专利名称：一种交换工作站及控制方法及机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及机床附件，尤其是一种交换工作站及控制方法及机床。
背景技术：
随着机械制造业的高速发展，要求机床切削工件时提高加工效率，缩短加工时间。其中，工件装卸的时间占整个工件加工循环的时间比例很大，为了实现加工中心的加工效率，减少工件装卸时间，因此，现在大部分机床都配置可交换的两个工作站，即机床在一个工作站的加工过程中，另一个工作站进行零件装卸，明显缩短机床的辅助工作时间，提高加工效率。双工作站的交换形式一般有两种平移式和旋转式。现有的大中型机床双交换工作站形式主要用平移式，一般包括底架，其上设工作平台，工作平台上沿长度方向设两列载重轴承，工作站托盘直接落于载重轴承上。对于这种结构，要求交换站距回转工作台距离不能太远，否则会导致工作站行程不够，无法将工作站托盘从交换站上送至回转工作台上。但是这样就造成了当切削加工时，铁屑有可能会飞溅到从动链轮侧的链条内，增加了链条的故障发生率和维修率以及降低了链条的使用寿命；而且机床外观防护必须开槽以避开与交换工作站干涉部位，这样会导致机床切削加工时，切削液由开槽部位溢出；更为严重的是当加工工件某些特殊位置时，需要回转工作台转至某个角度，就很有可能会和交换站发生干涉，限制了机床的加工能力与加工范围。
发明内容
针对现有的交换工作站所存在的上述问题，现提供一种旨在可离床身较远布置，且不会与回转工作台产生干涉的交换工作站及控制方法及机床。具体技术方案如下
一种交换工作站，包括主体，所述主体上设有水平移动的用以固定工件的托盘，其中，所述主体包括底座和于所述底座上与所述托盘同方向移动的托板，所述托盘设于所述托板上；
还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置通过第一传动装置与所述托板连接，并提供所述托板移动的驱动力；
还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置通过第二传动装置与所述托盘连接，并提供所述托盘移动的驱动力，所述第二传动装置与所述托盘之间设有连接部件；
还包括第一限位装置，所述第一限位装置设于所述底座与所述托板之间，限制所述托板的移动行程并检测所述托板相对所述底座的位置；
还包括第二限位装置，所述第二限位装置设于所述托板与所述托盘之间，限制所述托盘的移动行程并检测所述托盘相对所述托板的位置；
还包括一控制装置，所述控制装置与所述第一限位装置、第二限位装置、第一驱动装置以及第二驱动装置分别连接，所述控制装置根据所述第一限位装置检测到的所述托板的位置控制所述第一驱动装置，并根据所述第二限位装置检测到的所述托盘的位置控制所述第
二驱动装置。优选的，还包括辅助支撑装置，所述辅助支撑装置设于机床床身上，用于支撑所述托板。优选的，所述第一驱动装置和/或所述第二驱动装置为变频减速电机。优选的，所述第一传动装置主要由设于所述底座上并与所述第一驱动装置连接的齿轮和与所述托板连接的齿条组成，所述齿轮与所述齿条啮合。优选的，所述第二传动装置主要由设于所述托板上并与所述第二驱动装置连接的主链轮，以及与所述主链轮和一设于所述托板上的从动链轮啮合的链条组成，所述链条通过所述连接部件与所述托盘连接。
优选的，所述第一限位装置包括位置检测部件和/或最大行程检测部件和/或限位部件；
所述位置检测部件主要由设于所述底座上沿所述托板移动方向分布的多个加减速撞块和设于所述托板上的行程开关组成，多个所述加减速撞块于所述托板移动时依次触发所述行程开关已确定所述托板的位置；
所述最大行程检测部件主要由设于所述底座上所述托板移动方向上的一对限位撞块和设于所述托板上的行程开关组成，一对所述限位撞块于所述托板移动到水平方向的两端最大行程时触发所述行程开关已确定所述托板到达最大行程；
所述限位部件主要由设于所述底座上沿所述托板移动方向分布的一对防撞块和设于所述托板上的防撞支架组成，一对所述防撞块限制所述防撞支架的移动范围。优选的，第二限位装置主要由沿所述托盘移动方向设于所述托板上的多个行程开关组成。一种交换工作站控制方法，其中，包括上述交换工作站；将工件于所述托盘上夹装好；通过所述控制装置控制所述第一驱动装置驱动所述托板向床身方向移动；当所述托板运动到设定位置时，所述控制装置控制所述第一驱动装置停止，并控制所述第二驱动装置驱动所述托盘向床身移动；当所述托盘送至回转工作台后，所述控制装置停止所述第二驱动装置，并控制所述第一驱动装置驱动所述托板向回运动，回到初始位置。一种机床，其中，包括上述交换工作站。上述技术方案的有益效果是
I、通过双层结构使交换工作站可离床身较远的布置。2、可将机床外观防护做成全封闭，不必开槽，增强了机床的防水防屑性。3、回转工作台可完全做回转运动与直线运动，不必考虑与交换工作站的干涉，而影响到加工范围。
