CN211966783U - 一种工件翻转装置及其数控钻铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工件翻转装置及其数控钻铣床，包括转轴，所述转轴通过轴承、轴承座设置在机架上，工件夹紧机构设置在所述转轴上，旋转驱动机构包括设置在转轴一端的齿轮，机架上设有导轨，所述导轨上设有齿条，齿条与齿轮啮合，齿条与设置在机架上的旋转驱动器连接；初始限位机构包括设置在机架一端的限位驱动器，所述限位驱动器上连接有初始限位件A，转轴一端设有与所述初始限位件A配合限位的初始限位件B，所述初始限位件B与所述转轴一起转动；正反转限位机构包括设置在所述机架一端的正反转限位件A，工件夹紧机构上设有与所述正反转限位件A配合限位的正反转限位件B。具有结构设计合理、旋转精度高、加工质量高等优点。

Description

一种工件翻转装置及其数控钻铣床

技术领域：

本实用新型涉及数控钻铣床技术领域，具体涉及一种工件翻转装置及其数控钻铣床。

背景技术：

锁是门窗上必须安装的防盗设备，因此，在门窗安装前需要在门窗铝型材上加工好锁具安装孔(简称锁孔)，锁孔的加工需要在门窗铝型材相互垂直的三个面上完成，首先加工的平面定义为加工面A，加工时加工面A要确保水平设置，此时的加工位置定义为初始加工位置，然后相对于初始加工位置的一个正向旋转90°位置和反向旋转90°的位置为另外两个加工面，分别定义为加工面B和加工面C，同样要求对加工面B和加工面C进行加工时加工面也要确保水平。

对于锁孔的加工传统加工方式主要以人工钻孔为主，钻孔时需要技术人员提前把钻孔位置标记好，钻孔时技术人员手持钻孔设备进行钻铣，加工好一个面后，人工更换另一个面再进行加工，整个锁孔的加工过程不仅费时费力，而且由于主要以人工为主，锁孔加工质量难以把握，次品率高。

为了提高锁孔的加工效率和加工质量，现有技术进行了各种尝试，试图降低人工劳动强度，减少人为因素，提高产品加工质量，然而总是存在一些未尽如人意之处，随着科技的发展，目前市场上出现了铝型材数控钻铣床，该设备主要包括机架，机架上设置三平动机构和铝型材翻转机构，三平动机构末端设置机头，虽然现有的铝型材数控钻铣床能够在一定程度上降低了劳动强度，提高生产效率，但加工精度依然存在一定不足，主要原因在于翻转机构运转存在较大误差，导致每次翻转不能确保翻转90°，进而导致锁孔位置加工精度较低，最终导致锁具安装困难，甚至无法安装的问题。因此，有必要对现有数控钻铣床的翻转机构进行改进，消除翻转机构的运行误差，提高加工精度。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容：

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供一种工件翻转装置及其数控钻铣床，具有结构设计合理、旋转精度高、加工质量高等优点。

本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种工件翻转装置，包括：

转轴，所述转轴通过轴承、轴承座设置在机架上；

工件夹紧机构，所述工件夹紧机构设置在所述转轴上，用于将待加工工件夹紧；

旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括设置在所述转轴一端的齿轮，所述机架上设有导轨，所述导轨上设有齿条，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条与设置在机架上的旋转驱动器连接；

初始限位机构，包括设置在机架一端的限位驱动器，所述限位驱动器上连接有初始限位件A，所述机架上设有对所述初始限位件A导向的限位导向座，所述转轴一端设有与所述初始限位件A配合限位的初始限位件B，所述初始限位件B与所述转轴一起转动；

正反转限位机构，包括设置在所述机架一端的正反转限位件A，所述工件夹紧机构上设有与所述正反转限位件A配合限位的正反转限位件B。

所述齿轮通过胀紧套A安装在所述转轴上。

所述初始限位件B通过胀紧套B安装在所述转轴上。

所述初始限位件B呈“b”形，所述初始限位件B上设有用于安装胀紧套B的安装孔和用于与所述初始限位件A配合限位的初始限位面，所述初始限位面与所述工件夹紧机构上端面垂直设置。

