CN219746403U - 圆榫节柔性加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种圆榫节柔性加工设备，涉及机械加工设备技术领域。圆榫节柔性加工设备包括基座、翻转夹具、举升翻转模组和轴孔加工模组；翻转夹具卧式布置于基座上，用于卧式装夹圆榫节；举升翻转模组用于驱动翻转夹具沿竖直方向举升并用于驱动翻转夹具绕位于第一水平方向的轴线自转；轴孔加工模组包括第一多轴驱动模块和钻孔执行模块，第一多轴驱动模块具有沿第一水平方向、第二水平方向以及竖直方向的移动自由度，钻孔执行模块设置于第一多轴驱动模块上，用以加工圆榫节中主弦杆外周面上的销轴孔。本申请提供的圆榫节柔性加工设备满足不同型号圆榫节的柔性加工，适用性更好，提高生产效率，节省制造成本。

Description

圆榫节柔性加工设备

技术领域

本申请涉及机械加工设备技术领域，具体地，涉及一种圆榫节柔性加工设备。

背景技术

塔式起重机圆榫式标准节(以下简称圆榫节)作为塔式起重机的一种塔身结构的主要组成部件，因其安装方便、结构刚性优异得到广泛使用。现有技术对于此种圆榫节所采用的加工工艺分焊前机加和焊后机加两大类。

其中，焊前机加工艺先对圆榫标准节单个下料后的型材零件进行机床加工，再对机加工后的所有零部件统一焊接，由于焊接过程中存在热变形，圆榫标准节在焊接过程中和焊接焊缝完全冷却后的尺寸有偏差，焊前机加工艺生产的圆榫标准节通常精度较差。而焊后机加工艺则先对圆榫标准节下料后的零件进行组合焊接，再进行整体机床加工，焊接精度有保障。

现有专利申请号为CN202220548831.2，申请日为2022年03月14日，提供的专利名称为一种标准节加工设备，该标准节加工设备通过夹持单元夹持标准节，而布置于夹持单元两侧的镗孔单元仅具有前后移动以靠近或远离夹持单元的自由度。然而，当圆榫节的型号改变时，圆榫节上主弦杆之间的中心距、公母榫头销轴孔的大小以及单根主弦杆上两销轴孔之间的间距可能会随之改变。由此导致现有标准节加工设备中的镗孔单元无法适用于其它型号的圆榫节中销轴孔的加工，从而无法满足不同型号圆榫节的柔性加工。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种圆榫节柔性加工设备，用以解决现有技术中存在的不足。

为达上述目的，本申请提供了一种圆榫节柔性加工设备，包括：

基座；

翻转夹具，卧式布置于所述基座上，用于卧式装夹待加工的圆榫节；

举升翻转模组，设置于所述基座内，所述举升翻转模组用于驱动所述翻转夹具沿竖直方向举升并用于驱动所述翻转夹具绕位于第一水平方向的轴线自转；和

轴孔加工模组，布置于所述翻转夹具的一侧，所述轴孔加工模组包括第一多轴驱动模块和钻孔执行模块，所述第一多轴驱动模块设置于所述基座上，所述第一多轴驱动模块具有沿所述第一水平方向、第二水平方向以及所述竖直方向的移动自由度，所述钻孔执行模块设置于所述第一多轴驱动模块上，所述钻孔执行模块用于装夹钻孔刀具，以加工所述圆榫节中主弦杆外周面上的销轴孔；

其中，所述第一水平方向、所述第二水平方向以及所述竖直方向相互垂直。

作为上述技术方案的进一步改进：

在一种可能的实施方式中，所述第一多轴驱动模块包括：

第一底座，设置于所述基座上，所述第一底座的两端沿所述第一水平方向延伸；

第一X轴驱动机构，设置于所述第一底座上；

第一立架，设置于所述第一底座上并与所述第一X轴驱动机构连接，所述第一X轴驱动机构用于驱动所述第一立架沿所述第一水平方向移动；

第一Z轴驱动机构，设置于所述第一立架；和

第一Y轴驱动机构，设置于所述第一立架并与所述第一Z轴驱动机构连接，所述第一Z轴驱动机构用于驱动所述第一Y轴驱动机构沿所述竖直方向移动；

其中，所述钻孔执行模块设置于所述第一Y轴驱动机构，所述第一Y轴驱动机构用于驱动所述钻孔执行模块沿所述第二水平方向移动。

在一种可能的实施方式中，所述第一多轴驱动模块还包括氮气平衡缸，所述氮气平衡缸设置于所述第一立架并与所述第一Y轴驱动机构连接，所述氮气平衡缸可随所述第一Y轴驱动机构沿所述竖直方向升降。

