置的进给控制精准时，才能更好控制工件加工结果的精准性。而数控加工中心机床主要包括横纵向进给机构、立柱、横梁、工作台等主要组部件，利用进给机构对加工装置与待加工工件的相对位置进行调整，使得加工装置能够准确稳定的对工件进行加工。

经检索，现有专利（公告号：CN209035985U）公开了一种移动式龙门数控加工中心机床，其包括机床底座、工作台和PLC控制器，所述机床底座后端固定有龙门架，且机床底座上安装有工作台进给机构，所述机床底座上端设置有工作台滑轨，所述工作台进给丝杆后端连接有工作台进给电机。该移动式龙门数控加工中心机床，通过横向进给电机和横向丝杆的作用下，对设有刀具安装盘的主轴箱进行横向进给，通过竖向丝杆下方连接的伺服电机以及第二竖向滑台和第一竖向滑台上的竖向丝杆，对主轴箱进行纵向进给，从而实现对设有刀具安装盘的主轴箱进行进给传动。

但在上述方案中，依然存在一定不足之处，且在对设有刀具安装盘的主轴箱进行进给传动工作时，进给传动不够全面，仅在横向或竖向方向上进行进给，而在实际的工件加工工作中，往往需要对放置于工作台上的工件进行多方位的加工，仅通过横向、竖向方向上的加工装置（切割、钻孔以及磨削等装置）的进给，适用性较差，功能性不足，往往需要另外配备机械手进行角度上的调节。

但即使对进给的加工装置配备有机械手，现有的加工装置多以固定角度在机械手上进行安装，加工装置变换角度全部依靠机械臂各个关节的角度变化，机械臂需要根据现场情况来规划加工路线，所以运动路径的设定存在实时性，随机性，所以很难通过前期规划路径来避免机器人奇异点，大大增加机器人进入奇异点工作状态的概率，影响机械臂的正常使用。其中，奇点是指机器人工作空间中的一个特定点，由机器人的逆运动学引起，它会导致机器人失去一个或多个自由度 (DoF)。当机器人的工具中心点 (TCP) 进入或接近奇点时，机器人将停止移动或以一种意外的方式移动，为加工工作带来不良影响。在实际的加工工作中，受到机械臂各关节的限制，只能依靠机械臂的各个轴来变换角度，加工装置到达某一个角度后很难再方便的变化各种角度进行加工，使得一些特殊的角度难以实现，容易产生奇异点。

鉴于此，本发明提出一种龙门加工中心传动进给装置。

发明内容

本发明提出一种龙门加工中心传动进给装置，解决了相关技术中的现有进给装置不能简单便捷的对加工装置进行多方位的进给传动，适用性较差的问题。

本发明的技术方案如下：一种龙门加工中心传动进给装置，包括：底架和设置于底架顶部的工作台，位于所述工作台两侧的底架上设置有龙门架，在所述龙门架上设置有PLC控制器，在所述龙门架对向内壁之间均开设有活动室，在两个所述活动室内部分别设置有导向杆和丝杠，在所述龙门架顶部设置有对丝杠进行转动的第一电机；

在所述导向杆与丝杠之间设置有进给机构，所述进给机构包括：

安装台，设置于工作台上方，加工装置可拆卸式固定于安装台底部；

移动部件，设置于安装台外侧，用于对安装台在水平面上进行移动；

升降翻转部件，设置于移动部件外侧，并连接于导向杆与丝杠之间，用于对移动部件进行翻转，并在丝杠转动过程中能够进行升降；

旋转部件，设置于移动部件上方，用于对移动部件在升降翻转部件内侧进行旋转。

优选的，所述升降翻转部件包括两个第一方型板，所述导向杆与丝杠分别延伸至两个第一方型板内部，所述导向杆与第一方型板滑动连接，所述丝杠与第二方型板螺纹连接。

优选的，在两个所述第二方型板之间设置有圆环，所述圆环与第一方型板之间通过轴杆转动连接，位于所述第一方型板对向的圆环外壁固定有固定盘，在所述第二方型板内部安装有第二电机，所述第二电机上的输出轴转动贯穿第二方型板外壁并与固定盘固定连接。

优选的，在所述圆环内部开设有夹槽，在所述夹槽底部开设有导向环槽。

优选的，所述移动部件包括传动边框，所述传动边框四角均位于夹槽内侧，在所述传动边框一对向内部均开设有第一传动腔，在所述传动边框另一对向内部均开设有第二传动腔，在两个所述第二传动腔内侧、两个第一传动腔内侧均分别滑动连接有第四电机与移动座。

