一种双门单向联动装置及具有其的机床自动门的制作方法

本实用新型属于机床部件技术领域，特别是一种双门单向联动装置及具有其的机床自动门。

背景技术：

机床外笼罩具有安全防护的作用，外笼罩上具有可开启和关闭的门结构，机床门结构具有单门单向、多门单向和多门双向等组合形式，是外部环境与外笼罩内部环境的交互区。为了配合自动化生产，机床门结构可设计为具有自动开关的功能，目前大部分的机床自动门均采用单一动力控制单门结构的运动。

在小型立式加工中心上，其x轴行程为300-600mm，这类尺寸的机床外笼罩，若采用单扇门防护，结构上的制约导致门开口宽度通常小于外笼罩宽度的一半，不利于工件的装夹；若采用双扇门防护，为了尽可能扩增门开口宽度，行业内一般采用的是单向开门。单向开门的结构，一般是由主动门和从动门组成，主动门移动至一定位置后，其一侧边接触从动门，进而带动从动门移动，这种驱动方式在快速开门时将会有很大的冲击和回弹，不利于机床的自动化改造。

申请号为201320014528.5的中国实用新型专利公开了一种数控机床联动双门，其通过采用齿轮与齿条的配合形式，控制主动门的移动速度是从动门的两倍，进而实现双门的单向联动。在其公开的技术方案中，存有诸多缺点，不利于产业化实施，具体如下：

1)采用齿条驱动，使得主动门和从动门的上端过重，对门的有效驱动力需求增加，另外齿条价格昂贵，这都增加了自动化改造的成本；

2)将齿轮直接设置在从动门上，为了保证齿轮与齿条的长期有效配合，对门的刚性具有较高的要求，进一步增加了机床成本；

3)机床门结构均为钣金件，加工精度较低，将齿轮直接设置在从动门上，并将齿条直接设置在主动门上，牺牲了装配的可调性，对机床制造的工时成本有一定的额外负担。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种双门单向联动装置及具有其的机床自动门，以提高装配调试和维护的便利性，并简化结构和降低成本。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种双门单向联动装置，包括固定支架，其特征在于，还包括第一支架和第二支架，所述固定支架上设有第一滑轨和与第一滑轨平行的第一链条，所述第一支架和第二支架可在第一滑轨上滑动，第一支架上设有可转动的链轮，所述第二支架上设有第二链条，所述链轮位于第一链条和第二链条之间，并且与所述第一链条和第二链条啮合。

具有上述双门单向联动装置的机床自动门，其特征在于，还包括主动门、从动门和气缸，主动门的上端连接所述第二支架，从动门的上端连接第一支架，所述气缸安装在所述固定支架上，用于驱动所述主动门沿着第一滑轨移动。

进一步地，所述第一支架包括第一滑块和第三滑块，所述第二支架包括第二滑块和第四滑块，第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块与所述第一滑轨滑动连接，所述第二滑块位于第一滑块和第三滑块之间，所述第三滑块位于第二滑块和第四滑块之间。

进一步地，所述第一链条包括第一连接链节和第一支撑链节，相邻两个第一支撑链节之间设置有1-4个第一连接链节，第一支撑链节的两侧设置有对称分布的第一固定板，第一固定板上设有螺纹孔，通过螺钉把第一固定板固定安装在固定支架上。

进一步地，所述第二链条包括第二连接链节和第二支撑链节，相邻两个第二支撑链节之间设置有1-4个第二连接链节，第二支撑链节的两侧设置有对称分布的第二固定板，第二固定板上设有螺纹孔，通过螺钉把第二固定板固定安装在第二支架上。

