專利名稱：擺臂式工件托盤自動交換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件托盤自動交換裝置，尤其是一種用于臥式加工中心的工件托盤自動交換裝置。
背景技術(shù)：
目前，在臥式加工中心上使用的工件交換臺主要有左右式和前后式交換臺。
左右式交換臺如中國實用新型專利號03276571.1，公告日2004.09.15，公開了一種雙交換工作臺單元，它由交換工作臺，托盤(隨行夾具)，輸送裝置和固定夾具組成，交換工作臺，托盤和輸送裝置連接在機床的左面和右面，固定夾具裝在機床工作臺上面，設(shè)在交換工作臺下面的輸送長型汽缸，在升降汽缸抬起或降下時，卡住或脫開托盤來回往復(fù)三次，將其托盤被推入固定夾具或拉入交換工作臺。固定夾具上有兩套上升或下降的定位汽缸，在兩側(cè)則有四套帶自鎖裝置的壓緊或松開汽缸，對進入固定具的托盤進行定位和夾緊，輸送裝置的執(zhí)行元件可以是汽動，機械或電動元件。它的主要缺陷是無法適用于大型工件的回轉(zhuǎn)和安裝，以及交換移動距離長、效率低、占地面積大。
前后式交換臺如中國實用新型專利號94206080.6，公告日1994.12.28，公開了一種定位構(gòu)造改良的交換工作臺，該交換工作臺包括有一機座、二活動承接座、一固定承接座及二工作臺，其中該固定承接座頂部于該承接部涵蓋范圍以外若干處設(shè)有梯形外凸斜齒，且于該外凸斜齒表面并開設(shè)有氣孔，而于該工作臺的底部則有等數(shù)的梯形內(nèi)凹斜齒，使該工作臺可藉該底面的內(nèi)凸齒與固定承接座頂部外凸斜齒齒合定位。它的主要缺陷是無法滿足大型工件的回轉(zhuǎn)、安裝、輸送。
現(xiàn)有在臥式加工中心上使用的工件交換臺臺面只有630mm×630mm，工作臺面的交換傳動采用鏈傳動。因此，對于大型重荷工件來說，臺面尺寸不夠，推、拉動作，交換傳動速度慢，直接影響到臥式加工中心的生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有臥式加工中心上應(yīng)用的工件交換臺存在的問題，提供一種自動化程度高、工件裝卸方便、傳動交換正確可靠、適用于大型重荷工件的擺臂式工件托盤自動交換裝置。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案如下一種擺臂式工件托盤自動交換裝置，包括位于床身前面，左右兩側(cè)的交換托板底座，底座上面左、右托板軌道上的兩個工作臺面，位于工作臺面下面的回轉(zhuǎn)工作臺，液壓傳動系統(tǒng)，氣動控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)。
工作臺下面、底座上面設(shè)有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上面裝有淺定位套、深定位套、發(fā)訊開關(guān)，轉(zhuǎn)盤與底座之間安裝有回轉(zhuǎn)機構(gòu)，托板下面設(shè)有踏腳插銷裝置，轉(zhuǎn)盤上面、工作臺下面設(shè)有工作臺面定位軸，兩個工作臺面定位軸之間安裝有互鎖裝置；
兩個底座上面外側(cè)通過支架固定軸活動連接帶有回轉(zhuǎn)齒輪的手臂，與手臂回轉(zhuǎn)齒輪相嚙合處安裝有固定在底座上的單齒擺動油缸，手臂擺動起止位置上設(shè)有限位發(fā)訊裝置，手臂拔動端上分別安裝有驅(qū)動插銷油缸，插銷油缸上面設(shè)有連接在工作臺上的拔動塊。
回轉(zhuǎn)機構(gòu)由轉(zhuǎn)軸、軸承座、軸承組成，轉(zhuǎn)軸安裝有轉(zhuǎn)盤下面，軸承座安裝在底座上，轉(zhuǎn)軸與軸承座之間通過上端平面推力軸承、下端向心球軸承活動連接。
