一种利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台的制作方法

技术领域

本发明涉及一种机械领域技术，特别是一种利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台。

背景技术：

常规的机械滑台是组合机床、对头铣床、以及其他专用机床的主体床身。机械滑台工作原理是滑板在床身上做纵向运动，因其丝杠传动，再加上变速箱的作用。可获得快慢等多种运行速度。在机械滑台上安装工件后做往复运动，也可在滑台上安装动力头等相关附件后，通过滑台的运动，对工件进行各种切削、钻削、镗削运动。用多个不同规格的滑台组合可进行复杂零部件的加工或进行批量生产。

但是，现有技术的各种滑台，尤其是液压滑台和机械滑台，都存在着一个滑台的油缸，只能控制滑台体在油缸本身的控制行程内动作，尚未有可以控制滑台体超越油缸本身的控制行程的技术。

机械滑台一般由齿轮或蜗杆传动，它的速度是由齿轮箱决定的固定速度，其特点是结构简单，比较容易实现。液压滑台一般是由液压缸驱动的，它的最大特点可以实现无级变速或单程变速，但是其制造成本高，

ZL201610480235.4公开了一种移动滑台，包括第一滑动装置和第二滑动装置，第一滑动装置设置第一滑动平台和齿轮，齿轮通过中心轴固定在机架上，第一滑动平台设置齿条，齿条和齿轮啮合，第二滑动装置设置第二滑动平台，第二滑动平台设置丝杠螺母副，丝杠螺母副包括丝杠和螺母，螺母固定在第二滑动平台上，丝杠固定在机架上，通过在第一滑动平台设置齿条和齿轮啮合，将齿轮的转动转化成齿条的直线运动，丝杠的转动转化成螺母的直线运动，方便控制固定有齿条的第一滑动平台和固定有螺母的第二滑动平台的直线运动的距离，能够解决现有的滑台依靠人工推动，运动精度低的问题。

ZL201210423476.7介绍了一种机床滑台齿轮传动装置，属于组合机床通用部件技术领域，本发明改变现有伺服数控组合机床中伺服电机与丝杠经联轴节相联的结构，由伺服电机经具有不同转速的一对齿轮与丝杠连接，从而实现了提高输出扭距，提高进给力的目的，通过调节复合主动齿轮中主动齿轮和主动齿轮副的位置，改变主动齿轮和主动齿轮副的齿厚，再共同啮合从动齿轮实现正、反向无间隙，通过主动齿轮与从动齿轮与各自的轴设置胀紧套实现无间隙连接，本发明结构简单，具有很强的实用性。

XL201520134524.X 公开了汽车制造领域的一种用于汽车焊装设备新型输送滑台机构，包括支座、滑轨、齿轮、齿条、伺服电机、高精度减速机、防尘保护罩、拖链、滑台移动支撑板、光电开关检测装置和立板，伺服电机和减速机驱动齿轮与齿条啮合作往复直线运动，其特征在于：滑台移动支撑板安装在滑轨上，滑台移动支撑板与滑轨通过齿轮与齿条啮合，电控程序控制伺服电机运行，伺服电机带动高精度减速机驱动齿轮和齿条进行啮合移动，伺服电机在电控程序控制下可在任意滑动距离下停止和启动。本发明具有结构紧凑、机构运行稳定、组装零件少和安装拆卸维修方便等优点。

但是，这些滑台，均存在着个滑台的油缸只能控制滑台体在油缸本身的控制行程内动作的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台，以解决现有技术存在的一个滑台的油缸只能控制滑台体在油缸本身的控制行程内动作的技术问题；达到达到输出力大、行程长、速度快、运行稳、适应能力高、扩展能力强、性价比高的有益效果。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台，包括控制器、滑台体、第一滑台机构、第二滑台机构直至第N滑台机构，N为滑台机构总数，N大于等于三，滑台机构均包括驱动齿轮、滑台座、直线导轨、驱动油缸、滑台座齿条、滑台体位置感应装置；

滑台体位置感应装置设置在可以感应可以接受滑台体位置信号的固定部件上，用以接受滑台体位置信号，并将信号传输到控制器；控制器用以控制利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台的动作；

