CN212020116U - 一种托料定位机构及其数控钻铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种托料定位机构及其数控钻铣床，包括：托料架，所述托料架上沿其长度方向设有定位导轨；定位器，所述定位器设置在所述定位导轨上，所述定位器包括设置在所述定位导轨上的回拉滑座，所述回拉滑座上设有回拉气缸，所述回拉滑座上设有将其锁止的锁紧把手，所述回拉气缸与定位板连接，所述定位板通过定位滑座安装在所述定位导轨上。具有结构设计合理、定位精度高、定位机构无磨损、旋转精度高、加工质量高等优点。

Description

一种托料定位机构及其数控钻铣床

技术领域：

本实用新型涉及数控钻铣床技术领域，具体涉及一种托料定位机构及其数控钻铣床。

背景技术：

现有的门窗上都需要安装锁具，因此，需要在门窗组装之前在边框铝型材上加工相应的锁具安装孔。目前，对于边框铝型材上锁具安装孔的加工主要通过数控钻铣床完成，现有的数控钻铣床主要包括机架，设置在机架上的三平移机构，在三平移机构末端上设置机头，机架上还设有铝型材翻转机构以及与其配合使用的进行长度定位的托料机构。

现有托料机构上设有可以移动的定位板，第一次使用时将待加工铝型材安装在翻转机构上，同时让定位板定位好，后续再加工该型号的铝型材时以定位板为基准实现快速定位装夹的目的。上述托料机构的设置虽然在一定程度上提高了生产效率，但也存在一个弊端，就是边框铝型材定位好后，其端部是与定位板接触的，因此翻转机构在翻转时边框铝型材相对于定位板做摩擦运动，这不仅阻碍翻转机构的正常翻转，影响翻转的精度，而且还会对定位板造成磨损，特别是边框铝型材端部是经过斜切45°处理的，端部非常尖锐，很容易造成定位板的磨损，定位板磨损后再去定位就会造成定位不准，最终影响加工精度。另外现有数控钻铣床的翻转机构还存在翻转角度精度不高的问题，一般需要对铝型材边框的三个相互垂直的面进行加工，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，此时对于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，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，但现有翻转机构受驱动机构以及各部件连接间隙的影响，很难保证加工面水平，进而影响加工精度。因此，有必要对现有托料机构以及翻转机构进行改进，使其能够满足高精度、高质量的加工要求。

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：

一种托料定位机构，包括：

托料架，所述托料架上沿其长度方向设有定位导轨；

定位器，所述定位器设置在所述定位导轨上，所述定位器包括设置在所述定位导轨上的回拉滑座，所述回拉滑座上设有回拉气缸，所述回拉滑座上设有将其锁止的锁紧把手，所述回拉气缸与定位板连接，所述定位板通过定位滑座安装在所述定位导轨上。

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，所述机架上还设有翻转机构，所述机架的一侧设有对翻转机构旋转角度进行精确限位的初始限位机构和正反转限位机构，所述机架另一侧设有与所述翻转机构配合定位夹紧的托料定位机构。

所述翻转机构包括转轴，所述转轴通过轴承、轴承座设置在机架上；所述转轴上设有夹紧器，所述转轴一端设有齿轮，所述机架上设有旋转驱动导轨，所述旋转驱动导轨上设有齿条，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气缸连接。

所述旋转驱动气缸与所述初始限位机构设置在所述机架同一侧。

所述齿轮通过胀紧套A安装在所述转轴上。

所述夹紧器包括与所述转轴连接的夹紧支撑架，所述夹紧支撑架上端面两侧分别设有两个夹紧座，所述夹紧座上端面高于所述夹紧支撑架上端面，所述夹紧座上设有夹紧限位块，所述夹紧座上还设有与所述夹紧限位块配合的夹紧气缸。

所述夹紧支撑架包括竖向间隔平行设置的支撑板，两所述支撑板之间连接有多根连接杆。

所述初始限位机构包括设置在所述机架一侧的限位驱动气缸，所述限位驱动气缸上连接有初始限位件A，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。

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A为竖向设置的圆柱杆，所述圆柱杆设置在导向座上，所述圆柱杆安装在竖向设置的所述限位驱动气缸上。

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夹紧器上端面垂直设置。

所述正反转限位机构包括设置在所述机架一侧的正反转限位件A，所述夹紧器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。