优选的，两个所述第四电机输出端均固定有一个传动丝杆，两个所述传动丝杆另外一端分别转动连接于两个移动座。

优选的，两个所述传动丝杆垂直设置，且两个所述传动丝杆在竖直方向上交错分布，所述传动丝杆延伸至安装台内部，并与其螺纹连接。

优选的，在所述第一传动腔与第二传动腔内部均固定有吊杆，所述第四电机与移动座均与吊杆滑动连接。

优选的，在所述传动边框四角处下端均固定有限位滑柱，所述限位滑柱延伸至导向环槽内侧，并与其滑动连接。

优选的，所述旋转部件包括固定连接于圆环顶端的第一U型架和固定连接于传动边框顶端的第二U型架，在所述第一U型架顶部固定有第三电机，所述第三电机上的输出轴转动贯穿第一U型架顶部，并与第二U型架顶部固定连接。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，在丝杠与第一电机的作用下，能够对进给机构在竖向方向上进行调整，其中，进给机构包括对加工装置进行安装的安装台、设置于安装台外侧用于对安装台在水平面上进行移动进给的移动部件、设置于移动部件外侧用于对移动部件进行翻转的升降翻转部件以及设置于移动部件上方用于对移动部件在升降翻转部件内侧进行旋转的旋转部件。在以上机构的相互配合下，能够实现对加工装置在水平面上的进给、在竖向方向上的进给，能够对加工装置的加工角度进行翻转，能够对翻转后的加工装置再进行旋转，结构简单，功能全面，具有很好的适用性能和很高的使用价值。并且，由于在升降翻转部件与旋转部件的作用下，能够根据实际需要对加工装置的工作角度进行调整，即使在加工装置通过机器人安装于安装台底部时，也能够大大减少机器人奇异点的发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提出的一种龙门加工中心传动进给装置平面结构示意图；

图2为本发明提出的进给机构结构组成示意图；

图3为本发明提出的升降翻转部件结构组成示意图；

图4为本发明提出的第二方型板局部剖视结构示意图；

图5为本发明提出的移动部件结构组成示意图；

图6为本发明提出的移动部件底部结构示意图；

图7为本发明提出的旋转部件结构组成示意图；

图中：1、工作台；2、底架；3、PLC控制器；4、龙门架；41、活动室；5、导向杆；6、丝杠；7、第一电机；8、进给机构；81、升降翻转部件；811、第一方型板；812、第二方型板；813、圆环；814、夹槽；815、导向环槽；816、固定盘；817、第二电机；82、旋转部件；821、第三电机；822、第一U型架；823、第二U型架；83、安装台；84、移动部件；841、传动边框；842、限位滑柱；843、移动座；844、第四电机；845、传动丝杆；846、第一传动腔；847、第二传动腔；848、吊杆；9、加工装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

请参阅图1与图2，一种龙门加工中心传动进给装置，包括：底架2和设置于底架2顶部的工作台1，位于工作台1两侧的底架2上设置有龙门架4，在龙门架4上设置有PLC控制器3，在龙门架4对向内壁之间均开设有活动室41，在两个活动室41内部分别设置有导向杆5和丝杠6，在龙门架4顶部设置有对丝杠6进行转动的第一电机7。启动第一电机7，通过第一电机7带动丝杠6进行转动，使得进给机构8能够进行升降运动。

具体的，请参阅图2、图5以及图6，进给机构8设置于导向杆5与丝杠6之间，进给机构8包括：安装台83和移动部件84、升降翻转部件81、旋转部件82。其中，安装台83设置于工作台1上方，加工装置9可拆卸式固定于安装台83底部。加工装置9通过螺栓或其他方式方式固定安装于安装台83底部，加工装置9可为切割、钻孔、磨削等加工部件。

进一步的，移动部件84设置于安装台83外侧，用于对安装台83在水平面上进行移动。其中，移动部件84包括传动边框841，在传动边框841四角处下端均固定有限位滑柱842，在传动边框841一对向内部均开设有第一传动腔846，在传动边框841另一对向内部均开设有第二传动腔847，在两个第二传动腔847内侧、两个第一传动腔846内侧均分别滑动连接有第四电机844与移动座843。两个第四电机844输出端均固定有一个传动丝杆845，两个传动丝杆845另外一端分别转动连接于两个移动座843。两个传动丝杆845垂直设置，且两个传动丝杆845在竖直方向上交错分布，传动丝杆845延伸至安装台83内部，并与其螺纹连接。在第一传动腔846与第二传动腔847内部均固定有吊杆848，第四电机844与移动座843均与吊杆848滑动连接。通过吊杆848对第四电机844与移动座843的移动进行约束导向。

