帶凸輪定位裝置和碼盤的數控刀架的製作方法

2023-06-16 11:31:06 1

專利名稱：帶凸輪定位裝置和碼盤的數控刀架的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是機械加工設備用的數控刀架，特別是帶凸輪定位裝置和機械碼盤的數控刀架。
在對大量工件進行機械加工時，需要按照預定的程序和自動控制要求對同一工件順序地使用若干刀具，這些刀具通常都安裝在數控刀架轉盤上。
中國專利公開了一種帶行星傳動與定位裝置的刀架轉臺(申請號88104350.8)它是由機體、電機、減速機構、三件一組端齒精密定位盤、端面凸輪離合定位裝置及電控插銷裝置和角度位置測定編碼器組成。該刀架轉臺定位精度高，防塵性能好，夾持力大。但是該刀架轉臺的端面凸輪離合定位裝置，必須要電機按開—停—反轉--停程序進行，使該刀架轉臺衝擊大，必須設置緩衝機構，該刀架轉臺的角度測定編碼結構複雜，價格昂貴。
本發明的目的是提供一種採用機電式編碼器和凸輪定位機構，能夠減少衝擊、正反雙向鎖定、毋須電機反覆開停的結構簡單、性能穩定、壽命長、價格低的數控刀架。
本發明的技術解決方案是數控刀架是由機體、電機、減速機構、三件一組端齒盤、端面凸輪離合定位裝置及電控插銷裝置和機電式編碼器等組成。在端面凸輪離合定位裝置中的端面凸輪[4]或[28]大端的外圍邊布置有叄個或者多個滾套[5]或[35]，在其靠內的端面園周上設置了叄段或多段凸輪輪廓4a或28a，在端面凸輪[4]或[28]的小端制有齒輪4b或28b，裝在端面凸輪[4]或[28]前面的鎖緊端齒盤[7]或[29]的一面設有精密定位端齒，另一面設有與滾套[5]或[35]相對應的齒形槽7a或29a，靠內的端面園周上設有與凸輪輪廓4a或28a相對應的滾輪[6]或[36]，端面凸輪[4]和鎖緊端齒盤[7]均用軸承套裝在主軸[10]上(或者端面凸輪[28]和鎖緊端齒盤[29]均用軸承套裝在主軸[34]上)。
減速機構可以是由行星架[2]與機械編碼盤[3]連在一起的齒輪3a，與端面凸輪[4]連在一起的齒輪4b，及多個行星小齒輪[13]組成。也可以由齒輪減速系[25]和與端面凸輪[28]連在一起的齒輪28a所組成，其機械編碼盤[26]安裝在端面凸輪[28]上。
機械編碼盤[3]或[26]的一面設置多條按BCD碼(8421碼)的要求及微動開關的位置確定的同心園狀的突起，其寬度為2——4mm，高度為2——4mm。
安裝在電機座上的多個微動開關[20]組成BCD碼發訊器頂杆[15]或[44]的一端與機械編碼器具有同心園狀的突起的一面接觸，另一端與BCD碼發訊器微動開關[20]相接觸。
在機械編碼盤[3]的周邊上，或者在轉塔體[27]上設有初定位孔或凹槽，其數量與刀具工位數量相同。
電動插銷裝置平行主軸地安裝在機械編碼盤邊的初定位孔或凹槽的中心線上，它是由制動器[22]或[38]，能插入初定位孔或凹槽的初定位銷[23]或[41]，初定位開關裝置[19]或[39]組成，它們都安裝在電機座[18]或[32]上。為保證初定位銷穩定工作的槓桿[21]或[39]與初定位銷[23]或[41]呈90°地安裝在旁邊。
能夠幫助鎖緊端齒盤[7]或[29]脫開的叄個或多個園柱形彈簧[11]或[37]周邊地安裝在旋轉端齒盤[9]上，或者安裝在固定端齒盤[30]上。
本發明的其他結構從附圖及實施例即可看出，其工作原理在對下面的附圖及實施例進行說明時進行敘述。
本發明具有衝擊小、可正反雙向鎖定、毋須電機反覆開停、結構簡單、性能穩定、壽命長、價格低等特點。


圖1是本發明的具有水平軸線的數控臥式刀架的軸向剖面圖；圖2是沿圖1中I-I線的剖面圖；圖3是沿圖1中II-II線的剖面圖；圖4是沿圖3中III-III線的剖面圖；圖5是沿圖3中IV-IV線的剖面圖；圖6是鎖緊端齒盤[7]與旋轉齒輪盤[9]、端齒盤[8]嚙合時，端面凸輪[4]上數個小滾輪與鎖緊端齒盤[7]接觸情況示意圖；圖7是鎖緊端齒盤[7]與旋轉齒輪盤[9]、端齒盤[8]脫開時，端面凸輪[4]上數個小滾輪與鎖緊端齒盤[7]接觸情況示意圖；圖8是本發明立式數控刀架轉塔的軸向剖面圖；圖9是沿圖8中I-I線的剖面圖；圖10是沿圖11中II-II線的剖面圖；圖11是沿圖8中IV-IVIII-III線的剖面圖；圖12是沿圖9中III-III線的剖面圖。
