CN203765245U - 一种高精度的工位转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业自动化领域，尤指一种结构简单、制造成本低的高精度的工位转换装置，包括工作台面，所述的工作台面上设有减速箱、伺服电机及恒定力矩电机，所述的减速箱包括减速箱本体、输出端、第一输入端及第二输入端；工位转盘，所述的工位转盘与减速箱的输出端连接；伺服电机，所述的伺服电机与减速箱的第一输入端连接，所述的伺服电机向第一输入端提供驱动力矩；恒定力矩电机，所述的恒定力矩电机与减速箱的第二输入端连接，所述的恒定力矩电机向第二输入端提供阻力力矩；所述的伺服电机输出的驱动力矩为恒定力矩电机输出的阻力力矩两倍以上。

Description

一种高精度的工位转换装置

技术领域

本实用新型涉及工业自动化领域，尤指一种结构简单、制造成本低的高精度的工位转换装置。 

背景技术

在自动化组装或上下料中，为实现多工位的循环作业，常需要设置凸轮分割器来将物料或工件输送到相应的工位以便进行加工处理。然而，现有的凸轮分割器除了结构及控制方式均比较复杂、安装不便外，还有如下缺点：1.工位数固定不可调；2.工位数受设计制造的限制，工位数多的凸轮分割器制造成本很高；3.使用凸轮分割器的设备当一个工位因某种原因(如外部送料延误)无法准点完成相应的任务时，系统只能紧急刹车，使许多本来不成为故障的现象变成了故障停机；4.即使是高精度的凸轮分割器也会因机械磨损导致精度下降。 

同时还存在一种转矩马达旋转平台，也可以提供高精度的工位转换，而且没有凸轮分割器的上述缺点，但它的市场定价过高，目前尚无法被一般设计及使用者接受。 

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单、制造成本低的高精度的工位转换装置。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案是：一种高精度的工位转换装置，包括 

工作台面，所述的工作台面上设有减速箱、伺服电机及恒定力矩电机，所述的减速箱包括减速箱本体、输出端、第一输入端及第二输入端； 

工位转盘，所述的工位转盘与减速箱的输出端连接； 

伺服电机，所述的伺服电机与减速箱的第一输入端连接，所述的伺服电机向第一输入端提供驱动力矩； 

恒定力矩电机，所述的恒定力矩电机与减速箱的第二输入端连接，所述的恒定力矩电机向第二输入端提供阻力力矩； 

所述的伺服电机输出的驱动力矩为恒定力矩电机输出的阻力力矩两倍以上。 

优选地，所述的第一输入端包括驱动齿轮轴、固结在驱动齿轮轴上的驱动齿轮。 

优选地，所述的第二输入端包括被动齿轮轴、固结在被动齿轮轴上的被动齿轮. 

优选地，为了得到更大的定位力矩，所述的第一输入端及第二输入端可改进成为二级传动或三级传动，所述的第一输入端还包括与驱动齿轮相啮合的过渡齿轮、过渡齿轮轴及固结在过渡齿轮轴上的正向齿轮；所述的第二输入端还包括与被动齿轮相啮合的第二过渡齿轮、第二过渡齿轮轴及固结在过渡齿轮轴上的反向齿轮。 

优选地，所述的输出端包括输出轴及固结在输出轴上的输出齿轮。 

优选地，所述的恒定力矩电机为以直流电机实现恒转矩模式的驱 动装置。 

优选地，所述的工作台面上设有伺服电机支座，所述的伺服电机设于伺服电机支座上，所述的伺服电机还包括伺服电机联轴器。 

优选地，所述的工作台面上设有恒定力矩电机支座，所述的恒定力矩电机设于恒定力矩电机支座上，所述的恒定力矩电机还包括恒定力矩电机联轴器。 

优选地，当要求更高精度时，可以在确定工位后在转盘上增加定位检测装置，通过人工校正检测棒的精度，可以将定位精度控制在±0.01mm(普通光电传感器所能达到的精度，与转盘直径无关)，且用此种方法控制的精度可以不受齿轮磨损的影响，用此种办法所增加的材料成本仅需约100元人民币，但对装配钳工有较高的技术要求，所述的工位转盘上设有至少二个工位。 

优选地，所述的减速箱本体包括减速箱座、设于减速箱座上的减速箱体、滚动轴承及轴承盖。 

本实用新型的有益效果在于： 

1.本实用新型结构简单、工位数量的设定不因现有凸轮分割器结构的限制而无法调整；且工位变换的速度及起停周期可根据需要设定，更方便实现自动化设备的智能控制。 

2.本实用新型制造成本较市场现有的工位转换设备较低。 

3.本实用新型较现有的工位转换设备精准。 

4.本实用新型制造的工位转盘可以通过软件设定工位数，以直径400mm的工位转盘为例，定位精度可以达到±0.02mm，在齿轮磨损后，可以通过软件进行补偿，而不会降低使用精度。其总制造成本仅为达到同样精度要求的凸轮分割器的2/3。 