在一种可能的实施方式中，所述轴孔加工模组还包括换刀模块，所述换刀模块包括圆盘刀库和换刀机构，所述圆盘刀库设置于所述基座上并位于所述第一多轴驱动模块位于所述第一水平方向的一侧，所述圆盘刀库中可存放多个钻孔用所述钻孔刀具，所述换刀机构设置于所述圆盘刀库上，用于在所述钻孔执行模块和所述圆盘刀库直接转移所述钻孔刀具。

在一种可能的实施方式中，所述轴孔加工模组设置有两个，两个所述轴孔加工模组沿所述第一水平方向相互背对布置，并且两个所述轴孔加工模组的所述钻孔执行模块分别对应所述翻转夹具沿所述第一水平方向的两端。

在一种可能的实施方式中，所述圆榫节柔性加工设备还包括端面铣削模组，所述翻转夹具沿第一水平方向的至少一端布置有所述端面铣削模组，所述端面铣削模组设置于所述基座，所述端面铣削模组用于加工所述圆榫节的主弦杆端部的端面。

在一种可能的实施方式中，所述端面铣削模组包括：

第二多轴驱动模块，设置于所述基座上，所述第二多轴驱动模块具有沿所述第一水平方向、第二水平方向以及所述竖直方向的移动自由度；和

铣削执行模块，设置于所述第二多轴驱动模块上，所述铣削执行模块用于装夹铣削刀具，以加工所述主弦杆的端面。

在一种可能的实施方式中，所述第二多轴驱动模块包括：

第二底座，设置于所述基座上，所述第二底座的两端沿所述第二水平方向延伸；

第二Y轴驱动机构，设置于所述第二底座上；

第二立架，设置于所述第二底座上并与所述第二Y轴驱动机构连接，所述第二Y轴驱动机构用于驱动所述第二立架沿所述第二水平方向移动；

第二Z轴驱动机构，设置于所述第二立架；和

第二X轴驱动机构，设置于所述第二立架并与所述第二Z轴驱动机构连接，所述第二Z轴驱动机构用于驱动所述第二X轴驱动机构沿所述竖直方向移动；

其中，所述铣削执行模块设置于所述第二X轴驱动机构，所述第二X轴驱动机构用于驱动所述铣削执行模块沿所述第一水平方向移动。

在一种可能的实施方式中，所述翻转夹具包括：

夹具本体，沿第一水平方向设有第一定位端面和第二定位端面，所述夹具本体还设有贯穿所述第一定位端面和所述第二定位端面的装夹腔，所述装夹腔用于收容所述圆榫节，其中，所述第一定位端面至所述第二定位端面之间的距离小于等于所述主弦杆的杆体的长度；

多个公头夹持模块，设置于所述第一定位端面并沿所述装夹腔的四周分布，用于共同抵持显露于所述第一定位端面外的所述圆榫节的外周面；和

多个母头夹持模块，设置于所述第二定位端面并沿所述装夹腔的四周分布，用于共同抵持显露于所述第二定位端面外的所述圆榫节的外周面。

在一种可能的实施方式中，所述举升翻转模组包括：

举升驱动模块，设置于所述基座上；

托盘模块，设置于所述举升驱动模块上，所述举升驱动模块用于驱动所述托盘模块沿所述竖直方向升降，所述翻转夹具设置于所述托盘模块上；和

翻转驱动模块，设置于所述托盘模块中，用于驱动被举升预设高度的所述翻转夹具自转。

相比于现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的圆榫节柔性加工设备，通过翻转夹具卧式装夹待加工的圆榫节，并通过举升翻转模组驱动翻转夹具沿竖直方向举升，然后驱动翻转夹具绕位于第一水平方向的轴线自转，从而实现圆榫节翻转变位，以使圆榫节上的四根主弦杆依次经过轴孔加工模组进行加工。由于轴孔加工模组中的第一多轴驱动模块具有沿第一水平方向、第二水平方向以及竖直方向的移动自由度，所以钻孔执行模块同样具有第一水平方向、第二水平方向以及竖直方向的移动自由度，所以当翻转夹具装夹不同型号的圆榫节(主弦杆的长度不同或相邻两个主弦杆之间的轴距不同)时，在第一多轴驱动模块的驱动下钻孔执行模块能够装夹钻孔刀具对主弦杆外周面上的销轴孔。由此，本申请提供的圆榫节柔性加工设备在第一多轴驱动模块的驱动下钻孔执行模块可实现不同型号的圆榫节的主弦杆外周面上的销轴孔的加工，从而满足了对不同型号圆榫节的柔性加工，适用性更好，无需再根据不同型号的圆榫节更换整个轴孔加工模组，提高生产效率，节省制造成本。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种圆榫节竖立状态的立体结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种圆榫节柔性加工设备的立体结构示意图；

