CN105500029A - 一种可交换托盘的直驱转台 - Google Patents

Abstract

本发明创造公开一种可交换托盘的直驱转台，包括托盘、托盘座、旋转轴、轴承、工作台箱体、电机定子、电机转子、转台夹紧机构和托盘夹紧机构，所述托盘通过托盘夹紧机构连接在托盘座的上方；旋转轴固定安装在托盘座的下方，并通过轴承联结在工作台箱体内；电机定子和电机转子位于工作台箱体内并套设在旋转轴上，电机定子位于轴承下方并固定安装在工作台箱体上；电机转子置于电机定子内并通过连接件Ⅰ联结到旋转轴上；转台夹紧机构安装在托盘座和工作台箱体之间用于对旋转轴进行制动。具有零间隙传动，回转精度高，速度快，托盘定位准确，响应快速，旋转轴卡紧可靠等优势。

Description

一种可交换托盘的直驱转台

技术领域

本发明创造涉及一种可交换托盘的直驱转台，适用于中小型卧式加工中心。

背景技术

数控转台作为卧式加工中心的核心部件，在汽车，航空航天，通用机械医疗等领域发挥重要的作用。既可以通过分度定位配合夹具实现一次性装夹多个零件加工的功能，又可以通过与其它轴联动实现复杂曲面及异型孔的加工。同时，其具有托盘交换功能可用于生产线，节省非工作时间，提高生产效率。但是，目前现有的转台技术主要有两种驱动方式，一种是机械式驱动，一种是力矩电机驱动。机械式驱动的数控转台由于驱动部件大多为蜗轮蜗杆，齿轮，凸轮等机械结构，传动过程中存在间隙且易于磨损，导致精度保持性差，而力矩电机驱动的数控转台，其夹紧机构多为液压夹紧，在异常掉电的情况下松开，无法保证安全性。

发明内容

本发明创造针对现有技术的不足，提供一种可交换托盘的直驱转台，其回转运动由内转子电机驱动，托盘交换由托盘夹紧机构实现托盘的夹紧和松开，旋转轴的卡紧，有常闭式的转台夹紧机构实现，使得该直驱转台具有零间隙传动，回转精度高，速度快，托盘定位准确，响应快速，旋转轴卡紧可靠等优势，同时还可避免由于突发事件导致掉电使托盘座(转台)失去锁紧功能的现象发生，可广泛应用于中、小型数控机床。

本发明创造采用的技术方案为：

一种可交换托盘的直驱转台，包括托盘(19)、托盘座(1)、旋转轴(2)、轴承(3)、工作台箱体(4)、电机定子(5)、电机转子(6)、转台夹紧机构和托盘夹紧机构，所述托盘(19)通过托盘夹紧机构连接在托盘座(1)的上方；旋转轴(2)固定安装在托盘座(1)的下方，并通过轴承(3)联结在工作台箱体(4)内；电机定子(5)和电机转子(6)位于工作台箱体(4)内并套设在旋转轴(2)上，电机定子(5)位于轴承(3)下方并固定安装在工作台箱体(4)上；电机转子(6)置于电机定子(5)内并通过连接件Ⅰ(7)联结到旋转轴(3)上；转台夹紧机构安装在托盘座(1)和工作台箱体(4)之间用于对旋转轴(2)进行制动。

所述的一种可交换托盘的直驱转台，所述转台夹紧机构具有套设在旋转轴(2)上的环形壳体，环形壳体内设有夹紧活塞(13)，夹紧活塞(13)上部安装有碟型弹簧，夹紧活塞(13)下方设有摩擦盘(14)，所述摩擦盘(14)由螺钉联结到旋转轴(2)上，通过碟型弹簧的预紧对夹紧活塞(13)施加向下的力，使夹紧活塞(13)压住摩擦盘(14)，实现对旋转轴(2)的制动，夹紧活塞(13)装有密封圈，夹紧活塞(13)下面与壳体形成密封腔，通过对密封腔提供液压油推动夹紧活塞(13)向上移动，使夹紧活塞(13)松开摩擦盘(14)。