本实用新型采用上述结构，能够带来如下有益效果：(1)通过设计回拉滑座和回拉气缸，且与定位板配合，实现当安装定位时回拉气缸带动定位板伸出，当定位好后，回拉气缸动作处于回收状态，进而使定位板与边框铝型材脱离，既满足了定位的需求，同时又避免加工时的磨损；(2)通过在翻转机构和机架上设计初始限位机构，可以确保工件在0°位置(初始位置)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，确保工件在正向旋转90°位置时对应的加工面B是水平设置的，在反向旋转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；(3)通过在齿轮与转轴之间连接胀紧套A，在初始限位件B与转轴连接胀紧套B，确保齿轮和初始限位件B与转轴同步旋转，进而提高旋转精度。

附图说明：

图1为本实用新型托料定位机构的结构示意图；

图2为本实用新型图1中A部局部放大图；

图3为本实用新型翻转装置的结构示意图；

图4为图3中B部局部放大图；

图5为本实用新型数控钻铣床的结构示意图；

图6为本实用新型数控钻铣床的另一视角结构示意图；

图中，1、托料架，2、定位导轨，3、定位器，301、回拉滑座，302、回拉气缸，303、锁紧把手，304、定位板，305、定位滑座，4、机架，5、三平动机构，501、X向导轨，502、X向滑座，503、X向丝杠，504、X向伺服电机，505、Y向导轨，506、Y向滑座，507、Y向丝杠，508、Y向伺服电机，509、Z向导轨座，510、Z向导轨，511、Z向滑座，512、Z向伺服电机，513、Z向丝杠，6、机头，7、翻转机构，701、转轴，702、轴承，703、轴承座，704、夹紧器，7041、夹紧支撑架，7042、夹紧座，7043、夹紧限位块，7044、夹紧气缸，7045、连接杆，705、齿轮，706、旋转驱动导轨，707、齿条，708、旋转驱动气缸，8、初始限位机构，801、限位驱动气缸，802、初始限位件A，803、初始限位件B，8031、安装孔，8032、初始限位面，804、导向座，9、正反转限位机构，901、正反转限位件A，9011、正反转限位块，9012、限位螺栓A，9013、限位螺栓B，902、正反转限位件B，10、胀紧套A，11、胀紧套B。

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”、“一侧”、“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。

需要说明的是，数控钻铣床的控制系统属于现有技术，直接采购即可，本申请未对控制系统进行改进，因此，本申请中未对其进行详细说明。

如图1－6所示，一种托料定位机构，包括：

托料架1，所述托料架1上沿其长度方向设有定位导轨2；

定位器3，所述定位器3设置在所述定位导轨2上，所述定位器包括设置在所述定位导轨2上的回拉滑座301，所述回拉滑座301上设有回拉气缸302，所述回拉滑座302上设有将其锁止的锁紧把手303，所述回拉气缸302与定位板304连接，所述定位板304通过定位滑座305安装在所述定位导轨2上。通过设计回拉滑座301和回拉气缸302，且与定位板304配合，实现当安装定位时回拉气缸302带动定位板304伸出进行精确定位，当定位好后，回拉气缸302动作处于回收状态，进而使定位板304与边框铝型材脱离，既满足了定位的需求，同时又避免加工时的磨损。

一种数控钻铣床，包括机架4，所述机架4上设有三平动机构5，所述三平动机构5末端设有机头6，所述机架4上还设有翻转机构7，所述机架4的一侧设有对翻转机构7旋转角度进行精确限位的初始限位机构8和正反转限位机构9，所述机架4另一侧设有与所述翻转机构7配合定位夹紧的托料定位机构。通过在翻转机构7和机架4上设计初始限位机构8，可以确保工件在0°位置(初始位置)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9，能够有效消除工件正向旋转90°和反向旋转90°时各部件之间运行的误差，确保工件在正向旋转90°位置时对应的加工面B是水平设置的，在反向旋转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。

所述翻转机构7包括转轴701，所述转轴701通过轴承702、轴承座703设置在机架4上；所述转轴701上设有夹紧器704，所述转轴701一端设有齿轮705，所述机架4上设有旋转驱动导轨706，所述旋转驱动导轨706上设有齿条707，所述齿条707与所述齿轮705啮合，所述齿条707与设置在机架4上的旋转驱动气缸708连接。通过采用齿条707和齿轮705的驱动方式，进一步提高驱动运行精度。