图I为本发明一种交换工作站的实施例的纵向剖面视 图2为本发明一种交换工作站的实施例的底座与托板的纵向剖面视 图3为本发明一种交换工作站的实施例的托板的顶面透视 图4为本发明一种交换工作站的实施例的前端面结构示意图；图5为本发明一种交换工作站的实施例的工作过程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和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I、图2、图3、图4和图5所示，本发明一种交换工作站的实施例，包括主体，主体上设有水平移动的用以固定工件的托盘1，其中，主体包括底座2和于底座上与托盘I同方向移动的托板3，托盘I设于托板3上；还包括第一驱动装置21，第一驱动装置21通过第一传动装置与托板3连接，并提供托板3移动的驱动力；还包括第二驱动装置31，第二驱动装置31通过第二传动装置与托盘I连接，并提供托盘I移动的驱动力，第二传动装置与托盘I之间设有连接部件；还包括第一限位装置，第一限位装置设于底座2与托板3之间，限制托板3的移动行程并检测托板3相对底座2的位置；还包括第二限位装置，第二限位装置 设于托板3与托盘I之间，限制托盘I的移动行程并检测托盘I相对托板3的位置；还包括一控制装置，控制装置与第一限位装置、第二限位装置、第一驱动装置21以及第二驱动装置31分别连接，控制装置根据第一限位装置检测到的托板3的位置控制第一驱动装置21，并根据第二限位装置检测到的托盘I的位置控制第二驱动装置31。如图5所示，上述技术方案的工作原理是，通过控制装置控制第一驱动装置21驱动托板3向床身9方向移动；当托板3运动到设定位置停止时，控制装置控制第二驱动装置31驱动托盘I向床身9移动；当托盘I送至回转工作台91后，控制装置控制第一驱动装置21驱动托板3向回运动，回到初始位置。通过上述的双层结构，使交换工作站可以布置于离床身较远的位置，从而使床身可实现全封闭防护，且回转工作台的回转也不易受到交换工作站的干涉。于上述技术方案基础上，进一步的，还包括辅助支撑装置92，辅助支撑装置92设于机床床身9上，用于支撑托板3。当托板3向床身方向移动时，其前部由于脱离了底座2的支撑加上重力的原因可能出现向下倾斜，这样可能造成底座2与托板3之间的运动装置由于受力不平衡而损坏，更严重的可能造成托板3翻倒，设置辅助支撑装置92可于托板3移动靠近床身9时对托板3前部进行支撑，有效防止上述问题的发生。于上述技术方案基础上，进一步的，第一驱动装置21和第二驱动装置31均可采用变频减速电机，第一传动装置可主要由设于底座2上并与第一驱动装置21连接的齿轮22和与托板3连接的齿条32组成，齿轮22与齿条32啮合。通过齿轮22和齿条32的转换，使变频减速电机产生的旋转的驱动力转换为直线的牵引力，从而驱动托板3于水平方向移动。第二传动装置可主要由设于托板3上并与第二驱动装置31连接的主链轮33，以及与主链轮33和一设于托板3上的从动链轮34啮合的链条35组成，链条35通过连接部件与托盘I连接，连接部件可采用多种形式实现，因其均为现有技术故此处不再赘述。底座2与托板3之间可设置滚柱直线轨道23，滚柱直线轨道23，既可对托板3实现支撑又可引导托板3的移动方向。托板3和托盘I之间可设置两列载重轴承36，载重轴承36可实现对托盘I的支撑和引导。于上述技术方案基础上，进一步的，第一限位装置包括位置检测部件；位置检测部件可主要由设于底座2上沿托板3移动方向分布的多个加减速撞块24和设于托板3上的行程开关37组成，多个加减速撞块24于托板3移动时依次触发行程开关37已确定托板3的位置，从而供控制装置对第一驱动装置21发出正反向加速、正反向减速等指令的判断基准。第一限位装置包括还可包括最大行程检测部件；最大行程检测部件可主要由设于底座2上托板3移动方向上的一对限位撞块25和设于托板3上的行程开关37组成,一对限位撞块25于托板3移动到水平方向的两端最大行程时触发行程开关37以确定托板3到达最大行程，从而提供控制装置对第一驱动装置21发出正反向启动和停止等指令的判断基准。
第一限位装置包括还可包括限位部件；限位部件主要由设于底座2上沿托板3移动方向分布的一对防撞块26和设于托板3上的防撞支架38组成,一对防撞块26限制防撞支架38的移动范围，从而实现限制托板3的移动范围。如限位撞块25未能成功触发行程开关37或者行程开关37发生故障时，通过限制防撞支架38的防撞块26可实现阻止托板3继续移动，实现防止托板3从底座2上脱出，从而酿成事故。于上述技术方案基础上，进一步的，第二限位装置可主要由沿托盘I移动方向设于托板3上的多个行程开关11组成。托盘I移动时依次触发多个行程开关11，从而提供控制装置对第二驱动装置31发出正反向启动、正反向加速、正反向减速以及停止等指令的判断基准。本发明的实施例中还包括一种交换工作站控制方法，其中，包括上述交换工作站；将工件于托盘上夹装好；通过控制装置控制第一驱动装置驱动托板向床身方向移动，此时可令机床的防护门打开；当托板运动到设定位置时，控制装置控制第一驱动装置停止，并控制第二驱动装置驱动托盘向床身移动；当托盘送至回转工作台后，控制装置停止第二驱动装置，并控制第一驱动装置驱动托板向回运动，回到初始位置，同时令机床的防护门关闭。