踏腳插銷裝置由左、右腳踏板、前、后翻板、支軸、拉鉤、定位套、蓋板、定位軸、壓簧組成，定位套固定在轉(zhuǎn)盤上，定位套內(nèi)活配定位軸，定位軸上凸臺與定位套蓋板之間設(shè)有壓簧，定位軸下端處設(shè)有發(fā)訊塊，與發(fā)訊塊相對應(yīng)處設(shè)有固定在底座上的行程開關(guān)，定位軸與腳踏板之間通過拉鉤、安裝在支軸上的前、后翻板活動連接。
互鎖裝置由拉桿式油缸、裝有臺面定位軸的臺面定位套、推塊、壓簧組成，拉桿式油缸水平安裝在左、右底座上，油缸兩端出軸上固定連接有推塊，推塊下面設(shè)有一斜面，與推塊斜面相配的臺面定位軸上設(shè)有長槽，長槽下端面呈弧形，油缸拉桿頭外安裝有接近開關(guān)，臺面定位套上安裝有臺面接近開關(guān)。
驅(qū)動插銷油缸在其活塞桿頭上裝有滾輪滾針軸承，活塞桿兩端安裝有發(fā)訊塊，油缸套兩端安裝有接近開關(guān)。
回轉(zhuǎn)工作臺下面裝有工作臺升降油缸和回轉(zhuǎn)油缸；外面設(shè)有位置發(fā)訊開關(guān)。
工作臺面長、寬均是800mm。
本發(fā)明與現(xiàn)有的雙工作交換臺相比具有以下特點1.800mm×800mm雙工作臺面裝載工件的范圍大，并采用機外踏腳插銷裝置和回轉(zhuǎn)機構(gòu)，使得機外裝卸工件的輔助時間大大節(jié)??；2.油缸驅(qū)動擺動式手臂來傳動交換工作臺，傳動力大；3.交換裝置中采用互鎖裝置、驅(qū)動插銷油缸、限位發(fā)訊裝置，使得交換位置正確可靠；4.采用液壓傳動系統(tǒng)，氣動控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)自動化程度高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1的右視圖；圖4是踏腳插銷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是驅(qū)動插銷油缸結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是交換系統(tǒng)功能示意圖；圖7是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；圖8是轉(zhuǎn)臺液壓和氣動原理圖；圖9是交換系統(tǒng)液壓控制原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1，2，3，6，7所示，擺臂式工件托盤自動交換裝置，由安裝在床身前面，左右兩側(cè)的交換托板底座5，8，底座5，8上面左、右托板軌道上的兩個工作臺面1，2，位于工作臺面下面的回轉(zhuǎn)工作臺53，液壓傳動系統(tǒng)，氣動控制系統(tǒng)，PLC電氣控制系統(tǒng)，操作面板等組成。
兩個工作臺1，2臺面長、寬都是800mm。工作臺1，2下面、底座上面設(shè)有轉(zhuǎn)盤30，31，轉(zhuǎn)盤30，31上面裝有淺定位套49、深定位套48、發(fā)訊開關(guān)，轉(zhuǎn)盤30，31與底座5，8之間安裝有回轉(zhuǎn)機構(gòu)70，轉(zhuǎn)盤30，31托板下面設(shè)有踏腳插銷裝置50，轉(zhuǎn)盤30，31上面、工作臺1，2下面各設(shè)有工作臺面定位軸19，兩個工作臺面定位軸19之間安裝有互鎖裝置60。
