CN204700668U - 一种自动分度治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动分度治具，其包括：旋转本体，用于固定工件，并带动工件旋转；旋转尾座，与旋转本体的旋转中心同轴，用于夹紧工件并使工件的轴线与旋转中心的轴线平行；控制装置，与旋转本体电性连接，用于设定旋转角度，并控制旋转本体进行旋转，以及采集旋转本体的旋转角度信号并进行反馈。本实用新型的技术方案中，旋转本体上固定的工件可根据设定好的角度进行自动旋转，从而减少了加工及检测时工件的定位及装夹次数，节省了多次定位及装夹工件的时间，提升了工件的加工及检测时的效率。

Description

一种自动分度治具

技术领域

本实用新型涉及加工检测领域，尤其是涉及一种自动分度治具。

背景技术

加工、检测领域中对产品的角度进行辅助控制一般有两种类型，一种是分度盘，一种是CNC(computer numerical control)数控机床的第四轴。

分度盘是将产品固定在分度盘卡盘之上，并使其旋转、分度和定位的机床附件。但分度盘具有以下不足：一、需手动旋转操作；二、涡轮蜗杆结构导致旋转精度不高；三、产品固定时影响到产品一定角度上的加工、检测。

CNC数控机床的第四轴是数控机床的旋转部件，使用时将产品固定在四轴卡盘之上，通过数控系统控制四轴旋转。但CNC数控机床的第四轴具有以下不足：一、成本高；二、四轴卡盘上使用到的气管会随第四轴的旋转而缠绕；三、产品固定时影响到产品一定角度上的加工、检测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种自动分度治具。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自动分度治具，包括：

旋转本体，用于固定工件，并带动所述工件旋转；

旋转尾座，与所述旋转本体的旋转中心同轴，用于夹紧所述工件并使所述工件的轴线与所述旋转中心的轴线平行；

控制装置，与所述旋转本体电性连接，用于设定旋转角度，并控制所述旋转本体进行旋转，以及采集所述旋转本体的旋转角度信号并进行反馈。

本实用新型的自动分度治具中，还包括用于安装所述旋转尾座的导向尺，所述导向尺位于所述旋转本体和所述旋转尾座的同一侧，且所述旋转尾座沿所述导向尺的长度方向反复调整位置直至夹紧所述工件。

本实用新型的自动分度治具中，所述旋转本体包括驱动装置、第一安装座和气动装置；

所述第一安装座包括第一立板，所述第一立板上开设有第一横向通孔，所述驱动装置固定在所述第一横向通孔的一侧；

所述气动装置包括固定在所述第一横向通孔的另一侧的气动固定体，以及一端与所述驱动装置传动连接、另一端依次贯穿所述第一横向通孔及所述气动固定体的气动转轴；

所述气动转轴穿出所述气动固定体的一端还设置有第一卡盘。

本实用新型的自动分度治具中，所述旋转本体还包括精密减速机，所述精密减速机嵌设在所述第一横向通孔内，所述驱动装置的转轴穿过所述精密减速机与所述气动转轴固定连接并带动所述气动转轴旋转；所述驱动装置为伺服电机。

本实用新型的自动分度治具中，所述旋转本体还包括第一罩体，所述第一安装座还包括第一底板，所述第一立板固定在所述第一底板上，所述第一罩体罩设在所述第一立板和所述第一底板的上方，所述驱动装置位于所述第一罩体内。

本实用新型的自动分度治具中，所述旋转尾座包括旋转轴和第二安装座；

所述第二安装座包括第二立板，所述第二立板上开设有第二横向通孔，所述旋转轴通过轴承转动安装在所述第二横向通孔内，所述旋转轴伸出所述第二横向通孔并朝向所述旋转本体的一端还设置有第二卡盘。

本实用新型的自动分度治具中，所述旋转尾座还包括转动复位机构，所述转动复位机构包括复位块和卡簧；

所述复位块相对于所述旋转轴以不能够转动的状态固定于所述旋转轴的外侧，所述旋转轴转动地贯通所述复位块；所述卡簧设置在所述复位块与所述第二横向通孔之间，所述卡簧围绕在所述旋转轴的外侧。

