一种加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台的制作方法

本发明涉及数控转台技术领域，具体而言，涉及一种加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台。

背景技术

数控回转工作台，又称数控转台，属于数控铣床的常用部件，常作为数控铣床的一个伺服轴，即立式数控铣床的c轴或者卧式数控铣床的b轴。

数控工作平台要求加工精度高、效率高，表现在数控转台上的一个特点即要求具有较好的旋转定位精度。传统的数控转台采用刹车组件来实现定位，由于刹车组件利用面接触的摩擦力来实现转动部件的急停，其刹车效果不佳，常常导致不易散发的热量，且刹车组件的结构较为复杂。

另外，数控转台在工作中的旋转和锁止操作极为频繁，多次刹车动作容易出现磨损，导致定位水平降低，零件更换也较为频繁，设备成本增大。在加工钟表等精密仪器时，传统数控转台难以保证加工精度，次品率无法得到控制，导致生产制作成本高昂，生产周期无法保障。

所以，如何改进数控转台上的旋转定位机构，提高钟表加工的定位精度、简化定位机构的结构、提高设备的使用寿命是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台，以解决现有技术中数控转台的定位机构在加工钟表等精密仪器时存在的结构较为复杂、定位精度较低、零件需要频繁更换等问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台，包括中空四轴、五轴悬臂、伺服电机、插销机构、旋转卡盘、变速装置、夹具定位盘和钟表外壳夹具；所述五轴悬臂水平设置于所述中空四轴的一侧；所述伺服电机设置于所述五轴悬臂的近端，所述变速装置、所述旋转卡盘、所述夹具定位盘、所述钟表外壳夹具依次从下向上设置于所述五轴悬臂的远端；所述伺服电机能够驱动所述变速装置带动所述旋转卡盘旋转，所述旋转卡盘、所述夹具定位盘和所述钟表外壳夹具依次固定连接；所述插销机构设置于所述伺服电机和所述旋转卡盘之间；所述插销机构设置有可伸缩的定位柱，所述旋转卡盘的周向设置有多个定位槽；当所述旋转卡盘旋转到所需角度位置时，所述定位柱伸长后能够插入所述定位槽阻止所述旋转卡盘的转动。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述定位柱的末端设置有梯形凸起，所述定位槽呈相适配的梯形。该技术方案的技术效果在于：梯形凸起的末端较小、底部较大；而梯形定位槽开口较大、底部较小，方便了旋转卡盘在旋转过程中迅速实现插接卡位。且梯形结构的凸起和凹槽磨损较小，扭矩较大。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，多个所述定位槽沿所述旋转卡盘的周向均匀设置。该技术方案的技术效果在于：周向均匀设置的定位槽在进行锁止定位控制时方便快捷。另外，均匀结构的旋转卡盘重心与尺寸中心重合，进一步提高了定位精度。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述定位柱由气缸驱动实现伸缩活动。该技术方案的技术效果在于：气缸控制相对于液压和电机控制，优点在于动作迅速、反应快，并且整个机构的结构紧凑，体积小巧。而在高速运转的数控转台上，控制动作的反应速度对控制精度有着巨大的影响。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括油槽；所述油槽设置于所述定位柱的外沿，用于润滑和降温。该技术方案的技术效果在于：由于定位柱的活动速度非常迅速，而采用油槽能够对定位柱起到润滑和降温的作用。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述油槽呈垂直交叉网状结构。该技术方案的技术效果在于：网状结构的油槽能够更好保存油脂，防止油脂渗漏，不仅安全卫生，同时延长了设备检修周期，降低了设备维护成本。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述变速装置包括谐波变速器。该技术方案的技术效果在于：在数控转台上，旋转卡盘频繁而重复地转动和锁止，采用谐波变速装置能够为设备提供稳定、精密的重复定位精度。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述夹具定位盘包括从下往上依次连接的快换定位盘和零点快换夹具。该技术方案的技术效果在于：现代制造业越来越向小批量多品种甚至是单件生产倾斜，并且要求的交货周期越来越短。为了生产更多品种、更多规格的产品，生产单位不得不根据每种产品的情况来制造专门的夹具并安装到相同的机床上，而每更换一种产品就需要更换一种夹具，通常仅更换工装夹具的时间就耗时过长，而某些特殊产品或者精度要求高的产品消耗在更换工装夹具上的时间更是高达数小时，这就直接导致生产效率急剧下降。为提高小批量工装调试的效率，零点快换夹具应运而生。而快换定位盘和零点快换夹具的组合结构，提高了夹具的更换效率和定位精度。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述钟表外壳夹具包括转接板、定位座和压板；所述转接板固定连接所述零点快换夹具，所述定位座设置于所述转接板上，所述压板贴合设置于所述定位座，且与所述定位座之间形成容腔，用于夹持钟表外壳。该技术方案的技术效果在于：转接板用于连接作用，并传递伺服电机的力矩。而定位座和压板用以固定钟表的外壳，达到精准定位和姿态的调整。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述压板包括两个基板和四个夹持臂，两个所述基板对称设置，四个所述夹持臂分别从两个所述基板对向延伸。该技术方案的技术效果在于：钟表的壳体多呈纵横对称结构，利用四个夹持臂可对称夹持。而对称分布的基板则起到固定夹持臂的作用。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台，利用伸缩活动的定位柱与旋转运动的定位槽实现旋转卡盘的精准和重复的定位，再通过钟表外壳夹具固定钟表的壳体，从而实现平台上对钟表壳体的精准加工。