兩個底座5，8上面外側(cè)通過支架6，13固定軸活動安裝手臂3，4，手臂3，4與支架6，13固定軸連接處安裝脹緊聯(lián)接套36，用于手臂3，4的軸向固定。手臂3，4下面與安裝孔同軸處固定安裝回轉(zhuǎn)齒輪，與手臂3，4回轉(zhuǎn)齒輪相嚙合的單齒擺動油缸11，12通過油缸架安裝固定在底座5，8上。手臂3，4擺動起止位置上安裝有限位發(fā)訊裝置80，81，限位發(fā)訊裝置80由限位座41、限位螺釘39、限位軸38、開關(guān)LS6組成。手臂3，4拔動端上分別安裝有驅(qū)動插銷油缸40A，40B，插銷油缸活塞桿43上端可插入拔動塊9，10，拔動塊9，10連接在工作臺1，2的邊上。
回轉(zhuǎn)機構(gòu)70由轉(zhuǎn)軸32、軸承座35、軸承33，34組成，轉(zhuǎn)軸32安裝在轉(zhuǎn)盤30，31下面，軸承座35安裝在底座5，8上，轉(zhuǎn)軸32與軸承座35之間通過上端平面推力軸承34、下端向心球軸承33活動連接。
互鎖裝置60由拉桿式油缸22、裝有臺面定位軸19的臺面定位套20、推塊21，23、壓簧51組成，拉桿式油缸22水平安裝在左、右底座5，8上，油缸22兩端出軸上固定連接有推塊21，23，推塊21，23下面設(shè)有一斜面，與推塊21，23斜面相配的臺面定位軸19上設(shè)有長槽，長槽下端面呈弧形，油缸22拉桿頭外安裝有接近開關(guān)LS9，LS10，臺面定位套20上安裝有臺面接近開關(guān)。
圖3，4所示，踏腳插銷裝置50由左、右腳踏板18A，18B、前、后翻板25，26、支軸24、拉鉤17、定位套14、蓋板28、定位軸15、壓簧27組成，定位套14固定在轉(zhuǎn)盤30，31上，定位套14內(nèi)活配定位軸15，定位軸15上凸臺與定位套蓋板28之間設(shè)有壓簧27，定位軸15下端處設(shè)有發(fā)訊塊16，與發(fā)訊塊16相對應(yīng)處設(shè)有固定在底座5，8上的行程開關(guān)LS13，LS14，定位軸15與左、右腳踏板18A，18B之間通過拉鉤17和安裝在支軸24上的前、后翻板25，26活動連接。
當在托板軌道上的工作臺面1，2，安裝工件或工夾具時，可使用踏腳板18A，18B幫助安裝。往下踏，可拉出托板踏腳插銷定位軸15，然后手動(每旋轉(zhuǎn)9°，腳往上抬，在彈簧力的作用下，踏腳插銷定位軸15可插入托板定位淺孔49)旋轉(zhuǎn)工作臺面，以方便工件壓板或工夾具緊固螺釘?shù)牟僮?，安裝完成后，必須使工作臺面旋轉(zhuǎn)至交換狀態(tài)，即踏腳插銷定位軸15插入轉(zhuǎn)盤定位深孔48，此時踏腳板限位開關(guān)LS13，LS14發(fā)訊。
圖5所示，驅(qū)動插銷油缸的活塞桿43頭上裝有滾輪滾針軸承45，活塞桿43兩端安裝有發(fā)訊塊46，47，油缸套44兩端分別安裝有接近開關(guān)LS3，LS4、LS7，LS8。
圖8所示，回轉(zhuǎn)工作臺53下面裝有工作臺升降油缸42和回轉(zhuǎn)油缸52；外面安裝位置發(fā)訊開關(guān)LS1，LS2，LS3?；剞D(zhuǎn)工作臺49與交換工作臺1，2之間設(shè)有吹氣口，吹氣口通過二位四通電磁閥接5kg/cm2壓縮空氣。
圖9所示，兩個擺臂單齒擺動油缸11，12和一個定位拉桿式油缸22的進出口端通過單向節(jié)流閥接三位四通電磁閥，兩個插銷油缸40A，40B進出口接二位四通電磁閥。
托板交換系統(tǒng)用于雙工作臺面1，2的交換，整個系統(tǒng)用5個液壓缸控制；工作臺面1，2在托板上的定位，用1個定位拉桿式雙出桿油缸22帶動機械定位銷定位(左右托板機械互鎖)；擺臂3，4帶動工作臺面1，2是由兩個并聯(lián)的插銷缸40A、40B來進行。整個交換過程由PLC控制，同時在交換裝置正前面，有一個手動的操作控制面板，通過該面板的按鈕操作，可以進行單步動作的運行。
工作臺面的交換，首先要滿足交換開始時的狀態(tài)(圖6，7)1.工作臺面2在加工區(qū)域內(nèi)，工作臺面1在工件裝夾區(qū)域內(nèi)。
