用于数控车床的管材传输升降调节装置的制作方法

本发明属于机械自动化技术领域，具体涉及一种用于数控车床的管材传输升降调节装置。

背景技术：

数控车床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

目前，应用数控车床进行管材加工时，由于数控车床卡盘的中心高度是固定的，所以加工时需要配套使用管材传输机构。现有的大型管材传输机构由多个滚轮直线排列组成，滚轮固定在框架上，每个滚轮都配置有旋转电机提供动力，多个旋转电机可以正反转旋转，带动多个滚轮上的管材进行前后移动。由于多个滚轮是固定在框架上的，无法进行多个滚轮的同步升降调节，当传输不同直径管材时，无法调节管材的中心高度，增加数控车床进行管材加工困难。

技术实现要素：

为了解决现有管材传输机构存在的传输不同直径管材时，无法调节管材中心高度，无法适应因管径变化而中小高度随着变化的问题，本发明提供一种用于数控车床的管材传输升降调节装置。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的用于数控车床的管材传输升降调节装置，包括：

底座框架；

安装在底座框架下端的前后移动驱动机构和升降驱动机构；

安装在底座框架上端的多个滚动机械部件；

相邻两个滚动机械部件之间通过第一链条相连；

位于底座框架最后端的滚动机械部件自身通过第三链条相连；

位于底座框架最后端的滚动机械部件与前后移动驱动机构相连；

位于底座框架最后端的滚动机械部件与升降驱动机构相连；

多个滚动机械部件之间通过第一细牙丝杆、光轴固定环和关节轴承相连。

进一步的，所述底座框架包括：地脚板、方形管立柱、矩形管竖筋、滚动机械部件底板、矩形管横筋、防护罩竖梁、防护罩横梁、矩形管横梁；

地脚板的数量为8块，方形管立柱的数量为8个，矩形管竖筋的数量为6个，滚动机械部件底板的数量为多个，矩形管横筋的数量为6个，防护罩竖梁的数量为9个，防护罩横梁的数量为1个，矩形管横梁的数量为两个；

每个方形管立柱下端均设置有一个地脚板；每对方形管立柱中的两个方形管立柱横向之间通过一个矩形管横筋固连；相邻两对方形管立柱竖向之间通过两个矩形管竖筋固连，即第一对方形管立柱中左侧的方形管立柱与相邻第二对方形管立柱中左侧的方形管立柱通过一个矩形管竖筋固连，第一对方形管立柱中右侧的方形管立柱与相邻第二对方形管立柱中右侧的方形管立柱通过另一个矩形管竖筋固连，其他同理；

两个矩形管横梁固定在四对方形管立柱上端，即一个矩形管横梁固定在左侧四个方形管立柱上端，另一个矩形管横梁固定在右侧四个方形管立柱上端；

多个滚动机械部件底板均焊接固定在两个矩形管横梁，每个矩形管横梁上的滚动机械部件底板的数量相同，且两个矩形管横梁上的滚动机械部件底板一一对应设置；

9个防护罩竖梁竖向焊接固定在右侧矩形管横梁外侧边缘；1个矩形管横梁分别焊接固定在9个防护罩竖梁上端。

进一步的，还包括固定在9个防护罩竖梁和1个防护罩横梁焊接组成的框架上的防护罩。

进一步的，所述前后移动驱动机构包括：第一链条轮、第二链条、三相减速电机底板、三相减速电机；三相减速电机底板焊接固定在底座框架的第三对方形管立柱和第四对方形管立柱之间的两个矩形管竖筋上；三相减速电机安装在三相减速电机底板上；第一链条轮安装在三相减速电机的输出轴上；第一链条轮与位于底座框架最后端的滚动机械部件之间通过第二链条相连。

