一种用于加工中心的托盘及具有其的加工中心的制作方法

本发明涉及加工中心技术领域，具体涉及一种用于加工中心的托盘及具有其的加工中心。

背景技术：

机加工中的加工中心配有托盘区，托盘上方固定有装夹工件的夹具，工作时，通过交换传输机构将托盘输送至机床侧。托盘交换系统通过导轨将托盘平推到工作台上并夹紧，到位后位置固定，以将托盘固定到零件加工位置。将零件固定到托盘上的夹具上后，利用加工中心的刀具旋转及移动来对零件进行机加工。

在加工中心上对零件进行加工过程中，为了实现复杂型面的加工，加工中心刀具应具备相应的自由度，才能完成对应形状的切割。在自由度不足的条件下，则无法加工。而刀具高自由度的加工中心其控制系统复杂，设备造价高。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的加工中心在零件上加工复杂形状时成本极高的缺陷，从而提供一种用于加工中心的托盘及具有其的加工中心。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于加工中心的托盘，包括：

托盘本体；

一对支撑件，分别固定安装在托盘本体的两端，一对支撑件之间相互平行，一对支撑件相对的面上均安装有内回转盘，一对内回转盘之间固定安装有桥板；

外回转盘，安装在支撑件上，外回转盘与内回转分别安装在支撑件的两侧，安装在同一支撑件上的内回转盘与外回转盘之间通过固定轴连接，固定轴贯穿支撑件，两个内回转盘的轴线均与外回转盘的轴线重合，外回转盘上设有驱动连接件，用于与驱动机构配合连接，以驱动外回转盘绕轴线转动。

可选地，还包括锁定组件，安装在支撑件上，外回转盘上沿轴向贯穿设有锁定孔，锁定组件具有延伸至锁定孔内以将外回转盘固定的锁定状态，以及从锁定孔内撤出以将外回转盘放开的解锁状态。

可选地，锁定组件包括同轴且相互抵接的锁定销和锁定弹性件，锁定销与锁定孔平行，锁定销靠近外回转盘设置，锁定孔内插接有锁定顶杆，锁定顶杆的长度与锁定孔的深度相等，锁定组件位于锁定状态时，锁定销部分延伸至锁定孔内与锁定顶杆抵接，锁定组件位于解锁状态时，锁定销从锁定孔内完全撤出。

可选地，支撑件上安装有定位组件，内回转盘上设有定位孔，定位组件具有延伸至定位孔内以使内回转盘固定的定位状态，以及从定位孔中撤出以使内回转盘活动的调整状态。

可选地，定位组件包括固定安装在支撑件上的定位驱动件以及定位轴，定位驱动件驱动定位轴沿平行于内回转盘轴线的方向往复运动。

可选地，定位孔沿圆周方向间隔设置有多个。

可选地，固定轴外套设有轴承组件。

本发明还提供一种加工中心，具有本发明所述的用于加工中心的托盘，还包括驱动机构，驱动机构与驱动连接件配合安装以驱动外回转盘绕轴线转动。

可选地，还包括托盘交换机构，托盘本体与托盘交换机构滑动连接。

可选地，还包括安装台，驱动机构和托盘本体均与安装台滑动连接，驱动机构上安装有第一推进组件以推动驱动机构在安装台上滑动并定位，托盘本体上安装有第二推进组件以推动托盘本体在安装台上滑动并定位。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的用于加工中心的托盘，包括：托盘本体；一对支撑件，分别固定安装在托盘本体的两端，一对支撑件之间相互平行；一对支撑件相对的面上均安装有内回转盘，一对内回转盘之间固定安装有桥板；外回转盘，安装在支撑件上，外回转盘与内回转分别安装在支撑件的两侧，安装在同一支撑件上的内回转盘与外回转盘之间通过固定轴连接，固定轴贯穿支撑件，两个内回转盘的轴线均与外回转盘的轴线重合，外回转盘上设有驱动连接件，用于与驱动机构配合连接，以驱动外回转盘绕轴线转动。

在利用加工中心对零件进行加工时，首先在桥板上安装合适的零件夹具，并将待加工零件固定到夹具上，然后将托盘本体移动到加工中心的预定位置并夹紧，将加工中心上的驱动机构与外回转盘上的驱动连接件配合连接，在对零件进行加工时，驱动机构转动带动外回转盘转动，同时内回转盘和桥板在固定轴的带动下跟随外回转盘转动，使得零件转动，以使零件上与外回转盘轴线平行的任意平面朝向上方，配合加工中心刀具对零件进行加工，能够利用三轴加工中心实现四轴加工中心才能加工的型面，实现复杂形状零件加工，能够极大地降低加工成本和设备成本。加工中心切削加工工件的时间为加工中心工作的有效时间，工件加工完成后需要进行拆卸工件、重新装载夹具和新的工件、找正等操作，这些均属于准备时间。桥板的正反两面均可以装载工件，使得桥板上一次性可装载两个工件，在一个工件加工完成后，驱动机构带动外回转盘翻转180°，即可开始加工另一工件，省去导入更换托盘本体或装载工件的准备时间，能够够极大地提高加工中心的加工效率。