图3示出了图2中A处的局部放大示意图；

图4示出了本申请实施例提供的圆榫节柔性加工设备中一种轴孔加工模组的第一多轴驱动模块和钻孔执行模块装配状态示意图；

图5示出了图2中B处的局部放大示意图；

图6示出了本申请实施例提供的圆榫节柔性加工设备中一种翻转夹具的立体结构示意图；

图7示出了本申请实施例提供的圆榫节柔性加工设备中安装有举升驱动模块的基座的分解示意图；

图8示出了本申请实施例提供的圆榫节柔性加工设备中一种举升翻转模组的托盘模块与翻转驱动模块的装配示意图。

附图标记说明：

1、圆榫节；10、主弦杆；11、杆体；12、公榫头；13、母榫头；

100、基座；101、容置空间；110、座体；120、工作台；130、定位销模块；140、弹性缓冲模块；150、气动夹持模块；

200、翻转夹具；210、夹具本体；211、第一定位端面；212、第二定位端面；213、装夹腔；214、翻转板；215、外齿圈；216、定位平面；217、定位孔；218、夹持腔；220、公头夹持模块；230、母头夹持模块；

300、轴孔加工模组；310、第一多轴驱动模块；311、第一底座；312、第一X轴驱动机构；313、第一立架；314、第一Z轴驱动机构；315、第一Y轴驱动机构；316、第一滑轨滑块组件；317、第二滑轨滑块组件；318、第一氮气平衡缸；320、钻孔执行模块；321、第一主轴座；322、第一主轴电机；323、第一旋转主轴；324、钻孔刀具；330、换刀模块；331、圆盘刀库；332、换刀机构；

400、端面铣削模组；410、第二多轴驱动模块；411、第二底座；412、第二Y轴驱动机构；413、第二立架；414、第二Z轴驱动机构；415、第二X轴驱动机构；416、第三滑轨滑块组件；417、第四滑轨滑块组件；418、第二氮气平衡缸；420、铣削执行模块；421、第二主轴座；422、第二主轴电机；423、第二旋转主轴；424、铣削刀具；

500、举升翻转模组；510、举升驱动模块；511、举升电机；512、齿轮箱；513、升降机；520、托盘模块；521、托盘架；5210、轮槽；522、托轮；530、翻转驱动模块；540、齿轮组件；550、摇臂；

X、第一水平方向；Y、第二水平方向；Z、竖直方向。

具体实施方式

以下结合附图对本申请实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请实施例中，需要理解的，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本申请。

实施例

请参阅图1及图2，本实施例提供了一种圆榫节柔性加工设备，可实现对不同型号的圆榫节1进行销轴孔的加工。

圆榫节1是塔式起重机标准节中的一种，圆榫节1具有四根主弦杆10，主弦杆10包括杆体11、公榫头12和母榫头13，公榫头12和母榫头13分别设置于杆体11的两端，其中，杆体11为中空的圆管。

在本实施例中，圆榫节柔性加工设备包括基座100、翻转夹具200、举升翻转模组500和轴孔加工模组300。基座100设置于地基上，基座100上设有容置空间101，容置空间101的开口朝上。

举升翻转模组500设置于基座100的容置空间101内。翻转夹具200卧式布置于基座100上并位于举升翻转模组500的上方，翻转夹具200用于卧式装夹待加工的圆榫节1，并使圆榫节1的长度方向与第一水平方向X一致。举升翻转模组500用于驱动翻转夹具200沿竖直方向Z举升并用于驱动翻转夹具200绕位于第一水平方向X的轴线自转，也即是说，翻转夹具200自转形成的轴线与第一水平方向X平行。

在本实施例中，轴孔加工模组300设置有两个，两个轴孔加工模组300可布置于翻转夹具200的同一侧。两个轴孔加工模组300沿第一水平方向X相互背对布置，并且两个轴孔加工模组300的钻孔执行模块320分别对应翻转夹具200沿第一水平方向X的两端。

在一些实施例中，翻转夹具200的两侧也可分别布置一个轴孔加工模组300，并且该两个轴孔加工模组300的钻孔执行模块320分别对应翻转夹具200沿第一水平方向X的两端，由此，两个轴孔加工模组300位于翻转夹具200的对角线上。