所述的一种可交换托盘的直驱转台，所述壳体由套设在旋转轴(2)上的环形件Ⅰ(10)、环形件Ⅱ(11)和环形件Ⅲ(12)通过螺钉相互联结围成；所述壳体通过螺钉紧固在工作台箱体(4)上，所述夹紧活塞(13)为环状构件安装在壳体中，夹紧活塞(13)上安装有圆柱销，壳体上设有与圆柱销对应的导向孔，通过圆柱销与导向孔作用为夹紧活塞(13)在壳体中的上下移动进行导向。

所述的一种可交换托盘的直驱转台，所述磨擦盘(14)的直径为400mm-1000mm，厚度为0.5mm-2mm。

所述的一种可交换托盘的直驱转台，所述托盘夹紧机构包括内置拉爪的锥形体(15)和带有锥孔的拉钉(16)，锥形体(15)与锥孔的锥度相匹配，所述锥形体(15)安装在托盘座(1)的上表面，所述拉钉(16)安装在托盘(19)的下表面，托盘(19)与托盘座(1)结合时，锥形体(15)的内置拉爪抓紧拉钉(16)，锥形体(15)与拉钉(16)上的锥孔配合，实现托盘座(1)与托盘(19)的固定连接。

所述的一种可交换托盘的直驱转台，所述托盘座(1)和托盘(19)之间均布设有四个托盘夹紧机构，所述托盘座(1)的上表面均布安装有四个内置拉爪的锥形体(15)，托盘(19)的下表面均布安装有四个带有锥孔的拉钉(16)。

所述的一种可交换托盘的直驱转台，所述旋转轴(2)内设有配油环(9)，配油环(9)的下端固定联结在工作台箱体(4)上，配油环(9)的表面设有数道同轴的环形沟槽，每个环形沟槽内均装有环形密封圈，旋转轴(2)内表面与安装在配油环(9)上的环形密封圈配合，使得旋转轴(2)与配油环(9)之间形成数道密封的环形油腔，每个环形油腔内对应旋转轴(2)的内表面设有进油口，液压油从配油环(9)中的通道内进入环形油腔，再由旋转轴(2)内表面的进油口进入到旋转轴(2)内，再由旋转轴(2)内的油路旋转至托盘座(1)中为托盘夹紧机构提供液压油。

所述的一种可交换托盘的直驱转台，所述托盘座(1)与托盘(19)之间还装有快换接头(18)，快换接头(18)与托盘座(1)内的油路连通，由配油环(9)输出的液压油经旋转轴(2)、托盘座(1)和快换接头(18)提供给位于托盘(19)上表面的工件夹具。

所述的一种可交换托盘的直驱转台，所述旋转轴(2)内还设有旋转编码器(8)，旋转编码器(8)位于托盘座(1)和配油环(9)之间，所述旋转编码器(8)分别安装在托盘座(1)的下表面和配油环(9)的上表面，用于检测托盘座(1)的转角并进行反馈。

本发明创造具有以下有益效果；

本发明创造一种可交换托盘的直驱转台，工作台箱体为机床的Z轴滑座，安装在床身上实现Z轴进给运动，托盘座下方的旋转轴通过轴承与工作台箱体联结，轴承为托盘座(工作台)的回转提供支撑，力矩电机定子联结到工作台箱体上，电机转子通过连接件与旋转轴相连，使得该直驱转台的回转运动由内转子电机驱动，具有零间隙传动，回转精度高，速度快等优势。同时旋转编码器分别安装在旋转的托盘座和固定的配油环上，对托盘座(工作台)的转角进行测量和反馈，提高托盘座(工作台)的精度。

托盘夹紧方式：托盘座上面安装有四个外面带锥度中心带拉爪的锥形体，托盘下面安装有带锥孔的拉钉，托盘与托盘座结合时，拉爪拉紧拉钉，通过锥面与锥孔的配合使托盘固定到托盘座上。由于托盘交换由锥形的托盘夹紧机构实现托盘的夹紧和松开，通过锥面保证托盘的定位精度和重复定位精度，具有定位准确，响应快速等优点。

