專利名稱：一種自動換刀機構(gòu)性能檢測平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種自動換刀機構(gòu)性能檢測平臺，屬于數(shù)控機床領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自動換刀機構(gòu)是影響加工中心性能的重要部件，因此，對自動換刀機構(gòu) 性能的檢測是十分必要的。長時間以來，對于機床生產(chǎn)廠來說，檢測換刀機 構(gòu)的方法都是在其具體的機床刀庫上進行的。但這種方法對于專門生產(chǎn)換刀 機構(gòu)的專業(yè)廠家來說并不適合，各種規(guī)格尺寸不同的換刀機構(gòu)，不可能按照 市場需求配備各類形式不同的刀庫進行檢測。因此，脫離具體的刀庫形式， 提供一種檢測平臺，能夠?qū)M成換刀機構(gòu)核心的弧面凸輪機構(gòu)進行檢測，對 于功能部件生產(chǎn)廠是十分必要的。而目前還沒有一種簡單方便的檢測平臺可 以適用專業(yè)生產(chǎn)廠家檢測需要。如何解決測試系統(tǒng)的通用性及換刀機構(gòu)輸出 軸運動參數(shù)采集的問題是測試平臺設計的關(guān)鍵問題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型提供了一種自動換刀機構(gòu)性能檢測平臺，該平臺能夠?qū)ν瑯咏Y(jié) 構(gòu)的凸輪換刀機構(gòu)的性能進行檢測。該檢測平臺可對拆除機械手的換刀機構(gòu) 進行試驗，并適用不同尺寸規(guī)格而結(jié)構(gòu)相同的換刀機構(gòu)，有效解決了被測凸 輪換刀機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)角采集的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案。本測試裝置包括 安裝平臺、電機支架、電機、固定板、小帶輪、同步帶、大帶輪、被測凸輪 換刀機構(gòu)箱體、測試齒輪和安裝有編碼器的齒輪箱。其中電機架、被測凸 輪換刀機構(gòu)箱體和齒輪箱均安裝在安裝平臺上，電機支架和齒輪箱與安裝平 臺的相對位置能夠調(diào)節(jié)。電機固定在固定板上，固定板能夠沿著電機支架的 側(cè)面上下移動，固定板位置調(diào)整好能夠?qū)⑵涔潭ㄔ陔姍C支架上。在被測凸輪 換刀機構(gòu)箱體的輸入軸上安裝有大帶輪，在電機的輸出軸上安裝有小帶輪， 大帶輪和小帶輪通過同步帶連接。在被測凸輪換刀機構(gòu)箱體的輸出軸上安裝 有測試齒輪，測試齒輪與齒輪箱中的齒輪軸嚙合。
所述的安裝平臺上設置有長條孔，用于固定電機支架的螺栓穿過長條孔 并能夠沿著長條孔左右移動，待電機支架位置調(diào)整好后通過擰緊螺栓將電機
3支架固定在安裝平臺上。
在電機支架的側(cè)面沿豎直方向設置有長條孔，用于固定固定板的螺栓穿過該長條孔并能夠在該長條孔內(nèi)上下移動，待固定板位置調(diào)整好后，擰緊螺栓將固定板固定在電機支架的側(cè)面。
本實用新型具有以下優(yōu)點i)本實用新型提供的測試平臺可以適用不
同規(guī)格換刀機構(gòu)的檢測，且不受廠家電機不同的限制；ii)通過齒輪嚙合的方
式巧妙的解決了輸出軸轉(zhuǎn)角測量的問題，且方便安裝；iii)可以方便的采集
換刀機構(gòu)輸入輸出參數(shù)以檢測弧面凸輪機構(gòu)的各種運動參數(shù)和動力學特性參
數(shù)，可以分別對凸輪機構(gòu)進行空載、加載和穩(wěn)定性等試驗，并可采集相關(guān)參
數(shù)進行分析，提供凸輪機構(gòu)的綜合性能參數(shù)，為分析凸輪機構(gòu)性能及完善凸
輪機構(gòu)設計提供數(shù)據(jù)支持。


圖1測試平臺的結(jié)構(gòu)示意圖圖2測試齒輪的主視圖圖3圖2的C-C剖視圖圖4圖2的A-A剖視圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明
圖l為安裝了換刀機構(gòu)的測試平臺，該測試平臺包括安裝平臺1、電機
支架2、伺服電機單元3、固定板4、小帶輪5、同步帶6、大帶輪7、被測凸輪換刀機構(gòu)箱體8、測試齒輪9、編碼器IO、齒輪箱ll、齒輪軸12和調(diào)整螺栓13