本实用新型的自动分度治具中，所述旋转尾座还包括第二罩体，所述第二安装座还包括第二底板，所述第二立板固定在所述第二底板上，所述第二罩体罩设在所述第二立板和所述第二底板的上方，所述转动复位机构位于所述第二罩体内。

本实用新型的自动分度治具中，所述控制装置包括用于与上位机通讯连接的控制单元，所述控制单元与所述驱动装置电性连接；所述控制单元通过所述上位机输送的数字量信号，控制所述驱动装置带动所述工件进行相应角度的旋转；

所述控制装置还包括与所述控制单元电性连接的人机交互单元，所述人机交互单元用于设定旋转的各个角度对应的所述数字量信号。

本实用新型的自动分度治具中，所述控制装置还包括电性连接在所述上位机和所述控制单元之间的输入输出信号转换单元，以及电性连接在所述控制单元与所述驱动装置之间的放大器单元。

实施本实用新型的技术方案，至少具有以下的有益效果：该自动分度治具的控制装置与旋转本体电性连接，使得旋转本体上固定的工件可根据设定好的角度进行自动旋转，从而减少了加工及检测时工件的定位及装夹次数，节省了多次定位及装夹工件的时间，提升了工件的加工及检测时的效率。且该旋转本体还能与旋转尾座相配合，使得工件可以进行360度全角度的分度加工，并通过工件的轴线与旋转中心的轴线平行，减少了多次定位的累积误差，提高了工件加工及检测时的精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的一实施例中的自动分度治具的立体结构示意图；

图2是本实用新型的一实施例中的旋转本体的爆炸图；

图3是本实用新型的一实施例中的旋转尾座的爆炸图；

图4是本实用新型的一实施例中的控制装置的立体结构示意图；

图5是本实用新型的一实施例中的自动分度治具的控制原理框图；

其中，1、旋转本体；11、驱动装置；12、第一安装座；121、第一立板；1211、第一横向通孔；122、第二立板；13、气动装置；131、气动固定体；132、气动转轴；14、第一卡盘；15、精密减速机；16、第一罩体；2、旋转尾座；21、旋转轴；211、轴承；22、第二安装座；221、第二立板；2211、第二横向通孔；222、第二底板；23、第二卡盘；24、转动复位机构；241、复位块；242、卡簧；25、第二罩体；3、控制装置；31、控制单元；32、人机交互单元；33、输入输出信号转换单元；34、放大器单元；35、断路器；36、熔断器；37、第一控制盒；38、第二控制盒；39、配电板；30、上位机；4、导向尺。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1至图5示出了本实用新型中的一种自动分度治具，该自动分度治具可作为机械加工中常用的机床附件，用于镗床，铣床，钻床等需要多面转位加工的工件。该自动分度治具操作简单，可实现360度全角度分度加工，能满足一些特殊分度工件的加工要求。

图1是本实用新型的一实施例中的自动分度治具的立体结构示意图。图2是本实用新型的一实施例中的旋转本体的爆炸图。图3是本实用新型的一实施例中的旋转尾座的爆炸图。图4是本实用新型的一实施例中的控制装置的立体结构示意图。图5是本实用新型的一实施例中的自动分度治具的控制原理框图。

如图1所示，该自动分度治具包括旋转本体1、旋转尾座2和控制装置3，其中，旋转本体1主要作用在于固定工件并带动该工件旋转。旋转尾座2与该旋转本体1的旋转中心同轴，其主要作用在于夹紧该工件并使该工件的轴线与该旋转中心的轴线平行。控制装置3与该旋转本体1电性连接，其主要作用在于设定旋转角度，并控制该旋转本体1进行旋转，以及采集该旋转本体1的旋转角度信号并进行反馈。

进一步地，该自动分度治具还包括用于安装旋转尾座2的导向尺，该导向尺位于旋转本体1和旋转尾座2的同一侧，且旋转尾座2沿导向尺的长度方向反复调整位置直至夹紧工件。且导向尺上可设置有便于确认工件长度的刻度。针对不同类型的工件，该导向尺的形状可进行一定的变形，例如，一般的轴类工件导向尺一般呈直线型，而不排除其他类型的工件，该导向尺呈其他的线型。