本发明的实施例中还包括一种机床，其中，包括上述交换工作站。以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的申请专利范围，所以凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等效结构变化，或者本领域技术人员惯用的技术手段进行替换，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种交换工作站，包括主体，所述主体上设有水平移动的用以固定エ件的托盘，其特征在于，所述主体包括底座和于所述底座上与所述托盘同方向移动的托板，所述托盘设于所述托板上； 还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置通过第一传动装置与所述托板连接，并提供所述托板移动的驱动カ； 还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置通过第二传动装置与所述托盘连接，并提供所述托盘移动的驱动力，所述第二传动装置与所述托盘之间设有连接部件； 还包括第一限位装置，所述第一限位装置设于所述底座于所与述托板之间，限制所述托板的移动行程并检测所述托板相对所述底座的位置； 还包括第二限位装置，所述第二限位装置设于所述托板与所述托盘之间，限制所述托盘的移动行程并检测所述托盘相对所述托板的位置； 还包括ー控制装置，所述控制装置与所述第一限位装置、第二限位装置、第一驱动装置以及第ニ驱动装置分别连接，所述控制装置根据所述第一限位装置检测到的所述托板的位置控制所述第一驱动装置，井根据所述第二限位装置检测到的所述托盘的位置控制所述第ニ驱动装置。
2.如权利要求I所述交换工作站，其特征在于，还包括辅助支撑装置，所述辅助支撑装置设于机床床身上，用于支撑所述托板。
3.如权利要求I所述交换工作站，其特征在于，所述第一驱动装置和/或所述第二驱动装置为变频减速电机。
4.如权利要求I所述交换工作站，其特征在于，所述第一传动装置主要由设于所述底座上并与所述第一驱动装置连接的齿轮和与所述托板连接的齿条组成，所述齿轮与所述齿条( 合。
5.如权利要求I所述交换工作站，其特征在于，所述第二传动装置主要由设于所述托板上并与所述第二驱动装置连接的主链轮，以及与所述主链轮和ー设于所述托板上的从动链轮啮合的链条组成，所述链条通过所述连接部件与所述托盘连接。
6.如权利要求I所述交换工作站，其特征在于，所述第一限位装置包括位置检测部件和/或最大行程检测部件和/或限位部件； 所述位置检测部件主要由设于所述底座上沿所述托板移动方向分布的多个加减速撞块和设于所述托板上的行程开关组成，多个所述加減速撞块于所述托板移动时依次触发所述行程开关已确定所述托板的位置； 所述最大行程检测部件主要由设于所述底座上所述托板移动方向上的ー对限位撞块和设于所述托板上的行程开关组成，一对所述限位撞块于所述托板移动到水平方向的两端最大行程时触发所述行程开关已确定所述托板到达最大行程； 所述限位部件主要由设于所述底座上沿所述托板移动方向分布的ー对防撞块和设于所述托板上的防撞支架组成，一对所述防撞块限制所述防撞支架的移动范围。
7.如权利要求I所述交换工作站，其特征在于，第二限位装置主要由沿所述托盘移动方向设于所述托板上的多个行程开关组成。
8.一种交换工作站控制方法，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一所述交换工作站；将エ件于所述托盘上夹装好；通过所述控制装置控制所述第一驱动装置驱动所述托板向床身方向移动；当所述托板运动到设定位置时，所述控制装置控制所述第一驱动装置停止，并控制所述第二驱动装置驱动所述托盘向床身移动；当所述托盘送至回转工作台后，所述控制装置停止所述第二驱动装置，并控制所述第一驱动装置驱动所述托板向回运动，回到初始位置。
9.ー种机床,其特征在于,包括如权利要求1-7中任一所述交换工作站。全文摘要
本发明公开了一种交换工作站及控制方法及机床，其涉及机床附件，包括主体，所述主体上设有水平移动的用以固定工件的托盘，其中，所述主体包括底座和于所述底座上与所述托盘同方向移动的托板，所述托盘设于所述托板上。其有益效果为通过双层结构使交换工作站可离床身较远的布置，可将机床外观防护做成全封闭，不必开槽，增强了机床的防水防屑性，回转工作台可完全做回转运动与直线运动，不必考虑与交换工作站的干涉，而影响到加工范围。
文档编号B23Q17/00GK102729058SQ20121024205
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者于晖, 李强, 袁海兵 申请人:上海三一精机有限公司