CN111185792A - 数控机床自动换料辅机摆动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床自动换料辅机摆动机构，包括驱动部、转臂座和转臂，转臂通过第一连接点和第二连接点与转臂座连接，第一连接点可在转臂座上沿X轴运动，第二连接点可在转臂座上沿Y轴运动，第一连接点和第二连接点可在转臂中转动，驱动部用于驱动第一连接点和/或第二连接点在转臂座上运动；第一连接点和第二连接点之间的距离不变，第一连接点沿X轴运动，第二连接点沿Y轴运动，使转臂发生转动。本发明整个结构采用油缸作为动力源，将直线运动变为转动，获得大转矩的转动，而且，通过两个点的连接，使转臂的转动更平稳。

Description

数控机床自动换料辅机摆动机构

技术领域

本发明涉及上料辅机的转动结构领域，尤其涉及一种数控机床自动换料辅机摆动机构。

背景技术

在机床加工过程中，上料辅机用于将工件从料盘中送至工件主轴，工件在料盘中为垂直摆放，工件主轴需要通过水平方向加持工件，所以，上料辅机需要在送料过程中，将工件从垂直方向转动至水平方向，这个转动，由上料辅机中的转动机构完成。由于工件重量较大，且为了满足运送要求，转臂长度较长，所以要求转动机构的转矩大，转动精度高。现有技术中，一般使用转动气缸或电动转盘作为转动结构，设置一个固定轴，并施加动力围绕固定轴转动。

但是，电动转盘和转动气缸转矩较小，为了满足转矩要求，需增大动力源功率或减轻结构重量。电动转盘由电机驱动，大功率电机体积大，成本高；转动气缸或转动油缸需要齿轮齿条配合传动，成体结构需要定制，非标产品不利于维修。如减轻转动结构重量，会使转动结构稳定性降低，在快速转动时，容易发生震动，从而影响上料精度和上料稳定性，影响主轴对工件的夹持精度。而且，气缸在驱动转盘过程中，会发生一定角度的摆动，容易对其他部件造成运动干涉，而且，机床和上料辅机，均需要预留转盘气缸的摆动空间，造成空间浪费。

发明内容

本发明提供一种数控机床自动换料辅机摆动机构，转矩大，稳定性好。

为了实现上述目的，本发明提供技术方案如下：

一种数控机床自动换料辅机摆动机构，包括驱动机构、转臂座和转臂，所述转臂通过第一连接点和第二连接点与所述转臂座连接，所述第一连接点可在所述转臂座上沿X轴运动，所述第二连接点可在所述转臂座上沿Y轴运动，所述第一连接点和第二连接点可在所述转臂中转动，所述驱动机构用于驱动所述第一连接点和/或第二连接点在所述转臂座上运动；

所述第一连接点和第二连接点之间的长度固定，所述第一连接点沿X轴运动，所述第二连接点沿Y轴运动，使所述转臂发生转动。

进一步地，所述X轴为设于所述转臂座上的导杆，所述Y轴为与所述导杆垂直的导向槽，所述第一连接点为水平移动转轴，所述第二连接点为垂直移动转轴，所述水平移动转轴安装在所述导杆上并可沿所述导杆移动，所述垂直移动转轴安装在所述导向槽内并可沿所述导向槽移动，所述水平移动转轴和垂直移动转轴均固定在所述转臂上。

进一步地，所述驱动机构为油缸，所述油缸的缸体固定在所述转臂座上，所述油缸的活塞杆的端部设有浮动接头，所述浮动接头与所述水平移动转轴连接。

进一步地，所述垂直移动转轴包括移动部和转动部，所述移动部上设有滑动块，所述导向槽内设有滑槽，所述滑动块在所述滑槽内滑动，所述转动部通过轴承与所述转臂连接，所述转动部端部设有锁紧螺母，所述转臂与所述移动部之间设有配磨垫。

进一步地，所述转臂座上设有两个限位器，两个所述限位器用于限定所述第一连接点在所述转臂座上的最大可运动距离。

进一步地，所述限位器通过顶丝安装在所述转臂座上。

进一步地，所述转臂的摆动角度

上述公式需满足条件：0°＜α＜90°，a·sinα＞b

公式中，

a为第一连接点和第二连接点之间的距离；

b为第二连接点的限制活动距离，即第二连接点于X轴的最近距离；

c为第一连接点的移动距离；

α为转臂在起始转动位置时，第一连接点和第二连接点之间的连线与X 轴之间的夹角；

β为转臂在终点转动位置时，第一连接点和第二连接点之间的连线与X 轴之间的夹角。

本发明提供一种数控机床自动换料辅机摆动机构，采用油缸作为动力源，油缸的缸体不动，活塞杆推动移动转轴实现转臂转动，将直线运动转化为旋转运动，通过调整压力或者缸径从而得到所需的大扭矩结构。本发明中有两个可移动的转轴，一个移动转轴使用滑杆滑动，另一个移动转轴使用滑槽滑动。使两移动转轴平行在同一个平面上做相互垂直的直线运动。两点固定转臂结构比一点固定转臂更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明公开的一种数控机床自动换料辅机摆动机构的结构示意图；