本发明的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本发明的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式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为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台的外形结构示意图；

图2为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中拆下钟表外壳夹具后的外形结构示意图；

图3为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中拆下钟表外壳夹具后的爆炸图；

图4为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中插销定位相关组件的爆炸图；

图5为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中五轴悬臂及其内部结构的爆炸图；

图6为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中钟表外壳夹具部位的结构示意图。

图标：1-中空四轴；2-五轴悬臂；3-伺服电机；4-插销机构；5-旋转卡盘；6-变速装置；7-快换定位盘；8-零点快换夹具；9-转接板；10-定位座；11-基板；12-夹持臂；13-定位柱；14-定位槽；15-气缸；16-油槽。

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。

现有技术说明：

数控工作平台要求加工精度高、效率高，表现在数控转台上的一个特点即要求具有较好的旋转定位精度。传统的数控转台采用刹车组件来实现定位，由于刹车组件利用面接触的摩擦力来实现转动部件的急停，其刹车效果不佳，常常导致不易散发的热量，且刹车组件的结构较为复杂。

另外，数控转台在工作中的旋转和锁止操作极为频繁，多次刹车动作容易出现磨损，导致定位水平降低，零件更换也较为频繁，设备成本增大。在加工钟表等精密仪器时，传统数控转台难以保证加工精度，次品率无法得到控制，导致生产制作成本高昂，生产周期无法保障。

本发明技术方案概述：

本实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台，包括中空四轴1、五轴悬臂2、伺服电机3、插销机构4、旋转卡盘5、变速装置6、夹具定位盘和钟表外壳夹具；五轴悬臂2水平设置于中空四轴1的一侧；伺服电机3设置于五轴悬臂2的近端，变速装置6、旋转卡盘5、夹具定位盘、钟表外壳夹具依次从下向上设置于五轴悬臂2的远端；伺服电机3能够驱动变速装置6带动旋转卡盘5旋转，旋转卡盘5、夹具定位盘和钟表外壳夹具依次固定连接；插销机构4设置于伺服电机3和旋转卡盘5之间；插销机构4设置有可伸缩的定位柱13，旋转卡盘5的周向设置有多个定位槽14；当旋转卡盘5旋转到所需角度位置时，定位柱13伸长后能够插入定位槽14阻止旋转卡盘5的转动。

上述加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台的技术方案，能够较好地解决现有技术中数控转台的定位机构在加工钟表等精密仪器时存在的结构较为复杂、定位精度较低、零件需要频繁更换等问题：利用伸缩活动的定位柱13与旋转运动的定位槽14实现旋转卡盘5的精准和重复的定位，再通过钟表外壳夹具固定钟表的壳体，从而实现平台上对钟表壳体的精准加工。

