精密雙驅(qū)動(dòng)重載切削變位機(jī)的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種重型加工設(shè)備，尤其涉及一種重載切削變位機(jī)。
[0002]【背景技術(shù)】在重型容器的切削加工方面，重型鏜銑加工中心具有加工精度高，質(zhì)量可靠的特點(diǎn)，但設(shè)備造價(jià)極其昂貴，且高端產(chǎn)品通常需要進(jìn)口。而重載切削變位機(jī)則可配合重工企業(yè)現(xiàn)有的大型龍門式銑鏜床和落地鏜銑床，對(duì)核電和風(fēng)電設(shè)備上大型封頭裝置進(jìn)行加工，加工精度較高并且大幅降低生產(chǎn)制造成本。加工重型零件最困難的是處理不同工序間工件的移動(dòng)和再定位，傳統(tǒng)的方式需要先將工件用天車吊走，然后調(diào)整夾具姿態(tài)，再將工件吊回安裝，這樣精度很難保證。機(jī)械加工用自動(dòng)變位機(jī)主要用于工件的精密加工，應(yīng)具有高的定位精度和定位剛度、可靠的位置保持鎖緊能力和抗沖擊能力，同時(shí)為便于與機(jī)床配合和保持機(jī)床精度，對(duì)高度尺寸有嚴(yán)格限制。
[0003]目前已經(jīng)出現(xiàn)了有關(guān)可配合重工企業(yè)現(xiàn)有的大型龍門式銑鏜床和落地銑鏜床的重載切削變位機(jī)，如申請(qǐng)公布日為2014年12月3日，公布號(hào)為CN104175133A的宏微雙驅(qū)動(dòng)重載切削變位機(jī)，其主要包括工作臺(tái)臺(tái)面、底座、固定在底座上的左右立柱以及工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)的外翻轉(zhuǎn)體的宏動(dòng)部分和兩個(gè)絲杠驅(qū)動(dòng)的內(nèi)翻轉(zhuǎn)體的微動(dòng)部分串聯(lián)組成；所述外翻轉(zhuǎn)體通過軸承安裝在立柱外側(cè)，外翻轉(zhuǎn)體設(shè)有定位機(jī)構(gòu)，液壓缸兩端分別安裝在底座和外翻轉(zhuǎn)體上，驅(qū)動(dòng)外翻轉(zhuǎn)體相對(duì)于底座進(jìn)行快速大角度翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)角度的宏動(dòng)粗調(diào)；所述內(nèi)翻轉(zhuǎn)體通過軸承安裝在立柱中間，其翻轉(zhuǎn)軸與外翻轉(zhuǎn)體的翻轉(zhuǎn)軸同心，絲杠固定在外翻轉(zhuǎn)體上，絲杠螺母安裝在內(nèi)翻轉(zhuǎn)體上，絲杠馭動(dòng)內(nèi)翻轉(zhuǎn)體相對(duì)于外翻轉(zhuǎn)體進(jìn)行小角度翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)角度的微動(dòng)精調(diào)；所述工作臺(tái)臺(tái)面安裝在內(nèi)翻轉(zhuǎn)體上，由力矩電機(jī)通過齒輪和齒圈驅(qū)動(dòng)；外翻轉(zhuǎn)體的定位機(jī)構(gòu)包括安裝在外翻轉(zhuǎn)體上的定位盤和安裝在底座上的夾緊液壓缸，通過對(duì)定位盤的抱死實(shí)現(xiàn)外翻轉(zhuǎn)體的定位。這種結(jié)構(gòu)變位機(jī)雖然具有承載能力大、剛度大以及抗沖擊能力強(qiáng)等特性，但是其仍然存在以下缺陷:1、采用液壓設(shè)備就需配備液壓站，加工成本較高；2、外翻轉(zhuǎn)體的定位需要配備定位盤和夾緊液壓缸，不僅給安裝和調(diào)節(jié)帶來不便，而且仍然加大了加工成本的輸出；3、液壓缸在實(shí)際應(yīng)用過程中存在漏油現(xiàn)象，易造成加工停滯，也影響施工環(huán)境。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的在于提供一種不僅承載能力大、定位精度高、剛度大和抗沖擊能力強(qiáng)，而且大大降低生產(chǎn)成本，加工效率高，維護(hù)和維修方便的精密雙驅(qū)動(dòng)重載切削變位機(jī)。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明的變位機(jī)除外翻轉(zhuǎn)體宏動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)組件與現(xiàn)有技術(shù)不同外，其它部分大致相同，即本發(fā)明仍包括工作臺(tái)臺(tái)面、底座、固定在底座上的左右立柱以及工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由外翻轉(zhuǎn)體的宏動(dòng)部分和兩個(gè)絲杠驅(qū)動(dòng)的內(nèi)翻轉(zhuǎn)體的微動(dòng)部分串聯(lián)組成；所述外翻轉(zhuǎn)體通過軸承安裝在立柱外側(cè)，所述內(nèi)翻轉(zhuǎn)體通過軸承安裝在立柱中間，其翻轉(zhuǎn)軸與外翻轉(zhuǎn)體的翻轉(zhuǎn)軸同心，絲杠固定在外翻轉(zhuǎn)體上，絲杠螺母安裝在內(nèi)翻轉(zhuǎn)體上，絲杠驅(qū)動(dòng)內(nèi)翻轉(zhuǎn)體相對(duì)于外翻轉(zhuǎn)體進(jìn)行小角度翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)角度的微動(dòng)精調(diào)；所述工作臺(tái)臺(tái)面安裝在內(nèi)翻轉(zhuǎn)體上，由力矩電機(jī)通過齒輪和齒圈驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)。所述外翻轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動(dòng)通過不完全齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，所述不完全齒輪機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)和蝸輪蝸桿減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，從而使外翻轉(zhuǎn)體相對(duì)于底座進(jìn)行快速大角度翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)角度的宏動(dòng)粗調(diào)。