进一步的，所述升降驱动机构包括：手摇轮、手摇轮限位挡板、气缸底座板、气缸双耳、气缸单耳、气缸、气缸杆、气缸杆连接件、第二细牙丝杆；手摇轮限位挡板焊接固定在底座框架前端的第一对方形管立柱上；手摇轮限位挡板中心设置有u型槽，位于装置最前端的第一细牙丝杆前端穿过手摇轮限位挡板中心的u型槽；位于装置最前端的第一细牙丝杆前端与手摇轮螺纹连接，手摇轮与手摇轮限位挡板外端面接触；气缸底座板焊接固定在底座框架的第三对方形管立柱上，气缸底座板下端固定在第三个矩形管竖筋上；气缸双耳固定在气缸底座板端面上，气缸单耳与气缸双耳相连，气缸固定在气缸单耳上；气缸的气缸杆位于气缸轴心位置；第二细牙丝杆通过气缸杆连接件与气缸杆相连。

进一步的，所述滚动机械部件安装在两个矩形管横梁上的滚动机械部件底板上；滚动机械部件下端通过光轴固定环与关节轴承相连；每个滚动机械部件对应两个成对的滚动机械部件底板，每个滚动机械部件对应两个光轴固定环，每个滚动机械部件对应两个关节轴承。

进一步的，所述滚动机械部件包括：滚轮、第一z系列涨紧套、第一外球面轴承座、第二链条轮、第二z系列涨紧套、第一光轴、第三链条轮、第二外球面轴承座、摆动立板、第二光轴、第三外球面轴承座、滚轮固定板、第三光轴；

滚轮轴内孔两端分别镶嵌第一z系列涨紧套，将滚轮通过两个第一z系列涨紧套固定在第一光轴上；

将第一外球面轴承座的轴承内环与第一光轴的外轴装配并锁紧，第一外球面轴承座的数量为两个，两个第一外球面轴承座分别位于滚轮两端；

两个第一外球面轴承座端部均固定在滚轮固定板前侧面上；

第二链条轮包括内齿轮和外齿轮；第二链条轮内环镶嵌有一第二z系列涨紧套，将第二链条轮通过第二z系列涨紧套固定在第一光轴上，第二链条轮位于第一光轴端部；

两个第三外球面轴承座端部均固定在滚轮固定板后侧面上；

将两个第三外球面轴承座的轴承内环均与第三光轴的外轴装配并锁紧；

两个第二外球面轴承座的轴承内环均与第三光轴的外轴装配并锁紧，这两个第二外球面轴承座分别位于两个第三外球面轴承座外侧；第二外球面轴承座端面固定在底座框架的滚动机械部件底板，每个第二外球面轴承座对应固定在一个滚动机械部件底板上；

第三链条轮包括内齿轮和外齿轮；第三链条轮内环镶嵌有一第二z系列涨紧套，将第三链条轮通过第二z系列涨紧套固定在第三光轴上，第三链条轮位于第三光轴端部；

滚轮固定板后侧面中心位置设置有矩形槽，摆动立板固定在滚轮固定板后侧面中心的矩形槽中，第三光轴穿过摆动立板，且第三光轴与摆动立板之间无接触；

摆动立板端部设置有安装孔，第二光轴压配进摆动立板安装孔中，第二光轴位于摆动立板两侧的长度相等；

第一链条轮与位于底座框架最后端的滚动机械部件中的第三链条轮内齿轮之间通过第二链条相连；

位于底座框架最后端的滚动机械部件中的第三链条轮外齿轮与第二链条轮外齿轮之间通过一个第三链条相连；

位于底座框架最后端的滚动机械部件中的第二链条轮内齿轮与相邻的倒数第二个滚动机械部件中的第二链条轮内齿轮之间通过一个第一链条相连；

倒数第二个滚动机械部件中的第二链条轮外齿轮与倒数第三个滚动机械部件中的第二链条轮外齿轮通过一个第一链条相连，倒数第三个滚动机械部件中的第二链条轮内齿轮与倒数第四个滚动机械部件中的第二链条轮内齿轮通过一个第一链条相连，以此类推。