第一滑台机构、第二滑台机构直至第N滑台机构的直线导轨位于同一直线并互相接触连接；

滑台体设置在直线导轨上，并可沿直线导轨左右滑动；滑台体的上设置有滑台体齿条；滑台体齿条与伸缩油缸平行；滑台体齿条的长度应使得滑台体从一个滑台机构运动至下一个滑台机构的直线导轨上时，滑台体齿条可以与下一个滑台机构的滑台座齿条形成部分左右交叉，使得下一个滑台机构的驱动齿轮可以带动滑台体运动；

第一至第N滑台机构的结构均为：

驱动油缸、直线导轨均设置在滑台座的底部；第一滑台机构、第二滑台机构直至第N滑台机构的滑台座采用端头对接的形式组合在一起，共同使用一个滑台体；

驱动油缸包括缸体和伸缩油缸，缸体固定在滑台座的底部，伸缩油缸包括动力输出端；

驱动齿轮中间设置有转动轴，转动轴固定在动力输出端；

滑台座齿条直接或者间接固定设置在滑台座上，并与伸缩油缸平行；滑台座齿条的长度应使得驱动齿轮运动至伸缩油缸的最大输出位置时，驱动齿轮与滑台座齿条脱离接触；滑台座齿条的长度同时使得伸缩油缸全部在缸体内时，驱动齿轮与滑台座齿条脱离接触；

滑台机构的伸缩油缸的长度，应使得伸缩油缸可以通过驱动齿轮带动滑台体运动至滑台体齿条与相邻滑台机构的滑台座齿条形成部分左右交叉。

进一步具体的，所述的滑台体的下部设置有导轨槽，导轨槽与直线导轨互相匹配。

进一步具体的，所述的直线导轨为单个或者多个；当直线导轨为多个时，各个直线导轨平行分布。

进一步具体的，所述的滑台体齿条固定在滑台体下部。

进一步具体的，所述的滑台座设置有齿条支撑台，滑台座齿条固定在齿条支撑台上。

进一步具体的，所述的驱动油缸为单向油缸。

本专利的利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台，其工作方式为：

在待用状态，例如滑台体在最左侧的位置时，驱动齿轮同时与滑台体齿条和滑台座齿条啮合；各个滑台机构的油缸均位于最左侧的位置；

启动驱动油缸，带动驱动齿轮向右运动，由于驱动齿轮同时与滑台体齿条和滑台座齿条啮合，驱动齿轮在向右的推力作用下，具有向右运动的趋势，而滑台座齿条不会移动，这样驱动齿轮就产生顺时针方向的转动，带动与驱动齿轮啮合的滑台座齿条向右水平移动；从运动方式看，以滑台座齿条与为驱动齿轮的接触点为参照点，驱动齿轮中心为第一运动点，驱动齿轮与滑台体齿条的接触点为第二运动点，形成了杠杆作用，第二运动点的运动距离总是第一运动点的一倍，从而使得滑台体的移动距离左右为驱动齿轮左右移动距离的一倍；也就是说，滑台体的移动距离为伸缩油缸的移动距离的一倍；

这样就使得，在较短的伸缩油缸形成下，可以使油缸长度缩短一倍，活塞进给速度缩小一倍，从而实现速度与行程的双倍放大；大大降低了驱动油缸工艺参数，节约成本，轻量化产品结构，另外油缸的使用寿命也将大幅提高；

在行走至第一限定位置时，位置感应装置接受滑台体位置信号，将信号传输到控制器；控制器控制下一个滑台机构的

当滑台体运动至伸缩油缸的行程末端时，由于滑台座齿条的长度应使得驱动齿轮运动至伸缩油缸的最大输出位置时，驱动齿轮与滑台座齿条脱离接触；这时，驱动齿轮与滑台座齿条脱离接触；