为了更清楚地描述本实施例的技术方案，下文对两个轴孔加工模组300择一进行描述，具体的：

请一并参阅图3及图4，轴孔加工模组300包括第一多轴驱动模块310和钻孔执行模块320，第一多轴驱动模块310设置于基座100上，第一多轴驱动模块310具有沿第一水平方向X、第二水平方向Y以及竖直方向Z的移动自由度。钻孔执行模块320设置于第一多轴驱动模块310上，由此，在第一多轴驱动模块310的驱动下钻孔执行模块320同样具有了沿第一水平方向X、第二水平方向Y以及竖直方向Z的移动自由度。钻孔执行模块320用于装夹钻孔刀具324，用以加工圆榫节1中主弦杆10外周面上的销轴孔。其中，第一水平方向X、第二水平方向Y以及竖直方向Z相互垂直。

上述第一多轴驱动模块310包括第一底座311、第一X轴驱动机构312、第一立架313、第一Z轴驱动机构314和第一Y轴驱动机构315。第一底座311设置于基座100上，第一底座311的两端沿第一水平方向X延伸。第一X轴驱动机构312设置于第一底座311上。第一立架313通过第一滑轨滑块组件316设置于第一底座311上并与第一X轴驱动机构312连接，一X轴驱动机构用于驱动第一立架313沿第一水平方向X移动。第一Z轴驱动机构314设置于第一立架313。第一Y轴驱动机构315通过第二滑轨滑块组件317设置于第一立架313并与第一Z轴驱动机构314连接，第一Z轴驱动机构314用于驱动第一Y轴驱动机构315沿竖直方向Z移动。其中，钻孔执行模块320设置于第一Y轴驱动机构315，第一Y轴驱动机构315用于驱动钻孔执行模块320沿第二水平方向Y移动，用以实现钻孔执行模块320加工销轴孔时的进给量的控制，同时可实现翻转夹具200中圆榫节1上下料的避让。可以理解的，通过第一X轴驱动机构312、第一Z轴驱动机构314和第一Y轴驱动机构315的配合实现了钻孔执行模块320在第一水平方向X、第二水平方向Y以及竖直方向Z移动的自由度。

由此，本实施例提供的圆榫节柔性加工设备在第一多轴驱动模块310的驱动下钻孔执行模块320可实现不同型号的圆榫节1的主弦杆10外周面上的销轴孔的加工，从而满足了对不同型号圆榫节1的柔性加工，适用性更好，无需再根据不同型号的圆榫节1更换整个轴孔加工模组300，进而提高生产效率，节省制造成本。

进一步的，如图4所示，钻孔执行模块320包括第一主轴座321、第一主轴电机322和第一旋转主轴323，第一主轴座321设置于第一Y轴驱动机构315，第一旋转主轴323可转动地设置于第一主轴座321上，第一主轴电机322用于装夹钻孔刀具324。第一主轴电机322设置于第一主轴座321上并与第一旋转主轴323传动连接。由此通过第一主轴电机322驱动第一旋转主轴323带动钻孔刀具324旋转，从而进行钻孔或镗孔作业。

可选地，第一X轴驱动机构312、第一Z轴驱动机构314和第一Y轴驱动机构315均可选用电机和丝杠进行驱动，当然也可以选用气缸、油缸、直线电机、电动缸等作为动力驱动。应当理解的，上述仅是举例说明，不作为本申请保护范围的限制。

进一步的，第一多轴驱动模块310还包括第一氮气平衡缸318，第一氮气平衡缸318设置于第一立架313并与第一Y轴驱动机构315连接，第一氮气平衡缸318可随第一Y轴驱动机构315沿竖直方向Z升降。可以理解的，第一氮气平衡缸318可用于平衡第一Y轴驱动机构315因自身重量及钻孔执行模块320的重量产生的倾覆力矩。

请参阅图2及图3，在本实例中，轴孔加工模组300还包括换刀模块330，换刀模块330包括圆盘刀库331和换刀机构332，圆盘刀库331设置于基座100上并位于第一多轴驱动模块310位于第一水平方向X的一侧，圆盘刀库331中可存放多个钻孔用钻孔刀具324，换刀机构332设置于圆盘刀库331上，用于在钻孔执行模块320和圆盘刀库331直接转移钻孔刀具324。

请参阅图2，进一步的，圆榫节柔性加工设备还包括端面铣削模组400，翻转夹具200沿第一水平方向X的至少一端布置有端面铣削模组400，端面铣削模组400设置于基座100，端面铣削模组400用于加工圆榫节1的主弦杆10端部的端面。在本实施例中，翻转夹具200沿第一水平方向X的两端均布置有端面铣削模组400，两个端面铣削模组400对称设置并且均位于第一方向上。