2.本发明提供的用于加工中心的托盘，还包括锁定组件，安装在支撑件上，外回转盘上沿轴向贯穿设有锁定孔，锁定组件具有延伸至锁定孔内以将外回转盘固定的锁定状态，以及从锁定孔内撤出以将外回转盘放开的解锁状态。当托盘本体未与加工中心定位时，利用锁定组件将外回转盘与支撑件锁定，保证外回转盘与支撑件之间的相对位置确定，使得驱动连接件能够与驱动机构对应，使得托盘本体朝向驱动机构移动时，驱动连接件能够自动与驱动机构配合连接，待驱动机构与驱动连接件连接完成后，锁定组件从锁定孔中撤出以解除锁定状态，使得驱动机构能够带动外回转盘绕轴向转动。

3.本发明提供的用于加工中心的托盘，支撑件上安装有定位组件，内回转盘上设有定位孔，定位组件具有延伸至定位孔内以使内回转盘固定的定位状态，以及从定位孔中撤出以使内回转盘活动的调整状态。在驱动机构带动零件转动到预定位置后，通过定位组件延伸至定位孔内以将内回转盘完全固定，防止在加工过程中内回转盘发生微小转动导致零件加工精度降低，在需要转动内回转盘时，将定位组件从定位孔中撤出，内回转盘即可在驱动机构的带动下发生转动，进而调整桥板上零件的角度。

4.本发明提供的用于加工中心的托盘，固定轴外套设有轴承组件。通过设置轴承组件以减小固定轴与支撑件之间的摩擦力，同时避免固定轴与支撑件之间产生内应力，保证驱动机构能够准确带动零件转动至程序设置的角度。

5.本发明的加工中心，具有用于加工中心的托盘，还包括驱动机构，驱动机构与驱动连接件配合安装以驱动外回转盘绕轴线转动。利用驱动机构驱动外回转盘转动，进而带动桥板转动，使得桥板上安装的零件能够沿外回转盘的轴线转动到任意角度，配合加工中心刀具对零件进行加工，能够利用三轴加工中心完成需要四轴加工中心才能加工的零件，能够极大地降低加工成本和设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一种实施方式中提供的用于加工中心的托盘的结构示意图。

图2为本发明的第一种实施方式中提供的用于加工中心的托盘的正面剖视图。

图3为本发明的第一种实施方式中提供的锁定组件的结构示意图。

图4为本发明的实施方式中提供的用于加工中心的托盘与安装台配合安装的结构示意图。

图5为本发明的实施方式中提供的转台的结构示意图。

图6为本发明的实施方式中提供的加工中心的结构示意图。

附图标记说明：1、托盘本体；2、支撑板；3、外回转盘；4、内回转盘；5、桥板；6、固定轴；7、销孔；8、销轴；9、轴承组件；10、锁定销；11、锁定弹簧；12、锁定顶杆；13、定位孔；14、定位驱动件；15、定位轴；16、转台本体；17、转台连接板；18、安装台；19、托盘交换机构；20、导轨；21、导槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1至图3所示为用于加工中心的托盘的一种具体实施方式，包括：托盘本体1、一对支撑件和一个外回转盘3。本实施例中支撑件选用支撑板2。

如图1和图2所示，一对支撑板2分别固定安装在托盘本体1沿长度方向的两端，一对支撑板2之间相互平行，一对支撑板2相对的面上均安装有内回转盘4，一对内回转盘4之间固定安装有桥板5。桥板5上可安装各类零件夹具，如三爪卡盘、花盘等，利用零件夹具将待加工零件夹紧固定在桥板5上。

外回转盘3安装在左侧的支撑板2上，外回转盘3与内回转分别安装在支撑板2的两侧，安装在同一支撑板2上的内回转盘4与外回转盘3之间通过固定轴6连接，固定轴6贯穿支撑板2，两个内回转盘4的轴线均与外回转盘3的轴线重合，外回转盘3上设有驱动连接件，用于与加工中心上的驱动机构或独立的驱动机构配合连接，以驱动外回转盘3绕轴线转动。本实施例中驱动连接件为在外回转盘3上沿径向分布的一对销孔7，在驱动机构上对应设置两个销轴8，当托盘本体1带动支撑板2靠近驱动机构时，销轴8能够自动插入至销孔7中，实现驱动机构与外回转盘3的连接。固定轴6外套设有轴承组件9。固定轴6包括一对轴座，一个轴座与外回转盘3通过螺栓固定，另一个轴座通过螺栓与内回转盘4固定，一对轴座之间通过多个周向分布的销钉连接成一体。轴承组件9包括轴承本体和轴承端盖，轴承本体套设在固定轴6上，轴承端盖抵接在内回转盘4上。

