专利名称：圆盘式多工位双回转数控轴的传动单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械加工的专用机床领域，适用于圆盘式多工位数控抛光机或专用机床的双回转数控轴的传动单元。
背景技术：
目前，国内圆盘式多工位抛光机、圆盘式多工位数控抛光机的各工位只具有机械式单一回转轴，还没有双回转数控轴形式。机械式单一回转轴多工位圆盘抛光机中，各工位的回转运动是由一台电机通过链条或齿形带集中驱动的，传动比较简单。如果在圆盘式多工位抛光机上实现双回转数控轴，需要在每个工位上安装两台伺服电机，随着回转圆盘一起旋转，其动力电源和控制信号必须经过导电滑环来解决，并且各工位伺服电机随着圆盘转动，伺服电机所处的工位位置不断改变，要使各工位的加工程序不同将是很难做到的。只能把各工位的加工程序按一致的编写，也就是说各工位的工艺参数是相同的。因此机床的功能受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种圆盘式多工位双回转数控轴的传动单元，在圆盘式多工位数控抛光机或专用机床的不同工位上完成不同的工艺内容。本发明的圆盘式多工位双回转数控轴的传动单元，各工位均设置双回转数控轴， 其特征在于分为执行和驱动分单元分别将执行分单元安装在回转圆盘上、将驱动分单元安装在固定底盘上，在加工工位这两个分单元的传动轴之间通过圆弧端面凸、凹键，实现两个回转数控轴的运动传递，并在固定底盘上镶嵌一周导向键，使各工位执行分单元的双回转数控轴在圆盘回转时保持正确的姿态。本发明的有益效果本发明后与以往的圆盘式多工位抛光机(或专用机床)相比， 实现了各工位具有双回转数控轴，且各工位可分别编制加工程序，在一台抛光机(或专用机床)的不同工位上完成不同的工艺内容。并且，简化了动力电源和控制信号的传输及不需要回转圆盘在工位交换时的抬起和落下动作，简化了机械结构，可靠性大为提高。本发明的圆盘式多工位双回转数控轴传动单元要解决的关键问题是将各工位双回转数控轴的传动单元分为两个分单元即安装在回转圆盘上的执行分单元和安装在固定底盘的驱动分单元。在这两各分单元之间通过可靠的机械结构联接，完成两个回转数控轴的运动传递。由于驱动分单元位置不变，所定义的数控轴的名称和对应的工位加工程序是不变的。因此，在一台抛光机的不同工位上其加工程序可以不同。而且，由于伺服电机不随圆盘一起回转，不必使用导电滑环，其可靠性非常高。因此本发明具有很高的经济价值和实用价值。
图1是圆盘式多工位双回转数控轴的传动装置的结构示意图2是水平回转驱动轴与水平回转传动轴及垂直回转驱动轴与垂直回转传动轴的结合部位放大图；图3是圆盘式多工位双回转数控轴的传动装置的截面剖视示意图；图4是垂直回转驱动轴端弧面凸键剖视图；图5是垂直回转驱动轴端弧面凸键俯视图；图6是垂直回转传动轴端弧面凹键仰视图；图7是垂直回转传动轴端弧面凹键剖视图；图8是导向键与固定圆盘结合面示意图；图9是数控系统对双回转数控轴传动单元控制电路示意图；图10是双回转数控轴传动单元加工程序时续框图。
具体实施例方式圆盘式多工位双回转数控轴的传动单元，各工位均设置双回转数控轴，其特征在于分为执行和驱动分单元分别将执行分单元安装在回转圆盘上、将驱动分单元安装在固定底盘上，参见图1。在固定底盘5上装有驱动分单元支座6，见图3，在其内部通过轴承支撑垂直回转驱动轴11，在垂直回转驱动轴11的孔内通过轴承安装水平回转驱动轴10 ；在垂直回转驱动轴11的下端装有垂直回转轴带轮9和皮带7，用来驱动垂直驱动回转轴转旋；在垂直回转轴带轮9的端面安装水平回转轴驱动伺服电机8，该电机轴通过平键与水平回转驱动轴10 联接；水平回转轴驱动伺服电机8直接驱动水平回转驱动轴10做回转运动。在回转圆盘4上装有执行分单元法兰座3，其内部通过轴承安装垂直回转传动轴 12，在垂直回转传动轴12的上端面装有垂直回转支架2，在垂直回转传动轴12的孔内通过轴承安装水平回转传动轴13。