安裝平臺1是試驗臺的基礎(chǔ)，為相關(guān)設備提供支撐及固定裝置，長寬高分別為1050mm、 800腿、800,。安裝平臺為鋼結(jié)構(gòu)平臺，由80腿槽鋼相互焊接構(gòu)成平臺基礎(chǔ)支架，平臺基礎(chǔ)支架上面安裝15mm厚鋼板，鋼板通過螺栓固定在平臺基礎(chǔ)支架上。電機支架2由15mm厚鋼板焊接而成，能夠通過螺栓固定在安裝平臺左側(cè)的厚鋼板上，厚鋼板上預留長條孔，用于固定電機支架的螺栓穿過該長條孔并可以在該長條孔中左右移動以調(diào)節(jié)電機支架的位置，待位置調(diào)整好后，擰緊螺栓將電機支架固定在安裝平臺1上。
伺服電機單元3包括伺服電機和減速箱，通過電機支架2固定在安裝平臺上。伺服電機單元3通過固定板4螺栓連接固定在電機支架2側(cè)面，電機支
架2側(cè)面沿豎直方向留有長條孔，螺栓穿過長條孔其位置可上下移動，進而帶動固定板移動，固定板4的上下移動又帶動電機上下移動，調(diào)節(jié)伺服單元
使兩帶輪在同一平面，以適用不同規(guī)格換刀機構(gòu)的需要，待電機位置調(diào)節(jié)好
后，擰緊螺栓將固定板4固定在電機支架的側(cè)面。小帶輪5通過鍵連接固定在伺服電機單元3的輸出軸上，大帶輪通過鍵連接固定在被測凸輪機構(gòu)箱體的輸入軸上，小帶輪5和大帶輪7通過同步帶6連接為被測凸輪換刀機構(gòu)8提供動力。被測凸輪換刀機構(gòu)箱體8通過箱體底部的安裝孔固定在安裝平臺1上，輸出軸機械手位置安裝測試齒輪9。齒輪箱ll固定在安裝平臺的鋼板上，固定前通過調(diào)節(jié)兩側(cè)的調(diào)節(jié)螺栓13使齒輪軸12與被測換刀機構(gòu)輸出軸平行，并使測試齒輪9和齒輪軸12無間隙嚙合，以保證兩齒輪可以平穩(wěn)傳動以及測試齒輪可沿齒輪軸12上下滑動，通過齒輪嚙合使換刀機構(gòu)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運動被傳遞到齒輪箱的齒輪軸12。同時，被測凸輪換刀機構(gòu)輸出軸可以上下運動，完成換刀機構(gòu)的插拔刀動作。
齒輪箱由齒輪軸、箱體、軸承及端蓋構(gòu)成，可靈活固定于安裝平臺上。齒輪箱11的齒輪軸12下端可安裝配重模擬機械手及刀具產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量。編碼器10通過聯(lián)軸器安裝在齒輪箱11中齒輪軸12的輸出軸上，獲取輸出軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)。調(diào)節(jié)螺栓13固定在齒輪箱兩側(cè)，通過轉(zhuǎn)動螺栓可調(diào)節(jié)齒輪箱的水平。齒輪箱在安裝平臺上的高度可以通過放在平臺基礎(chǔ)支架上的鋼板下面的墊塊的厚度來調(diào)節(jié)。
圖2為測試齒輪設計圖，該測試齒輪為專用齒輪，基本結(jié)構(gòu)為標準的直齒齒輪14，在一端面增加連接軸套15，軸套一側(cè)留有一長條口 16，長條口兩側(cè)設有螺紋孔17，當用螺栓連接螺紋孔時，長條口兩側(cè)向內(nèi)收縮，軸套內(nèi)徑減小，從而夾緊換刀機構(gòu)輸出軸達到固定測試齒輪的目的。
利用本測試平臺，測試的具體實施步驟如下
1) 被測凸輪換刀機構(gòu)8箱體通過底部的安裝孔固定在安裝平臺1上；
2) 在凸輪換刀機構(gòu)8輸入軸上安裝大帶輪7并固定；
3) 在小帶輪5和大帶輪7上安裝同步帶6;
4) 調(diào)整固定板4的上下高度，使大小帶輪在同一平面；
5) 調(diào)整電機支架2左右位置，漲緊同步帶；6) 在換刀機構(gòu)輸出軸安裝測試齒輪9并固定；
7) 移動齒輪箱ll，使被測齒輪9和齒輪箱內(nèi)的齒輪軸12相嚙合，調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓13，使兩齒輪軸平行，推動箱體使兩齒輪緊密嚙合后固定齒輪
箱箱體在安裝平臺1上；
8) 設置伺服單元3參數(shù)驅(qū)動電機，啟動相應的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)進
行檢測。