在启动第四电机844时，第四电机844能够通过其上的输出轴带动传动丝杆845进行转动，在传动丝杆845转动的过程中，安装台83能够沿着传动丝杆845外壁进行移动，不同传动丝杆845的转动，能够带动安装台83以不同的方向进行移动，夹设位于第二传动腔847内部的第四电机844带动传动丝杆845进行转动，此时，安装台83能够沿着该传动丝杆845外壁进行移动，与此同时，安装台83通过另外的传动丝杆845带动另外的第四电机844与移动座843在第一传动腔846内部进行滑动，从而实现对加工装置9在水平面上的进给。

请参阅图2、图3、图4、图6以及图7，进给机构8还包括升降翻转部件81和旋转部件82，其中，升降翻转部件81设置于移动部件84外侧，并连接于导向杆5与丝杠6之间，用于对移动部件84进行翻转，并在丝杠6转动过程中能够进行升降。而旋转部件82设置于移动部件84上方，用于对移动部件84在升降翻转部件81内侧进行旋转。

进一步的，升降翻转部件81包括两个第一方型板811，导向杆5与丝杠6分别延伸至两个第一方型板811内部，导向杆5与第一方型板811滑动连接，丝杠6与第二方型板812螺纹连接。在两个第二方型板812之间设置有圆环813，圆环813与第一方型板811之间通过轴杆转动连接，位于第一方型板811对向的圆环813外壁固定有固定盘816，在第二方型板812内部安装有第二电机817，第二电机817上的输出轴转动贯穿第二方型板812外壁并与固定盘816固定连接。在圆环813内部开设有夹槽814，传动边框841四角均位于夹槽814内侧，在夹槽814底部开设有导向环槽815。限位滑柱842延伸至导向环槽815内侧，并与其滑动连接。旋转部件82包括固定连接于圆环813顶端的第一U型架822和固定连接于传动边框841顶端的第二U型架823，在第一U型架822顶部固定有第三电机821，第三电机821上的输出轴转动贯穿第一U型架822顶部，并与第二U型架823顶部固定连接。

启动第二电机817，第二电机817通过其输出轴对固定盘816进行转动，使得固定盘816带动圆环813进行转动，使得圆环813能够从水平状态逐渐向竖直状态翻转，从而能够对加工装置9的工作方位进行调整。需要说明的是，传动边框841上端面与夹槽814上端内壁滑动贴合，在限位滑柱842与导向环槽815的配合下，在圆环813翻转时，其内侧安装的安装台83能够平稳进行工作。启动第三电机821，第三电机821通过其输出轴对第二U型架823进行转动，由于第二U型架823固定连接于传动边框841顶部，因此，在第二U型架823转动的过程中，能够带动传动边框841进行转动，使得传动边框841四角处底部设置的限位滑柱842能够在导向环槽815中进行滑动，对加工装置9进行位置旋转。

工作原理及使用流程：在需要对加工装置9进行进给来对工件进行加工时，将加工装置9通过螺栓或其他方式方式固定安装于安装台83底部，加工装置9可为切割、钻孔、磨削等加工部件。根据实际的工作需要，也可将加工装置9安装于机械臂上，并将机械臂安装于安装台83底部，通过机械臂对加工装置9的加工位置进行转换。通过进给机构8对加工装置9位置进行传动进给。操作时，需要注意的是，第一电机7、第二电机817、第三电机821以及两个第四电机844均与PLC控制器3电性连接。在启动第四电机844时，第四电机844能够通过其上的输出轴带动传动丝杆845进行转动，在传动丝杆845转动的过程中，安装台83能够沿着传动丝杆845外壁进行移动，不同传动丝杆845的转动，能够带动安装台83以不同的方向进行移动，夹设位于第二传动腔847内部的第四电机844带动传动丝杆845进行转动，此时，安装台83能够沿着该传动丝杆845外壁进行移动，与此同时，安装台83通过另外的传动丝杆845带动另外的第四电机844与移动座843在第一传动腔846内部进行滑动，从而实现对加工装置9在水平面上的进给。