圖中1-電機，2-行星架，3-機械編碼盤，4-端面凸輪，5-滾套，6-滾輪，7-鎖緊端齒盤，8-固定端齒盤，9-旋轉端齒盤，10-主軸，11-園柱彈簧，12-箱體，13-行星，14-蝶形彈簧，15-頂杆，17-初選信號微動開關，18-電機座，20-BCD碼開關組，21-槓桿， 22-制動器，23-初定位插銷，24-電機，25-齒輪系，26-機械編碼盤，27-轉塔體，28-端面凸輪，29-鎖緊端齒盤，30-固定端齒盤，31-端齒盤，32-電機座，33-蝶形彈簧，34-主軸，35-滾套，36-滾輪，37-園柱彈簧，38-制動器，39-槓桿，40-彈簧，41-初定位銷，42-BCD碼開關組，43-初選信號微動開關，44-頂杆。
如圖1、2、3、5、6所示，電機[1]帶動齒輪行星架[2]旋轉，裝在齒輪行星架[2]上的數個雙聯行星齒輪[13]圍繞著機械編碼盤[3]上的齒輪3a旋轉(此時該此齒輪為太陽輪)，並驅動端面凸輪[4]轉動。端面凸輪[4]上的數個凸輪輪廓4a沿著數個滾輪[6]下降，使壓縮的碟形彈簧[14]放鬆，同時制動器[22]斷電，初定位銷[23]被彈起。鎖緊端齒盤[7]在數個園柱形螺旋彈簧[11]作用下，向後移動(因鎖緊端齒盤[7]用滑鍵與箱體12連接，所以不能轉動)，並迅速的與固定端齒盤[8]、旋轉端齒盤[9]脫開，同時鎖緊端齒盤上的數個齒形槽7a與端面凸輪[4]上的數個小滾輪[5]嚙合，將端面凸輪[4]鎖住。齒輪行星架[2]繼續旋轉，數個雙聯行星齒輪[13]這時繞著端面凸輪[4]上的齒輪4a旋轉，[此時4b為太陽輪]同時驅動齒輪3a、機械編碼盤[3]轉動，並通過主軸[10]帶動旋轉端齒盤[9]及固定在旋轉端齒盤[9]的刀架轉盤(未畫出)轉動。
如圖1，2，3所示，微動開關組[20]通過機械編碼盤[3]上的園弧狀凸條帶動頂杆[15]向外輸出8421碼的信號。當所選刀位的微動開關閉合，隨及選通的微動開關[17]閉合瞬間時，制動器[22]得電，操縱初定位銷[23]向前插入機械編碼盤[3]的凹槽中，機械編碼盤[3]停止轉動，同時通過主軸[10]使旋轉端齒盤[9]及刀架轉盤也停止轉動。
這時齒輪行星架[2]繼續旋轉，數個雙聯行星齒輪[13]繞著機械編碼盤[3]的齒輪3a旋轉，同時驅動端面凸輪[4]轉動，端面凸輪[4]上的數個小滾輪[6]沿著鎖緊端齒盤[7]上的數個齒形槽滾動，並驅動它向前與固定端齒盤[8]、旋轉端齒盤[9]嚙合鎖定。嚙合同時，數個凸輪輪廓沿著數個滾輪[6]上升並後移壓縮碟形彈簧[14]，在此同時，電機[1]斷電，三件一組的端齒盤[7、8、9]夾緊，刀架轉盤鎖定。
圖6所示，滾輪[6]處在端面凸輪[4]的凸輪頂平面位置上，端齒盤[7、8、9]處於鎖定位置。
圖7所示，滾輪[6]處在端面齒輪[4]的凸輪最低位置，端面凸輪[4]的小滾輪[5]在鎖定端齒盤[7]的齒形槽中，端齒盤[7、8、9]處於鬆開位置。
圖8是本發明的另一種實施例。如圖8所示，電機[24]經齒輪系[25]驅動端面凸輪[28]旋轉，滾動軸承[36]沿著凸輪曲線下降，壓縮的碟形彈簧[33]放鬆，鎖緊端齒盤[29]在園柱形彈簧[37]作用下，數個滾輪[36]沿著凸輪園弧槽向上抬起，並迅速與端齒盤[31]、固定端齒盤[30]脫開；同時端面凸輪[28]的數個滾輪[35]落入鎖緊端齒盤[29]頂面的齒形槽中，使端面凸輪[28]與鎖緊端齒盤[29]及轉塔體[27]一起轉動，如圖9，11，12所示，微動開關組[42]根據裝在端面齒輪[28]上的碼盤[26]轉的角度，向外輸出421編碼信號。當所選擇刀位的微動開關閉合，隨及選通的微動開關[45]閉合瞬間時，制動器[38]得電，初定位銷[41]被壓下，並隨及滑入轉塔體[27]上的初定位凹槽中，轉塔體[27]被初步鎖定。