所述初始限位件A为竖向设置的圆柱杆，所述圆柱杆安装在竖向设置的所述限位驱动器上。

所述限位驱动器为限位驱动气缸或限位驱动油缸。

所述旋转驱动器为旋转驱动气缸。

所述正反转限位件B为板状结构，所述正反转限位件B下端面设置成正反转限位面，所述正反转限位件A包括设置在所述机架上的正反转限位块，所述正反转限位块前端面上设有与所述正反转限位面配合限位的限位螺栓A，后端面设有与所述正反转限位面配合限位的限位螺栓B，所述限位螺栓A和限位螺栓B关于所述正反转限位块对称设置，且所述限位螺栓A和限位螺栓B水平设置。

所述初始限位机构、正反转限位机构和旋转驱动机构设置在所述机架的同一侧。

所述工件夹紧机构包括支撑座，所述支撑座包括两个平行间隔设置的支撑板，两个所述支撑板之间连接有多个连接杆，所述支撑座两端分别设有两个夹紧座，所述夹紧座上设有夹紧限位板，所述夹紧座上还设有与所述夹紧限位板配合将工件夹紧的夹紧气缸。

一种数控钻铣床，包括机架，所述机架上设有三平动机构，所述三平动机构末端设有机头，所述机架上还设有工件翻转装置。

所述三平动机构包括设置在所述机架上的X向导轨，所述X向导轨上设有X向滑座，所述X向滑座通过X向丝杠与X伺服电机连接，所述X向滑座上设有Y向导轨，所述Y向导轨上设有Y向滑座，所述Y向滑座通过Y向丝杠与所述Y向伺服电机连接，所述Y向滑座前端上竖向设有Z向导轨座，所述Z向导轨座上设有Z向导轨，所述Z向导轨固定安装在Z向滑座，所述Z向滑座上设有Z向伺服电机，所述Z向伺服电机通过Z向丝杠与Y向滑座连接，所述Z向滑座上设有机头。

所述机架一侧还设有托料架，所述托料架上设有定位器。

本实用新型采用上述结构，能够带来如下有益效果：通过在翻转装置上设计初始限位机构，可以确保工件在0°位置时对应的加工面A是水平设置，进而确保对加工面A的精确加工；通过设置正反转限位机构，能够有效消除工件正旋转90°和反向旋转90°时各部件之间运行的误差，确保工件在正90°位置时对应的加工面B是水平设置的，在反向90°位置时对应的加工面C是水平设置的，进而确保对加工面B和加工面C两个面上的精确加工；通过在齿轮与转轴之间连接胀紧套，在初始限位件B与转轴连接胀紧套，确保与转轴连接的部件与转轴一起运动，传动精度提高，进而提高旋转精度；通过采用齿条、齿轮驱动方式，有效降低驱动产生的误差。

附图说明：

图1为本实用新型翻转装置的结构示意图；

图2为图1中A部局部放大图；

图3为本实用新型数控钻铣床的结构示意图；

图4为本实用新型数控钻铣床的另一视角结构示意图；

图中，1、机架，2、转轴，3、轴承，4、轴承座，5、工件夹紧机构，501、支撑座，5011、支撑板，5012、连接杆，502、夹紧座，503、夹紧限位块，504、夹紧气缸，6、旋转驱动机构，601、齿轮，602、导轨，603、齿条，604、旋转驱动器，7、初始限位机构，701、限位驱动器，702、初始限位件A，703、初始限位件B，7031、安装孔，7032、初始限位面，704、限位导向座，8、正反转限位机构，801、正反转限位件A，8011、正反限位块，8012、限位螺栓A，8013、限位螺栓B，802、正反转限位件B，9、胀紧套A，10、胀紧套B，11、三平动机构，1101、X向导轨，1102、X向导轨，1103、X向丝杠，1104、X向伺服电机，1105、Y向导轨，1106、Y向滑座，1107、Y向丝杠，1108、Y伺服电机，1109、Z向导轨座，1110、Z向导轨，1111、Z向滑座，1112、Z向伺服电机，1113、Z向丝杠，12、机头，13、托料架，14、定位器。