由于第一滑台机构、第二滑台机构直至第N滑台机构的直线导轨位于同一直线并互相接触连接；而同时，滑台体齿条的长度应使得滑台体从一个滑台机构运动至下一个滑台机构的直线导轨上时，滑台体齿条可以与下一个滑台机构的滑台座齿条形成部分左右交叉，这时，下一个滑台机构的驱动齿轮即与滑台体齿条啮合，该位置附近可以设定为第一限定位置，在行走至第一限定位置时，位置感应装置接受滑台体位置信号，将信号传输到控制器；控制器控制下一个滑台机构的伸缩油缸运动，带动驱动齿轮进而带动滑台体运动，从而使得滑台体可以连续移动。

在第一滑台机构的滑台体齿条可与第二滑台机构的滑台座齿条形成部分左右交叉的区域，由于相邻的滑台机构的伸缩油缸均可以运动，滑台体受到相邻的第一滑台机构和第二滑台机构的伸缩油缸的共同控制；当第一滑台机构的伸缩油缸运动到最大行程位置时，第一滑台机构的驱动齿轮已经仅仅与滑台体齿条接触，第一滑台机构的驱动齿轮与第一滑台机构的滑台座齿条不接触，这样，就使得驱动齿轮仅仅能转动，而不会被第二滑台机构的伸缩油缸带动；

这样通过多个滑台机构的连接，即可以使得滑台体连续移动至最后的滑台机构。

通过这一过程实现两个滑座对滑台体的驱动力转换，从而实现滑台体的跨区作业。在整个对接过程中通过电控实现两个驱动油缸驱动力转换过程中速度输出恒定，保证滑台进给过程稳定可靠。

这些技术方案，包括改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本专利的技术方案，结构形式比较简单，便于加工和安装，制造成本低，采用高精度直线导轨，传输精度高。由于齿轮和双齿条的传动形式，可以实现驱动油缸行程和速度的双倍放大，相比市场上常规的液压滑台和机械滑台在结构轻量化和产品售价上有很大的优势，且本发明还具有常规滑台不具备的多个产品对接拓展使用的功能，这一功能目前在国内还处于空白状态。

本专利的技术方案，较常规液压滑台实现同样的行程和进给速度可以使油缸长度缩短一倍，活塞进给速度缩小一倍，大大降低了驱动油缸工艺参数，节约成本，轻量化产品结构，另外油缸的使用寿命也将大幅提高。

对接功能可以使本专利的技术方案本身的优点更加放大化，通过这一过程实现两个滑座对滑台体的驱动力转换，从而实现滑台体1的跨区作业。

本专利具有结构简单，精度高，造价低，组装速度快等优点，通过双倍或多倍行程机构的对接后，该发明将具备更广的应用空间，以低成本，多功能的优点可以广泛应用于实验室，矿山，石化，机械加工等常规和特殊领域，填补国内这一方面的空白。对接组合后可以作为实验室，精密装配线领域的输送装置使用，可以实现大行程，高精度的输送功能。给本发明配备上通用的车削头，镗削头，铣削头，线切割，焊接手等加工单位后利用其高精度和大行程的特点可用来加工各种特大型，异性零件，适用于航空、船舶、风电、矿山等特殊领域；尤其可用于各种通用、专用机床领域替代传统的液压滑台，节省成本，提高产品的竞争力；本技术方案具有输出力大、行程长、速度快、运行稳、适应能力高、扩展能力强、性价比高这些优势，在市场上竞争力强。

附图说明

图1是本专利的利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台的整体结构示意图。

图2是本专利的利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台的左视示意图。图中的滑台体为公共滑台体。

图中，1-滑台体，2-滑台座，3-驱动油缸，4-直线导轨，5-驱动齿轮终止位置，6-第一滑台机构，7-第二滑台机构，8-驱动齿轮，9-滑台体齿条，10-滑台座齿条。

具体实施方式

下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

实施例1

如图1、图2所示，本专利的利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台，包括包括控制器、滑台体1、第一滑台机构6、第二滑台机构7直至第四滑台机构，滑台机构均包括驱动齿轮、滑台座、直线导轨、驱动油缸、滑台座齿条、滑台体位置感应装置；驱动油缸3为单向油缸。

滑台体位置感应装置设置在可以感应可以接受滑台体1位置信号的固定部件上，用以接受滑台体1位置信号，并将信号传输到控制器；控制器用以控制利用液压缸和齿轮驱动的组合滑台的动作。滑台体1的下部设置有导轨槽，导轨槽与直线导轨4互相匹配。直线导轨4为多个，各个直线导轨4平行分布。