水平回转传动轴13的轴上端装有下锥齿轮14，它与安装在水平传动轴15左端的上锥齿轮16啮合，水平传动轴15的中部装有主动齿轮17，它与装在水平回转轴1上的从动齿轮18啮合。最终实现圆盘式多工位双回转数控轴的传动单元的垂直、水平回转轴的回转运动。为解决执行分单元与驱动分单元中的传动轴的运动传递问题，见附图4至图7，在水平回转驱动轴10、垂直回转驱动轴11的上端面设计了弧形端面凹键，在水平回转传动轴 13、垂直回转传动轴12的下端面设有端面凸键；回转驱动轴端面上凸、凹键对称于圆心、并且贯穿各自的圆柱面，圆弧的圆心与回转圆盘的圆心是同心的。通过这种结构将垂直回转驱动轴11和水平回转驱动轴10的回转运动分别传递给垂直回转传动轴12和水平回转传动轴13。为了保持双回转数控轴的单元的各轴的初始位置在回转圆盘做工位交换回转时不变，以及保证水平回转驱动轴10、垂直回转驱动轴11上的弧形端面凸键与水平回转传动轴13、垂直回转传动轴12上的端面凹键的顺利啮合，在固定圆盘5上设计了一周的导向键 19，见图8，导向键19的形状为端面为弧形并倾向一侧的矩形块，导向键19的宽度与上述弧形端面凸键的宽度相等，多个导向键19连续镶嵌在固定圆盘5上经各回转轴心的圆周上。 回转圆盘4在做工位交换回转时，水平回转传动轴13、垂直回转传动轴12上的端面凹键离开水平回转驱动轴10、垂直回转驱动轴11上的弧形端面凸键后，与固定圆盘5上的导向键9配合，其双回转数控轴的单元的各轴得到了保持。本发明圆盘式多工位双回转数控轴传动单元在与多个抛光单元组合后构成圆盘式多工位数控抛光机。每个抛光单元是装有C轴抛光轮的三坐标机构，多个这种抛光单元在双回转数控轴传动单元周边辐射设置，与双回转数控轴传动单元上夹持工件的的工位对应，配合对工件的加工，同一时间内可以加工多个工序。圆盘式多工位数控抛光机进行零件加工时，见图9，10，数控系统控制抛光单元的 X、Y、Z、C轴进行抛光作业，当被加工工件需要沿水平轴线旋转时，数控系统通过接口 XS34 发信号给双回转数控轴传动单元A轴驱动器COMMAND接口，控制A轴驱动模块来控制A轴轴线旋转；当被加工工件需要沿垂直轴线旋转时，数控系统通过接口 XS35发信号给双回转数控轴传动单元B轴驱动器COMMAND接口，控制B轴驱动模块来控制B轴轴线旋转；当被加工工件需要水平轴线和垂直轴线同时旋转时，数控系统通过A、B轴驱动控制接口 XS34、 XS35控制A轴、B轴双回转轴同时旋转运动，实现被加工工件处在正确的位置。I/O单元通过PLC采集抛光机数控系统传输开关量输入接口 SX10、XS11、XS12开关量输入信号、开关量输出接口 SX20、XS21、XS22开关量输出信号对机床进行操作，完成圆盘上各工位工件的垂直回转和水平回转，从而对工件的全方位加工。
权利要求
1.一种圆盘式多工位双回转数控轴的传动单元，各工位均设置双回转数控轴，设置数控系统，其特征在于分为执行和驱动分单元分别将执行分单元安装在回转圆盘上、将驱动分单元安装在固定底盘上，在这两个分单元之间通过与回转圆盘同心的圆弧端面键联接， 实现两个回转数控轴的运动传递，并在固定底盘上镶嵌一周导向键，使各工位执行分单元的双回转数控轴在圆盘回转时保持正确的姿态。
2.根据权利要求1所述的圆盘式多工位双回转数控轴传动单元，其特征在于驱动分单元中垂直、水平回转运动的机构在固定底盘( 上装有驱动分单元支座(6)，在其内部通过轴承支撑垂直回转驱动轴(11)，在垂直回转驱动轴(11)的孔内通过轴承安装水平回转传动轴(10)；在垂直回转驱动轴(11)的下端装有垂直回转轴带轮(9)和皮带(7)，可作垂直回转驱动；在垂直回转轴带轮(9)的端面安装水平回转轴驱动伺服电机(8)，该电机轴通过平键与水平回转驱动轴(10)联接；水平回转轴驱动伺服电机(8)直接驱动水平回转驱动轴(10)做回转运动。