本實用新型針對自動換刀機構(gòu)的工作特點及關(guān)鍵功能部件的特性，通過采集換刀結(jié)構(gòu)輸入輸出參數(shù)并進行數(shù)據(jù)分析獲取機構(gòu)功能性能，主要有以下
特點
換刀機構(gòu)的動力輸入換刀機構(gòu)輸入采用同步帶輪傳動輸入，避免不同規(guī)格、不同廠家采用電機不同造成驅(qū)動困難的問題。
換刀機構(gòu)的安裝安裝平臺的固定平板采用螺栓連接，可根據(jù)換刀機構(gòu)箱體的需求更換平板。
輸出參數(shù)的采集在換刀機構(gòu)輸出軸安裝測試齒輪，平臺上安裝齒輪箱，通過齒輪的嚙合獲取換刀機構(gòu)輸出軸旋轉(zhuǎn)運動參數(shù)，同時保證輸出軸可上下移動。
齒輪箱的調(diào)節(jié)換刀機構(gòu)安裝后，無法保證輸出軸的垂直度，為了保證齒輪箱中齒輪軸能很好地與測試齒輪嚙合而不影響輸出軸的上下運動，通過齒輪箱體兩側(cè)的調(diào)節(jié)螺栓13可使齒輪軸12與輸出軸平行，解決了換刀結(jié)構(gòu)箱體調(diào)平困難、齒輪嚙合后滑動不暢導致轉(zhuǎn)角測量不精確的問題。
從上述實例可以看出，本實用新型能夠適用于同樣結(jié)構(gòu)不同規(guī)格的凸輪換刀機構(gòu)的檢測，平臺的適用性比較強，且安裝調(diào)節(jié)方便，可以應用于凸輪換刀機構(gòu)的新產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)品出廠前檢驗等場合。
權(quán)利要求1、一種自動換刀機構(gòu)性能檢測平臺，其特征在于包括安裝平臺、電機支架、電機、固定板、小帶輪、同步帶、大帶輪、被測凸輪換刀機構(gòu)箱體、測試齒輪和安裝有編碼器的齒輪箱；其中電機支架、被測凸輪換刀機構(gòu)箱體和齒輪箱均安裝在安裝平臺上，電機支架和齒輪箱與安裝平臺的相對位置能夠調(diào)節(jié)；電機固定在固定板上，固定板能夠沿著電機支架的側(cè)面上下移動，固定板位置調(diào)整好能夠?qū)⑵涔潭ㄔ陔姍C支架上；在被測換刀機構(gòu)箱體的輸入軸上安裝有大帶輪，在電機的輸出軸上安裝有小帶輪，大帶輪和小帶輪通過同步帶連接；在被測換刀機構(gòu)箱體的輸出軸上安裝有測試齒輪，測試齒輪與齒輪箱中的齒輪軸嚙合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種自動換刀機構(gòu)性能檢測平臺，其特征在于所 述的安裝平臺上設置有長條孔，用于固定電機支架的螺栓穿過長條孔并能夠 沿著長條孔左右移動，待電機支架位置調(diào)整好后通過擰緊螺栓將電機支架固 定在安裝平臺上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種自動換刀機構(gòu)性能檢測平臺，其特征在于在 電機支架的側(cè)面沿豎直方向設置有長條孔，用于固定固定板的螺栓穿過該長 條孔并能夠在該長條孔內(nèi)上下移動，待固定板位置調(diào)整好后，擰緊螺栓將固 定板固定在電機支架的側(cè)面。
專利摘要本實用新型是一種自動換刀機構(gòu)性能檢測平臺，屬于數(shù)控機床領(lǐng)域。本測試平臺包括安裝平臺、電機支架、電機、固定板、小帶輪、同步帶、大帶輪、被測換刀機構(gòu)箱體、測試齒輪和安裝有編碼器的齒輪箱。電機支架、被測換刀機構(gòu)箱體和齒輪箱均安裝在安裝平臺上，在被測換刀機構(gòu)箱體的輸入軸上安裝有大帶輪，在電機的輸出軸上安裝有小帶輪，大帶輪和小帶輪通過同步帶連接。在被測換刀機構(gòu)箱體的輸出軸上安裝有測試齒輪，測試齒輪與齒輪箱中的齒輪軸嚙合。編碼器通過聯(lián)軸器安裝在齒輪箱齒輪軸輸出軸上，獲取輸出軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)。該檢測平臺可對拆除機械手的換刀機構(gòu)進行試驗，可以采集換刀機構(gòu)輸入輸出參數(shù)以檢測弧面凸輪機構(gòu)的各種運動參數(shù)和動力學特性參數(shù)。
文檔編號G01M13/00GK201417204SQ200920106480
公開日2010年3月3日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者卜凡華, 張乃龍, 張躍明 申請人:北京工業(yè)大學