一种立式车床交换工作台工件托盘交换装置及交换方法

技术领域

本发明属于机床技术领域，具体涉及一种立式车床交换工作台工件托盘交换装置及工艺。

背景技术

传统的链条结构，其托盘上固定的连接块在托盘外部，托盘回转时，突出的连接块可能刮飞铁屑或者直接造成对机床操作者的伤害，存在安全隐患；另外，传统结构，链轮回转采用的伺服电机和减速机结构，占用空间大，制造和使用维护成本很高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种安全、效率高的立式车床交换工作台工件托盘交换装置及交换方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种立式车床交换工作台工件托盘交换装置，包括托盘、底座，其特征在于：还包括推送台、伺服电机、减速机、小齿轮；所述托盘的下端与所述推送台的上端面活动连接；所述推送台的下端面通过交叉滚子轴承与所述底座活动连接；所述底座上设有伺服电机，所述伺服电机与所述减速机的一端连接连接，所述减速机的另一端与所述小齿轮连接；所述伺服电机驱动减速机，带动小齿轮回转，从而带动交叉滚子轴承以及托盘的组合进行回转。

进一步地，所述托盘的下端与推送台的上端面通过推送机构活动连接；所述推送机构包括移动平台、滚轮、油缸、挂钩组件、链条、固定块；所述移动平台通过所述滚轮与所述推送台组成滑动副；所述油缸推动所述移动平台在所述推送台上进行平移；所述移动平台上设有挂钩组件，所述挂钩组件可沿所述移动平台滑动；所述链条上设有固定块，其通过固定块与所述推送台连接；其链轮固定在所述移动平台上；所述挂钩组件位于所述链条上方。

进一步地，所述挂钩组件包括底板、外框、挂舌、弹簧；所述底板的上表面设有外框，所述外框内设有挂舌、固定轴、弹簧；所述挂舌位于外框内的一端开有通孔，所述固定轴与通孔配合连接，其位于外框外的一端处设有凹槽；所述弹簧处于压缩状态，使得所述挂舌与所述底板之间形成夹角；所述挂舌上设有限位斜块。

进一步地，所述底板的下表面设有连接爪；所述连接爪位于所述链条上方，与所述链条连接。

进一步地，所述挂舌位于外框外的一端的端顶处为斜面，便于与所述托盘对接。

进一步地，所述挂舌位于外框外的一端的端顶处设有第二斜块。

一种使用权利要求1所述的一种立式车床交换工作台工件托盘交换装置进行工件托盘交换的方法，

S1，在找正工位时，通过吊装装置将工件装夹到托盘上；

S2，伺服电机驱动减速机4，带动小齿轮转动，推送台带推送机构一起回转到找正工位；

S3，油缸推动所述移动平台在所述推送台上进行平移，推送台上的链条转动，使得挂钩组件伸出，将托盘钩住；

S4，油缸推动所述移动平台在所述推送台上向反方向进行平移，推送台上的链条向反方向转动，挂钩组件回收，将托盘牵引至推送台的中心处；

S5，伺服电机驱动减速机4，带动小齿轮转动，推送台带推送机构、托盘一起回转至立式车床主机的工位；

S6，推送台伸出挂钩组件，将托盘及装夹的工件一起推送至立式车床主机的工位进行加工，从而完成交换过程。

进一步地，步骤S3，所述链条挂靠在固定块上，固定块与推送台固定连接；油缸推动移动平台运动，移动平台通过所述滚轮与推送台发生相对运动，使得链条绕着链轮在移动平台上进行转动，使得挂钩组件伸出，与托盘接触；

进一步地，所述托盘与所述挂舌位于外框外的斜面、第二斜块接触后，随着移动，所述挂舌将绕固定轴旋转，逐渐与所述底板形成水平，通过凹槽锁定托盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的挂钩组件固定在链条上方，不超过托盘的旋转范围，避免了因挂钩组件位置突出，导致托盘回转时伤人或者刮到铁削的安全隐患。