进一步地，所述主动门与所述第二支架的连接、所述从动门与第一支架的连接均为可拆卸式连接。

进一步地，固定支架上设有与第一滑轨平行的第二滑轨，所述主动门下端设置有第二滑轮，所述从动门的下端设置有第一滑轮，所述第一滑轮和第二滑轮均与第二滑轨可滑动连接。

进一步地，所述气缸的伸缩杆与第二滑块或第四滑块连接。

本实用新型提出的双门单向联动装置，采用链条与链轮的啮合进行驱动，链条具有重量轻、可局部替换的优点，易于维护；通过设置第一支架和第二支架，使得双门单向联动装置在结构上形成模块化，方便与不同规格的门结构进行连接，易于维护；将链轮设置在第一支架上，有利于链轮在与第一链条和第二链条装配时的调整。本实用新型提出的具有双门单向联动装置的机床自动门，由于采用了具有轻量化特点的双门单向联动装置，有利于降低对气缸的动力需求，从而降低升本；通过将气缸的伸缩杆通过连接板固定在第二滑块或第四滑块上，有利于传动的稳定性，提高机床自动化运行的可靠性。

附图说明

图1是双门单向联动装置的立体结构示意图；

图2是图1中的双门单向联动装置的仰视图；

图3是图2中a部的放大图；

图4是图1中的双门单向联动装置的右视图；

图5是第一支架与链轮的分布示意图；

图6是第一链条的结构示意图；

图7是机床自动门的立体结构示意图；

图8是图7中b部的放大图。

图中：1-固定支架、2-第一滑轨、3-第一滑块、4-第二滑块、5-第三滑块、6-第四滑块、7-第二支架、8-第一支架、9-第一链条、11-第二链条、12-转轴、13-链轮、15-主动门、16-从动门、17-气缸、19-连接板、802-条形槽、18a-尾部支架、18b-头部支架、901-第一连接链节、902-第一支撑链节、902a-第一固定板。

具体实施方式

参见图1，双门单向联动装置包括固定支架1、第一支架8和第二支架7，固定支架1为无自由度的固定件。固定支架1上固定设置有第一滑轨2和第一链条9，第一链条9与第一滑轨2平行。参见图2至4，第二支架7上固定设置有第二链条11，第二链条11在第一链条9的一侧，并且与第一链条9和第一滑轨2平行。链轮13可转动地设置在第一支架8上，链轮13位于第一链条9和第二链条11之间，并且与第一链条9和第二链条11啮合。

参见图5，链轮13通过转轴12可转动地安装在第一支架8上，可在第一支架8上转动。第一支架8上设置有一个贯通的条形槽802，链轮13其中的一部分轮齿穿过条形槽802与第二链条11啮合。

参见图1，第一支架8包括第一滑块3和第三滑块5，第二支架7包括第二滑块4和第四滑块6，第一滑块3、第二滑块4、第三滑块5和第四滑块6与第一滑轨2滑动连接，可在第一滑轨2上滑动，从而带动第一支架8和第二支架7在第一滑轨2上滑动。第一滑块3、第二滑块4、第三滑块5和第四滑块6依次排列，第二滑块4位于第一滑块3和第三滑块5之间，第三滑块5位于第二滑块4和第四滑块6之间。第一支架8和第二支架7形成一个互锁的结构，使二者不能脱离开，只能在预定位置内相互移动，这不但可以保证链轮13始终与第一链条9和第二链条11啮合，还可以通过四个滑块间距离的设置来确定第一支架8和第二支架7的移动距离和位置。

参见图6，第一链条9包括第一连接链节901和第一支撑链节902，相邻两个第一支撑链节902之间设置有1-4个(图中为3个)第一连接链节901，第一支撑链节902的两侧设置有对称分布的第一固定板902a，第一固定板902a上设有通孔，通过螺钉把第一固定板902a固定安装在固定支架1上。

第二链条11具有与第一链条9相同的结构，即第二链条包括第二连接链节和第二支撑链节，第二连接链节和第二支撑链节分别与第一连接链节和第一支撑链节结构相同，相邻连个第二支撑链节之间设置有1-4个第二连接链节，第二支撑链节的两侧设置有对称分布的第二固定板，第二固定板上设有螺纹孔，通过螺钉把第二链条11固定安装在第二支架7上。