进一步的，所述关节轴承一端套装在第二光轴上，另一端与第一细牙丝杆螺纹连接；所述光轴固定环套装在第二光轴上，光轴固定环与关节轴承外端面接触；两个关节轴承对称安装在位于摆动立板两侧的第二光轴上，两个光轴固定环对称安装在两个关节轴承外端面。

进一步的，所述第一细牙丝杆为多个，相邻两个第一细牙丝杆之间通过两个关节轴承、两个光轴固定环、第二光轴相连，一个第一细牙丝杆端部与其中一个关节轴承相连，另一个第一细牙丝杆端部与另一个关节轴承相连。

进一步的，位于底座框架最后端的滚动机械部件、第二细牙丝杆、位于装置最后端的第一细牙丝杆后端之间通过两个关节轴承、两个光轴固定环相连，位于装置最后端的第一细牙丝杆后端与其中一个关节轴承相连，第二细牙丝杆端部与另一个关节轴承相连。

本发明的有益效果是：

本发明的一种用于数控车床的管材传输升降调节装置，通过三相减速电机、第一链条轮、第二链条、第三链条轮、第三链条、第二链条轮、第二z系列涨紧套、第一光轴、第一z系列涨紧套将力传递给滚轮使其转动，同时通过第二链条轮带动第一链条，使一个滚动机械部件旋转带动下一个滚动机械部件旋转，实现整套多个滚轮的同时旋转，实现滚轮上的管材前后移动。

本发明的一种用于数控车床的管材传输升降调节装置，通过气缸、气缸杆、气缸杆连接件、第二细牙丝杆、关节轴承给摆动立板径向推力，固定板、第一外球面轴承座、滚轮及第三外球面轴承座同时受到径向推力，使滚轮以第一光轴为主轴角度旋转。通过第一细牙丝杆、关节轴承和光轴固定环依次往下传导径向推力，所有滚动机械部件相对自己内部第一光轴为轴心旋转的半径相同，旋转角度也相同，通过调节旋转手摇轮，通过手摇轮限位挡板来限制第一细牙丝杆移动的长度即限制气缸杆伸出的长度来控制滚动机械部件的旋转角度。通过控制滚动机械部件的旋转角度实现传输管材的中心高度调节。

本发明解决了现有管材传输机构存在的传输不同直径管材时无法调节管材中心高度，无法适应因管径变化而中小高度随着变化的问题，能够实现管材在传输过程中的前后移动和中心高度调节，具有升降高度的功能，能够适应不同管径大小的变化。

附图说明

图1为本发明的一种用于数控车床的管材传输升降调节装置的左视图(省略防护罩一部分)。

图2为本发明的一种用于数控车床的管材传输升降调节装置的右视图。

图3为底座框架的结构示意图。

图4为滚动机械部件的结构示意图。

图5为光轴固定环5、关节轴承7、第二光轴1710之间的连接关系示意图。

图中：1、手摇轮，2、手摇轮限位挡板，3、第一细牙丝杆，4、防护罩，5、光轴固定环，6、底座框架，6001、地脚板，6002、方形管立柱，6003、矩形管竖筋，6004、滚动机械部件底板，6005、矩形管横筋，6006、防护罩竖梁，6007、防护罩横梁，6008、矩形管横梁，7、关节轴承，8、第一链条轮，9、气缸底座板，10、气缸双耳，11、气缸单耳，12、气缸，13、气缸杆，14、气缸杆连接件，15、第二细牙丝杆，16、第一链条，17、滚动机械部件，1701、滚轮，1702、第一z系列涨紧套，1703、第一外球面轴承座，1704、第二链条轮，1705、第二z系列涨紧套，1706、第一光轴，1707、第三链条轮，1708、第二外球面轴承座，1709、摆动立板，1710、第二光轴，1711、第三外球面轴承座，1712、滚轮固定板，1713、第三光轴，18、第二链条，19、第三链条，20、三相减速电机底板，21、三相减速电机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的一种用于数控车床的管材传输升降调节装置，主要包括：