为了更清楚地描述本实施例的技术方案，下文对两个端面铣削模组400择一进行描述，具体的：

请一并参阅图5，上述端面铣削模组400包括第二多轴驱动模块410和铣削执行模块420。第二多轴驱动模块410设置于基座100上，第二多轴驱动模块410具有沿第一水平方向X、第二水平方向Y以及竖直方向Z的移动自由度。铣削执行模块420设置于第二多轴驱动模块410上，铣削执行模块420用于装夹铣削刀具424，以加工主弦杆10的端面。

第二多轴驱动模块410包括第二底座411、第二Y轴驱动机构412、第二立架413、第二Z轴驱动机构414和第二X轴驱动机构415。第二底座411设置于基座100上，第二底座411的两端沿第二水平方向Y延伸。第二Y轴驱动机构412设置于第二底座411上。第二立架413通过第三滑轨滑块组件416设置于第二底座411上并与第二Y轴驱动机构412连接，第二Y轴驱动机构412用于驱动第二立架413沿第二水平方向Y移动。第二Z轴驱动机构414设置于第二立架413。第二X轴驱动机构415通过第四滑轨滑块组件417设置于第二立架413并与第二Z轴驱动机构414连接，第二Z轴驱动机构414用于驱动第二X轴驱动机构415沿竖直方向Z移动。铣削执行模块420设置于第二X轴驱动机构415，第二X轴驱动机构415用于驱动铣削执行模块420沿第一水平方向X移动，用以实现铣削执行模块420加工端面时的进给，同时可实现翻转夹具200中圆榫节1上下料的避让。可以理解的，通过第二Y轴驱动机构412、第二Z轴驱动机构414和第二X轴驱动机构415的配合实现了铣削执行模块420在第一水平方向X、第二水平方向Y以及竖直方向Z移动的自由度。

铣削执行模块420包括第二主轴座421、第二主轴电机422和第二旋转主轴423，第二主轴座421设置于第二X轴驱动机构415，第二旋转主轴423可转动地设置于第二主轴座421上，第二主轴电机422用于装夹铣削刀具424。第二主轴电机422设置于第二主轴座421上并与第二旋转主轴423传动连接。由此通过第二主轴电机422驱动第二旋转主轴423带动铣削刀具424旋转，从而进行铣削作业。

可选地，第二X轴驱动机构415、第二Z轴驱动机构414和第二Y轴驱动机构412均可选用电机和丝杠进行驱动，当然也可以选用气缸、油缸、直线电机、电动缸等作为动力驱动。应当理解的，上述仅是举例说明，不作为本申请保护范围的限制。

进一步的，第二多轴驱动模块410还包括第二氮气平衡缸418，第二氮气平衡缸418设置于第二立架413并与第二X轴驱动机构415连接，第二氮气平衡缸418可随第二X轴驱动机构415沿竖直方向Z升降。可以理解的，第二氮气平衡缸418可用于平衡第二X轴驱动机构415因自身重量及铣削执行模块420的重量产生的倾覆力矩。

请参阅图2及图6，上述翻转夹具200包括夹具本体210、多个公头夹持模块220和多个母头夹持模块230。夹具本体210沿第一水平方向X设有第一定位端面211和第二定位端面212，夹具本体210还设有沿第一水平方向X贯穿第一定位端面211和第二定位端面212的装夹腔213，装夹腔213用于收容圆榫节1。其中，第一定位端面211至第二定位端面212之间的距离小于等于主弦杆10的杆体11的长度，用以确保圆榫节1装夹后主弦杆10两端的公榫头12和母榫头13能够显露于对应的第一定位端面211和第二定位端面212外，以便于进行端面的铣削以及外周面的销轴孔加工。

多个公头夹持模块220设置于第一定位端面211并沿装夹腔213的四周分布，用于共同抵持显露于第一定位端面211外的圆榫节1的外周面，具体的，在本实施例中，多个公头夹持模块220抵持的是公榫头12的外圆周面，从而可有效缩短公榫头12的夹持位处销轴孔加工处以及待加工端面的悬臂段长度，减少加工过程中的振动，提高加工精度。

多个母头夹持模块230设置于第二定位端面212并沿装夹腔213的四周分布，用于共同抵持显露于第二定位端面212外的圆榫节1的外周面。具体的，在本实施例中，多个母头夹持模块230抵持的是母榫头13的外圆周面，从而可有效缩短母榫头13的夹持处至销轴孔加工处以及待加工端面的悬臂段长度，减少加工过程中的振动，提高加工精度。

