CN116690242B - 一种摆台装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种摆台装置，涉及加工设备技术领域，该摆台装置包括：底座，底座用于设置在地基上，并用于设置在龙门加工中心的下方；两第一旋转机构和连接体，两第一旋转机构相对连接在底座上，连接体的两端分别与两第一旋转机构的旋转端连接；第二旋转机构和至少三个支撑臂，第二旋转机构连接在连接体上，其中一个支撑臂与第二旋转机构的旋转端连接，其余支撑臂间隔设置，其余支撑臂与连接体转动连接；工作台，工作台连接在至少三个支撑臂的顶部，工作台用于放置待加工零件；提高了大规格工作台的刚性，工作台摆动动态响应特效好，能够满足一次装夹待加工零件实现多角度型面的高效、精密的加工需求，提高了待加工零件的加工质量和加工效率。
Description
技术领域
本发明属于加工设备技术领域，更具体地，涉及一种摆台装置。
背景技术
龙门加工中心是一种可进行铣、镗、钻等加工的数控机床，目前主要采用龙门式加工中心加工航空航天领域的弹翼骨架类零件。由于弹翼骨架类零件多采用整体壁类结构，具有多角度型面，加工去除量大、工序多，所以该类零件加工效率低。
为了实现该类零件一次装夹后完成所有型面加工，减少加工工序，采用配置摆台的龙门加工中心加工此类零件，但是现有摆台为摇篮式结构，其大规格工作台为单支撑，且摆动通过蜗轮蜗杆结构的数控分度盘驱动实现，不仅工作台刚性低，且蜗轮蜗杆磨损后加工精度下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术不足提供一种摆台装置，以解决上述背景技术中提出的现有摆台为摇篮式结构，其大规格工作台为单支撑，且摆动通过蜗轮蜗杆结构的数控分度盘驱动实现，不仅工作台刚性低，且蜗轮蜗杆磨损后加工精度下降的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种摆台装置，该摆台装置包括：
底座，所述底座用于设置在地基上，并用于设置在龙门加工中心的两立柱之间；
两第一旋转机构和连接体，两所述第一旋转机构相对连接在所述底座上，所述连接体的两端分别与两所述第一旋转机构的旋转端连接；
第二旋转机构和至少三个支撑臂，所述第二旋转机构连接在所述连接体上，其中一个所述支撑臂与所述第二旋转机构的旋转端连接，其余所述支撑臂间隔设置，其余所述支撑臂与所述连接体转动连接；
工作台，所述工作台连接在至少三个所述支撑臂的顶部，所述工作台用于放置待加工零件；
控制单元，所述控制单元与两所述第一旋转机构和所述第二旋转机构电性连接，所述控制单元用于控制两所述第一旋转机构的旋转端绕第一轴线转动，所述控制单元用于控制所述第二旋转机构的旋转端绕第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线在空间上形成设定角度。
优选地，所述第一轴线与所述第二轴线分别与水平面平行，所述第一轴线与所述第二轴线在水平面上形成的设定角度为90度。
优选地，所述第一旋转机构包括：
箱体；
第一电机，所述第一电机连接在所述箱体上，所述第一电机的前端并位于所述第一电机的芯轴输出端周侧设有第一环槽，所述第一环槽内设有V型端面密封圈；
挡板，所述挡板的中部设有安装孔，所述安装孔套接在所述第一电机的芯轴输出端上，所述挡板覆盖在所述第一环槽上。
优选地，所述第一旋转机构包括：
第一角位移传感器，所述第一角位移传感器的定子与所述第一电机的定子连接，所述第一角位移传感器的转子与所述第一电机的转子连接；