转台夹紧机构由三个环形件通过螺钉连接组成夹紧机构的壳体，并通过螺钉紧固到工作台箱体上。夹紧活塞为环形件安装在夹紧机构壳体中，夹紧活塞与壳体形成两个封闭空腔，并可以再壳体中上下移动。夹紧活塞上面带有导向机构，保证夹紧活塞在运动过程中不发生旋转，并保证夹紧活塞侧壁上的油孔与壳体油孔对齐。夹紧活塞上装有密封圈，与壳体内侧形成封闭油腔。夹紧活塞上面装有碟形弹簧，对夹紧活塞施加向下的力，使夹紧活塞压紧安装在旋转轴上的摩擦盘，实现对旋转轴和托盘座的夹紧。当夹紧活塞下面密封油腔进油时将夹紧活塞向上顶起，使夹紧活塞与摩擦盘分离，实现对旋转轴和托盘座松开。旋转轴的卡紧，有常闭式的夹紧机构实现，由碟型弹簧锁紧，液压松开，保证卡紧的可靠性，同时由于是常闭式的夹紧，则可避免由于突发事件导致掉电使托盘座(转台)失去锁紧功能。

配油环表面有数到同轴的沟槽，沟槽内安装周密封圈。每两个沟槽之间对应一路油孔。配油环固定到工作台箱体上，旋转轴内表面与配油环上的密封圈配合，形成数个密封的环形油腔，与每个油腔相对应的旋转轴内表面有进油口，通过油孔把液压油传递到托盘座上给托盘夹紧机构供油，托盘座与托盘之间装有快换接头，可以把配油环的通过的液压油提供给预留的工件夹具。

综上所述，与现有技术相比，本发明的直驱转台，精度高，速度和响应快，托盘重复定位性好，旋转夹紧机构安全可靠，反应灵活。

附图说明

图1为本发明一种可交换托盘的直驱转台结构示意图。

图2为图1所示一种可交换托盘的直驱转台中转台夹紧机构的局部放大图。

其中1-托盘座；2-旋转轴；3-轴承；4-工作台箱体；5-电机定子；6-电机转子；7、连接件Ⅰ；8-旋转编码器；9-配油环；10-环形件Ⅰ；11-环形件Ⅱ；12-环形件Ⅲ；13-夹紧活塞；14-摩擦盘；15-锥形体；16-拉钉；17、连接件Ⅱ；18-快换接头；19-托盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造作进一步详细说明。

如图1-2所示一种可交换托盘的直驱转台，具有回转运动传动系统、转台夹紧机构，托盘夹紧机构方式，和油路。具体包括托盘19、托盘座1、旋转轴2、轴承3、工作台箱体4、电机定子5、电机转子6、转台夹紧机构和托盘夹紧机构。所述托盘19通过托盘夹紧机构连接在托盘座1的上方；旋转轴2安装在托盘座1的下方由螺钉联结成一体，构成传动系统的回转部分。旋转轴2通过轴承3联结在工作台箱体4内，把固定部分的工作台箱体4和托盘座2联结到一起，形成有回转功能的机构。工作台箱体为机床滑座，随Z轴前后运动。

电机定子5和电机转子6位于工作台箱体4内并套设在旋转轴2上，电机定子5位于轴承3下方由螺钉固定安装在工作台箱体4上，由工作台箱体3提供支撑；电机转子6置于电机定子5内并由连接件Ⅰ7通过螺钉联结到旋转轴3上；由工作台箱体3和旋转轴2的相对尺寸来保证力矩电机的安装。转台夹紧机构安装在托盘座1和工作台箱体4之间用于对旋转轴2进行制动。