在一些实施例中，公头夹持模块220和母头夹持模块230的夹执行夹持动作的工作原理可以是：通过油缸伸缩驱动夹持块向装夹腔213移动，以使夹持块与圆榫节1的外周面抵持。

在另一些实施例中，公头夹持模块220和母头夹持模块230执行夹持动作的工作原理可以是：通过收容拧动丝杆螺母结构中的丝杆推动夹持块向装夹腔213移动，以使夹持块与圆榫节1的外周面抵持。

在一些实施中，可在其中一个母头夹持模块230和一个公头夹持模块220上分别设置可拆卸的定位板(图未示)。其中，设置于母头夹持模块230上的定位板(图未示)可与母榫头13的端面相抵接，设置于公头夹持模块220上的定位板(图未示)可与公榫头12的端面或轴肩面相抵接，从而实现圆榫节1在翻转夹具200中沿第一水平方向X的轴线定位。

进一步的，由于定位板(图未示)为可拆卸设置，所以在进行圆榫节1的上下料时，先使得公头夹持模块220和母头夹持模块230处于非夹持状态，然后拆卸掉公头夹持模块220或母头夹持模块230中的定位板(图未示)，将圆榫节1从翻转夹具200位定位板(图未示)的第一定位端面211或第二定位端面212进行上下料。

请一并参阅图7，上述基座100包括座体110和工作台120，工作台120设置于座体110并位于座体110上的上方，工作台120的中部镂空，座体110对应镂空区设置向下凹陷的凹槽。工作台120和座体110组装后在中部形成了所述容置空间101。

夹具本体210沿第一水平方向X的两端的外周面均设有四个定位平面216，其中，位于同一端的两个相邻的定位平面216之间的夹角为90°，并且每个定位平面216对应圆榫节1的一个侧面。其中，当夹具本体210下落至工作台120上时，夹具本体210中朝向工作台120的定位平面216与工作台120的上表面形成面配合，以实现夹具本体210的在竖直方向Z上的定位以及限制夹具本体210旋转。

进一步的，在一些实施例中，工作台120位在第一水平方向X的两侧均还有定位销模块130，弹性缓冲模块140以及气动夹持模块150。其中，定位销模块130由气缸驱动定位销轴伸入定位平面216上设置的定位孔217中，以实现夹具本体210的定位，限制夹具本体210在水平面的移动以及自转。弹性缓冲模块140由气缸驱动弹性座举升托住夹具本体210一并下降，减少夹具本体210下降时对于工作台120造成的冲击。气动夹持模块150在夹具本体210下降至工作台120并完成定位后，气动夹持模块150通过气缸驱动夹持臂伸入夹具本体210的夹持腔218内进行夹持，使得夹具本体210的定位平面216与工作台120的上表面保持紧密间接，防止加工过程中夹具本体210出现偏移，提高加工精度。

请参阅图7及图8，上述举升翻转模组500包括举升驱动模块510、托盘模块520和翻转驱动模块530，举升驱动模块510设置于基座100上。托盘模块520设置于举升驱动模块510上，举升驱动模块510用于驱动托盘模块520沿竖直方向Z升降，翻转夹具200设置于托盘模块520上。翻转驱动模块530设置于托盘模块520中，用于驱动被举升预设高度的翻转夹具200自转。

由此，当需要驱动加工的圆榫节1翻转变位时，先通过举升驱动模块510托举托盘模块520以及托盘模块520上的翻转驱动模块530和翻转夹具200一并沿竖直方向Z上升预设距离，使得翻转夹具200沿竖直方向Z远离基座100，然后通过翻转驱动模块530驱动翻转夹具200自转预设角度。

可以理解的，由于圆榫节1为四棱柱的桁架结构，所以每次翻转夹具200的自转角度是90°，为了依次完成对四根主弦杆10的加工，翻转夹具200至少要翻转3次，而在本实施例中，设定翻转夹具200翻转4次，确保翻转夹具200中的圆榫节1最后通过翻转回到上料时的状态。还需要说明的，通过举升驱动模块510举升翻转夹具200上升的预设距离要大于翻转夹具200装夹圆榫节1翻转(自转)时的最大半径，从而防止翻转夹具200翻转时被干涉，保证设备安全。

上述举升驱动模块510包括设置于基座100上的举升电机511、多个齿轮箱512和多个升降机513，多个齿轮箱512沿第二水平方向Y依次分布。两相邻的齿轮箱512之间通过联轴器连接，多个升降机513均匀分布于齿轮箱512的两侧，其中每个齿轮箱512与两侧对应的升降机513传动连接，每个升降机513均与托盘模块520的底部连接。举升电机511的电机轴与位于首位的齿轮箱512传动连接。由此，通过举升电机511输出动力驱动所有升降机513同步升降，从而驱动整个翻转变位夹具沿竖直方向Z升降。