手摇轮1、手摇轮限位挡板2、第一细牙丝杆3、防护罩4、光轴固定环5、底座框架6、关节轴承7、第一链条轮8、气缸底座板9、气缸双耳10、气缸单耳11、气缸12、气缸杆13、气缸杆连接件14、第二细牙丝杆15、第一链条16、滚动机械部件17、第二链条18、第三链条19、三相减速电机底板20、三相减速电机21。

如图3所示，底座框架6主要包括：地脚板6001、方形管立柱6002、矩形管竖筋6003、滚动机械部件底板6004、矩形管横筋6005、防护罩竖梁6006、防护罩横梁6007、矩形管横梁6008。

地脚板6001的数量为8块，方形管立柱6002的数量为8个(四对)，矩形管竖筋6003的数量为6个，滚动机械部件底板6004的数量为多个，矩形管横筋6005的数量为6个，防护罩竖梁6006的数量为9个，防护罩横梁6007的数量为1个。

每个方形管立柱6002下端均设置有一个地脚板6001。每对方形管立柱6002中的两个方形管立柱6002横向之间通过一个矩形管横筋6005固连。相邻两对方形管立柱6002竖向之间通过两个矩形管竖筋6003固连，即第一对方形管立柱6002中左侧的方形管立柱6002与相邻第二对方形管立柱6002中左侧的方形管立柱6002通过一个矩形管竖筋6003固连，第一对方形管立柱6002中右侧的方形管立柱6002与相邻第二对方形管立柱6002中右侧的方形管立柱6002通过另一个矩形管竖筋6003固连，其他同理。

两个矩形管横梁6008固定在四对方形管立柱6002上端，即一个矩形管横梁6008固定在左侧四个方形管立柱6002上端，另一个矩形管横梁6008固定在右侧四个方形管立柱6002上端。

多个滚动机械部件底板6004均焊接固定在两个矩形管横梁6008，每个矩形管横梁6008上的滚动机械部件底板6004的数量相同，并且两个矩形管横梁6008上的滚动机械部件底板6004一一对应设置。

9个防护罩竖梁6006竖向焊接固定在右侧矩形管横梁6008外侧边缘。1个矩形管横梁6007分别焊接固定9个防护罩竖梁6006上端。

如图1和图2所示，手摇轮限位挡板2焊接固定在底座框架6前端的第一对方形管立柱6002上。第一细牙丝杆3为多个。手摇轮限位挡板2中心设置有u型槽，位于装置最前端的第一细牙丝杆3前端穿过手摇轮限位挡板2中心的u型槽。手摇轮1中心设置有螺纹孔，位于装置最前端的第一细牙丝杆3前端带有螺纹，位于装置最前端的第一细牙丝杆3前端与手摇轮1通过螺纹连接，连接后手摇轮1与手摇轮限位挡板2外端面接触。

气缸底座板9焊接固定在底座框架6的第三对方形管立柱6002上，气缸底座板9下端固定在第三个矩形管竖筋6003上。

气缸双耳10固定在气缸底座板9端面上，气缸单耳11与气缸双耳10相连，气缸12固定在气缸单耳11上。气缸双耳10和气缸单耳11组合成一体，可以实现一定角度的旋转。

气缸杆13是气缸12一部分，位于气缸12轴心位置。第二细牙丝杆15与气缸杆13通过气缸杆连接件14相连。

滚动机械部件17安装在矩形管横梁6008上的滚动机械部件底板6004上。滚动机械部件17下端通过光轴固定环5与关节轴承7相连。每个滚动机械部件17对应两个成对的滚动机械部件底板6004，每个滚动机械部件17对应两个光轴固定环5，每个滚动机械部件17对应两个关节轴承7。

相邻两个滚动机械部件17之间通过一个第一链条16连接。同时，位于底座框架6最后端的滚动机械部件17自身还通过一个第三链条19相连。

三相减速电机底板20焊接固定在底座框架6的第三对方形管立柱6002和第四对方形管立柱6002之间的两个矩形管竖筋6003上。三相减速电机21安装在三相减速电机底板20上。