综上，该自动分度治具的控制装置3与旋转本体1电性连接，使得旋转本体1上固定的工件可根据设定好的角度进行自动旋转，从而减少了加工及检测时工件的定位及装夹次数，节省了多次定位及装夹工件的时间，提升了工件的加工及检测时的效率。且该旋转本体1还能与旋转尾座2相配合，使得工件可以进行360度全角度的分度加工，并通过工件的轴线与旋转中心的轴线平行，减少了多次定位的累积误差，提高了工件加工及检测时的精度。

如图2所示，该旋转本体1包括驱动装置11、第一安装座12和气动装置13。该第一安装座12包括第一立板122121，该第一立板122121上开设有第一横向通孔1211，该驱动装置11固定在该第一横向通孔1211的一侧。该气动装置13包括固定在该第一横向通孔1211的另一侧的气动固定体131，以及一端与该驱动装置11传动连接、另一端依次贯穿该第一横向通孔1211及该气动固定体131的气动转轴132。该气动装置13的应用合理的解决了气管缠绕问题。且该气动转轴132穿出该气动固定体131的一端还设置有第一卡盘14。

进一步地，该旋转本体1还包括精密减速机15，该精密减速机15嵌设在该第一横向通孔1211内，该驱动装置11的转轴穿过该精密减速机15与该气动转轴132固定连接并带动该气动转轴132旋转。该精密减速机15是一种动力传达机构，其利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的装置。精密减速机15是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。

需要说明的是，驱动装置11的选择具有多样性，本实用新型中的驱动装置11优选的为伺服电机。

更进一步地，该旋转本体1还包括第一罩体16，该第一安装座12还包括第一底板，该第一立板122121固定在该第一底板上，该第一罩体16罩设在该第一立板122121和该第一底板的上方，该驱动装置11位于该第一罩体16内。

综上，该旋转本体1具有如下作用：一、通过第一卡盘14可固定产品；二、通过驱动装置11和气动转轴132的带动，固定在第一卡盘14上的工件可旋转角度；三、该气动装置13实现了旋转气路转换；四、旋转本体1与控制装置3相连可实现工件当前旋转位置的记忆及输出；五、旋转本体1上固定的工件的旋转精度高；六、旋转本体1用绝对值控制，基准角度精准；七、旋转本体1可根据设定的角度按要求进行全自动旋转；八、工件在旋转时线路及气管不会缠绕；九、该旋转本体1的结构减少了加工及检测时工件的定位及装夹次数，节省了多次定位及装夹的时间，提升了工件加工及检测时的效率；十、该旋转本体1的结构减少了加工及检测时工件的定位及装夹次数，减少和消除了多次定位的累积误差，提高了工件加工及检测时的精度；十一、该旋转本体1的精度高且承载力大；十二、该旋转本体1的操作简单，工作效率高且工作寿命长。

如图3所示，该旋转尾座2包括旋转轴21和第二安装座22。该第二安装座22包括第二立板221，该第二立板221上开设有第二横向通孔2211，该旋转轴21通过轴承211转动安装在该第二横向通孔2211内，该旋转轴21伸出该第二横向通孔2211并朝向该旋转本体1的一端还设置有第二卡盘23。

进一步地，该旋转尾座2还包括转动复位机构24，该转动复位机构24包括复位块241和卡簧242。该复位块241相对于该旋转轴21以不能够转动的状态固定于该旋转轴21的外侧，该旋转轴21转动地贯通该复位块241；该卡簧242设置在该复位块241与该第二横向通孔2211之间，该卡簧242围绕在该旋转轴21的外侧。该复位块241的形状呈凸轮状，其上开设有一共旋转轴21贯穿的通孔。该复位块241的主要作用在于使旋转尾座2不压紧工件时自动回到旋转原点。

进一步地，该旋转尾座2还包括第二罩体25，该第二安装座22还包括第二底板222，该第二立板221固定在该第二底板222上，该第二罩体25罩设在该第二立板221和该第二底板222的上方，该转动复位机构24位于该第二罩体25内。

该旋转尾座2先通过导向尺安装，再与上述旋转本体1配合使用可实现工件360度任何角度的分度加工，并中空解决了线路及气路缠绕的问题。

如图4所示，该控制装置3包括用于与上位机30通讯连接的控制单元31，该控制单元31与该驱动装置11电性连接；该控制单元31通过该上位机30输送的数字量信号，控制该驱动装置11带动该工件进行相应角度的旋转。且该控制装置3还包括与该控制单元31电性连接的人机交互单元32，该人机交互单元32用于设定旋转的各个角度对应的该数字量信号。