第一制动器，所述第一制动器连接在所述第一电机的前端，所述第一制动器的制动部能够抱紧所述第一电机的芯轴输出端；
所述控制单元与所述第一角位移传感器和所述第一制动器电性连接，所述控制单元用于接收所述第一角位移传感器检测的所述第一电机的旋转角度，并控制所述第一制动器制动所述第一电机的芯轴输出端。
优选地，所述连接体呈U形，U形所述连接体的内部设有筋腔，每个所述第一电机的芯轴的内部设有轴腔，所述轴腔与所述筋腔连通，其中一个所述第一电机的前端中部设有第二电接头，所述第二旋转机构的线缆依次经过筋腔和其中一个所述第一电机的芯轴轴腔，并与所述第二电接头电性连接。
优选地，所述第二旋转机构包括：
壳体，所述壳体连接所述连接体上，所述壳体的内部设有内腔，所述壳体的顶部设有腔口；
第二电机，所述第二电机设置在所述内腔的内部一端，所述第二电机的芯轴输出端与一个所述支撑臂连接，所述第二电机的尾端与一个所述支撑臂转动连接；
台体，所述台体设置在所述内腔的内部另一端，所述台体的中部设有转孔；
轴体，所述轴体转动连接在所述转孔内，所述轴体的一端与一个所述支撑臂连接。
优选地，所述第二旋转机构包括：
第二角位移传感器，所述第二角位移传感器的定子与台体连接，所述第二角位移传感器的转子与轴体连接；
两第二制动器，两所述第二制动器分别连接在所述第二电机的前端和所述台体的一侧上，两所述第二制动器的制动部分别能够抱紧所述第二电机的芯轴输出端和所述轴体的一端；
所述控制单元与所述第二角位移传感器和两所述第二制动器电性连接，所述控制单元用于接收所述第二角位移传感器检测的所述第二电机的旋转角度，并控制两所述第二制动器的制动部分别制动所述第二电机的芯轴输出端和所述轴体的一端。
优选地，所述第二电机的前端、尾端并位于所述第二电机的芯轴周侧设有第二环槽，所述台体远离第二电机的一侧并位于轴体的周侧也设有第二环槽，所述第二环槽内设有V型端面密封圈，每个所述支撑臂覆盖在对应的所述第二环槽上；
所述第二旋转机构还包括防护罩，所述防护罩设置在第二电机与所述台体之间，并覆盖在所述腔口，所述防护罩的一端设有端罩，所述端罩覆盖在所述台体的另一侧。
优选地，所述支撑臂呈T形。
优选地，所述第一旋转机构还包括防尘盖，所述防尘盖覆盖在所述第一电机的尾端，所述防尘盖上设有第一电接头，所述第一旋转机构的电缆与所述第一电接头电性连接。
本发明提供一种摆台装置，其有益效果在于：该摆台装置的两第一旋转机构的旋转端能够带动工作台上的待加工零件绕第一轴线转动，第二旋转机构能够带动工作台上的待加工零件绕第二轴线转动，由于第一轴线与第二轴线在空间上形成设定角度，进而，能够与龙门加工中心的X、Y、Z直线轴运动构成五轴联动，该摆台装置其中一个支撑臂与第二旋转机构的旋转端连接，其余支撑臂间隔设置，其余支撑臂与连接体转动连接，工作台连接在至少三个支撑臂的顶部，由于通过至少三个支撑臂支撑，提高了大规格工作台的刚性，并且，直接通过第一旋转机构和第二旋转机构驱动，工作台摆动动态响应特效好，能够满足一次装夹待加工零件实现多角度型面的高效、精密的加工需求，提高了待加工零件的加工质量和加工效率。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种摆台装置的主视并剖视结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种摆台装置的侧视并剖视结构示意图。
附图标记说明：