2.擺臂3、擺臂4均處于前位，擺臂上的插銷油缸40A、40B活塞桿13全部下降。
3.有工作臺面2的托板要處于交換位置判斷工作臺面在哪塊托板上；二個托板踏腳插銷定位軸19均上升(插入托板深孔)；缸22狀態(tài)為托板上定位銷19上升(插入工作臺面2)。
然后，再進行工作臺面的機械交換(自動或手動)。
自動交換動作的流程首先處于交換狀態(tài)，然后進行以下動作設(shè)定一個工作臺面2在加工區(qū)域另一個工作臺面1在工件裝夾區(qū)域(左邊)回轉(zhuǎn)工作臺面49走右位(交換位置距主軸中心460)；前大門打開(二扇門4個信號)工作臺面2上升、開始吹氣，擺臂4走后位；40A、40B缸活塞桿43上升插入工作臺面1，2。
擺臂4走前位回轉(zhuǎn)工作臺53走左位(走920)；缸22活塞桿左移右托板上定位銷19上升(插入工作臺面1)左托板上定位銷19下降(脫離工作臺面2)。
擺臂3走后位40A、40B缸活塞桿43下降，脫離工作臺面1。
擺臂3走前位回轉(zhuǎn)工作臺53吹氣關(guān)閉；工作臺面2下降；前大門關(guān)閉。
加工區(qū)域加工進行；工件裝夾區(qū)域工件調(diào)換進行。
工作臺面2在加工區(qū)域；工作臺面1在工件裝夾區(qū)域(右邊)，處于交換狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種擺臂式工件托盤自動交換裝置，包括位于床身前面，左右兩側(cè)的交換托板底座(5，8)，底座(5，8)上面左、右托板軌道上的兩個工作臺面(1，2)，位于工作臺面(1，2)下面的回轉(zhuǎn)工作臺(53)，液壓傳動系統(tǒng)，氣動控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，其特征在于工作臺(1，2)下面、底座上面設(shè)有轉(zhuǎn)盤(30，31)，轉(zhuǎn)盤(30，31)上面裝有淺定位套(49)、深定位套(48)、發(fā)訊開關(guān)，轉(zhuǎn)盤(30，31)與底座(5，8)之間安裝有回轉(zhuǎn)機構(gòu)(70)，轉(zhuǎn)盤(30，31)托板下面設(shè)有踏腳插銷裝置(50)，轉(zhuǎn)盤(30，31)上面、工作臺(1，2)下面各設(shè)有工作臺面定位軸(19)，兩個工作臺面定位軸(19)之間安裝有互鎖裝置(60)；兩個底座(5，8)上面外側(cè)通過支架(6，13)固定軸活動連接帶有回轉(zhuǎn)齒輪的手臂(3，4)，與手臂(3，4)回轉(zhuǎn)齒輪相嚙合處安裝有固定在底座(5，8)上的單齒擺動油缸(11，12)，手臂(3，4)擺動起止位置上設(shè)有限位發(fā)訊裝置(80，81)，手臂(3，4)拔動端上分別安裝有驅(qū)動插銷油缸(40A，40B)，插銷油缸(40A，40B)上面設(shè)有連接在工作臺(1，2)上的拔動塊(9，10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺臂式工件托盤自動交換裝置，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)(70)由轉(zhuǎn)軸(32)、軸承座(35)、軸承(33，34)組成，轉(zhuǎn)軸(32)安裝在轉(zhuǎn)盤(5，8)下面，軸承座(35)安裝在底座(5，8)上，轉(zhuǎn)軸(32)與軸承座(35)之間通過上端平面推力軸承(34)、下端向心球軸承(33)活動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺臂式工件托盤自動交換裝置，其特征在于，所述踏腳插銷裝置(50)由左