在一些实施例中，举升驱动模块510还可选择为油缸、气缸、电动缸、电动推杆、直线电机或丝杆电机等。应当理解的，上述仅是举例说明，不作为本申请保护范围的限制。

托盘模块520包括托盘架521和托轮522，托盘架521为上端敞口的框体结构，托盘架521的底部与升降机513连接，托盘架521上设有两个轮槽5210，两个轮槽5210沿第一水平方向X分布，并且每个轮槽5210的两端沿第二水平方向Y延伸。轮槽5210中设有沿第二水平方向Y分布的多个可转动的所述托轮522。夹具本体210的外周面对应每个轮槽5210设有环形的翻转板214，翻转板214的外圆面与相应的轮槽5210中的所有托轮522滚动接触。

翻转驱动模块530设置于托盘架521中，翻转驱动模块530通过齿轮组件540或摩擦轮与翻转夹具200传动配合。进一步的，夹具本体210的外周面设置有与齿轮组件540啮合的外齿圈215，或者翻转夹具200的外周面设置有与摩擦轮摩擦配合的摩擦环。可选地，翻转驱动模块530可选择为电机作为动力源。

在本实施例中，翻转驱动模块530通过齿轮组件540与翻转夹具200的上的外齿圈215啮合传动，从而驱动翻转夹具200自转。其中，托盘架521上对应设置有可沿竖直方向Z摆动的摇臂550，摇臂550和托盘架521之间还设有复位件(图未示)，复位件用于驱动摇臂550向靠近外齿圈215的方向摆动。齿轮组件540设置于摇臂550上，由此通过摇臂550和复位件的配合可吸收托盘模块520升降过程中齿轮组件540与外齿圈215接触时冲击力，同时可保证齿轮组件540与外齿圈215在传动时始终保持啮合，提高传动的可靠性。可选地，复位件为扭簧或气弹簧。

以上结合附图详细描述了本申请实施例的可选实施方式，但是，本申请实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请实施例的技术构思范围内，可以对本申请实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请实施例的思想，其同样应当视为本申请实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种圆榫节柔性加工设备，其特征在于，包括：

基座(100)；

翻转夹具(200)，卧式布置于所述基座(100)上，用于卧式装夹待加工的圆榫节(1)；

举升翻转模组(500)，设置于所述基座(100)内，所述举升翻转模组(500)用于驱动所述翻转夹具(200)沿竖直方向(Z)举升并用于驱动所述翻转夹具(200)绕位于第一水平方向(X)的轴线自转；和

轴孔加工模组(300)，布置于所述翻转夹具(200)的一侧，所述轴孔加工模组(300)包括第一多轴驱动模块(310)和钻孔执行模块(320)，所述第一多轴驱动模块(310)设置于所述基座(100)上，所述第一多轴驱动模块(310)具有沿所述第一水平方向(X)、第二水平方向(Y)以及所述竖直方向(Z)的移动自由度，所述钻孔执行模块(320)设置于所述第一多轴驱动模块(310)上，所述钻孔执行模块(320)用于装夹钻孔刀具(324)，以加工所述圆榫节(1)中主弦杆(10)外周面上的销轴孔；

其中，所述第一水平方向(X)、所述第二水平方向(Y)以及所述竖直方向(Z)相互垂直。

2.根据权利要求1所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述第一多轴驱动模块(310)包括：

第一底座(311)，设置于所述基座(100)上，所述第一底座(311)的两端沿所述第一水平方向(X)延伸；

第一X轴驱动机构(312)，设置于所述第一底座(311)上；

第一立架(313)，设置于所述第一底座(311)上并与所述第一X轴驱动机构(312)连接，所述第一X轴驱动机构(312)用于驱动所述第一立架(313)沿所述第一水平方向(X)移动；

第一Z轴驱动机构(314)，设置于所述第一立架(313)；和

第一Y轴驱动机构(315)，设置于所述第一立架(313)并与所述第一Z轴驱动机构(314)连接，所述第一Z轴驱动机构(314)用于驱动所述第一Y轴驱动机构(315)沿所述竖直方向(Z)移动；

其中，所述钻孔执行模块(320)设置于所述第一Y轴驱动机构(315)，所述第一Y轴驱动机构(315)用于驱动所述钻孔执行模块(320)沿所述第二水平方向(Y)移动。