1、底座；2、第一旋转机构；3、连接体；4、第二旋转机构；5、支撑臂；6、箱体；7、第一电机；8、环槽；9、V型端面密封圈；10、挡板；11、第一角位移传感器；12、第一制动器；13、第二电接头；14、壳体；15、第二电机；16、台体；17、轴体；18、第二角位移传感器；19、第二制动器；20、第二环槽；21、防护罩；22、端罩；23、防尘盖；24、第一电接头；25、工作台。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如图1和图2所示，本发明提供一种摆台装置，该摆台装置包括：
底座1，底座1用于设置在地基上，并用于设置在龙门加工中心的两立柱之间；
两第一旋转机构2和连接体3，两第一旋转机构2相对连接在底座1上，连接体3的两端分别与两第一旋转机构2的旋转端连接；
第二旋转机构4和至少三个支撑臂5，第二旋转机构4连接在连接体3上，其中一个支撑臂5与第二旋转机构4的旋转端连接，其余支撑臂5间隔设置，其余支撑臂与连接体3转动连接；
工作台25，工作台25连接在至少三个支撑臂5的顶部，工作台25用于放置待加工零件；
控制单元，控制单元与两第一旋转机构2和第二旋转机构4电性连接，控制单元用于控制两第一旋转机构2的旋转端绕第一轴线转动，控制单元用于控制第二旋转机构4的旋转端绕第二轴线转动，第一轴线与第二轴线在空间上形成设定角度。
具体的，为解决现有摆台为摇篮式结构，其大规格工作台为单支撑，且摆动通过蜗轮蜗杆结构的数控分度盘驱动实现，不仅工作台刚性低，且蜗轮蜗杆磨损后加工精度下降的问题，本发明提供一种摆台装置，该摆台装置底座1通过垫铁螺栓与地基相连接，该摆台装置的两第一旋转机构2的旋转端能够带动工作台25上的待加工零件绕第一轴线转动，第二旋转机构能够带动工作台25上的待加工零件绕第二轴线转动，由于第一轴线与第二轴线在空间上形成设定角度，进而，能够与龙门加工中心的X、Y、Z直线轴运动构成五轴联动，该摆台装置其中一个支撑臂5与第二旋转机构的旋转端连接，其余支撑臂5间隔设置，其余支撑臂5与连接体3转动连接，工作台25连接在至少三个支撑臂5的顶部，由于通过至少三个支撑臂5支撑，提高了大规格工作台25的刚性，并且，直接通过第一旋转机构2和第二旋转机构4驱动，工作台25摆动动态响应特效好，能够满足一次装夹待加工零件实现多角度型面的高效、精密的加工需求，提高了待加工零件的加工质量和加工效率。
优选地，第一轴线与第二轴线分别与水平面平行，第一轴线与第二轴线在水平面上形成的设定角度为90度。
具体的，该摆台装置能够与龙门加工中心的X、Y、Z直线轴运动构成五轴联动。
如图1所示，优选地，第一旋转机构2包括：
箱体6；
第一电机7，第一电机7连接在箱体6上，第一电机7的前端并位于第一电机7的芯轴输出端周侧设有第一环槽8，第一环槽8内设有V型端面密封圈9；
挡板10，挡板10的中部设有安装孔，安装孔套接在第一电机7的芯轴输出端上，挡板10覆盖在第一环槽8上。
具体的，箱体6通过螺钉固定在底座1上，当两第一电机7同时开始工作时，连接体3能够绕第一轴线转动，以实现待加工零件绕第一轴线转动，第一环槽8内的V型端面密封圈9与具有迷宫密封结构的挡板10形成旋转密封。
优选地，箱体6的内部用于作为第一电机7的外壳，第一电机7的芯轴通过第一电机7的转台轴承与箱体6相连接，第一电机7的定子通过第一电机的定子法兰盘与箱体6相连接，第一电机7的转子通过第一电机的转子法兰盘与第一电机7的芯轴相连接，挡板10通过螺钉与第一电机7的芯轴相连接，两第一电机7的芯轴输出端通过螺钉分别与连接体3的两端相连接。
具体的，箱体6与第一电机7的各部件相连接，以实现对第一电机7的支撑。
优选地，第一旋转机构2包括：