进一步地，该控制装置3还包括电性连接在该上位机30和该控制单元31之间的输入输出信号转换单元33，以及电性连接在该控制单元31与该驱动装置11之间的放大器单元34。

更进一步地，该控制装置3还包括第一控制盒37、第二控制盒38、配电板39、断路器35和熔断器36；该断路器35、熔断器36、以及上述的控制单元31、输入输出信号转换单元33、放大器单元34均固定在配电板39上，该配电板39固定在第一控制盒37中，而上述的人机交互单元32固定在第二控制盒38中，该第一控制盒37与第二控制盒38电性连接。

需要说明的是，上述上位机30指对产品进行机械加工、激光加工、检测的设备。该人机交互单元32优选的为带触摸屏的人机界面，当然，该人机交互单元32还可以采用常见的交互装置，例如，带键盘的PC或智能化手持设备等。该放大器单元34一般与驱动装置11配对设置，例如，当驱动装置11为伺服电机时，该放大器单元34优选的伺服放大器。

综上，该自动分度治具通过人机交互单元32在控制装置3内设定需要旋转的各个角度的度数对应的信号指令，控制装置3与上位机30通过线缆连接通讯并传递信号，该控制装置3接收到上位机30的信号指令后，控制驱动装置11带动工件旋转该信号指令对应的角度，旋转完成后再反馈当前工件的角度给上位机30。其中，控制装置3与上位机30之间的通讯采用数字量信号，并对在采集周期内采集到的数字量信号转换成十进制BCD码编码形式，控制1～15的角度旋转，安全可靠。

如图5所示，该自动分度治具的控制原理如下：A0为通讯标志信号，B0～E0为1～15个角度的选择信号，G0为自动分度治具旋转到位信号，通讯结束。例如：通过人机交互单元32在控制单元31内设定1#旋转角度为45度，3#旋转角度为90度，6#旋转角度为180度；上位机30要求旋转通讯开始A0＝1；假设B0＝1,C0＝0,D0＝0,E0＝0，自动分度治具就旋转到45度的位置；假设B0＝1,C0＝1,D0＝0,E0＝0，自动分度治具就旋转到90度的位置；假设B0＝0,C0＝1,D0＝1,E0＝0，自动分度治具就旋转到180度的位置；自动分度治具旋转完成后G0＝1，旋转循环结束。

最后，综上，该自动分度治具的安装步骤如下：

第一步，将旋转本体1利用千分表扫平固定在需要对工件角度进行辅助控制的设备平台上；

第二步，将工件通过定位治具固定在旋转本体1的第一卡盘14上；

第三步，使用导向尺将旋转尾座2固定在设备平台上，并与旋转本体1相配合；

第四步，将工件通过压紧治具固定在旋转尾座2的第二卡盘23上，使得工件的旋转轴21线与旋转中心的轴线平行；

第五步，将控制装置3与上位机30连接；

第六步，将控制装置3与旋转本体1连接；

第七步，使用控制装置3中的人机交互单元32设置信号参数及信号参数所对应的角度。

进一步地，该自动分度治具的运行步骤如下：

工件放入该自动分度治具的第一卡盘14和第二卡盘23之间进行定位；

该自动分度治具启动运行；

该自动分度治具发出指令压紧工件；

该自动分度治具检测压紧工件动作是否到位，若到位则进行下一步；

旋转本体1收到指令驱动工件旋转至第一个角度；

旋转本体1通过控制装置3发出第一角度旋转完成的信号给上位机30；

上位机30按照自行程序进行下一步的加工、检测；

旋转本体1收到指令驱动工件旋转至第二个角度；

旋转本体1通过控制装置3发出第二角度旋转完成的信号给上位机30；

上位按照自行程序进行反复的加工、检测，直至加工、检测完成。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改、组合和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种自动分度治具，其特征在于，包括：