所述旋转驱动气缸708与所述初始限位机构8设置在所述机架4同一侧。结构设计更加紧凑，同时避免与托料定位机构干涉。

所述齿轮705通过胀紧套A10安装在所述转轴701上。通过在齿轮705与转轴701之间连接胀紧套A10，确保齿轮705与转轴701同步旋转，提高传动精度。

所述夹紧器704包括与所述转轴701连接的夹紧支撑架7041，所述夹紧支撑架7041上端面两侧分别设有两个夹紧座7042，所述夹紧座7042上端面高于所述夹紧支撑架7041上端面，所述夹紧座7042上设有夹紧限位块7043，所述夹紧座7042上还设有与所述夹紧限位块7043配合的夹紧气缸7044。采用该夹紧结构，不仅整体结构强度高、便于与托料定位机构配合进行定位夹紧，而且待加工工件安装在夹紧座7042上后，待加工工件与夹紧支撑架7041上端留有加工间距，便于各个旋转角度的加工。

所述夹紧支撑架7041包括竖向间隔平行设置的支撑板7045，两所述支撑板7045之间连接有多根连接杆7046。

所述初始限位机构8包括设置在所述机架4一侧的限位驱动气缸801，所述限位驱动气缸801上连接有初始限位件A802，所述转轴701一端设有与所述初始限位件A802配合限位的初始限位件B803，所述初始限位件B803与所述转轴701一起转动。

所述初始限位件B803通过胀紧套B11安装在所述转轴701上。

所述初始限位件A802为竖向设置的圆柱杆，所述圆柱杆设置在导向座804上，所述圆柱杆安装在竖向设置的所述限位驱动气缸801上。

所述初始限位件B803呈“b”形，所述初始限位件B803上设有用于安装胀紧套B11的安装孔8031和用于与所述初始限位件A802配合限位的初始限位面8032，所述初始限位面8032与所述夹紧器704上端面垂直设置。通过采用初始限位件A802和初始限位件B803配合对转轴701旋转角度进行精度限位，确保初始位置对应的加工面A处于水平，进而提高加工精度。

所述正反转限位机构9包括设置在所述机架4一侧的正反转限位件A901，所述夹紧器704上设有与所述正反转限位件A901配合限位的正反转限位件B902。

所述正反转限位件B902为板状结构，所述正反转限位件B902下端面设置成正反转限位面9021，所述正反转限位件A901包括设置在所述机架4上的正反转限位块9011，所述正反转限位块9011前端面上设有与所述正反转限位面9021配合限位的限位螺栓A9012，后端面设有与所述正反转限位面9021配合限位的限位螺栓B9013，所述限位螺栓A9012和限位螺栓B9013关于所述正反转限位块9011对称设置，且所述限位螺栓A9012和限位螺栓B9013水平设置。采用正反转限位件B作为正向旋转90°和反向旋转90°的共用基准，然后在正反转限位块前端面设置螺栓A作为反向旋转90°的限位基准，后端面上设置螺栓B作为正向旋转90°的限位基准，进而实现正向旋转90°时对应的加工面B处于水平，反向旋转90°时反向旋转90°对应的加工面C处于水平，进而确保对另外两个加工面的精确加工。

所述三平动机构5包括设置在所述机架4上的X向导轨501，所述X向导轨501上设有X向滑座502，所述X向滑座502通过X向丝杠503与X伺服电机504连接，所述X向滑座502上设有Y向导轨505，所述Y向导轨505上设有Y向滑座506，所述Y向滑座506通过Y向丝杠507与所述Y向伺服电机508连接，所述Y向滑座506前端上竖向设有Z向导轨座509，所述Z向导轨座509上设有Z向导轨510，所述Z向导轨510固定安装在Z向滑座511，所述Z向滑座511上设有Z向伺服电机512，所述Z向伺服电机512通过Z向丝杠513与Y向滑座506连接，所述Z向滑座512上设有机头6。通过采用伺服电机和丝杠的驱动方式实现空间运动具有运行精度高，操作方便的优点。