第一角位移传感器11，第一角位移传感器11的定子与第一电机7的定子连接，第一角位移传感器11的转子与第一电机7的转子连接；
第一制动器12，第一制动器12连接在第一电机7的前端，第一制动器12的制动部能够抱紧第一电机7的芯轴输出端；
控制单元与第一角位移传感器11和第一制动器12电性连接，控制单元用于接收第一角位移传感器11检测的第一电机7的旋转角度，并控制第一制动器12制动第一电机7的芯轴输出端。
具体的，第一角位移传感器11可以为圆时栅角位移传感器，第一制动器12可以为气动抱闸，第一角位移传感器11能够检测第一电机7的旋转角度并反馈给控制单元，第一制动器12能够抱紧第一电机7的芯轴输出端。
优选地，第一角位移传感器11的转子通过螺钉与第一电机7的转子法兰盘相连接，第一角位移传感器11的定子通过螺钉与第一电机7的定子法兰盘相连接，第一制动器12通过螺钉与第一电机7的前端相连接。
具体的，用于实现第一角位移传感器11与第一电机7相连接，以实现检测第一电机7的旋转角度并反馈给控制单元。
优选地，连接体3呈U形，U形连接体3的内部设有筋腔，每个第一电机7的芯轴的内部设有轴腔，轴腔与筋腔连通，其中一个第一电机7的前端中部设有第二电接头13，第二旋转机构4的线缆依次经过筋腔和其中一个第一电机7的芯轴轴腔，并与第二电接头13电性连接。
具体的，第二电接头13为防水接头，第二旋转机构4的线缆经过筋腔和芯轴轴腔，并由第二电接头13引出，确保第二旋转机构4的线缆不外露。
如图2所示，优选地，第二旋转机构4包括：
壳体14，壳体14连接连接体3上，壳体14的内部设有内腔，壳体14的顶部设有腔口；
第二电机15，第二电机15设置在内腔的内部一端，第二电机15的芯轴输出端与一个支撑臂5连接，第二电机15的尾端与一个支撑臂5转动连接；
台体16，台体16设置在内腔的内部另一端，台体16的中部设有转孔；
轴体17，轴体17转动连接在转孔内，轴体17的一端与一个支撑臂5连接。
具体的，壳体14通过螺钉固定在连接体3上，当第二电机15开始工作时，在三个支撑臂5的配合作用下，能够带动工作台25绕第二轴线转动，第二电机15的芯轴输出端上的支撑臂5与轴体17上的支撑臂5构成了音叉结构，第二电机15的尾端的支撑臂5用于辅助支撑，提高了大规格工作台25的刚性。
优选地，内腔的内部一端用于作为第二电机15的外壳，第二电机15的定子通过第二电机15的定子法兰盘与壳体14相连接，第二电机15的芯轴通过第二电机15的转台轴承与第二电机15的转台轴承固定法兰盘相连接，第二电机15的转台轴承固定法兰盘通过螺钉与第二电机15的定子法兰盘相连接，第二电机15的转子通过第二电机15的转子法兰盘与第二电机15的芯轴相连接；
第二电机15的尾端与一个支撑臂5通过深沟球轴承相连接；
轴体17通过台体轴承与台体轴承固定法兰盘相连接，台体轴承固定法兰盘通过螺钉与台体16相连接；
第二电机15的芯轴输出端通过螺钉与一个支撑臂5相连接，轴体17一端通过螺钉与一个支撑臂5相连接，每个支撑臂5的顶部通过螺钉与工作台25相连接。
优选地，第二旋转机构4包括：
第二角位移传感器18，第二角位移传感器18的定子与台体16连接，第二角位移传感器18的转子与轴体17连接；
两第二制动器19，两第二制动器19分别连接在第二电机15的前端和台体16的一侧上，两第二制动器19的制动部分别能够抱紧第二电机15的芯轴输出端和轴体17的一端；
控制单元与第二角位移传感器18和两第二制动器19电性连接，控制单元用于接收第二角位移传感器18检测的第二电机15的旋转角度，并控制两第二制动器19的制动部分别制动第二电机15的芯轴输出端和轴体17的一端。