2、本发明的推送机构为单油缸驱动，两级传动，推送的速度更快，传递效率更高。

3、本发明的托盘交换速度快，交换结构简单可靠，制造及使用维护成本低。

4、本发明采用油缸驱动的2级推送结构，不仅实现了托盘推送过程中的加减速过程，而且相对伺服电机和减速机结构，结构简单，使用和维护成本大大降低。

5、本发明的零件的装夹找正过程全部在立式车床主机外进行，大大提升主机的使用效率，特别适用于薄壁回转体等装夹时间长的零件，实用性强。

6、本发明的挂钩组件可自动挂住托盘，到指定位置后自动与托盘脱离，实用性强。

附图说明

图1本发明的结构示意图。

图2本发明的俯视结构示意图。

图3本发明的左视结构示意图。

图4本发明的托盘与挂钩组件连接状态结构示意图。

图5本发明的挂钩组件的结构示意图。

图6本发明的挂钩组件部分的剖视图。

图7本发明的连接爪的结构示意图。

其中，1—托盘；2—推送台；3—小齿轮；4—减速机；5—伺服电机；6—底座；7—交叉滚子轴承；8—油缸；9—滚轮；10—移动平台；11—挂钩组件；12—链条；13—固定块；14—辅助支撑；1101—底板；1102—外框；1103—挂舌；1104—弹簧；1105—固定轴；1106—连接爪；1107—第二斜块；1108—凹槽；1109—限位斜块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1-6所示，本发明采用了二个传动机构，第一个传动机构为托盘1装夹工件后进行回转运动，完成托盘交换位置的选择。

一种立式车床交换工作台工件托盘交换装置，包括托盘1、底座6，还包括推送台2、伺服电机5、减速机4、小齿轮3；托盘1的下端与推送台2的上端面活动连接；推送台2的下端面通过交叉滚子轴承7与底座6活动连接；交叉滚子轴承7，由于大尺寸高精度回转支承作为回转工作台的支承导轨，回转支承既可以定心，也可以承受轴向载荷，传动齿圈与工作台回转轴线的同轴度精度高，能够同时保证推送台2回转的端跳和径跳。

底座6上设有伺服电机5，伺服电机5与减速机4的一端连接连接，减速机4的另一端与小齿轮3连接；伺服电机5驱动减速机4，带动小齿轮3回转，从而带动交叉滚子轴承7以及托盘1的组合进行回转。轴承为带齿交叉圆柱滚子转盘轴承，齿圈啮合带动回转。

第二个传动机构是托盘1的推送机构，用来推送托盘1进出推送台，实现托盘在各个平台间的交换过程。第二个传动机构采用2级传动结构。

如图2所示，托盘1的下端与推送台2的上端面通过推送机构活动连接；推送机构包括移动平台10、滚轮9、油缸8、挂钩组件11、链条12、固定块13；移动平台10通过滚轮9与推送台2组成滑动副；油缸8推动移动平台10在推送台2上进行平移，进行第1级传动。

如图3所示，移动平台10上设有挂钩组件11，挂钩组件11可沿移动平台10滑动；链条12上设有固定块13，其通过固定块13与推送台2连接；链条12上的链轮固定在移动平台10上，两个链轮之间的距离就是挂钩组件11在移动平台10上最大的滑动行程；挂钩组件11位于链条12上方，且在能链条12上方移动，而不能随链条12转动到链条12的下方。当移动平台10相对推送台2发生相对运动时，固定块13相对推送台2固定不动，在固定块13力的作用下，链条12通过链轮在移动平台10上进行转动，链条12转动时，将带动挂钩组件11移动，使得挂钩组件11向托盘1靠近，自动钩住托盘1，省时省力，实用性强。