如圖8所示，鎖緊端齒盤[29]與轉塔體[27]是採用花鍵連接，鎖緊端齒盤[29]只能在轉塔體[27]內軸向移動，不能轉動，由於轉塔體[27]被鎖定，端面凸輪[28]繼續旋轉，其上的數個小滾套[35]沿著鎖緊端齒盤[29]頂面上的數個齒形槽的斜面滾動出來，並向下驅動鎖緊端齒盤[29]與固定端齒盤[30]和端齒盤[31]嚙合。端面凸輪[28]的數個凸輪輪廓沿著數個滾輪[36]上升後移動，壓縮碟形彈簧[33]。在這同時，鎖緊的微動開關[43]一但閉合，電機[24]斷電，數個滾輪[36]已處在端面凸輪[28]的數個凸輪頂平面位置上，三件一組端齒盤[29、30、31]夾緊，轉塔體27被精確鎖定，圖10所示，頂杆[44]在機械編碼盤[26]的驅動下向上移動，將微動開關閉合。
權利要求
1.一種帶凸輪定位裝置和碼盤的數控刀架是由機體、電機、減速機構、三件一組端齒盤、端面凸輪離合定位裝置及電控插銷裝置和機電式編碼器等組成，其特徵是在端面凸輪離合定位裝置中的端面凸輪[4]或[28]大端的外圍邊布置有叄個或者多個滾套[5]或[35]，在其靠內的端面園周上設置了叄段或多段凸輪輪廓4a或28a，在端面凸輪[4]或[28]的小端制有齒輪4b或28b，裝在端面凸輪[4]或[28]前面的鎖緊端齒盤[7]或[29]的一面設有精密定位端齒，另一面設有與滾套[5]或[35]相對應的齒形槽7a或29a，靠內的端面園周上設有與凸輪輪廓4a或28a相對應的滾輪[6]或[36]，端面凸輪[4]和鎖緊端齒盤[7]均用軸承套裝在主軸[10]上，(或者端面凸輪[28]和鎖緊端齒盤[29]均用軸承套裝在主軸[34]上)；減速機構可以是由行星架[2]與機械編碼盤[3]連在一起的齒輪3a，與端面凸輪[4]連在一起的齒輪4b，及多個行星小齒輪[13]組成，也可以由齒輪減速系[25]和與端面凸輪[28]連在一起的齒輪28a所組成，其機械編碼盤[26]安裝在端面凸輪[28]上。
2.根據權利要求1所述的帶凸輪定位裝置和碼盤的數控刀架，其特徵是機械編碼盤[3]或[26]的一面設置有多條按BCD碼(8421碼)的要求及微動開關的位置確定的同心園狀的突起，其寬度為2——4mm，高度為2——4mm。
3.根據權利要求1或2所述的帶凸輪定位裝置和碼盤的數控刀架，其特徵是安裝在電機座上的多個微動開關[20]組成BCD碼發訊器，頂杆[15]或[44]的一端與機械編碼器具有同心園狀的突起的一面接觸，另一端與BCD碼發訊器微動開關[20]相接觸。
4.根據權利要求1或2所述的帶凸輪定位裝置和碼盤的數控刀架，其特徵是在機械編碼盤[3]的周邊上，或者在轉塔體[27]上設有初定位孔或凹槽，其數量與刀具工位數量相同。
5.根據權利要求1或2所述的帶凸輪定位裝置和碼盤的數控刀架，其特徵是電動插銷裝置平行主軸地安裝在機械編碼盤邊的初定位孔或凹槽的中心線上，它是由制動器[22]或[38]，能插入初定位孔或凹槽的初定位銷[23]或[41]，初定位開關裝置[19]或[39]組成，它們都安裝在電機座[18]或[32]上；為保證初定位銷穩定工作的槓桿[21]或[39]與初定位銷[23]或[41]呈90°地安裝在旁邊。
6.根據權利要求1或2所述的帶凸輪定位裝置和碼盤的數控刀架，其特徵是能夠幫助鎖緊端齒盤[7]或[29]脫開的叄個或多個園柱形彈簧[11]或[37]周邊地安裝在旋轉端齒盤[9]上，或者安裝在固定端齒盤[30]上。
全文摘要
本發明是對現有技術進行改進。它採用了機電式編碼器和新型的凸輪定位機構。機電式編碼器的機械編碼盤安裝在減速機構上;新型凸輪定位機構的端面凸輪上具有能供滾輪雙向運動的輪廓,其鎖緊端齒盤上具有能使滾套快速定位的齒形槽,使其能夠具有減少衝擊、正反雙向鎖定、毋須電機反覆開停,結構簡單、性能穩定、壽命長、價格低的優點。
文檔編號B23Q15/20GK1192392SQ9811348
公開日1998年9月9日 申請日期1998年3月24日 優先權日1998年3月24日
發明者高明渝 申請人:高明渝