图2是图1中A面剖视图，图中局部放大了垂直移动转轴；

图3是图1中B面剖视图；

图4是图3中C面剖视图；

图5是本发明公开的一种数控机床自动换料辅机摆动机构转动位置示意图。

附图标号说明：

1、驱动机构；101、缸体；102、活塞杆；2、转臂座；3、转臂；4、第一连接点；401、导杆滑块；402、转动轴；5、第二连接点；501、移动部； 502、转动部；6、导杆；7、导向槽；701、滑槽；8、浮动接头；9、轴承； 10、锁紧螺母；11、配磨垫；12、限位器；13、顶丝；A位置为转臂的初始位置；B位置为转臂向上摆动45°时的位置；C位置为以一点为中心摆动的情况下，转臂转动45°时的位置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明，如图1所示，本实施例的方法可以包括：一种数控机床自动换料辅机摆动机构，包括驱动机构1、转臂座2和转臂3，转臂3通过第一连接点4和第二连接点5与转臂座2连接，第一连接点4可在转臂座2上沿X轴运动，第二连接点5可在转臂座2上沿Y轴运动，第一连接点4和第二连接点5可在转臂3中转动，驱动机构1用于驱动第一连接点4和/或第二连接点5在转臂座2上运动；

第一连接点4和第二连接点5之间的长度固定，第一连接点4沿X轴运动，第二连接点5沿Y轴运动，使转臂3发生转动。

本实施例中，X轴为设于转臂座2上的导杆6，Y轴为与导杆6垂直的导向槽7，第一连接点4为水平移动转轴，第二连接点5为垂直移动转轴，水平移动转轴安装在导杆6上并可沿导杆6滑动，垂直移动转轴安装在导向槽 7内并可沿导向槽7滑动，水平移动转轴和垂直移动转轴均可转动的固定在转臂3上。导杆6和导向槽7在同一平面内，导向槽7在导杆6的上方，水平移动转轴沿导杆6的运动与垂直移动转轴沿导向槽7的运动不会发生相互干扰。

进一步的，驱动机构1为油缸，油缸的缸体101固定在转臂座2上，油缸的活塞杆102的端部设有浮动接头8，浮动接头8与水平移动转轴连接。油缸推动水平移动转轴，使转臂获得较大的转动力矩，大于电动转盘和转动气缸的力矩，而且，可以通过调整压力或者缸径从而得到所需的大扭矩。

进一步的，如图2所示，垂直移动转轴包括移动部501和转动部502，移动部501上设有滑动块，导向槽7内设有滑槽701，滑动块在滑槽701内滑动，转动部502为转轴，通过轴承9与转臂3连接，转动部502端部设有锁紧螺母10，用于将转臂3可转动的固定在转动部502上，转臂3与移动部 501之间设有配磨垫11，防止转臂3与移动部501发生摩擦。

如图3所示，水平移动转轴包括导杆滑块401和转动轴402，导杆滑块 401套在导杆6外，并可沿导杆6滑动，转动轴402通过轴承与转臂3连接，转动轴402端部通过螺母进行锁紧。转臂座2上设有两个限位器12，两个限位器12所在直线与X轴平行，两个限位器12连线的中点在Y轴上，两个限位器12之间的距离与第一连接点4在转臂座2上的可运动距离相等。

如图4所示，导杆滑块401在运动过程中会受到限位器12的限位，浮动接头8与导杆滑块401相连，两个限位器12之间的距离是第一连接点4和第二连接点5之间距离的

倍。两个限位器12之间的距离即为水平移动转轴的可运动范围，即转臂3的最大可转动角度为90°。转臂3的可转动角度可以根据实际使用情况进行调整。

进一步地，第一连接点4和第二连接点5之间的连线与转臂3之间的夹角为45°，水平移动转轴处于靠近油缸的一端时，转臂3垂直于导杆6，水平移动转轴处于远离油缸的一端时，转臂3平行于导杆6。

进一步地，限位器12通过顶丝13安装在转臂座2上。通过顶丝13可调整两个限位器12之间的距离和水平移动转轴的运动范围端点的位置，通过对水平移动转轴可运动范围的调整，使转臂的转动的两个端点位置发生变化，适应转臂取料和送料位置。当料盘位置由于加工精度或其他现场实际情况，发生一定角度的倾斜时，可以通过顶丝13调整限位器12的位置，进而调整转臂的取料角度。