5.当要求更高精度时，本实用新型可以在确定工位后在转盘上增加定位检测装置，通过人工校正检测棒的精度，可以将定位精度控制在±0.01mm(普通光电传感器所能达到的精度，与转盘直径无关)，且用此种方法控制的精度可以不受齿轮磨损的影响。用此种办法所增加的材料成本仅需约100元人民币，但对装配钳工有较高的技术要求。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。 

图2是本实用新型的减速箱的内部结构图。 

标注说明： 

1.工位转盘上工装定位处；2.工位转盘；3.螺钉；4.减速箱；5.伺服电机联轴器；6.工作台面；7.伺服电机；8.伺服电机支座；9.减速箱本体；10.恒定力矩电机支座；11.恒定力矩电机；12.恒定力矩电机联轴器；13.减速箱盖；14.轴承盖；15.滚动轴承；16.第二过渡齿轮；17.第二过渡齿轮轴；19.输出轴；20.输出齿轮；22.过渡齿轮轴；23.过渡齿轮；24.减速箱体；25.驱动齿轮；26.驱动齿轮轴；28.减速箱座；29.被动齿轮轴；30.被动齿轮；31.正向齿轮；32.反向齿轮；33.第一输入端；34.第二输入端；35.输出端。 

具体实施方式

请参阅图1-2所示，本实用新型关于一种高精度的工位转换装置，包括工作台面6，所述的工作台面6上设有减速箱4、伺服电机7及恒定力矩电机11，工作台面6上距离工作台面中心轴线一定距离平行设有伺服电机支座8及恒定力矩电机支座10，所述的伺服电机7设于伺服电机支座8上，所述的恒定力矩电机11设于恒定力矩电机支座10上；所述的减速箱4包括减速箱本体9、输出端35、第一输 入端33及第二输入端34，减速箱本体9包括减速箱座28、设于减速箱座28上的减速箱体24、滚动轴承15、轴承盖14及减速箱盖13；输出端35包括输出轴19及固结在输出轴19上的输出齿轮20，所述的工位转盘2与减速箱的输出轴19用螺钉3固定连接；所述的伺服电机7通过伺服电机联轴器5与减速箱的第一输入端33连接，所述的第一输入端33根据工位转盘的需要可为一级传动或二级传动或三级传动，当第一输入端33为一级传动时，所述的第一输入端33包括驱动齿轮轴26、固结在驱动齿轮轴26上的驱动齿轮25，当第一输入端为二级传动时，所述的第一输入端还包括与驱动齿轮相啮合的过渡齿轮23、过渡齿轮轴22及固结在过渡齿轮轴22上的正向齿轮31，所述的伺服电机7向驱动齿轮轴26提供驱动力，经过驱动齿轮25、过渡齿轮23、过渡齿轮轴22及正向齿轮31相互作用后最终向输出端提供正向力矩，当需要N级传动，则相应增加N-1个过渡轴及2(N-1)个齿轮都可最终向输出端提供正向力矩；所述的恒定力矩电机11通过恒定力矩电机联轴器12与减速箱的第二输入端34连接，所述的第二输入端34根据工位转盘的需要可为一级传动或二级传动或三级传动，当第一输入端33为一级传动时，所述的第二输入端34包括被动齿轮轴29、固结在被动齿轮轴29上的被动齿轮30，当第二输入端为二级传动时，所述的第二输入端还包括与被动齿轮30相啮合的第二过渡齿轮16、第二过渡齿轮轴17及固结在过渡齿轮轴17上的反向齿轮32，所述的恒定力矩电机11向被动齿轮轴29提供阻力力矩，经过被动齿轮30、第二过渡齿轮16、第二过渡齿轮轴17及反向齿轮32相互作用后最终向输出端提供反向力矩，当需要N级传动，则相应增加N-1个过渡轴及2(N-1)个齿轮都可最终向输出端提供反向力矩；；所述的伺服电机7输出的正向力矩为恒定力矩电机11输出的反向力矩两倍以上。输出轴19、驱动齿轮轴26、过渡齿轮轴22、第二过渡齿轮轴17及被动齿轮轴通过滚动轴承15与减速箱体24连接，在轴与滚动轴承15及减速箱体24连接处设有轴承盖14及减速箱盖13。 

