專利名稱：圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械加工的專用機床領域，適用于圓盤式多工位數(shù)控拋光機或專用機床的雙回轉數(shù)控軸的傳動單元。
背景技術：
目前，國內圓盤式多工位拋光機、圓盤式多工位數(shù)控拋光機的各工位只具有機械式單一回轉軸，還沒有雙回轉數(shù)控軸形式。機械式單一回轉軸多工位圓盤拋光機中，各工位的回轉運動是由一臺電機通過鏈條或齒形帶集中驅動的，傳動比較簡單。如果在圓盤式多工位拋光機上實現(xiàn)雙回轉數(shù)控軸，需要在每個工位上安裝兩臺伺服電機，隨著回轉圓盤一起旋轉，其動力電源和控制信號必須經過導電滑環(huán)來解決，并且各工位伺服電機隨著圓盤轉動，伺服電機所處的工位位置不斷改變，要使各工位的加工程序不同將是很難做到的。只能把各工位的加工程序按一致的編寫，也就是說各工位的工藝參數(shù)是相同的。因此機床的功能受到限制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動單元，在圓盤式多工位數(shù)控拋光機或專用機床的不同工位上完成不同的工藝內容。本發(fā)明的圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動單元，各工位均設置雙回轉數(shù)控軸， 其特征在于分為執(zhí)行和驅動分單元分別將執(zhí)行分單元安裝在回轉圓盤上、將驅動分單元安裝在固定底盤上，在加工工位這兩個分單元的傳動軸之間通過圓弧端面凸、凹鍵，實現(xiàn)兩個回轉數(shù)控軸的運動傳遞，并在固定底盤上鑲嵌一周導向鍵，使各工位執(zhí)行分單元的雙回轉數(shù)控軸在圓盤回轉時保持正確的姿態(tài)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明后與以往的圓盤式多工位拋光機(或專用機床)相比， 實現(xiàn)了各工位具有雙回轉數(shù)控軸，且各工位可分別編制加工程序，在一臺拋光機(或專用機床)的不同工位上完成不同的工藝內容。并且，簡化了動力電源和控制信號的傳輸及不需要回轉圓盤在工位交換時的抬起和落下動作，簡化了機械結構，可靠性大為提高。本發(fā)明的圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸傳動單元要解決的關鍵問題是將各工位雙回轉數(shù)控軸的傳動單元分為兩個分單元即安裝在回轉圓盤上的執(zhí)行分單元和安裝在固定底盤的驅動分單元。在這兩各分單元之間通過可靠的機械結構聯(lián)接，完成兩個回轉數(shù)控軸的運動傳遞。由于驅動分單元位置不變，所定義的數(shù)控軸的名稱和對應的工位加工程序是不變的。因此，在一臺拋光機的不同工位上其加工程序可以不同。而且，由于伺服電機不隨圓盤一起回轉，不必使用導電滑環(huán)，其可靠性非常高。因此本發(fā)明具有很高的經濟價值和實用價值。


圖1是圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動裝置的結構示意圖2是水平回轉驅動軸與水平回轉傳動軸及垂直回轉驅動軸與垂直回轉傳動軸的結合部位放大圖；圖3是圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動裝置的截面剖視示意圖；圖4是垂直回轉驅動軸端弧面凸鍵剖視圖；圖5是垂直回轉驅動軸端弧面凸鍵俯視圖；圖6是垂直回轉傳動軸端弧面凹鍵仰視圖；圖7是垂直回轉傳動軸端弧面凹鍵剖視圖；圖8是導向鍵與固定圓盤結合面示意圖；圖9是數(shù)控系統(tǒng)對雙回轉數(shù)控軸傳動單元控制電路示意圖；圖10是雙回轉數(shù)控軸傳動單元加工程序時續(xù)框圖。
具體實施例方式圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動單元，各工位均設置雙回轉數(shù)控軸，其特征在于分為執(zhí)行和驅動分單元分別將執(zhí)行分單元安裝在回轉圓盤上、將驅動分單元安裝在固定底盤上，參見圖1。在固定底盤5上裝有驅動分單元支座6，見圖3，在其內部通過軸承支撐垂直回轉驅動軸11，在垂直回轉驅動軸11的孔內通過軸承安裝水平回轉驅動軸10 ；在垂直回轉驅動軸11的下端裝有垂直回轉軸帶輪9和皮帶7，用來驅動垂直驅動回轉軸轉旋；在垂直回轉軸帶輪9的端面安裝水平回轉軸驅動伺服電機8，該電機軸通過平鍵與水平回轉驅動軸10 聯(lián)接；水平回轉軸驅動伺服電機8直接驅動水平回轉驅動軸10做回轉運動。在回轉圓盤4上裝有執(zhí)行分單元法蘭座3，其內部通過軸承安裝垂直回轉傳動軸 12，在垂直回轉傳動軸12的上端面裝有垂直回轉支架2，在垂直回轉傳動軸12的孔內通過軸承安裝水平回轉傳動軸13。