本发明公开的转动机构工作过程如下：

转臂3未转动时，处于垂直于导杆6的位置，水平移动转轴处于靠近油缸的一端，水平移动转轴靠在靠近油缸一侧的限位器12上。活塞杆向外伸出，顶动水平移动转轴沿导杆6运动，水平移动转轴沿导杆6的运动，使垂直移动转轴沿导向槽7向上运动，同时，水平移动转轴和垂直移动转轴发生转动，转臂3开始逆时针转动。水平移动转轴运动至限位器连线的中点时，垂直移动转轴在导向槽7中的位置最高。水平移动转轴经过限位器连线的中点继续运动，垂直移动转轴沿导向槽7向下运动，转臂3继续转动，水平移动转轴运动至远离油缸的限位器位置时，达到活塞杆可运动范围的最远端，垂直移动转轴在导向槽7中的位置回到未转动时的位置，转臂3处于平行于导杆6 的位置。

整个结构采用油缸作为动力源，将直线运动变为转动，获得大转矩的转动，而且，通过两个点的连接，使转臂的转动更平稳。

如图5所示，A位置为转臂的初始位置，B位置为转臂向上摆动45°时的位置，C位置为以一点为中心摆动的情况下，转臂转动45°时的位置，B 位置时转臂的下端点高度大于C位置时转臂下端点的高度，使转臂下方的可利用空间增大。

转臂的摆动角度

上述公式需满足条件：0°＜α＜90°，a·sinα＞b

公式中，

a为第一连接点和第二连接点之间的距离；

b为第二连接点的限制活动距离，即第二连接点于X轴的最近距离；

c为第一连接点的移动距离；

α为转臂在起始转动位置时，第一连接点和第二连接点之间的连线与X 轴之间的夹角；

β为转臂在终点转动位置时，第一连接点和第二连接点之间的连线与X 轴之间的夹角。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种数控机床自动换料辅机摆动机构，其特征在于，包括驱动机构(1)、转臂座(2)和转臂(3)，所述转臂(3)通过第一连接点(4)和第二连接点(5)与所述转臂座(2)连接，所述第一连接点(4)可在所述转臂座(2)上沿X轴运动，所述第二连接点(5)可在所述转臂座(2)上沿Y轴运动，所述第一连接点(4)和第二连接点(5)可在所述转臂(3)中转动，所述驱动机构(1)用于驱动所述第一连接点(4)和/或第二连接点(5)在所述转臂座(2)上运动；

所述第一连接点(4)和第二连接点(5)之间的长度固定，所述第一连接点(4)沿X轴运动，所述第二连接点(5)沿Y轴运动，使所述转臂(3)发生转动。

2.根据权利要求1所述的摆动机构，其特征在于，所述X轴为设于所述转臂座(2)上的导杆(6)，所述Y轴为与所述导杆(6)垂直的导向槽(7)，所述第一连接点(4)为水平移动转轴，所述第二连接点(5)为垂直移动转轴，所述水平移动转轴安装在所述导杆(6)上并可沿所述导杆(6)移动，所述垂直移动转轴安装在所述导向槽(7)内并可沿所述导向槽(7)移动，所述水平移动转轴和垂直移动转轴均固定在所述转臂(3)上。

3.根据权利要求2所述的摆动机构，其特征在于，所述驱动机构(1)为油缸，所述油缸的缸体(101)固定在所述转臂座(2)上，所述油缸的活塞杆(102)的端部设有浮动接头(8)，所述浮动接头(8)与所述水平移动转轴连接。

4.根据权利要求2所述的摆动机构，其特征在于，所述垂直移动转轴包括移动部(501)和转动部(502)，所述移动部(501)上设有滑动块，所述导向槽(7)内设有滑槽(701)，所述滑动块在所述滑槽(701)内滑动，所述转动部(502)通过轴承(9)与所述转臂(3)连接，所述转动部(502)端部设有锁紧螺母(10)，所述转臂(3)与所述移动部(501)之间设有配磨垫(11)。

5.根据权利要求1所述的摆动机构，其特征在于，所述转臂座(2)上设有两个限位器(12)，两个所述限位器(12)用于限定所述第一连接点(4)在所述转臂座(2)上的最大可运动距离。

6.根据权利要求5所述的摆动机构，其特征在于，所述限位器(12)通过顶丝(13)安装在所述转臂座(2)上。

7.根据权利要求1所述的摆动机构，其特征在于，所述转臂的摆动角度θ＝β-α，

上述公式需满足条件：0°＜α＜90°，a·sinα＞b，

公式中，

a为第一连接点和第二连接点之间的距离；

b为第二连接点的限制活动距离，即第二连接点于X轴的最近距离；

c为第一连接点的移动距离；

α为转臂在起始转动位置时，第一连接点和第二连接点之间的连线与X轴之间的夹角；

β为转臂在终点转动位置时，第一连接点和第二连接点之间的连线与X轴之间的夹角。

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