在支撑板2上安装有锁定组件，外回转盘3上沿轴向贯穿设有锁定孔，锁定组件具有延伸至锁定孔内以将外回转盘3固定的锁定状态，以及从锁定孔内撤出以将外回转盘3放开的解锁状态。具体地，如图3所示，锁定组件包括同轴且相互抵接的锁定销10和作为锁定弹性件的锁定弹簧11，锁定销10与锁定孔平行，锁定销10靠近外回转盘3设置，锁定孔内插接有锁定顶杆12，锁定顶杆12的长度与锁定孔的深度相等，锁定组件位于锁定状态时，锁定销10部分延伸至锁定孔内与锁定顶杆12抵接，锁定组件位于解锁状态时，锁定销10从锁定孔内完全撤出。

支撑板2上安装有定位组件，内回转盘4上设有定位孔13，定位组件具有延伸至定位孔13内以使内回转盘4固定的定位状态，以及从定位孔13中撤出以使内回转盘4活动的调整状态。具体地定位组件包括固定安装在支撑板2上的定位驱动件14以及定位轴15，本实施例中，定位驱动件14为气缸，内回转盘4上安装有气缸安装板，气缸通过气缸安装板固定安装在内回转盘4顶部，定位驱动件14驱动定位轴15沿平行于内回转盘4轴线的方向往复运动。定位孔13沿圆周方向间隔设置有四个。

作为替代的实施方式，定位组件还可以为伸缩式液压缸，通过液压缸带动伸缩杆往复运动，使伸缩杆伸入，以实现对内回转盘4的定位。

在利用加工中心对零件进行加工时，首先在桥板5上安装合适的零件夹具，并将待加工零件固定到夹具上，然后将用于加工中心的托盘安装到加工中心的预定位置，将加工中心上的驱动机构与外回转盘3上的驱动连接件配合连接，在对零件进行加工时，驱动机构转动带动外回转盘3转动，同时内回转盘4和桥板5在固定轴6的带动下跟随外回转盘3转动，使得零件转动。驱动机构可以稳定停止在任意角度，从而使得桥板可以在任意角度固定，以使零件上与外回转盘3轴线平行的任意平面朝向上方，配合加工中心刀具对零件进行加工，能够利用低自由度加工中心完成需要高自由度加工中心的复杂操作，例如用三轴加工中心实现四轴加工中心才能加工的型面，能够极大地降低加工成本和设备成本。

桥板的正反两面均可以装载工件，使得桥板上一次性可装载两个工件，在一个工件加工完成后，驱动机构带动外回转盘翻转180°，即可开始加工另一工件，省去导入更换托盘本体或装载工件的准备时间，能够够极大地提高加工中心的加工效率。

实施例2

如图4至图6所示为本实施例的一种加工中心，具有上述实施例中所述的用于加工中心的托盘，还包括驱动机构、安装台18和托盘交换机构19，

驱动机构与驱动连接件配合安装以驱动外回转盘3绕轴线转动。驱动机构选用转台，如图4和图5所示，转台本体16的驱动端设有转台连接板17，在转台连接板17上沿径向方向设有两个销轴8，销轴8的长度与外回转盘3上销孔7的深度相等，当托盘本体1靠近转台运动至外回转盘3与转台连接板17抵接时，转台上的销轴8即可完全伸入至销孔7内，实现转台与外回转盘3的连接。在转台与外回转盘3连接前，锁定组件处于锁定状态，以防止外回转盘3任意转动导致销轴8无法与销孔7对齐，此时锁定销10在锁定弹簧11的作用下伸入至锁定孔内，锁定顶杆12在锁定销10的推力作用下部分延伸至锁定孔外，当外回转盘3运动至与转台连接板17完全抵接时，转台连接板17将延伸至锁定孔外的锁定顶杆12推回到锁定孔内，进而锁定顶杆12将锁定销10推出锁定孔，并使锁定弹簧11压缩，使得锁定销10和锁定弹簧11完全收缩至支撑板2上的隐藏孔内，使锁定销10不再对外回转盘3限位，实现对外回转盘3的自动解锁。

如图6所示，托盘本体1与托盘交换机构19滑动连接。驱动机构和托盘本体1均与安装台18滑动连接，驱动机构上安装有第一推进组件以推动驱动机构在安装台18上滑动并定位，托盘本体1上安装有第二推进组件以推动托盘本体1在安装台18上滑动并定位。第一推进组件和第二推进组件可以为推进气缸或推进电机。托盘交换机构19上设有两组平行设置的导轨20，一组导轨20上安装待更换的用于加工中心的托盘，另一组导轨20为空导轨20。在托盘本体1上设有与导轨20配合滑动的导槽21，在需要更换托盘时，使得空导轨20与安装台18对齐，使得正在使用的加工中心托管滑动到空导轨20上，再移动安装台18使得另一导轨20与安装台18对齐，使得待更换的用于加工中心的托盘滑动至安装台18上，以进行进一步的零件加工。为了实现加工中心的自动化工作，加工中心内设置电气箱，通过向电气箱内加载控制程序即可控制加工中心对零件自动加工。通过使得待加工零件能够绕外回转盘3的轴线转动，还能够简化控制程序，降低控制程序的编写难度，提高加工效率，降低加工成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。