3.根据权利要求1所述的圆盘式多工位双回转数控轴传动单元，其特征在于执行分单元中垂直、水平回转轴的传动结构在回转圆盘(4)上装有执行分单元法兰座(3)，其内部通过轴承安装垂直回转传动轴(12)，在垂直回转传动轴(1 的上端面装有垂直回转支架O)，在垂直回转传动轴(1 的孔内通过轴承安装水平回转传动轴(1 ；水平回转传动轴(1 的轴上端装有下锥齿轮(14)，它与安装在水平传动轴(1 左端的上锥齿轮(16) 啮合，水平传动轴(1 的中部装有主动齿轮(17)，它与装在水平回转轴(1)上的从动齿轮(18)啮合。
4.根据权利要求1所述的圆盘式多工位双回转数控轴传动单元，其特征在于在水平回转驱动轴(10)、垂直回转驱动轴(11)的上端面设计了弧形端面凹键，在水平回转传动轴 (13)、垂直回转传动轴(1 的下端面设有端面凸键；回转驱动轴端面的凸、凹键对称位于圆心、并且贯穿各自的圆柱面，圆弧的圆心与回转圆盘的圆心是同心的；通过这种结构将垂直回转驱动轴(11)和水平回转驱动轴(10)的回转运动分别传递给垂直回转传动轴(12) 和水平回转传动轴(13)。
5.根据权利要求1所述的圆盘式多工位双回转数控轴传动单元，其特征在于为了保持双回转数控轴的单元的各轴的初始位置在回转圆盘做工位交换回转时不变，以及保证水平回转驱动轴(10)、垂直回转驱动轴(11)上的弧形端面凸键与水平回转传动轴(13)、垂直回转传动轴(12)上的端面凹键的顺利啮合，在固定圆盘(5)上设计了一周的导向键(19)，回转圆盘在做工位交换回转时，水平回转传动轴(13)、垂直回转传动轴(1 上的端面凹键离开水平回转驱动轴(10)、垂直回转驱动轴(11)上的弧形端面凸键后，与导向键(19)配合， 其双回转数控轴的单元的各轴得到了保持。
6.根据权利要求5所述的圆盘式多工位双回转数控轴传动单元，其特征在于导向键(19)的形状为端面为弧形并倾向一侧的矩形块，导向键(19)的宽度与上述弧形端面凸键的直径相等，多个导向键(19)连续镶嵌在固定圆盘( 上经各回转轴心的圆周上。
7.根据权利要求1所述的圆盘式多工位双回转数控轴传动单元，其特征在于数控系统控制抛光作业，当被加工工件需要沿水平轴线旋转时，数控系统通过接口(XS34)发信号给双回转数控轴传动单元A轴驱动器COMMAND接口，控制A轴驱动模块来控制A轴轴线旋转； 当被加工工件需要沿垂直轴线旋转时，数控系统通过接口(XS35)发信号给双回转数控轴传动单元B轴驱动器COMMAND接口，控制B轴驱动模块来控制B轴轴线旋转；当被加工工件需要水平轴线和垂直轴线同时旋转时，数控系统通过A、B轴驱动控制接口(XS34、XS35)控制A轴、B轴双回转轴同时旋转运动，实现被加工工件处在正确的位置。
全文摘要
一种圆盘式多工位双回转数控轴的传动单元，各工位均设置双回转数控轴，设置数控系统，其特征在于分为执行和驱动分单元将执行分单元安装在回转圆盘上、将驱动分单元安装在固定底盘上，在这两个分单元之间通过圆弧端面键联接，实现两个回转数控轴的运动传递，并在固定底盘上镶嵌一周导向键，使各工位执行分单元的双回转数控轴在圆盘回转时保持正确的姿态。本发明实现了各工位具有双回转数控轴，且各工位可分别编制加工程序，由于伺服电机不随圆盘一起回转，不必使用导电滑环，简化了动力电源和控制信号的传输其可靠性非常高。不需要回转圆盘在工位交换时的抬起和落下动作，简化了机械结构，可靠性大为提高。因此本发明具有很高的经济价值和实用价值。
文档编号B24B47/00GK102335871SQ20111021857
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者刘丽英, 刘廷辉, 刘金先, 姜华, 张勇, 张宝东, 张继昌, 徐卓然, 方恩辉, 李欣 申请人:沈阳机床成套设备有限责任公司