旋转本体（1），用于固定工件，并带动所述工件旋转；

旋转尾座（2），与所述旋转本体（1）的旋转中心同轴，用于夹紧所述工件并使所述工件的轴线与所述旋转中心的轴线平行；

控制装置（3），与所述旋转本体（1）电性连接，用于设定旋转角度，并控制所述旋转本体（1）进行旋转，以及采集所述旋转本体（1）的旋转角度信号并进行反馈。

2.根据权利要求1所述的自动分度治具，其特征在于，还包括用于安装所述旋转尾座（2）的导向尺，所述导向尺位于所述旋转本体（1）和所述旋转尾座（2）的同一侧，且所述旋转尾座（2）沿所述导向尺的长度方向反复调整位置直至夹紧所述工件。

3.根据权利要求1至2任一项所述的自动分度治具，其特征在于，所述旋转本体（1）包括驱动装置（11）、第一安装座（12）和气动装置（13）；

所述第一安装座（12）包括第一立板（122）（121），所述第一立板（122）（121）上开设有第一横向通孔（1211），所述驱动装置（11）固定在所述第一横向通孔（1211）的一侧；

所述气动装置（13）包括固定在所述第一横向通孔（1211）的另一侧的气动固定体（131），以及一端与所述驱动装置（11）传动连接、另一端依次贯穿所述第一横向通孔（1211）及所述气动固定体（131）的气动转轴（132）；

所述气动转轴（132）穿出所述气动固定体（131）的一端还设置有第一卡盘（14）。

4.根据权利要求3所述的自动分度治具，其特征在于，所述旋转本体（1）还包括精密减速机（15），所述精密减速机（15）嵌设在所述第一横向通孔（1211）内，所述驱动装置（11）的转轴穿过所述精密减速机（15）与所述气动转轴（132）固定连接并带动所述气动转轴（132）旋转；所述驱动装置（11）为伺服电机。

5.根据权利要求4所述的自动分度治具，其特征在于，所述旋转本体（1）还包括第一罩体（16），所述第一安装座（12）还包括第一底板，所述第一立板（122）（121）固定在所述第一底板上，所述第一罩体（16）罩设在所述第一立板（122）（121）和所述第一底板的上方，所述驱动装置（11）位于所述第一罩体（16）内。

6.根据权利要求3所述的自动分度治具，其特征在于，所述旋转尾座（2）包括旋转轴（21）和第二安装座（22）；

所述第二安装座（22）包括第二立板（221），所述第二立板（221）上开设有第二横向通孔（2211），所述旋转轴（21）通过轴承（211）转动安装在所述第二横向通孔（2211）内，所述旋转轴（21）伸出所述第二横向通孔（2211）并朝向所述旋转本体（1）的一端还设置有第二卡盘（23）。

7.根据权利要求6所述的自动分度治具，其特征在于，所述旋转尾座（2）还包括转动复位机构（24），所述转动复位机构（24）包括复位块（241）和卡簧（242）；

所述复位块（241）相对于所述旋转轴（21）以不能够转动的状态固定于所述旋转轴（21）的外侧，所述旋转轴（21）转动地贯通所述复位块（241）；所述卡簧（242）设置在所述复位块（241）与所述第二横向通孔（2211）之间，所述卡簧（242）围绕在所述旋转轴（21）的外侧。

8.根据权利要求7所述的自动分度治具，其特征在于，所述旋转尾座（2）还包括第二罩体（25），所述第二安装座（22）还包括第二底板（222），所述第二立板（221）固定在所述第二底板（222）上，所述第二罩体（25）罩设在所述第二立板（221）和所述第二底板（222）的上方，所述转动复位机构（24）位于所述第二罩体（25）内。

9.根据权利要求3所述的自动分度治具，其特征在于，所述控制装置（3）包括用于与上位机（30）通讯连接的控制单元（31），所述控制单元（31）与所述驱动装置（11）电性连接； 所述控制单元（31）通过所述上位机（30）输送的数字量信号，控制所述驱动装置（11）带动所述工件进行相应角度的旋转；

所述控制装置（3）还包括与所述控制单元（31）电性连接的人机交互单元（32），所述人机交互单元（32）用于设定旋转的各个角度对应的所述数字量信号。

10.根据权利要求9所述的自动分度治具，其特征在于，所述控制装置（3）还包括电性连接在所述上位机（30）和所述控制单元（31）之间的输入输出信号转换单元（33），以及电性连接在所述控制单元（31）与所述驱动装置（11）之间的放大器单元（34）。