水平回轉傳動軸13的軸上端裝有下錐齒輪14，它與安裝在水平傳動軸15左端的上錐齒輪16嚙合，水平傳動軸15的中部裝有主動齒輪17，它與裝在水平回轉軸1上的從動齒輪18嚙合。最終實現(xiàn)圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動單元的垂直、水平回轉軸的回轉運動。為解決執(zhí)行分單元與驅動分單元中的傳動軸的運動傳遞問題，見附圖4至圖7，在水平回轉驅動軸10、垂直回轉驅動軸11的上端面設計了弧形端面凹鍵，在水平回轉傳動軸 13、垂直回轉傳動軸12的下端面設有端面凸鍵；回轉驅動軸端面上凸、凹鍵對稱于圓心、并且貫穿各自的圓柱面，圓弧的圓心與回轉圓盤的圓心是同心的。通過這種結構將垂直回轉驅動軸11和水平回轉驅動軸10的回轉運動分別傳遞給垂直回轉傳動軸12和水平回轉傳動軸13。為了保持雙回轉數(shù)控軸的單元的各軸的初始位置在回轉圓盤做工位交換回轉時不變，以及保證水平回轉驅動軸10、垂直回轉驅動軸11上的弧形端面凸鍵與水平回轉傳動軸13、垂直回轉傳動軸12上的端面凹鍵的順利嚙合，在固定圓盤5上設計了一周的導向鍵 19，見圖8，導向鍵19的形狀為端面為弧形并傾向一側的矩形塊，導向鍵19的寬度與上述弧形端面凸鍵的寬度相等，多個導向鍵19連續(xù)鑲嵌在固定圓盤5上經各回轉軸心的圓周上。 回轉圓盤4在做工位交換回轉時，水平回轉傳動軸13、垂直回轉傳動軸12上的端面凹鍵離開水平回轉驅動軸10、垂直回轉驅動軸11上的弧形端面凸鍵后，與固定圓盤5上的導向鍵9配合，其雙回轉數(shù)控軸的單元的各軸得到了保持。本發(fā)明圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸傳動單元在與多個拋光單元組合后構成圓盤式多工位數(shù)控拋光機。每個拋光單元是裝有C軸拋光輪的三坐標機構，多個這種拋光單元在雙回轉數(shù)控軸傳動單元周邊輻射設置，與雙回轉數(shù)控軸傳動單元上夾持工件的的工位對應，配合對工件的加工，同一時間內可以加工多個工序。圓盤式多工位數(shù)控拋光機進行零件加工時，見圖9，10，數(shù)控系統(tǒng)控制拋光單元的 X、Y、Z、C軸進行拋光作業(yè)，當被加工工件需要沿水平軸線旋轉時，數(shù)控系統(tǒng)通過接口 XS34 發(fā)信號給雙回轉數(shù)控軸傳動單元A軸驅動器COMMAND接口，控制A軸驅動模塊來控制A軸軸線旋轉；當被加工工件需要沿垂直軸線旋轉時，數(shù)控系統(tǒng)通過接口 XS35發(fā)信號給雙回轉數(shù)控軸傳動單元B軸驅動器COMMAND接口，控制B軸驅動模塊來控制B軸軸線旋轉；當被加工工件需要水平軸線和垂直軸線同時旋轉時，數(shù)控系統(tǒng)通過A、B軸驅動控制接口 XS34、 XS35控制A軸、B軸雙回轉軸同時旋轉運動，實現(xiàn)被加工工件處在正確的位置。I/O單元通過PLC采集拋光機數(shù)控系統(tǒng)傳輸開關量輸入接口 SX10、XS11、XS12開關量輸入信號、開關量輸出接口 SX20、XS21、XS22開關量輸出信號對機床進行操作，完成圓盤上各工位工件的垂直回轉和水平回轉，從而對工件的全方位加工。
權利要求
1.一種圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動單元，各工位均設置雙回轉數(shù)控軸，設置數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于分為執(zhí)行和驅動分單元分別將執(zhí)行分單元安裝在回轉圓盤上、將驅動分單元安裝在固定底盤上，在這兩個分單元之間通過與回轉圓盤同心的圓弧端面鍵聯(lián)接， 實現(xiàn)兩個回轉數(shù)控軸的運動傳遞，并在固定底盤上鑲嵌一周導向鍵，使各工位執(zhí)行分單元的雙回轉數(shù)控軸在圓盤回轉時保持正確的姿態(tài)。
2.根據權利要求1所述的圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸傳動單元，其特征在于驅動分單元中垂直、水平回轉運動的機構在固定底盤( 上裝有驅動分單元支座(6)，在其內部通過軸承支撐垂直回轉驅動軸(11)，在垂直回轉驅動軸(11)的孔內通過軸承安裝水平回轉傳動軸(10)；在垂直回轉驅動軸(11)的下端裝有垂直回轉軸帶輪(9)和皮帶(7)，可作垂直回轉驅動；在垂直回轉軸帶輪(9)的端面安裝水平回轉軸驅動伺服電機(8)，該電機軸通過平鍵與水平回轉驅動軸(10)聯(lián)接；水平回轉軸驅動伺服電機(8)直接驅動水平回轉驅動軸(10)做回轉運動。