具体的，第二角位移传感器18可以为圆时栅角位移传感器，第二制动器19可以为气动抱闸，第二角位移传感器能够检测第二电机15的旋转角度并反馈给控制单元，两第二制动器19能够分别抱紧第二电机15的芯轴输出端和轴体17的一端。
优选地，两第二制动器19分别通过螺钉固定在第二电机15的前端和台体16的一侧，第二角位移传感器18的定子通过第二角位移传感器18的定子固定法兰盘与台体轴承固定法兰盘相连接，第二角位移传感器18的转子通过第二角位移传感器18的转子固定法兰盘与轴体17相连。
优选地，第二电机15的前端、尾端并位于第二电机15的芯轴周侧设有第二环槽20，台体16远离第二电机15的一侧并位于轴体17的周侧也设有第二环槽20，第二环槽20内设有V型端面密封圈9，每个支撑臂5覆盖在对应的第二环槽20上；
第二旋转机构4还包括防护罩21，防护罩21设置在第二电机15与台体16之间，并覆盖在腔口，防护罩21的一端设有端罩22，端罩22覆盖在台体16的另一侧。
具体的，第二环槽20内的V型端面密封圈9与具有迷宫密封结构的支撑臂5形成旋转密封。
优选地，防护罩21通过螺钉连接有刮屑板，刮屑板贴合在第二电机15尾端的支撑臂5上，防护罩21通过螺钉连接在第二电机15与台体16之间，并覆盖在腔口。
具体的，防护罩21、端罩22和刮屑板用于对内腔实现密封。
优选地，支撑臂5呈T形。
优选地，第一旋转机构2还包括防尘盖23，防尘盖23覆盖在第一电机7的尾端，防尘盖23上设有第一电接头24，第一旋转机构2的电缆与第一电接头24电性连接。
具体的，防尘盖23通过螺钉与第一电机7的定子法兰盘相连接，第一电接头24为防水电缆接头，防尘盖23用于防止灰尘进入第一电机7的内部。
综上，本发明的摆台装置实施时，该摆台装置的两第一电机7的芯轴输出端能够带动工作台25上的待加工零件绕第一轴线转动，第二电机15的芯轴输出端能够带动工作台25上的待加工零件绕第二轴线转动，由于第一轴线与第二轴线在空间上形成设定角度，进而，能够与龙门加工中心的X、Y、Z直线轴运动构成五轴联动，该摆台装置其中一个支撑臂5与第二旋转机构的旋转端连接，其余支撑臂5间隔设置，其余支撑臂5与连接体3转动连接，工作台25连接在三个支撑臂5的顶部，进而，第二电机15的芯轴输出端上的支撑臂5与轴体17上的支撑臂5构成了音叉结构，第二电机15的尾端的支撑臂5用于辅助支撑，提高了大规格工作台25的刚性，并且，直接通过两第一电机7和第二电机15驱动，工作台25摆动动态响应特效好，能够满足一次装夹待加工零件实现多角度型面的高效、精密的加工需求，提高了待加工零件的加工质量和加工效率。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (5)
1.一种摆台装置，其特征在于，该摆台装置包括：
底座，所述底座用于设置在地基上，并用于设置在龙门加工中心的两立柱之间；
两第一旋转机构和连接体，两所述第一旋转机构相对连接在所述底座上，所述连接体的两端分别与两所述第一旋转机构的旋转端连接；
第二旋转机构和至少三个支撑臂，所述第二旋转机构连接在所述连接体上，其中一个所述支撑臂与所述第二旋转机构的旋转端连接，其余所述支撑臂间隔设置，其余所述支撑臂与所述连接体转动连接；
工作台，所述工作台连接在至少三个所述支撑臂的顶部，所述工作台用于放置待加工零件；