具体实施方式：

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

此外，术语“上端”、“下端”、“A”、“B”等仅用于描述目的，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位置。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“设置”、“连通”、“连接”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；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发明中的具体含义。

在本发明中，需要说明的是，本申请主要是对于翻转装置的结构部分进行改进的，对于数控钻铣床的控制系统部分直接采用现有技术即可，因此，本申请中未对其进行详细说明。

如图1－4所示，一种工件翻转装置，包括：

转轴2，所述转轴2通过轴承3、轴承座4设置在机架1上；

工件夹紧机构5，所述工件夹紧机构5设置在所述转轴2上，用于将待加工工件夹紧；

旋转驱动机构6，所述旋转驱动机构6包括设置在所述转轴2一端的齿轮601，所述机架1上设有导轨602，所述导轨602上设有齿条603，所述齿条603与所述齿轮603啮合，所述齿条603与设置在机架1上的旋转驱动器604连接；

初始限位机构7，包括设置在机架1一端的限位驱动器701，所述限位驱动器701上连接有初始限位件A702，所述机架1上设有对所述初始限位件A702进行导向的限位导向座704，所述转轴2一端设有与所述初始限位件A702配合限位的初始限位件B703，所述初始限位件B703与所述转轴2一起转动；

正反转限位机构8，包括设置在所述机架1一端的正反转限位件A801，所述工件夹紧机构5上设有与所述正反转限位件A801配合限位的正反转限位件B802。通过在翻转装置上设计初始限位机构，可以确保工件在0°位置时对应的加工面A是水平设置，进而确保对加工面A的精确加工；通过设置正反转限位机构，能够有效消除工件正旋转90°和反向旋转90°时各部件之间运行的误差，确保工件在正90°位置时对应的加工面B是水平设置的，在反向90°位置时对应的加工面C是水平设置的，进而确保对加工面B和加工面C两个面上的精确加工。

所述齿轮601通过胀紧套A9安装在所述转轴2上。通过设计胀紧套A9可以确保齿轮601与转轴2一起转动，提高传动精度。

所述初始限位件B703通过胀紧套B10安装在所述转轴2上，确保初始限位件B703与转轴2一起旋转，确保初始限位件B与初始限位件A之间的运动限位是精确的，进而确保初始加工位置对应的加工面是水平的。

所述初始限位件B703呈“b”形，所述初始限位件B703上设有用于安装胀紧套B10的安装孔7031和用于与所述初始限位件A702配合限位的初始限位面7032，所述初始限位面7032与所述工件夹紧机构5上端面垂直设置。

所述初始限位件A702为竖向设置的圆柱杆，所述圆柱杆安装在竖向设置的所述限位驱动器701上。该设计确保当需要初始位置限位时通过限位驱动器701将初始限位件A702升起，使其与初始限位件B703配合限位。

所述限位驱动器701为限位驱动气缸或限位驱动油缸。优选采用限位驱动气缸，控制简单，操作方便。

所述旋转驱动器604为旋转驱动气缸。

所述正反转限位件B802为板状结构，所述正反转限位件B802下端面设置成正反转限位面8021，所述正反转限位件A801包括设置在所述机架1上的正反转限位块8011，所述正反转限位块8011前端面上设有与所述正反转限位面8021配合限位的限位螺栓A8012，后端面设有与所述正反转限位面8021配合限位的限位螺栓B8013，所述限位螺栓A8012和限位螺栓B8013关于所述正反转限位块8011对称设置，且所述限位螺栓A8012和限位螺栓B8013水平设置。通过设计板状正反转限位件B802，可以充分利用板状平面作为正反转限位面8021，然后在通过设计限位螺栓A8012起到对正向旋转90°进行精确限位，限位螺栓B8013起到对反向旋转90°进行精确限位，进而提高旋转精度，提高加工质量。