转台夹紧机构具有套设在旋转轴2上的环形壳体，环形壳体内设有夹紧活塞13，夹紧活塞13上部安装有碟型弹簧，夹紧活塞13下方设有摩擦盘14，所述摩擦盘14由螺钉联结到旋转轴2上，通过碟型弹簧的预紧对夹紧活塞13施加向下的力，使夹紧活塞13压住摩擦盘14，实现对旋转轴2的制动，夹紧活塞13装有密封圈，夹紧活塞13下面与壳体形成密封腔，通过对密封腔提供液压油推动夹紧活塞13向上移动，使夹紧活塞13松开摩擦盘14。所述磨擦盘14的直径为400mm-1000mm，厚度为0.5mm-2mm。所述壳体由套设在旋转轴2上的环形件Ⅰ10、环形件Ⅱ11和环形件Ⅲ12通过螺钉相互联结围成；所述壳体通过螺钉紧固在工作台箱体4上，所述夹紧活塞13为环状构件安装在壳体中，并可自由上下移动。夹紧活塞13上安装有圆柱销，壳体上设有与圆柱销对应的导向孔，通过圆柱销与导向孔作用为夹紧活塞13在壳体中的上下移动进行导向，保证夹紧活塞13在壳体中移动时不会发生旋转。

所述托盘夹紧机构包括内置拉爪的锥形体15和带有锥孔的拉钉16，锥形体15与锥孔的锥度相匹配，所述锥形体15安装在托盘座1的上表面，所述拉钉16安装在托盘19的下表面，托盘19与托盘座1结合时，锥形体15的内置拉爪抓紧拉钉16，锥形体15与拉钉16上的锥孔配合，实现托盘座1与托盘19的固定连接，提高托盘的定位精度和重复定位精度。所述托盘座1和托盘19之间均布设有四个托盘夹紧机构，所述托盘座1的上表面均布安装有四个内置拉爪的锥形体15，托盘19的下表面均布安装有四个带有锥孔的拉钉16。

所述旋转轴2内设有配油环9，配油环9的下端固定联结在工作台箱体4上，配油环9的表面设有数道同轴的环形沟槽，每个环形沟槽内均装有环形密封圈，旋转轴2内表面与安装在配油环9上的环形密封圈配合，使得旋转轴2与配油环9之间形成数道密封的环形油腔，每个环形油腔内对应旋转轴2的内表面设有进油口，液压油从配油环9中的通道内进入环形油腔，再由旋转轴2内表面的进油口进入到旋转轴2内，再由旋转轴2内的油路旋转至托盘座1中为托盘夹紧机构提供液压油。所述托盘座1与托盘19之间还装有快换接头18，快换接头18与托盘座1内的油路连通，由配油环9输出的液压油经旋转轴2、托盘座1和快换接头18提供给位于托盘19上表面的工件夹具。所述旋转轴2内还设有旋转编码器8，旋转编码器8位于托盘座1和配油环9之间，所述旋转编码器8分别安装在托盘座1的下表面和配油环9的上表面，用于检测托盘座1的转角并进行反馈，形成全闭环控制系统，提高转台的精度和稳定性。

油路实施方式为：配油环9表面有数到同轴的沟槽，沟槽内安装周密封圈。每两个沟槽之间对应的一路油孔。配油环9通过连接件Ⅱ17固定到工作台箱体1上，旋转轴2内表面与配油环上的密封圈配合，形成密封的环形油腔，与每个油腔相对应的旋转轴2内表面有进油口，通过油孔把液压油传递到托盘座上给托盘夹紧机构15供油，托盘座与托盘19之间装有快换接头18，可以把配油环的通过的液压油提供给预留的工件夹具。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，包括托盘(19)、托盘座(1)、旋转轴(2)、轴承(3)、工作台箱体(4)、电机定子(5)、电机转子(6)、转台夹紧机构和托盘夹紧机构，所述托盘(19)通过托盘夹紧机构连接在托盘座(1)的上方；旋转轴(2)固定安装在托盘座(1)的下方，并通过轴承(3)联结在工作台箱体(4)内；电机定子(5)和电机转子(6)位于工作台箱体(4)内并套设在旋转轴(2)上，电机定子(5)位于轴承(3)下方并固定安装在工作台箱体(4)上；电机转子(6)置于电机定子(5)内并通过连接件Ⅰ(7)联结到旋转轴(3)上；转台夹紧机构安装在托盘座(1)和工作台箱体(4)之间用于对旋转轴(2)进行制动。