如图5、6所示，挂钩组件11包括底板1101、外框1102、挂舌1103、弹簧1104；底板1101的上表面设有外框1102，外框1102内设有挂舌1103、固定轴1105、弹簧1104；挂舌1103位于外框1102内的一端开有通孔，固定轴1105与通孔配合连接，使得挂舌1103可绕固定轴1105旋转；挂舌1103位于外框1102外的一端处设有凹槽1108，凹槽1108用于与托盘1配合连接；弹簧1104的一端与外框1102连接，其另一端与挂舌1103连接；由于弹簧1104处于压缩状态，使得挂舌1103与底板1101之间形成夹角，向上倾斜，便于与托盘1连接后，能将托盘1锁住；当托盘1到达指定位置需要与移动平台分离时，挂舌1103上设有限位斜块1109，限位斜块1109为斜面槽结构，限位斜块1109在外力的作用下，带动挂舌1103向下运动，使得挂舌1103再次与底板1101水平，从而使得凹槽1108与托盘1分离。

如图7所示，底板1101的下表面设有连接爪1106；连接爪1106位于链条12上方，与链条12连接，便于链条12转动时，带动挂舌1103移动。连接爪1106上设有若干个凸起，凸起顶端形成圆弧形，凸起之间有间距，圆弧形的凸起便于插入到链条12的间隙。

挂舌1103位于外框1102外的一端的端顶处为斜面，便于与托盘1对接。

挂舌1103位于外框1102外的一端的端顶处设有第二斜块1107。第二斜块1107用于扩大挂舌1103与托盘1之间的接触面积，有利于挂舌1103的凹槽1108快速、精准地与托盘1配合连接，完成锁定。

一种立式车床交换工作台工件托盘交换方法，

S1，在找正工位时，通过吊装装置将工件装夹到托盘1上；

S2，伺服电机5驱动减速机4，带动小齿轮3转动，推送台2带推送机构一起回转到找正工位；

S3，油缸8推动移动平台10在推送台2上进行平移，推送台2上的链条12转动，使得挂钩组件11伸出，将托盘1钩住；

S4，油缸8推动移动平台10在推送台2上向反方向进行平移，推送台2上的链条12向反方向转动，挂钩组件11回收，将托盘1牵引至推送台2的中心处；

S5，伺服电机5驱动减速机4，带动小齿轮3转动，推送台2带推送机构、托盘1一起回转至立式车床主机的工位；

S6，推送台2伸出挂钩组件11，将托盘1及装夹的工件一起推送至立式车床主机的工位进行加工，从而完成交换过程。

步骤S3中，链条12挂靠在固定块13上，固定块13与推送台2固定连接；油缸8推动移动平台10运动，移动平台10通过滚轮9与推送台2发生相对运动，使得链条12绕着链轮在移动平台10上进行转动，使得挂钩组件11伸出，与托盘1接触；托盘1与挂舌1103位于外框1102外的斜面、第二斜块1107接触后，随着移动，挂舌1103将绕固定轴1105旋转，逐渐与底板1101形成水平，通过凹槽1108锁定托盘1。

底座6上设有辅助支撑14，为推送台2的推送过程提供支撑作用，防止交叉滚子轴承7受力过大，提高轴承的使用寿命，也为交换过程提供有效的安全保证，能够满足长行程推送的要求。

油缸8推动移动平台10在推送台2上进行平移，此为第1级传动；链条12的链轮固定在移动平台10上，挂钩组件11可以在移动平台10上随链条12运动。随着油缸8推动移动平台10运动，链条12因挂靠在固定不动的固定块13上，使链条12绕着链轮进行转动，从而带动挂钩组件11以及托盘1进行推送运动，此为第2级传动。该结构仅用单油缸驱动，实现了移动平台10和挂钩组件11的2级传动，完成交换过程，推送的速度更快，传递效率更高。该发明结构简单、使用方便、零件的装夹找正过程全部在主机外进行，大大提升主机的使用效率，特别适用于薄壁回转体等装夹时间长的零件，实用性强。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。