第一链条轮8安装在三相减速电机21的输出轴上。第一链条轮8与位于底座框架6最后端的滚动机械部件17之间通过一个第二链条18相连。

防护罩4设置在整个装置上端右侧，防护罩4固定在9个防护罩竖梁6006和1个防护罩横梁6007焊接组成的框架上。所有滚动机械部件17右侧部分均位于防护罩4内。

如图4所示，滚动机械部件17主要包括：滚轮1701、第一z系列涨紧套1702、第一外球面轴承座1703、第二链条轮1704、第二z系列涨紧套1705、第一光轴1706、第三链条轮1707、第二外球面轴承座1708、摆动立板1709、第二光轴1710、第三外球面轴承座1711、滚轮固定板1712、第三光轴1713。

滚轮1701轴内孔两端分别镶嵌有一第一z系列涨紧套1702，将滚轮1701通过两个第一z系列涨紧套1702固定在第一光轴1706上。

将第一外球面轴承座1703的轴承内环与第一光轴1706的外轴装配并锁紧，第一外球面轴承座1703的数量为两个，两个第一外球面轴承座1703分别位于滚轮1701两端。

两个第一外球面轴承座1703端部均固定在滚轮固定板1712前侧面上。

第二链条轮1704包括两组齿轮(内齿轮和外齿轮)。第二链条轮1704内环镶嵌有一第二z系列涨紧套1705，将第二链条轮1704通过第二z系列涨紧套1705固定在第一光轴1706上，并且，第二链条轮1704位于第一光轴1706端部。

两个第三外球面轴承座1711端部均固定在滚轮固定板1712后侧面上。

将两个第三外球面轴承座1711的轴承内环均与第三光轴1713的外轴装配并锁紧。

两个第二外球面轴承座1708的轴承内环均与第三光轴1713的外轴装配并锁紧，并且，这两个第二外球面轴承座1708分别位于两个第三外球面轴承座1711外侧。第二外球面轴承座1708端面固定在底座框架6的滚动机械部件底板6004，每个第二外球面轴承座1708对应固定在一个滚动机械部件底板6004上。

第三链条轮1707包括两组齿轮(内齿轮和外齿轮)。第三链条轮1707内环镶嵌有一第二z系列涨紧套1705，将第三链条轮1707通过第二z系列涨紧套1705固定在第三光轴1713上，并且，第三链条轮1707位于第三光轴1713端部。

滚轮固定板1712后侧面中心位置设置有矩形槽，摆动立板1709固定在滚轮固定板1712后侧面中心的矩形槽中，并且第三光轴1713穿过摆动立板1709，相互无接触。

摆动立板1709端部设置有安装孔，第二光轴1710压配进摆动立板1709安装孔中，并且第二光轴1710位于摆动立板1709两侧的长度相等。

第一链条轮8与位于底座框架6最后端的滚动机械部件17中的第三链条轮1707内齿轮之间通过第二链条18相连。

位于底座框架6最后端的滚动机械部件17中的第三链条轮1707外齿轮与第二链条轮1704外齿轮之间通过一个第三链条19相连。

位于底座框架6最后端的滚动机械部件17中的第二链条轮1704内齿轮与相邻的倒数第二个滚动机械部件17中的第二链条轮1704内齿轮之间通过一个第一链条16相连。

倒数第二个滚动机械部件17中的第二链条轮1704外齿轮与倒数第三个滚动机械部件17中的第二链条轮1704外齿轮通过一个第一链条16相连，倒数第三个滚动机械部件17中的第二链条轮1704内齿轮与倒数第四个滚动机械部件17中的第二链条轮1704内齿轮通过一个第一链条16相连，以此类推。