本实用新型数控钻铣床的工作过程：

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(对应加工面A)、正向旋转90°位置(对应加工面B)和反向旋转90°(对应加工面C)位置三个旋转加工位置，这里需要说明的是正向旋转90°和反向旋转90°都是相对于初始位置而言的，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708，旋转驱动气缸708驱动齿条707沿旋转驱动导轨706移动，进而带动齿轮705旋转，齿轮705通过转轴701带动其上的夹紧器704旋转，当夹紧座7042的上端面处于水平位置时停止驱动，同时初始限位件A802将初始限位件B803挡住限位，这里需要注意的是当初始限位件B803的初始限位面8032与初始限位件A802接触时，正好夹紧座7042上端面处于水平位置，为了消除运行误差，将旋转驱动气缸708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8032与初始限位件A802接触，进而确保夹紧座7042上端面是处于水平的，加工时将铝型材边框放置在夹紧座7042上端面上，使先加工的面朝上放置，将铝型材边框与夹紧限位块7043对齐，然后移动托料架1上的定位器3(回拉气缸302是伸出的)，将定位板304移动至指定的定位位置，然后通过锁紧把手303将定位器3锁紧，当定位好后，启动夹紧气缸7044将门窗铝型材边框夹紧，然后回拉气缸302动作带着定位板304回缩，使定位板304与铝型材边框脱离，然后通过三平动机构5以及机头6(机头6上安装相应加工刀具)对加工面A进行加工，当加工面A加工完成后，启动限位驱动气缸801将初始限位件A802降落不再起作用，然后通过旋转驱动气缸708工作驱动转轴701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B902的正反转限位面9021与正反转限位块9011后端面上的限位螺栓B9013接触时，转轴701相对于初始位置正好旋转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，然后三平动机构5带动机头6对该加工面B进行加工；加工完成后，再反向旋转180°(转轴701相对于初始位置反向旋转90°)，当正反转限位件B902的正反转限位面9021与正反转限位块9011前端面上的限位螺栓A9012接触时，转轴701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，然后三平动机构5带动机头6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7044松开门窗边框铝型材，将加工好的边框铝型材取下，完成加工。整机具有结构设计合理可靠，解决现有托料架的定位缺陷，翻转机构旋转角度精确，提高了加工质量。

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)

1.一种托料定位机构，其特征在于：包括：

托料架，所述托料架上沿其长度方向设有定位导轨；

定位器，所述定位器设置在所述定位导轨上，所述定位器包括设置在所述定位导轨上的回拉滑座，所述回拉滑座上设有回拉气缸，所述回拉滑座上设有将其锁止的锁紧把手，所述回拉气缸与定位板连接，所述定位板通过定位滑座安装在所述定位导轨上。

2.一种数控钻铣床，其特征在于：包括机架，所述机架一侧设有如权利要求1所述的托料定位机构，所述机架上还设有与所述托料定位机构配合夹紧定位的翻转机构，所述机架上还设有三平动机构，所述三平动机构末端设有机头。

3.根据权利要求2所述的一种数控钻铣床，其特征在于：所述机架远离所述托料定位机构的一侧设有对翻转机构旋转角度进行精确限位的初始限位机构和正反转限位机构。

4.根据权利要求3所述的一种数控钻铣床，其特征在于：所述翻转机构包括转轴，所述转轴通过轴承、轴承座设置在机架上；所述转轴上设有夹紧器，所述转轴一端设有齿轮，所述机架上设有旋转驱动导轨，所述旋转驱动导轨上设有齿条，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气缸连接。

5.根据权利要求4所述的一种数控钻铣床，其特征在于：所述旋转驱动气缸与所述初始限位机构设置在所述机架同一侧，所述齿轮通过胀紧套A安装在所述转轴上。

6.根据权利要求4所述的一种数控钻铣床，其特征在于：所述夹紧器包括与所述转轴连接的夹紧支撑架，所述夹紧支撑架上端面两侧分别设有两个夹紧座，所述夹紧座上端面高于所述夹紧支撑架上端面，所述夹紧座上设有夹紧限位块，所述夹紧座上还设有与所述夹紧限位块配合的夹紧气缸，所述夹紧支撑架包括竖向间隔平行设置的支撑板，两所述支撑板之间连接有多根连接杆。

7.根据权利要求4所述的一种数控钻铣床，其特征在于：所述初始限位机构包括设置在所述机架一侧的限位驱动气缸，所述限位驱动气缸上连接有初始限位件A，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。

8.根据权利要求7所述的一种数控钻铣床，其特征在于：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A为竖向设置的圆柱杆，所述圆柱杆设置在导向座上，所述圆柱杆安装在竖向设置的所述限位驱动气缸上，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夹紧器上端面垂直设置。

9.根据权利要求4所述的一种数控钻铣床，其特征在于：所述正反转限位机构包括设置在所述机架一侧的正反转限位件A，所述夹紧器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。

10.根据权利要求2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。

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