启动第一电机7，通过第一电机7带动丝杠6进行转动，使得第二方型板812沿着丝杠6的外壁进行移动，从而能够通过升降翻转部件81对移动部件84进行升降，使得加工装置9能够在竖直方向上进行进给。启动第二电机817，第二电机817通过其输出轴对固定盘816进行转动，使得固定盘816带动圆环813进行转动，使得圆环813能够从水平状态逐渐向竖直状态翻转，从而能够对加工装置9的工作方位进行调整。需要说明的是，传动边框841上端面与夹槽814上端内壁滑动贴合，在限位滑柱842与导向环槽815的配合下，在圆环813翻转时，其内侧安装的安装台83能够平稳进行工作。启动第三电机821，第三电机821通过其输出轴对第二U型架823进行转动，由于第二U型架823固定连接于传动边框841顶部，因此，在第二U型架823转动的过程中，能够带动传动边框841进行转动，使得传动边框841四角处底部设置的限位滑柱842能够在导向环槽815中进行滑动，从而能够进一步对加工装置9的工作方位进行调整。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种龙门加工中心传动进给装置，包括：底架（2）和设置于底架（2）顶部的工作台（1），位于所述工作台（1）两侧的底架（2）上设置有龙门架（4），在所述龙门架（4）上设置有PLC控制器（3），其特征在于，在所述龙门架（4）对向内壁之间均开设有活动室（41），在两个所述活动室（41）内部分别设置有导向杆（5）和丝杠（6），在所述龙门架（4）顶部设置有对丝杠（6）进行转动的第一电机（7）；

在所述导向杆（5）与丝杠（6）之间设置有进给机构（8），所述进给机构（8）包括：

安装台（83），设置于工作台（1）上方，加工装置（9）可拆卸式固定于安装台（83）底部；

移动部件（84），设置于安装台（83）外侧，用于对安装台（83）在水平面上进行移动；

升降翻转部件（81），设置于移动部件（84）外侧，并连接于导向杆（5）与丝杠（6）之间，用于对移动部件（84）进行翻转，并在丝杠（6）转动过程中能够进行升降；

旋转部件（82），设置于移动部件（84）上方，用于对移动部件（84）在升降翻转部件（81）内侧进行旋转。

2.根据权利要求1所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，所述升降翻转部件（81）包括两个第一方型板（811），所述导向杆（5）与丝杠（6）分别延伸至两个第一方型板（811）内部，所述导向杆（5）与第一方型板（811）滑动连接，所述丝杠（6）与第二方型板（812）螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，在两个所述第二方型板（812）之间设置有圆环（813），所述圆环（813）与第一方型板（811）之间通过轴杆转动连接，位于所述第一方型板（811）对向的圆环（813）外壁固定有固定盘（816），在所述第二方型板（812）内部安装有第二电机（817），所述第二电机（817）上的输出轴转动贯穿第二方型板（812）外壁并与固定盘（816）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，在所述圆环（813）内部开设有夹槽（814），在所述夹槽（814）底部开设有导向环槽（815）。

5.根据权利要求4所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，所述移动部件（84）包括传动边框（841），所述传动边框（841）四角均位于夹槽（814）内侧，在所述传动边框（841）一对向内部均开设有第一传动腔（846），在所述传动边框（841）另一对向内部均开设有第二传动腔（847），在两个所述第二传动腔（847）内侧、两个第一传动腔（846）内侧均分别滑动连接有第四电机（844）与移动座（843）。

6.根据权利要求5所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，两个所述第四电机（844）输出端均固定有一个传动丝杆（845），两个所述传动丝杆（845）另外一端分别转动连接于两个移动座（843）。

7.根据权利要求6所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，两个所述传动丝杆（845）垂直设置，且两个所述传动丝杆（845）在竖直方向上交错分布，所述传动丝杆（845）延伸至安装台（83）内部，并与其螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，在所述第一传动腔（846）与第二传动腔（847）内部均固定有吊杆（848），所述第四电机（844）与移动座（843）均与吊杆（848）滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，在所述传动边框（841）四角处下端均固定有限位滑柱（842），所述限位滑柱（842）延伸至导向环槽（815）内侧，并与其滑动连接。

10.根据权利要求9所述的一种龙门加工中心传动进给装置，其特征在于，所述旋转部件（82）包括固定连接于圆环（813）顶端的第一U型架（822）和固定连接于传动边框（841）顶端的第二U型架（823），在所述第一U型架（822）顶部固定有第三电机（821），所述第三电机（821）上的输出轴转动贯穿第一U型架（822）顶部，并与第二U型架（823）顶部固定连接。