针对上述现有技术方案存在的技术问题，下面结合具体的实施方式对本发明的技术方案做进一步地解释说明：

本实施例提供了一种加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台，其中：图1为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台的外形结构示意图；图2为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中拆下钟表外壳夹具后的外形结构示意图；图3为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中拆下钟表外壳夹具后的爆炸图；图4为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中插销定位相关组件的爆炸图；图5为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中五轴悬臂2及其内部结构的爆炸图；图6为本发明实施例提供的加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台中钟表外壳夹具部位的结构示意图。如图1～6所示，加工钟表外壳用插销悬臂五轴平台包括中空四轴1、五轴悬臂2、伺服电机3、插销机构4、旋转卡盘5、变速装置6、夹具定位盘和钟表外壳夹具；五轴悬臂2水平设置于中空四轴1的一侧；伺服电机3设置于五轴悬臂2的近端，变速装置6、旋转卡盘5、夹具定位盘、钟表外壳夹具依次从下向上设置于五轴悬臂2的远端；伺服电机3能够驱动变速装置6带动旋转卡盘5旋转，旋转卡盘5、夹具定位盘和钟表外壳夹具依次固定连接；插销机构4设置于伺服电机3和旋转卡盘5之间；插销机构4设置有可伸缩的定位柱13，旋转卡盘5的周向设置有多个定位槽14；当旋转卡盘5旋转到所需角度位置时，定位柱13伸长后能够插入定位槽14阻止旋转卡盘5的转动。

在上述实施例的基础上，如图4、5所示，进一步地，定位柱13的末端设置有梯形凸起，定位槽14呈相适配的梯形。在该结构的插销悬臂五轴平台中，梯形凸起的末端较小、底部较大；而梯形定位槽14开口较大、底部较小，方便了旋转卡盘5在旋转过程中迅速实现插接卡位。且梯形结构的凸起和凹槽磨损较小，扭矩较大。

在上述实施例的基础上，如图4、5所示，进一步地，多个定位槽14沿旋转卡盘5的周向均匀设置。在该结构的插销悬臂五轴平台中，周向均匀设置的定位槽14在进行锁止定位控制时方便快捷。另外，均匀结构的旋转卡盘5重心与尺寸中心重合，进一步提高了定位精度。

在上述实施例的基础上，如图4、5所示，进一步地，定位柱13由气缸15驱动实现伸缩活动。在该结构的插销悬臂五轴平台中，气缸15控制相对于液压和电机控制，优点在于动作迅速、反应快，并且整个机构的结构紧凑，体积小巧。而在高速运转的数控转台上，控制动作的反应速度对控制精度有着巨大的影响。

在上述实施例的基础上，如图4、5所示，进一步地，还包括油槽16；油槽16设置于定位柱13的外沿，用于润滑和降温。由于定位柱13的活动速度非常迅速，而采用油槽16能够对定位柱13起到润滑和降温的作用。

在上述实施例的基础上，如图4、5所示，进一步地，油槽16呈垂直交叉网状结构。网状结构的油槽16能够更好保存油脂，防止油脂渗漏，不仅安全卫生，同时延长了设备检修周期，降低了设备维护成本。

在上述实施例的基础上，如图3、4、5所示，进一步地，变速装置6包括谐波变速器。在数控转台上，旋转卡盘5频繁而重复地转动和锁止，采用谐波变速装置6能够为设备提供稳定、精密的重复定位精度。

在上述实施例的基础上，如图3、4、5所示，进一步地，夹具定位盘包括从下往上依次连接的快换定位盘7和零点快换夹具8。现代制造业越来越向小批量多品种甚至是单件生产倾斜，并且要求的交货周期越来越短。为了生产更多品种、更多规格的产品，生产单位不得不根据每种产品的情况来制造专门的夹具并安装到相同的机床上，而每更换一种产品就需要更换一种夹具，通常仅更换工装夹具的时间就耗时过长，而某些特殊产品或者精度要求高的产品消耗在更换工装夹具上的时间更是高达数小时，这就直接导致生产效率急剧下降。为提高小批量工装调试的效率，零点快换夹具8应运而生。而快换定位盘7和零点快换夹具8的组合结构，提高了夹具的更换效率和定位精度。

在上述实施例的基础上，如图1、6所示，进一步地，钟表外壳夹具包括转接板9、定位座10和压板；转接板9固定连接零点快换夹具8，定位座10设置于转接板9上，压板贴合设置于定位座10，且与定位座10之间形成容腔，用于夹持钟表外壳。在该结构的插销悬臂五轴平台中，转接板9用于连接作用，并传递伺服电机3的力矩。而定位座10和压板用以固定钟表的外壳，达到精准定位和姿态的调整。

在上述实施例的基础上，如图1、6所示，进一步地，压板包括两个基板11和四个夹持臂12，两个基板11对称设置，四个夹持臂12分别从两个基板11对向延伸。在该结构的插销悬臂五轴平台中，钟表的壳体多呈纵横对称结构，利用四个夹持臂12可对称夹持。而对称分布的基板11则起到固定夹持臂12的作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。