3.根据权利要求2所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述第一多轴驱动模块(310)还包括氮气平衡缸，所述氮气平衡缸设置于所述第一立架(313)并与所述第一Y轴驱动机构(315)连接，所述氮气平衡缸可随所述第一Y轴驱动机构(315)沿所述竖直方向(Z)升降。

4.根据权利要求1所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述轴孔加工模组(300)还包括换刀模块(330)，所述换刀模块(330)包括圆盘刀库(331)和换刀机构(332)，所述圆盘刀库(331)设置于所述基座(100)上并位于所述第一多轴驱动模块(310)位于所述第一水平方向(X)的一侧，所述圆盘刀库(331)中可存放多个钻孔用所述钻孔刀具(324)，所述换刀机构(332)设置于所述圆盘刀库(331)上，用于在所述钻孔执行模块(320)和所述圆盘刀库(331)直接转移所述钻孔刀具(324)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述轴孔加工模组(300)设置有两个，两个所述轴孔加工模组(300)沿所述第一水平方向(X)相互背对布置，并且两个所述轴孔加工模组(300)的所述钻孔执行模块(320)分别对应所述翻转夹具(200)沿所述第一水平方向(X)的两端。

6.根据权利要求1所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述圆榫节柔性加工设备还包括端面铣削模组(400)，所述翻转夹具(200)沿第一水平方向(X)的至少一端布置有所述端面铣削模组(400)，所述端面铣削模组(400)设置于所述基座(100)，所述端面铣削模组(400)用于加工所述圆榫节(1)的主弦杆(10)端部的端面。

7.根据权利要求6所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述端面铣削模组(400)包括：

第二多轴驱动模块(410)，设置于所述基座(100)上，所述第二多轴驱动模块(410)具有沿所述第一水平方向(X)、第二水平方向(Y)以及所述竖直方向(Z)的移动自由度；和

铣削执行模块(420)，设置于所述第二多轴驱动模块(410)上，所述铣削执行模块(420)用于装夹铣削刀具(424)，以加工所述主弦杆(10)的端面。

8.根据权利要求7所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述第二多轴驱动模块(410)包括：

第二底座(411)，设置于所述基座(100)上，所述第二底座(411)的两端沿所述第二水平方向(Y)延伸；

第二Y轴驱动机构(412)，设置于所述第二底座(411)上；

第二立架(413)，设置于所述第二底座(411)上并与所述第二Y轴驱动机构(412)连接，所述第二Y轴驱动机构(412)用于驱动所述第二立架(413)沿所述第二水平方向(Y)移动；

第二Z轴驱动机构(414)，设置于所述第二立架(413)；和

第二X轴驱动机构(415)，设置于所述第二立架(413)并与所述第二Z轴驱动机构(414)连接，所述第二Z轴驱动机构(414)用于驱动所述第二X轴驱动机构(415)沿所述竖直方向(Z)移动；

其中，所述铣削执行模块(420)设置于所述第二X轴驱动机构(415)，所述第二X轴驱动机构(415)用于驱动所述铣削执行模块(420)沿所述第一水平方向(X)移动。

9.根据权利要求1所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述翻转夹具(200)包括：

夹具本体(210)，沿第一水平方向(X)设有第一定位端面(211)和第二定位端面(212)，所述夹具本体(210)还设有贯穿所述第一定位端面(211)和所述第二定位端面(212)的装夹腔(213)，所述装夹腔(213)用于收容所述圆榫节(1)，其中，所述第一定位端面(211)至所述第二定位端面(212)之间的距离小于等于所述主弦杆(10)的杆体(11)的长度；

多个公头夹持模块(220)，设置于所述第一定位端面(211)并沿所述装夹腔(213)的四周分布，用于共同抵持显露于所述第一定位端面(211)外的所述圆榫节(1)的外周面；和

多个母头夹持模块(230)，设置于所述第二定位端面(212)并沿所述装夹腔(213)的四周分布，用于共同抵持显露于所述第二定位端面(212)外的所述圆榫节(1)的外周面。

10.根据权利要求1所述的圆榫节柔性加工设备，其特征在于，所述举升翻转模组(500)包括：

举升驱动模块(510)，设置于所述基座(100)上；

托盘模块(520)，设置于所述举升驱动模块(510)上，所述举升驱动模块(510)用于驱动所述托盘模块(520)沿所述竖直方向(Z)升降，所述翻转夹具(200)设置于所述托盘模块(520)上；和

翻转驱动模块(530)，设置于所述托盘模块(520)中，用于驱动被举升预设高度的所述翻转夹具(200)自转。