如图5所示，关节轴承7一端套装在第二光轴1710上，另一端与第一细牙丝杆3螺纹连接。光轴固定环5套装在第二光轴1710上，并且，光轴固定环5与关节轴承7外端面接触。两个关节轴承7对称安装在位于摆动立板1709两侧的第二光轴1710上，两个光轴固定环5对称安装在两个关节轴承7外端面。关节轴承7可以360度旋转。

相邻两个第一细牙丝杆3之间通过两个关节轴承7、两个光轴固定环5、第二光轴1710相连。具体的是：一个第一细牙丝杆3端部与其中一个关节轴承7相连，另一个第一细牙丝杆3端部与另一个关节轴承7相连。

位于底座框架6最后端的滚动机械部件17、第二细牙丝杆15、位于装置最后端的第一细牙丝杆3后端之间通过两个关节轴承7、两个光轴固定环5相连。具体的是：位于装置最后端的第一细牙丝杆3后端与其中一个关节轴承7相连，第二细牙丝杆15端部与另一个关节轴承7相连。

本实施方式中，各部件具体型号参数如下：

第一细牙丝杆3规格为m22*1.5。

光轴固定环5规格为ф22。

关节轴承7规格为si22。

气缸双耳10规格为cb125。

气缸单耳11规格为cb125。

气缸12规格为sc125*250。

气缸杆13规格为sc125*250。

第二细牙丝杆15规格为m22*1.5。

第一链条16规格为12a6分。

第二链条18规格为12a6分。

第三链条19规格为12a6分。

第一外球面轴承座1703规格为upch206。

第二链条轮1704规格为12a6分。

第一光轴1706规格为ф30。

第三链条轮1707规格为12a6分。

第二外球面轴承座1708规格为upch206。

第二光轴1710规格为ф22。

第三外球面轴承座1711规格为upch206。

第三光轴1713规格为ф30。

本发明的一种用于数控车床的管材传输升降调节装置，能够实现管材的前后移动，其工作原理如下：

三相减速电机21可以正反转旋转，通过三相减速电机21的电机轴驱动第一链条轮8转动，同时带动第二链条18旋转，第二链条18一端与第三链条轮1707相连，第三链条轮1707通过第三链条19将力传递到第二链条轮1704上，第二链条轮1704通过第二z系列涨紧套1705将力传递到第一光轴1706，第一光轴1706通过第一z系列涨紧套1702将力传递给滚轮1701，使滚轮1701旋转。

第二链条轮1704旋转带动第一链条16旋转，第一链条16旋转带动相邻的滚动机械部件17旋转，多个滚动机械部件17之间都是通过第一链条16连接，这样一个滚动机械部件17旋转就能带动下一个滚动机械部件17旋转，实现整套多个滚轮1701的同时旋转，实现滚轮1701上的管材可以前后移动。

本发明的一种用于数控车床的管材传输升降调节装置，能够实现管材的中心高度调节，其工作原理如下：

给气缸12提供6公斤的气压，推动气缸杆13往外移动，同时带动气缸杆连接件14、第二细牙丝杆15和关节轴承7向前移动；给摆动立板1709径向推力，由于摆动立板1709、固定板1712、第一外球面轴承座1703、滚轮1701及第三外球面轴承座1711机械连接到一起，所以同时受到径向推力，并且第三外球面轴承座1711和第三光轴1713的轴承内环装配并锁紧，受到径向力只能以第三光轴1713为轴心角度旋转，所以滚轮1701以第一光轴1706为轴心角度旋转。

所有滚动机械部件17下端通过第一细牙丝杆3、关节轴承7和光轴固定环5连接，通过第一细牙丝杆3、关节轴承7和光轴固定环5依次往下传导气缸12给的径向推力，由于所有滚动机械部件17尺寸均相同，因此，相对于第一光轴1706旋转的半径相同，旋转角度也相同。这样通过调节旋转手摇轮1，通过手摇轮限位挡板2来限制第一细牙丝杆3移动的长度即限制气缸杆13伸出的长度来控制滚动机械部件17的旋转角度。通过控制滚动机械部件17的旋转角度可以调节传输管材的中心高度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。