参见图7，具有上述双门单向联动装置的机床自动门，还包括主动门15、从动门16、气缸17和第二滑轨(图中未示出)，第二滑轨设置在固定支架1上，与第一滑轨2平行。主动门15的上端与第二支架7可拆卸式连接，下端设置有第二滑轮，第二滑轮与第二滑轨可滑动连接。从动门16的上端与第一支架8可拆卸式连接，下端设置有第一滑轮，第一滑轮与第二滑轨可滑动连接。在主动门15和从动门16移动的过程中，上部有四个滑块沿着第一滑轨滑动，下部有两个滑轮沿着第二滑轨滑动，阻力小、移动更加平滑顺畅。主动门与所述第二支架的连接、所述从动门与第一支架的连接均为可拆卸式连接，便于双门单向联动装置与机床门之间的安装、拆卸和维护，双门单向联动装置模块化，可以与各种机床门相连接。

参见图7和图8，气缸17的缸体通过尾部支架18a和头部支架18b安装在固定支架1上，气缸17的伸缩杆通过连接板19与第二滑块4或第四滑块6连接，气缸17通过对第二滑块4或第四滑块6的驱动，可以经第二支架7带动主动门15进行移动。

双门单向联动装置工作原理：

由于链轮13的中心固定在从动门16的顶部，所以链轮与从动门16在滑轨方向将会同步移动；由于第二链条11通过第二支架7间接的固定在主动门15的顶部，所以第二链条11与主动门15将沿着滑轨方向同步移动；由于第二链条11与链轮13啮合，链轮与第一链条9啮合，且第一链条9固定在固定支架1上不可移动，所以在任意瞬间，以链轮与第一链条的啮合点为速度瞬心，则在滑轨方向上，链轮中心的瞬时速度是链轮与第二链条啮合点的瞬时速度的一半。基于这一原理，假设开门方向为从右向左，那么将主动门15设置在右侧，从动门16设置在左侧，则推动主动门移动时，从动门将以主动门1/2的速度同向移动，通过在结构上设置主动门的行程是从动门的行程的两倍，则主动门便可以与从动门同时到达开门的终点。反之，在关门的过程中，主动门也将与从动门同时到达关门的终点位置。

自动门的工作过程：

当主动门15和从动门16处于关闭位置时，气缸17通入压缩气体后，气缸的伸缩杆伸出，推动连接板19沿着第一滑轨方向移动，由于连接板与第二滑块或第四滑块固定连接，第二滑块和第四滑块与第二支架固定连接，则第二支架将带动与其固定连接的主动门和第二链条沿着第一滑轨方向同步移动，同时，第二链条将驱动与其啮合的链轮发生转动，而链轮还与被固定的第一链条啮合，所以链轮将同时具有绕转轴转动和沿着第一滑轨方向移动两种状态，根据之前对双门单向联动装置工作原理的陈述，在第一滑轨的方向上，链轮的移动速度是主动门的移动速度的1/2，链轮通过转轴、第一支架和从动门在第一滑轨方向同步移动，因此实现了主动门与从动门的同时移动，且主动门的移动速度是从动门的两倍。反之，当主动门和从动门处于敞开位置时，则气缸通入反向的压缩气体后，气缸的伸缩杆收回，则主动门将与从动门同时到达关闭时的位置。自动门在完全敞开和完全关闭时的位置检测信号是通过气缸两端的位置信号传感器进行检测的。

气缸上具有两根进气管，分别连接至气缸上由活塞分隔的两个腔室上，进气管的另一端均连接至电磁阀上，电磁阀通过数控系统内的plc程序进行控制。

本实用新型提出的双门单向联动装置，采用链条与链轮的啮合进行驱动，链条具有重量轻、可局部替换的优点，易于维护；通过设置第一支架和第二支架，使得双门单向联动装置在结构上形成模块化，方便与不同规格的门结构进行连接，易于维护；将链轮设置在第一支架上，有利于链轮在与第一链条和第二链条装配时的调整。本实用新型提出的具有双门单向联动装置的机床自动门，由于采用了具有轻量化特点的双门单向联动装置，有利于降低对气缸的动力需求，从而降低升本；通过将气缸的伸缩杆通过连接板固定在第二滑块或第四滑块上，有利于传动的稳定性，提高机床自动化运行的可靠性。