控制单元，所述控制单元与两所述第一旋转机构和所述第二旋转机构电性连接，所述控制单元用于控制两所述第一旋转机构的旋转端绕第一轴线转动，所述控制单元用于控制所述第二旋转机构的旋转端绕第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线在空间上形成设定角度；
所述第一轴线与所述第二轴线分别与水平面平行，所述第一轴线与所述第二轴线在水平面上形成的设定角度为90度；
所述第一旋转机构包括：
箱体；
第一电机，所述第一电机连接在所述箱体上，所述第一电机的前端并位于所述第一电机的芯轴输出端周侧设有第一环槽，所述第一环槽内设有V型端面密封圈；
挡板，所述挡板的中部设有安装孔，所述安装孔套接在所述第一电机的芯轴输出端上，所述挡板覆盖在所述第一环槽上；
所述第一旋转机构还包括：
第一角位移传感器，所述第一角位移传感器的定子与所述第一电机的定子连接，所述第一角位移传感器的转子与所述第一电机的转子连接；
第一制动器，所述第一制动器连接在所述第一电机的前端，所述第一制动器的制动部能够抱紧所述第一电机的芯轴输出端；
所述控制单元与所述第一角位移传感器和所述第一制动器电性连接，所述控制单元用于接收所述第一角位移传感器检测的所述第一电机的旋转角度，并控制所述第一制动器制动所述第一电机的芯轴输出端；
所述第二旋转机构包括：
壳体，所述壳体连接所述连接体上，所述壳体的内部设有内腔，所述壳体的顶部设有腔口；
第二电机，所述第二电机设置在所述内腔的内部一端，所述第二电机的芯轴输出端与一个所述支撑臂连接，所述第二电机的尾端与一个所述支撑臂转动连接；
台体，所述台体设置在所述内腔的内部另一端，所述台体的中部设有转孔；
轴体，所述轴体转动连接在所述转孔内，所述轴体的一端与一个所述支撑臂连接；
所述第二旋转机构还包括：
第二角位移传感器，所述第二角位移传感器的定子与台体连接，所述第二角位移传感器的转子与轴体连接；
两第二制动器，两所述第二制动器分别连接在所述第二电机的前端和所述台体的一侧上，两所述第二制动器的制动部分别能够抱紧所述第二电机的芯轴输出端和所述轴体的一端；
所述控制单元与所述第二角位移传感器和两所述第二制动器电性连接，所述控制单元用于接收所述第二角位移传感器检测的所述第二电机的旋转角度，并控制两所述第二制动器的制动部分别制动所述第二电机的芯轴输出端和所述轴体的一端。
2.根据权利要求1所述的一种摆台装置，其特征在于，所述连接体呈U形，U形所述连接体的内部设有筋腔，每个所述第一电机的芯轴的内部设有轴腔，所述轴腔与所述筋腔连通，其中一个所述第一电机的前端中部设有第二电接头，所述第二旋转机构的线缆依次经过筋腔和其中一个所述第一电机的芯轴轴腔，并与所述第二电接头电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种摆台装置，其特征在于，所述第二电机的前端、尾端并位于所述第二电机的芯轴周侧设有第二环槽，所述台体远离第二电机的一侧并位于轴体的周侧也设有第二环槽，所述第二环槽内设有V型端面密封圈，每个所述支撑臂覆盖在对应的所述第二环槽上；
所述第二旋转机构还包括防护罩，所述防护罩设置在第二电机与所述台体之间，并覆盖在所述腔口，所述防护罩的一端设有端罩，所述端罩覆盖在所述台体的另一侧。
4.根据权利要求1所述的一种摆台装置，其特征在于，所述支撑臂呈T形。
5.根据权利要求1所述的一种摆台装置，其特征在于，所述第一旋转机构还包括防尘盖，所述防尘盖覆盖在所述第一电机的尾端，所述防尘盖上设有第一电接头，所述第一旋转机构的电缆与所述第一电接头电性连接。
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