2.根据权利要求1所述的一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，所述转台夹紧机构具有套设在旋转轴(2)上的环形壳体，环形壳体内设有夹紧活塞(13)，夹紧活塞(13)上部安装有碟型弹簧，夹紧活塞(13)下方设有摩擦盘(14)，所述摩擦盘(14)由螺钉联结到旋转轴(2)上，通过碟型弹簧的预紧对夹紧活塞(13)施加向下的力，使夹紧活塞(13)压住摩擦盘(14)，实现对旋转轴(2)的制动，夹紧活塞(13)装有密封圈，夹紧活塞(13)下面与壳体形成密封腔，通过对密封腔提供液压油推动夹紧活塞(13)向上移动，使夹紧活塞(13)松开摩擦盘(14)。

3.根据权利要求2所述的一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，所述壳体由套设在旋转轴(2)上的环形件Ⅰ(10)、环形件Ⅱ(11)和环形件Ⅲ(12)通过螺钉相互联结围成；所述壳体通过螺钉紧固在工作台箱体(4)上，所述夹紧活塞(13)为环状构件安装在壳体中，夹紧活塞(13)上安装有圆柱销，壳体上设有与圆柱销对应的导向孔，通过圆柱销与导向孔作用为夹紧活塞(13)在壳体中的上下移动进行导向。

4.根据权利要求2所述的一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，所述磨擦盘(14)的直径为400mm-1000mm，厚度为0.5mm-2mm。

5.根据权利要求1所述的一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，所述托盘夹紧机构包括内置拉爪的锥形体(15)和带有锥孔的拉钉(16)，锥形体(15)与锥孔的锥度相匹配，所述锥形体(15)安装在托盘座(1)的上表面，所述拉钉(16)安装在托盘(19)的下表面，托盘(19)与托盘座(1)结合时，锥形体(15)的内置拉爪抓紧拉钉(16)，锥形体(15)与拉钉(16)上的锥孔配合，实现托盘座(1)与托盘(19)的固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，所述托盘座(1)和托盘(19)之间均布设有四个托盘夹紧机构，所述托盘座(1)的上表面均布安装有四个内置拉爪的锥形体(15)，托盘(19)的下表面均布安装有四个带有锥孔的拉钉(16)。

7.根据权利要求1所述的一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，所述旋转轴(2)内设有配油环(9)，配油环(9)的下端固定联结在工作台箱体(4)上，配油环(9)的表面设有数道同轴的环形沟槽，每个环形沟槽内均装有环形密封圈，旋转轴(2)内表面与安装在配油环(9)上的环形密封圈配合，使得旋转轴(2)与配油环(9)之间形成数道密封的环形油腔，每个环形油腔内对应旋转轴(2)的内表面设有进油口，液压油从配油环(9)中的通道内进入环形油腔，再由旋转轴(2)内表面的进油口进入到旋转轴(2)内，再由旋转轴(2)内的油路旋转至托盘座(1)中为托盘夹紧机构提供液压油。

8.根据权利要求7所述的一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，所述托盘座(1)与托盘(19)之间还装有快换接头(18)，快换接头(18)与托盘座(1)内的油路连通，由配油环(9)输出的液压油经旋转轴(2)、托盘座(1)和快换接头(18)提供给位于托盘(19)上表面的工件夹具。

9.根据权利要求7所述的一种可交换托盘的直驱转台，其特征在于，所述旋转轴(2)内还设有旋转编码器(8)，旋转编码器(8)位于托盘座(1)和配油环(9)之间，所述旋转编码器(8)分别安装在托盘座(1)的下表面和配油环(9)的上表面，用于检测托盘座(1)的转角并进行反馈。