[0007]所述外翻轉(zhuǎn)體的定位通過蝸輪蝸桿減速器的自鎖功能實(shí)現(xiàn)。
[0008]所述驅(qū)動(dòng)絲杠的力矩電機(jī)內(nèi)置有剎車器，到達(dá)工作臺(tái)臺(tái)面的工作角度后，該內(nèi)置剎車器將絲杠鎖緊，完成工作臺(tái)的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述絲杠螺母通過擺動(dòng)塊和軸承安裝在內(nèi)翻轉(zhuǎn)體上，可在內(nèi)翻轉(zhuǎn)體上擺動(dòng)；所述絲杠通過連接橫梁和4組重載線性滑軌安裝在外翻轉(zhuǎn)體上，連接橫梁可沿線性滑軌移動(dòng)，以保證絲杠可以將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)翻轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]所述宏動(dòng)部分為開環(huán)控制。
[0011]所述微動(dòng)部分為閉環(huán)控制，該閉環(huán)控制由回轉(zhuǎn)編碼器完成，回轉(zhuǎn)編碼器安裝在立柱上，通過檢測(cè)軸與內(nèi)翻轉(zhuǎn)體的內(nèi)軸相連。
[0012]本發(fā)明的工作臺(tái)臺(tái)面翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由不完全齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)外翻轉(zhuǎn)體的宏動(dòng)翻轉(zhuǎn)和絲杠驅(qū)動(dòng)內(nèi)翻轉(zhuǎn)體的微動(dòng)翻轉(zhuǎn)串聯(lián)合成，且為分級(jí)運(yùn)動(dòng)；宏動(dòng)部分的外翻轉(zhuǎn)體由不完全齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)結(jié)束，驅(qū)動(dòng)不完全齒輪的蝸輪蝸桿減速器自鎖將其抱死，實(shí)現(xiàn)外翻轉(zhuǎn)體的位置固定；外翻轉(zhuǎn)體定位后，微動(dòng)部分開始翻轉(zhuǎn)，內(nèi)翻轉(zhuǎn)體由雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)行精確小角度翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)絲杠的力矩電機(jī)的內(nèi)置剎車器將絲杠抱死，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)臺(tái)面的最終翻轉(zhuǎn)角度定位。
[0013]本發(fā)明能夠完成現(xiàn)有的大型龍門式銑鏜床和落地銑鏜床重型零件的精密加工任務(wù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)不完全齒輪驅(qū)動(dòng)宏動(dòng)部分完成目標(biāo)翻轉(zhuǎn)角度的95%以上，不完全齒輪相比于絲杠具有速度快、剛度大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、磨損小的特點(diǎn)，因此采用不完全齒輪驅(qū)動(dòng)宏動(dòng)部分可提高加工效率，減少驅(qū)動(dòng)件磨損。
[0015](2)利用絲杠進(jìn)行角度微調(diào)，工作臺(tái)臺(tái)面的最終定位角度僅取決于微動(dòng)部分，可避免大型不完全齒輪加工精度低以及齒輪背隙引起的定位精度較低的問題。
[0016](3)宏動(dòng)部分與微動(dòng)部分是串聯(lián)分級(jí)運(yùn)動(dòng)。不完全齒輪只進(jìn)行宏動(dòng)翻轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)，夕卜翻轉(zhuǎn)體到達(dá)位置后通過蝸輪蝸桿減速器的自鎖功能實(shí)現(xiàn)位置固定；絲杠只進(jìn)行角度微調(diào)解決了絲杠因行程過長(zhǎng)引起的精度下降問題，避免了長(zhǎng)行程絲杠在受到震動(dòng)或者小擾動(dòng)情況下壓桿失穩(wěn)的危險(xiǎn)，并且減小了絲杠螺母的磨損速度。
[0017](4)絲杠推力方向基本沿翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的切線方向，減小了絲杠的徑向受力以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的液壓缸驅(qū)動(dòng)宏動(dòng)部分相比，不完全齒輪機(jī)構(gòu)同樣具有高剛度的特點(diǎn)，同時(shí)，選用不完全齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)宏動(dòng)部分，伺服電機(jī)通過蝸輪蝸桿減速器進(jìn)行一級(jí)減速，再通過不完全齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)二級(jí)減速，蝸輪蝸桿減速器具有自鎖功能，可直接對(duì)外翻轉(zhuǎn)體進(jìn)行鎖緊定位，與液壓缸驅(qū)動(dòng)型在結(jié)構(gòu)與原理上完全不同，本發(fā)明不完全齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)無需配備液壓設(shè)備，無需配備液壓站，可大大節(jié)省加工成本，此外，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用過程中不會(huì)出現(xiàn)因液壓缸漏油造成加工停滯的現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)施工環(huán)境不會(huì)造成任何影響。
[0019]【附圖說明】圖1為本發(fā)明的主視示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的右視示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的宏動(dòng)部分立