、右腳踏板(18A，18B)、前、后翻板(25，26)、支軸(24)、拉鉤(17)、定位套(14)、蓋板(28)、定位軸(15)、壓簧(27)組成，定位套(14)固定在轉(zhuǎn)盤(30，31)上，定位套(14)內(nèi)活配定位軸(15)，定位軸(15)上凸臺與定位套蓋板(28)之間設(shè)有壓簧(27)，定位軸(15)下端處設(shè)有發(fā)訊塊(16)，與發(fā)訊塊(16)相對應(yīng)處設(shè)有固定在底座(5，8)上的行程開關(guān)(LS13，LS14)，定位軸(15)與左、右腳踏板(18A，18B)之間通過拉鉤(17)和安裝在支軸(24)上的前、后翻板(25，26)活動連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺臂式工件托盤自動交換裝置，其特征在于，所述互鎖裝置(60)由拉桿式油缸(22)、裝有臺面定位軸(19)的臺面定位套(20)、推塊(21，23)、壓簧(51)組成，拉桿式油缸(22)水平安裝在左、右底座(5，8)上，油缸(22)兩端出軸上固定連接有推塊(21，23)，推塊(21，23)下面設(shè)有一斜面，與推塊921，23)斜面相配的臺面定位軸(19)上設(shè)有長槽，長槽下端面呈弧形，油缸(22)拉桿頭外安裝有接近開關(guān)(LS9，LS10)，臺面定位套(20)上安裝有臺面接近開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺臂式工件托盤自動交換裝置，其特征在于，所述驅(qū)動插銷油缸(40A，40B)在其活塞桿(43)頭上裝有滾輪滾針軸承(45)，活塞桿(43)兩端安裝有發(fā)訊塊(46，47)，油缸套(44)兩端分別安裝有接近開關(guān)(LS3，LS4、LS7，LS8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺臂式工件托盤自動交換裝置，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)工作臺(53)下面裝有工作臺升降油缸(42)和回轉(zhuǎn)油缸(52)；外面設(shè)有位置發(fā)訊開關(guān)(LS1，LS2，LS3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種擺臂式工件托盤自動交換裝置，包括交換系統(tǒng)，液壓傳動系統(tǒng)，氣動控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)。底座上面設(shè)有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上面裝有淺定位套、深定位套，轉(zhuǎn)盤與底座之間安裝有回轉(zhuǎn)機構(gòu)，托板下面設(shè)有踏腳插銷裝置，轉(zhuǎn)盤上面設(shè)有工作臺面定位軸，兩個工作臺面定位軸之間安裝有互鎖裝置；兩個底座上面外側(cè)通過支架固定軸活動連接帶有回轉(zhuǎn)齒輪的手臂，與手臂回轉(zhuǎn)齒輪相嚙合處安裝有固定在底座上的單齒擺動油缸，手臂擺動起止位置上設(shè)有限位發(fā)訊裝置，手臂拔動端上分別安裝有驅(qū)動插銷油缸，插銷油缸上面設(shè)有連接在工作臺上的拔動塊。該裝置自動化程度高、工件裝卸方便、傳動交換正確可靠、承載能力大、適用于作臥式加工中心工件自動交換裝置。
文檔編號B23Q1/66GK1727111SQ20051002697
公開日2006年2月1日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者鄒啟光 申請人:上海第三機床廠