所述初始限位机构7、正反转限位机构8和旋转驱动机构6设置在所述机架1的同一侧。有利于结构设计，使整机结构设计更加紧凑。

所述工件夹紧机构5包括支撑座501，所述支撑座501包括两个平行间隔设置的支撑板5011，两个所述支撑板5011之间连接有多个连接杆5012，所述支撑座501两端分别设有两个夹紧座502，所述夹紧座502上设有夹紧限位板503，所述夹紧座502上还设有与所述夹紧限位板503配合将工件夹紧的夹紧气缸504。通过采用框架的设计，在保证结构强度的前提下，节省成本，同时将夹紧座502设置成具有一定的厚度，使工件与支撑座502上端面之间留有加工空间，便于对三个面的加工。

一种数控钻铣床，包括机架1，所述机架1上设有三平动机构11，所述三平动机构11末端设有机头12，所述机架1上还设有与所述机头12配合加工的工件翻转装置。通过设计三平动机构11，实现机头在空间内的三平动，从而满足锁孔加工对空间运动的要求。

所述三平动机构11包括设置在所述机架1上的X向导轨1101，所述X向导轨1101上设有X向滑座1102，所述X向滑座1102通过X向丝杠1103与X伺服电机1104连接，所述X向滑座1102上设有Y向导轨1105，所述Y向导轨1105上设有Y向滑座1106，所述Y向滑座1106通过Y向丝杠1107与所述Y向伺服电机1108连接，所述Y向滑座1106前端上竖向设有Z向导轨座1109，所述Z向导轨座1109上设有Z向导轨1110，所述Z向导轨1110固定安装在Z向滑座1111，所述Z向滑座1111上设有Z向伺服电机1112，所述Z向伺服电机1112通过Z向丝杠1113与Y向滑座1106连接，所述Z向滑座1111上设有机头12。通过采用以导轨、丝杠、滑座和伺服电机为主的传动方式实现平移传动，该传动方式传动精度高、控制方便。

所述机架1一侧还设有托料架13，所述托料架13上设有定位器14。便于对工件进行定位。

本实用新型的工作过程：

首先说明的是在对门窗铝型材加工锁孔时对三个面的加工是有先后顺序的，但不管顺序如何肯定需要初始位置、正向90°位置和反向90°位置三个旋转加工位置，要求三个位置限位好后所对应的加工面是处于水平的。一般情况下都是先从初始位置开始加工。

加工前，先启动旋转驱动气缸，旋转驱动气缸驱动齿条603沿导轨602移动，进而带动齿轮601旋转，齿轮601通过转轴2带动其上的工件夹紧机构5旋转，当夹紧座502的上端面处于水平位置时停止驱动，同时初始限位件A702将初始限位件B703挡住限位，这里需要注意的是当初始限位件B703的初始限位面7032与初始限位件A802接触时，夹紧座502上端面处于水平位置，为了消除运行误差，将旋转驱动气缸的行程在理论数值的基础上增加一个微量数值，确保初始限位面7032与初始限位件A702接触，进而确保夹紧座502上端面是处于水平的。然后再将门窗铝型材放置在夹紧座502上，使先加工的面朝上放置，将门窗铝型材与夹紧限位块503对齐，通过托料架13上的定位器14调节门窗铝型材的位置，当调整好后，启动夹紧气缸504将门窗铝型材夹紧，然后通过三平动驱动机构11以及机头12对该加工面(定义为加工面A)进行加工，当加工面A加工完成后，启动限位驱动器701将初始限位件A702降落不再起作用，然后通过旋转驱动气缸工作驱动转轴2正向旋转90°或反向旋转90°，这里根据加工面的先后顺序进行相应的设置，以先正向旋转90°为例，当正反转限位件B802的正反转限位面8021与限位螺栓B8013接触时，转轴2相对于初始位置正好正向旋转90°，加工面B处于水平，同理为了消除运行误差旋转驱动气缸的行程增加微量数值即可，然后三平动驱动机构5带动机头12对加工面B进行加工，加工完成后，再反向旋转180°(转轴2相对于初始位置反向旋转90°)，当正反转限位件B802的正反转限位面8021与限位螺栓A8012接触时，转轴2相对于初始位置正好反向旋转90°，加工面C处于水平，同理为了消除运行误差旋转驱动气缸的行程增加微量数值即可，然后三平动驱动机构5带动机头12对加工面C进行加工。当三面都加工完成后，进行复位，通过夹紧气缸松开门窗铝型材，将加工好的铝型材取下，完成加工。本申请的翻转装置旋转精度高，有助于提高加工质量。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种工件翻转装置，其特征在于：包括：

