精密双驱动重载切削变位机的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域本发明涉及一种重型加工设备，尤其涉及一种重载切削变位机。
[0002]【背景技术】在重型容器的切削加工方面，重型镗铣加工中心具有加工精度高，质量可靠的特点，但设备造价极其昂贵，且高端产品通常需要进口。而重载切削变位机则可配合重工企业现有的大型龙门式铣镗床和落地镗铣床，对核电和风电设备上大型封头装置进行加工，加工精度较高并且大幅降低生产制造成本。加工重型零件最困难的是处理不同工序间工件的移动和再定位，传统的方式需要先将工件用天车吊走，然后调整夹具姿态，再将工件吊回安装，这样精度很难保证。机械加工用自动变位机主要用于工件的精密加工，应具有高的定位精度和定位刚度、可靠的位置保持锁紧能力和抗冲击能力，同时为便于与机床配合和保持机床精度，对高度尺寸有严格限制。
[0003]目前已经出现了有关可配合重工企业现有的大型龙门式铣镗床和落地铣镗床的重载切削变位机，如申请公布日为2014年12月3日，公布号为CN104175133A的宏微双驱动重载切削变位机，其主要包括工作台台面、底座、固定在底座上的左右立柱以及工作台台面翻转机构，工作台台面翻转机构是由两个液压缸驱动的外翻转体的宏动部分和两个丝杠驱动的内翻转体的微动部分串联组成；所述外翻转体通过轴承安装在立柱外侧，外翻转体设有定位机构，液压缸两端分别安装在底座和外翻转体上，驱动外翻转体相对于底座进行快速大角度翻转，实现工作台台面翻转角度的宏动粗调；所述内翻转体通过轴承安装在立柱中间，其翻转轴与外翻转体的翻转轴同心，丝杠固定在外翻转体上，丝杠螺母安装在内翻转体上，丝杠驭动内翻转体相对于外翻转体进行小角度翻转，实现工作台台面翻转角度的微动精调；所述工作台台面安装在内翻转体上，由力矩电机通过齿轮和齿圈驱动；外翻转体的定位机构包括安装在外翻转体上的定位盘和安装在底座上的夹紧液压缸，通过对定位盘的抱死实现外翻转体的定位。这种结构变位机虽然具有承载能力大、刚度大以及抗冲击能力强等特性，但是其仍然存在以下缺陷:1、采用液压设备就需配备液压站，加工成本较高；2、外翻转体的定位需要配备定位盘和夹紧液压缸，不仅给安装和调节带来不便，而且仍然加大了加工成本的输出；3、液压缸在实际应用过程中存在漏油现象，易造成加工停滞，也影响施工环境。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种不仅承载能力大、定位精度高、刚度大和抗冲击能力强，而且大大降低生产成本，加工效率高，维护和维修方便的精密双驱动重载切削变位机。
[0005]本发明的具体技术方案如下:
[0006]本发明的变位机除外翻转体宏动部分的驱动组件与现有技术不同外，其它部分大致相同，即本发明仍包括工作台台面、底座、固定在底座上的左右立柱以及工作台台面翻转机构，工作台台面翻转机构是由外翻转体的宏动部分和两个丝杠驱动的内翻转体的微动部分串联组成；所述外翻转体通过轴承安装在立柱外侧，所述内翻转体通过轴承安装在立柱中间，其翻转轴与外翻转体的翻转轴同心，丝杠固定在外翻转体上，丝杠螺母安装在内翻转体上，丝杠驱动内翻转体相对于外翻转体进行小角度翻转，实现工作台台面翻转角度的微动精调；所述工作台台面安装在内翻转体上，由力矩电机通过齿轮和齿圈驱动回转。所述外翻转体的转动通过不完全齿轮机构驱动，所述不完全齿轮机构由伺服电机和蜗轮蜗杆减速机驱动，从而使外翻转体相对于底座进行快速大角度翻转，实现工作台台面翻转角度的宏动粗调。
[0007]所述外翻转体的定位通过蜗轮蜗杆减速器的自锁功能实现。
[0008]所述驱动丝杠的力矩电机内置有刹车器，到达工作台台面的工作角度后，该内置刹车器将丝杠锁紧，完成工作台的翻转运动。
[0009]所述丝杠螺母通过摆动块和轴承安装在内翻转体上，可在内翻转体上摆动；所述丝杠通过连接横梁和4组重载线性滑轨安装在外翻转体上，连接横梁可沿线性滑轨移动，以保证丝杠可以将直线运动转换为旋转运动，驱动内翻转体转动。
[0010]所述宏动部分为开环控制。
[0011]所述微动部分为闭环控制，该闭环控制由回转编码器完成，回转编码器安装在立柱上，通过检测轴与内翻转体的内轴相连。
[0012]本发明的工作台台面翻转运动由不完全齿轮机构驱动外翻转体的宏动翻转和丝杠驱动内翻转体的微动翻转串联合成，且为分级运动；宏动部分的外翻转体由不完全齿轮机构驱动，翻转结束，驱动不完全齿轮的蜗轮蜗杆减速器自锁将其抱死，实现外翻转体的位置固定；外翻转体定位后，微动部分开始翻转，内翻转体由双丝杠驱动进行精确小角度翻转，翻转结束后，驱动丝杠的力矩电机的内置刹车器将丝杠抱死，实现工作台台面的最终翻转角度定位。
[0013]本发明能够完成现有的大型龙门式铣镗床和落地铣镗床重型零件的精密加工任务，本发明具有如下优点:
[0014](I)不完全齿轮驱动宏动部分完成目标翻转角度的95%以上，不完全齿轮相比于丝杠具有速度快、刚度大、运动平稳、磨损小的特点，因此采用不完全齿轮驱动宏动部分可提高加工效率，减少驱动件磨损。
[0015](2)利用丝杠进行角度微调，工作台台面的最终定位角度仅取决于微动部分，可避免大型不完全齿轮加工精度低以及齿轮背隙引起的定位精度较低的问题。
[0016](3)宏动部分与微动部分是串联分级运动。不完全齿轮只进行宏动翻转的驱动，夕卜翻转体到达位置后通过蜗轮蜗杆减速器的自锁功能实现位置固定；丝杠只进行角度微调解决了丝杠因行程过长引起的精度下降问题，避免了长行程丝杠在受到震动或者小扰动情况下压杆失稳的危险，并且减小了丝杠螺母的磨损速度。
[0017](4)丝杠推力方向基本沿翻转运动的切线方向，减小了丝杠的径向受力以及驱动电机的功率。
[0018]本发明与现有技术的液压缸驱动宏动部分相比，不完全齿轮机构同样具有高刚度的特点，同时，选用不完全齿轮机构驱动宏动部分，伺服电机通过蜗轮蜗杆减速器进行一级减速，再通过不完全齿轮机构实现二级减速，蜗轮蜗杆减速器具有自锁功能，可直接对外翻转体进行锁紧定位，与液压缸驱动型在结构与原理上完全不同，本发明不完全齿轮机构驱动无需配备液压设备，无需配备液压站，可大大节省加工成本，此外，本发明在实际应用过程中不会出现因液压缸漏油造成加工停滞的现象发生，对施工环境不会造成任何影响。
[0019]【附图说明】图1为本发明的主视示意图。
[0020]图2为本发明的右视示意图。
[0021]图3为本发明的宏动部分立