优选地，所述的工位转盘上设有至少二个工位及工位转盘上工装定位处1。 

本实用新型的工作原理： 

伺服电机7固设于工作台面上的伺服电机支座8内，并连接伺服电机联轴器5，向与工位转盘连接的输出轴提供转动驱动力矩。伺服电机联轴器5连接驱动齿轮轴26一端，驱动齿轮轴26起传动作用，伺服电机7逆时针转动，驱动齿轮轴26随着伺服电机7的转动而带动固结在驱动齿轮轴26上的驱动齿轮25逆时针转动，驱动齿轮25为主动齿轮驱动过渡齿轮23顺时针转动，过渡齿轮23带动过渡齿轮轴22及固结在过渡齿轮轴22上的正向齿轮31顺时针转动，正向齿轮31驱动输出齿轮20逆时针转动，输出齿轮20由于与输出轴19固结，故输出齿轮20向输出轴19提供逆时针的驱动力矩。 

与此同时，恒定力矩电机11固设于工作台面上的恒定力矩电机支座10内，并连接恒定力矩电机联轴器12，向与工位转盘连接的输出轴提供转动阻力力矩。恒定力矩电机11连接被动齿轮轴29一端，被动齿轮轴29起传动作用(实质为阻碍输出轴转动的力)，恒定力矩电机11顺时针转动，被动齿轮轴29随着恒定力矩电机11的转动而带动固结在被动齿轮轴29上的被动齿轮30顺时针转动，被动齿轮30为主动齿轮驱动第二过渡齿轮16逆时针转动，第二过渡齿轮16带动第二过滤齿轮轴17及固结在第二过滤齿轮轴17上的反向齿轮32逆时针转动，反向齿轮32驱动输出齿轮20顺时针转动，输出齿轮20由于与输出轴固结，故输出齿轮20向输出轴19提供顺时针的阻力力矩。 

假设工位转盘需要的定位力矩为1Nm，从输出齿轮20经第二过渡齿轮16传到被动齿轮30的齿轮增速比是20，则恒定力矩电机提供给被动齿轮轴29的力矩要大于0.05Nm，调定恒定力矩电机的输出力矩为0.06Nm，则工位转盘实际的定位力矩为1.2Nm，若从驱动齿轮 25经过渡齿轮23传到输出齿轮20的齿轮减速比是30，此时伺服电机需要提供给驱动齿轮轴26的定位力矩为(1.2+1)/30Nm，通常在此情况下我们调定伺服电机的输出力矩为0.08Nm，这样工位转盘经驱动力矩与阻力力矩相抵消后的实际的定位力矩均为1.2Nm。 

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种高精度的工位转换装置，其特征在于：包括

工作台面，所述的工作台面上设有减速箱、伺服电机及恒定力矩电机，所述的减速箱包括减速箱本体、输出端、第一输入端及第二输入端；

工位转盘，所述的工位转盘与减速箱的输出端连接；

伺服电机，所述的伺服电机与减速箱的第一输入端连接，所述的伺服电机向第一输入端提供驱动力矩；

恒定力矩电机，所述的恒定力矩电机与减速箱的第二输入端连接，所述的恒定力矩电机向第二输入端提供阻力力矩；

所述的伺服电机输出的驱动力矩为恒定力矩电机输出的阻力力矩两倍以上。

2.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的第一输入端包括驱动齿轮轴、固结在驱动齿轮轴上的驱动齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的第二输入端包括被动齿轮轴、固结在被动齿轮轴上的被动齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的第一输入端还包括与驱动齿轮相啮合的过渡齿轮、过渡齿轮轴及固结在过渡齿轮轴上的正向齿轮；所述的第二输入端还包括与被动齿轮相啮合的第二过渡齿轮、第二过渡齿轮轴及固结在过渡齿轮轴上的反向齿轮。

5.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的输出端包括输出轴及固结在输出轴上的输出齿轮。

6.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的恒定力矩电机为以直流电机实现恒转矩模式的驱动装置。

7.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的工作台面上设有伺服电机支座，所述的伺服电机设于伺服电机支座上，所述的伺服电机还包括伺服电机联轴器。

8.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的工作台面上设有恒定力矩电机支座，所述的恒定力矩电机设于恒定力矩电机支座上，所述的恒定力矩电机还包括恒定力矩电机联轴器。

9.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的工位转盘还包括增加定位检测装置，所述的工位转盘上设有至少二个工位。

10.根据权利要求1所述的一种高精度的工位转换装置，其特征在于：所述的减速箱本体包括减速箱座、设于减速箱座上的减速箱体、滚动轴承及轴承盖。