转轴，所述转轴通过轴承、轴承座设置在机架上；

工件夹紧机构，所述工件夹紧机构设置在所述转轴上，用于将待加工工件夹紧；

旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括设置在所述转轴一端的齿轮，所述机架上设有导轨，所述导轨上设有齿条，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条与设置在机架上的旋转驱动器连接；

初始限位机构，包括设置在机架一端的限位驱动器，所述限位驱动器上连接有初始限位件A，所述机架上设有对所述初始限位件A导向的限位导向座，所述转轴一端设有与所述初始限位件A配合限位的初始限位件B，所述初始限位件B与所述转轴一起转动；

正反转限位机构，包括设置在所述机架一端的正反转限位件A，所述工件夹紧机构上设有与所述正反转限位件A配合限位的正反转限位件B。

2.根据权利要求1所述的一种工件翻转装置，其特征在于：所述齿轮通过胀紧套A安装在所述转轴上，所述初始限位件B通过胀紧套B安装在所述转轴上。

3.根据权利要求1所述的一种工件翻转装置，其特征在于：所述初始限位件B呈“b”形，所述初始限位件B上设有用于安装胀紧套B的安装孔和用于与所述初始限位件A配合限位的初始限位面，所述初始限位面与所述工件夹紧机构上端面垂直设置。

4.根据权利要求3所述的一种工件翻转装置，其特征在于：所述初始限位件A为竖向设置的圆柱杆，所述圆柱杆安装在竖向设置的所述限位驱动器上。

5.根据权利要求1所述的一种工件翻转装置，其特征在于：所述限位驱动器为限位驱动气缸或限位驱动油缸，所述旋转驱动器为旋转驱动气缸，所述初始限位机构、正反转限位机构和旋转驱动机构设置在所述机架的同一侧。

6.根据权利要求1所述的一种工件翻转装置，其特征在于：所述正反转限位件B为板状结构，所述正反转限位件B下端面设置成正反转限位面，所述正反转限位件A包括设置在所述机架上的正反转限位块，所述正反转限位块前端面上设有与所述正反转限位面配合限位的限位螺栓A，后端面设有与所述正反转限位面配合限位的限位螺栓B，所述限位螺栓A和限位螺栓B关于所述正反转限位块对称设置，且所述限位螺栓A和限位螺栓B水平设置。

7.根据权利要求1所述的一种工件翻转装置，其特征在于：所述工件夹紧机构包括支撑座，所述支撑座包括两个平行间隔设置的支撑板，两个所述支撑板之间连接有多个连接杆，所述支撑座两端分别设有两个夹紧座，所述夹紧座上设有夹紧限位板，所述夹紧座上还设有与所述夹紧限位板配合将工件夹紧的夹紧气缸。

8.一种数控钻铣床，其特征在于：包括机架，所述机架上设有如权利要求1－7任一项所述的工件翻转装置，所述机架上设有三平动机构，所述三平动机构末端设有机头。

9.根据权利要求8所述的一种数控钻铣床，其特征在于：所述三平动机构包括设置在所述机架上的X向导轨，所述X向导轨上设有X向滑座，所述X向滑座通过X向丝杠与X伺服电机连接，所述X向滑座上设有Y向导轨，所述Y向导轨上设有Y向滑座，所述Y向滑座通过Y向丝杠与所述Y向伺服电机连接，所述Y向滑座前端上竖向设有Z向导轨座，所述Z向导轨座上设有Z向导轨，所述Z向导轨固定安装在Z向滑座，所述Z向滑座上设有Z向伺服电机，所述Z向伺服电机通过Z向丝杠与Y向滑座连接，所述Z向滑座上设有机头。

10.根据权利要求8所述的一种数控钻铣床，其特征在于：所述机架一侧还设有托料架，所述托料架上设有定位器。

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