3.根據權利要求1所述的圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸傳動單元，其特征在于執(zhí)行分單元中垂直、水平回轉軸的傳動結構在回轉圓盤(4)上裝有執(zhí)行分單元法蘭座(3)，其內部通過軸承安裝垂直回轉傳動軸(12)，在垂直回轉傳動軸(1 的上端面裝有垂直回轉支架O)，在垂直回轉傳動軸(1 的孔內通過軸承安裝水平回轉傳動軸(1 ；水平回轉傳動軸(1 的軸上端裝有下錐齒輪(14)，它與安裝在水平傳動軸(1 左端的上錐齒輪(16) 嚙合，水平傳動軸(1 的中部裝有主動齒輪(17)，它與裝在水平回轉軸(1)上的從動齒輪(18)嚙合。
4.根據權利要求1所述的圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸傳動單元，其特征在于在水平回轉驅動軸(10)、垂直回轉驅動軸(11)的上端面設計了弧形端面凹鍵，在水平回轉傳動軸 (13)、垂直回轉傳動軸(1 的下端面設有端面凸鍵；回轉驅動軸端面的凸、凹鍵對稱位于圓心、并且貫穿各自的圓柱面，圓弧的圓心與回轉圓盤的圓心是同心的；通過這種結構將垂直回轉驅動軸(11)和水平回轉驅動軸(10)的回轉運動分別傳遞給垂直回轉傳動軸(12) 和水平回轉傳動軸(13)。
5.根據權利要求1所述的圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸傳動單元，其特征在于為了保持雙回轉數(shù)控軸的單元的各軸的初始位置在回轉圓盤做工位交換回轉時不變，以及保證水平回轉驅動軸(10)、垂直回轉驅動軸(11)上的弧形端面凸鍵與水平回轉傳動軸(13)、垂直回轉傳動軸(12)上的端面凹鍵的順利嚙合，在固定圓盤(5)上設計了一周的導向鍵(19)，回轉圓盤在做工位交換回轉時，水平回轉傳動軸(13)、垂直回轉傳動軸(1 上的端面凹鍵離開水平回轉驅動軸(10)、垂直回轉驅動軸(11)上的弧形端面凸鍵后，與導向鍵(19)配合， 其雙回轉數(shù)控軸的單元的各軸得到了保持。
6.根據權利要求5所述的圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸傳動單元，其特征在于導向鍵(19)的形狀為端面為弧形并傾向一側的矩形塊，導向鍵(19)的寬度與上述弧形端面凸鍵的直徑相等，多個導向鍵(19)連續(xù)鑲嵌在固定圓盤( 上經各回轉軸心的圓周上。
7.根據權利要求1所述的圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸傳動單元，其特征在于數(shù)控系統(tǒng)控制拋光作業(yè)，當被加工工件需要沿水平軸線旋轉時，數(shù)控系統(tǒng)通過接口(XS34)發(fā)信號給雙回轉數(shù)控軸傳動單元A軸驅動器COMMAND接口，控制A軸驅動模塊來控制A軸軸線旋轉； 當被加工工件需要沿垂直軸線旋轉時，數(shù)控系統(tǒng)通過接口(XS35)發(fā)信號給雙回轉數(shù)控軸傳動單元B軸驅動器COMMAND接口，控制B軸驅動模塊來控制B軸軸線旋轉；當被加工工件需要水平軸線和垂直軸線同時旋轉時，數(shù)控系統(tǒng)通過A、B軸驅動控制接口(XS34、XS35)控制A軸、B軸雙回轉軸同時旋轉運動，實現(xiàn)被加工工件處在正確的位置。
全文摘要
一種圓盤式多工位雙回轉數(shù)控軸的傳動單元，各工位均設置雙回轉數(shù)控軸，設置數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于分為執(zhí)行和驅動分單元將執(zhí)行分單元安裝在回轉圓盤上、將驅動分單元安裝在固定底盤上，在這兩個分單元之間通過圓弧端面鍵聯(lián)接，實現(xiàn)兩個回轉數(shù)控軸的運動傳遞，并在固定底盤上鑲嵌一周導向鍵，使各工位執(zhí)行分單元的雙回轉數(shù)控軸在圓盤回轉時保持正確的姿態(tài)。本發(fā)明實現(xiàn)了各工位具有雙回轉數(shù)控軸，且各工位可分別編制加工程序，由于伺服電機不隨圓盤一起回轉，不必使用導電滑環(huán)，簡化了動力電源和控制信號的傳輸其可靠性非常高。不需要回轉圓盤在工位交換時的抬起和落下動作，簡化了機械結構，可靠性大為提高。因此本發(fā)明具有很高的經濟價值和實用價值。
文檔編號B24B47/00GK102335871SQ20111021857
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權日2011年8月1日
發(fā)明者劉麗英, 劉廷輝, 劉金先, 姜華, 張勇, 張寶東, 張繼昌, 徐卓然, 方恩輝, 李欣 申請人:沈陽機床成套設備有限責任公司