其中，驱动油缸3、直线导轨4均设置在滑台座2的底部；第一滑台机构6、第二滑台机构7直至第N滑台机构的滑台座2采用端头对接的形式组合在一起，共同使用一个滑台体1。

第一滑台机构6、第二滑台机构7直至第N滑台机构的直线导轨4位于同一直线并互相接触连接。

滑台体1设置在直线导轨4上，并可沿直线导轨4左右滑动；滑台体1的上设置有滑台体齿条9；滑台体齿条9与伸缩油缸平行；滑台体齿条9的长度应使得滑台体1从一个滑台机构运动至下一个滑台机构的直线导轨上时，滑台体齿条9可以与下一个滑台机构的滑台座齿条形成部分左右交叉，使得下一个滑台机构的驱动齿轮可以带动滑台体1运动。

第一至第四滑台机构的结构均为：

驱动油缸包括缸体和伸缩油缸，缸体固定在滑台座的底部，伸缩油缸包括动力输出端；驱动齿轮中间设置有转动轴，转动轴固定在动力输出端；

滑台座齿条直接或者间接固定设置在滑台座上，并与伸缩油缸平行；滑台座齿条的长度应使得驱动齿轮运动至伸缩油缸的最大输出位置时，驱动齿轮与滑台座齿条脱离接触；滑台座齿条的长度同时使得伸缩油缸全部在缸体内时，驱动齿轮与滑台座齿条脱离接触；

滑台机构的伸缩油缸的长度，应使得伸缩油缸可以通过驱动齿轮带动滑台体1运动至滑台体齿条与相邻滑台机构的滑台座齿条形成部分左右交叉。

工作时，设置在起始位置时，滑台体1在最左侧的位置，驱动齿轮8同时与滑台体齿条9和滑台座齿条10啮合；各个滑台机构的油缸均位于最左侧的位置。

启动驱动油缸3，驱动油缸3带动驱动齿轮8向右运动，使得驱动齿轮8在滑台座齿条10上顺时针转动；驱动齿轮8带动与驱动齿轮8啮合的滑台体齿条9向右水平移动；该向右移动距离为伸缩油缸的移动距离的一倍。

由于驱动齿轮8同时与滑台体齿条9和滑台座齿条10啮合，驱动齿轮8在向右的推力作用下，具有向右运动的趋势，而滑台座齿条10不会移动，这样驱动齿轮8就产生顺时针方向的转动，带动与驱动齿轮8啮合的滑台体齿条9向右水平移动；且使得滑台体1的移动距离为伸缩油缸的移动距离的一倍。

当滑台体1运动至第一滑台机构6的伸缩油缸的行程接近末端时，第一滑台机构6的驱动齿轮8与第一滑台机构6的滑台座齿条10仍保持接触，因而继续驱动滑台体1运动；这时，滑台体齿条9右端开始与第二滑台机构7的驱动齿轮啮合，这时第二滑台机构7的驱动齿轮与第二滑台机构7的滑台座齿条未接触，带动第二滑台机构7的驱动齿轮空转；控制器根据滑台体位置感应装置的信号，控制第二滑台机构7的伸缩油缸向右运动，使得第一滑台机构6、第二滑台机构7的驱动油缸同速运动；这样带动第二滑台机构7的驱动齿轮向右运动并与第二滑台机构7的滑台座齿条接触，从而使得滑台体1受到第一滑台机构6和第二滑台机构7共同驱动；经过滑台体1受到第一滑台机构6和第二滑台机构7共同驱动过渡状态后，第一滑台机构6的驱动齿轮8首先与第一滑台机构6的滑台座齿条脱离接触，接着与滑台体齿条9脱离接触；这时，滑台体1受到第二滑台机构7的单独驱动向右运动。

当滑台体1运动至第二滑台机构7的伸缩油缸的行程接近末端，即开始重复动作，只是滑台机构为位序相应增加；这样通过多个滑台机构的连接，即可以使得滑台体1连续移动至最后的滑台机构。